基于单片机的楼梯口声控灯控制系统设计

TOC\o"1-3"\h\u30442摘要 引言课题研究背景随着经济的发展，城市的建设速度越来越快，人们对生活环境的要求也越来越高，楼宇智能照明系统就是为了解决这一问题而诞生的。楼宇智能照明系统主要由控制系统、照明控制系统等组成，其中，控制系统是楼宇智能照明系统的核心，它决定着整个楼宇智能照明系统的运行和管理方式。目前我国在楼宇智能照明方面已取得了较大进展，一些大型城市已经建立起了智能化楼宇自动控制系统，包括：（1）基于计算机、网络和通信技术的楼宇自动化综合监控系统；（2）基于单片机、PLC、计算机等技术的楼宇自动控制装置；（3）基于网络的远程监控与管理；（4）基于现场总线技术的智能家居控制设备。其中，第一种以计算机为核心，通过网络实现楼宇自动化综合监控；第二种是基于单片机和PLC等技术实现楼宇自动化综合监控；第三种是基于现场总线技术实现智能家居控制。其中，前两种技术已经非常成熟。但是，由于楼宇智能化系统本身的复杂性和多样性，特别是对于一些老旧建筑而言，要想实现智能照明控制存在很大难度。随着新一代互联网和物联网的发展，远程监控与管理已经成为可能，这对楼宇智能化综合监控提出了更高要求。目前国内针对楼宇智能照明的研究还比较少，大多停留在理论探讨阶段。特别是对于如何通过语音来控制灯光这个问题上还没有很好地解决方案。而通过对现有问题进行分析研究后，我们提出了一种基于语音控制的楼宇智能照明系统。课题研究现状“十一五”规划将节约能源和环境保护列为国家发展的两大主题，在国家能源发展中长期规划中，国家能源消费总量的13%已经被明确提出，因此，照明节能显得尤为重要。现代社会在以电子和信息技术为主导的情况下，迅速发展的科学技术促进了各国的发展，不但生产力得到了极大的提升，而且在国际上的地位也得到了提升。由此可见，科技已经成为了世界上最大的竞争对手。特别是电子信息技术，它在全国范围内的各个领域都有广泛的应用。由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。这种控制电路的结构十分完善，节能效果也很好，但也有一些问题，例如不能经常使用此电路。因此，这个线路需要改进。我们可以在电路中加入一些硬件，使其在不影响电路的正常工作和智能化的情况下，使其更好的为用户所用。发展半导体照明，在节能、环保、节约型社会等方面具有重大战略意义。为了实现这一目标，各国纷纷加大投资，把LED通用照明列为国家未来的能源发展战略。在国内，半导体照明、节能也是一项非常重大的项目。LED是当今世界上最节能、最环保的一种新型的节能环保能源，它的应用范围非常广阔。随着技术的不断进步，发光效率不断提高，工艺日趋成熟，大功率LED的生产成本不断降低。目前，LED产品逐渐取代了传统的灯饰，成为了一颗冉冉升起的“明星”。美国、法国等国家从上世纪90年代起，纷纷制定出相关扶持政策，用于推广节能灯等节能产品。这也让国际上对LED行业产生了巨大的反响，半导体行业在世界各地的发展速度都很快，特别是在国外。发达国家纷纷出台了国家和区域的半导体照明项目，快速增加了LED大的研发和发展，并推动了相关行业的发展。从世界范围来看，美国，亚洲，欧洲，三足鼎立，行业的分布和竞争也在不断扩大。美国的Cree、Lumileds、日本Nichia、ToyodaGosei、德国Osram等公司的产品在高端市场上占有一席之地。由于美国、日本和欧洲等国家的企业在快速发展的同时，也在不断地扩大自己的生产规模和投入，以加快占领市场的步伐。从当前世界LED行业的发展状况来看，一些科学家预计，LED将会减少全世界的电力消耗的一半，发展LED照明成为全球产业的焦点。日本自一九九八年起推行「二十一世纪之光」，而美国则于二○○○年启动「国家半导」，“彩虹计划”是在同一年由欧盟发起的。其目的都是要推动LED的应用。可见节能灯在国内外都有着重大的发展和重要作用。课题研究内容本课题主要针对利用单片机设计了一款楼梯口声控灯控制系统，采用光敏电阻采集室内的光照强度；通过声音传感器采集声音分贝信息；采用C语言进行编程，然后在Keil软件中进行校准、调试。最后，通过Proteus软件对程序进行了模拟实验，以了解系统的功能。设计的基本框架如下：1.绪论。这一章主要对项目的有关背景、项目目前发展的国内外情况进行了说明，同时也对本文的主要研究内容进行了说明。2.系统设计方案。这一章比较详细地介绍了楼梯口声控灯的整体设计方案，并提出了该项目的整体设计思路，并根据该思路进行了系统的选取，为整个系统的实现做好了充足的准备。3.系统的硬件结构。在此章中，根据整体的设计思想，对系统的硬件进行了具体的设计，主要是对主要的控制部分、各个周边的部件以及具体的电路进行了详细的设计。4.系统的软件开发。在这一章中，笔者首先对相关的编译器、编译器等进行了介绍，然后详细地分析了各部分的工作流程，最后给出了相关的程序代码。5.系统调试与分析。这一章的重点是对已构建好的硬件电路以及已编写好的软件程序，利用Proteus仿真对整个系统进行了调试，并对其进行了深入的研究，以确保系统能够满足所需的性能指标。结论：本章概括了论文的工作与研究成果。系统整体设计方案设计方案本课题要求设计一款楼梯口声控灯控制系统，主要是针对其声控系统进行设计。主要功能是实现通过光敏电阻判断目前的光强，当光强足够时，即使发出声音，灯也不会点亮；当光强不够时，可以通过声音控制灯的点亮，一段时候后自动关闭，从而实现自动开启关闭楼梯灯的控制，最终达到声控灯自动控制的目的。在进行控制系统设计时，首先需要明确设计思路，针对系统的设计方案进行分析，了解下楼梯口声控灯控制系统各个部分的组成原理，学习控制系统相关设计过程，自动控制等技术，完成主要的元器件选型和硬件电路及软件程序的功能实现，并最终通过调试实现课题所要求的功能。主要设计思路如下：调研设计首先对楼梯口声控灯市场的用户需求有一定的了解，通过查询相应的文献资料，或者与身边的人进行沟通，对于楼梯口声控灯的成本要求，性能需求有所了解，重要是对其他文献中对于楼梯口声控灯的控制模式进行调查研究，从而针对当前楼梯口声控灯模式进行研究，分析其具体原理，从而分析相关楼梯口声控灯技术的应用现状，也可通过实地考察，从而完成资料调研、归纳分析等工作。调查文献从网上查询楼梯口声控灯控制系统的相关文献，对于国内外针对楼梯口声控灯的控制系统设计进行研究和梳理，对实现理论进行具体分析。根据前文的总体研究思路，重点是要观察文献中对于主控系统的设计过程，和本课题需要用到的相关外部器件作进一步原理分析。在调查文献时，可以通过查阅网络资料，也可以去图书馆借阅相关书籍，和老师同学讨论研究等。例证研究通过文献学习楼梯口声控灯的控制系统的设计之后，分析不同设计思路的优缺点，对系统的具体方案进行设计，并考虑如何在之前学习文献中的实现过程进行优化设计。针对外围器件，如光敏电阻、声控模块等，可以直接从网上购买相关器件，与厂家沟通，如何实现课题所需的功能，在了解如何设计的具体实例之后，就可以着手对系统的软硬件部分进行搭建，分模块进行，保证系统的可靠性，在设计过程中，不能贪快，遇到问题时先解决完，再进行下一步，以保证最终的设计出现最少的问题。系统整体框图根据课题的设计要求，本文查阅了相关系统资料，对楼梯口声控灯控制本系统完成了整个方案的总体设计，经分析，总体实现如下：主控部分采用单片机进行控制；光敏电阻判断目前的光强；通过声音传感器判断是否有人；LED灯模拟楼梯口灯具。该系统的整体结构框图如图2.1所示。图2.1系统结构框图硬件部分选型单片机选型单片机诞生于70年代后期，经过了SAM、MCU和SOC三个发展时期，其中以嵌入式为代表的是嵌入式系统。随着单片机技术的发展，它已经渗透到了人们的生活中。在很多方面都有很大的影响，在日常生活中也有很大的用途。单片机是一个微型计算机，它能完成复杂的计算工作，如进行逻辑运算、控制信号处理和控制程序运行等。单片机能在各种微控制器的基础上实现复杂的功能，使单片机具有了更大的灵活性和更多的扩展功能。例如：将存储程序的存储器用外部程序存储器代替，大大增加了单片机存储空间；单片机与外设接口用外部存储器代替，大大增加了单片机与外设接口数量；内部可编程Flash用来存放程序和数据，提高了单片机使用寿命；片内中断系统用中断程序代替，减少了中断处理时间。目前，单片机的型号很多，如何选择一个合适的单片机是我们设计成功与否的关键。根据系统要求以及其他方面的考虑，本设计选用了TI公司生产的TLC2543芯片。TLC2543是TI公司推出的一款8位单片微型控制器（MCU），具有强大的8位CPU处理能力和丰富的片内资源，以及较高的数据吞吐率。TLC2543内建8KB以上RAM和32KB以上ROM，采用标准UART、SPI、I2C等串行接口标准，并且支持16位并行输入/输出和8位定时/计数器，可以直接与通用型8051内核兼容。片内集成16KB以上SRAM和I2C总线接口等先进功能模块，为用户提供了丰富、完善且可靠的片内资源。在整个项目的总体设计中，以主控制芯片模块为中心，而主控制模块则是整个系统的开发与开发。所以，在主控芯片的设计上，一定要有一个周密的计划。下面是两种方案：第一种方案：采用国内某公司自主研制的MSP430F1611系列单片机为楼道口声控灯控制系统的的主要控制芯片，采用18V-36V、48位I/O端口，成本较高。第二种方案：方案二：采用Atmel公司的AT89C51作为主控制器，其工作电压为5V，工作时功耗低，性能好，具有32个I/O端口。成本低，电路结构设计简单，广泛用于各种控制系统中。经过上述两种方案的分析，结果表明，AT89C51的组合更加符合本设计的需要，并且AT89C51可以更好的减少系统的运行费用，减少浪费，学习使用起来也比较简单方便。所以选择方案二。AT89C51单片机芯片有40个引脚，I/O端口可以重复利用，足以满足系统的需要，其结构如图2.2所示：图2.2AT89C51引脚以下是有关MCU的有关引脚的功能：VCC：电源的正电极；GND：接地针；P0/P1/P2/P3：单片机输入/输出端口，其内部有一个漏极开路，可以重复使用，外部电路可以完成相应的控制。显示器选型图2.3LCD1602显示屏图显示器的选型根据实际情况选择了CRT显示器和LCD显示屏。CRT显示器具有分辨率高、色彩丰富、工作稳定、寿命长等优点，但显示效果差，成本高，目前大部分CRT显示器已被LCD显示屏所取代。LCD显示屏是一种新型的彩色显示器件，具有体积小、重量轻、功耗低、亮度高、色彩鲜艳、耗电量少等优点，同时还具有良好的散热性能和抗电磁干扰能力。液晶显示器的工作原理与CRT显示器不同，它是在不发光的背光源上加一层玻璃镜片构成，它的结构特点是在背光源上加一片有光敏作用的玻璃片，当光照射到玻璃片上时，由于折射率不同，光通过玻璃片后发生偏折，由于液晶的光学特性，当光线照射到液晶上时也发生偏折。这种偏折和光透过液晶后被屏幕所记录下来的现象就是我们所看到的色彩变化。LCD显示屏按其显示原理可分为两大类：一种是液晶显示屏，另一种是点阵式液晶显示屏。LCD显示器具有以下优点：（1）LCD显示器无背光，光线从上面照射到上面时不会发生偏折；（2）LCD显示器分辨率高，通常为1024×768像素；（3）LCD显示器功耗低，一般仅为1W左右；（4）LCD显示屏体积小、重量轻、耗电低；（5）LCD显示器寿命长、抗电磁干扰能力强；（6）LCD显示器可根据不同需要进行彩色排列。本设计选择的是全彩TFT-LCD显示屏，该屏幕可显示图像信息、中文菜单信息以及历史信息等。本系统需要进行人机界面的设计，在选取人机界面时，主要可以选择数码管或LCD液晶屏，而数码管显示的信息过于单一，只能显示数字，不满足本系统的显示文字需要，因此考虑到显示的完整，本系统采用的是LCD1602液晶屏实现界面显示的功能，实现液位的显示。LCD1602显示屏如图2.3所示。光照检测选型该系统通过探测周围的光线强度，来判断是否是夜晚或白昼，来实现对LED灯点亮情况的控制。本论文使用的是光敏电阻传感器，它的监测更灵敏，对外部的光线也更敏感，当探测到光照过强时，就会改变单片机的引脚电平。该传感器工作在3.3-5V的范围内，采用了数字和模拟两种方式，并能调整光源的亮度。本发明涉及一种光敏电阻型传感器，用于检测周围环境中的光和强，该传感器的阳极在3.3-5V之间，具有DO和AO两个接口，可以实现数字和模拟的转换，并且可以通过一个电位表来调节传感器的灵敏度。具体实现时，将AO与单片机的引线相连，通过对应的单片机引线的高低电平的改变，就可判断出周围光线是否发生了改变。在图2.4中表示了这种光电阻型传感器的硬件配置：图2.4光敏电阻传感器原理图声音检测选型在本项目的研究和设计中，话筒是一种声学传感器，而声学传感器的选取将会直接影响到最后的效果。方案一：使用普通的话筒，再加上自己对AD模块和放大电路进行焊接，这种方案可以在一定程度上降低成本。但是，因为AD模块和放大电路需要对过多的电容和电阻进行焊接，所以手工焊接有可能会因为虚焊造成接触不良，从而造成结果的偏差，甚至出现错误。方案二：一个数字信号输出的麦克风模块，这个模块上装有AD电路和放大电路，它可以直接通过输出口来输出数字信号，通常还会配备一个电位计来调整灵敏度，因为它采用了机械焊接，而且还会使用贴片型的器件，因此它的可靠性很高，而且体积很小。从稳定性和体积上来看，这两个方案都是第二个。按键模块选型在单片机系统中，硬件部分所接收到的外部输入信息是最关键的一环，它是用按压各种按钮来向硬件系统输入外界信息的，这是一种在单片机电路设计中很常见的输入方法。从键的线路形态上看，可以把它划分为如下两类。独立键盘：独立的按键电路，实现方式简单，将按键连接到单片机的引脚上，状态正常时，线路断开。通过使用单片机来探测按键所连接的线路，若探测到的电压为低，则表示按键已被按下。使用这样的按键实现方法，电路相对来说较为简单，但如果按键太多，也会出现占用单片机I/O口太多的问题。矩阵键盘：包括行键和列键，在行键和列键的交叉点上将电路相连，单片机在发现有按钮按下时，可以判断出是哪一个按钮被按下，并执行对应的操作。该系统利用按钮来实现对LED灯开关的后备控制，由于按钮数量较少，因此，为了方便编程，采用了一个独立的按钮来完成对应的按钮操作。本章小结这一章的重点是设计了系统的整体方案，在此基础上，结合本系统的具体设计，分析了硬件选择的原因，也为后面的硬件电路和软件设计做了充分的准备工作。系统硬件设计系统硬件主要由单片机、继电器控制电路、LED数码管显示电路、语音提示电路组成。单片机是整个系统的核心，它主要完成对数据的处理，存储，显示，报警等功能。在硬件设计中主要考虑的是单片机的选择和控制电路的设计。在单片机的选择上我们采用了TI公司生产的TMS320LF2407A作为我们的单片机。在控制电路的设计上我们采用了“T”型三极管，它可以构成多路逻辑控制回路，可方便实现复杂的逻辑控制，且可靠性高。本章对系统的整体方案进行了设计，并完成了硬件部分选型，本章需要完成硬件电路的详细设计，包括对主控单片机系统、光照检测模块、声音检测模块、LED灯部分进行相应模块的设计。主控制器系统该系统主控制器采用AT89C51,AT89C51是一种通用现场总线控制器，它可根据用户的需要使用各种标准接口，具有良好的可移植性和可扩展性。在本设计中，为了实现方便管理和维护，采用了模块化的设计思想。AT89C51模块化接口电路主要包括：（1）复位电路：当系统启动时，单片机产生复位信号使AT89C51复位。（2）晶振电路：将AT89C51产生的晶振信号进行放大后，作为控制系统的时钟信号。本文所设计的微处理器最小化系统本文设计的单片机的最小系统电路图如图3.1所示。图3.1单片机最小系统（1）晶振电路晶振电路由振荡电路、反馈电路等部分组成。晶振的作用是产生一个稳定的周期信号。它由内部的晶体振荡管（MOSFET）、滤波电容和放大电路组成，在振荡频率的大小主要由晶体振荡管的参数决定，通常它采用可控硅或晶闸管构成。晶振电路在工作时，晶振内部的晶体会发热，为了保证稳定工作，就必须在它的表面加一层金属散热片，使晶振表面温度降至室温以下。由于金属片是热的不良导体，因此要加热热管散热片来降低温度，但由于热管散热量不大，所以它也要加热热管散热片来降低温度。同时为防止热量过高还必须在晶振表面加一层屏蔽罩，本文设计的晶振电路如图3.2所示：图3.2晶振电路（2）复位电路由于单片机在运行过程中必须重新启动，所以必须进行人工复位，这是单片机的发展所必需的。复位电路一般采用电阻、电容和按键构成，其工作原理为：复位过程为按下按键，即实现复位，这是因为按键按下后，单片机的RST端就会接地，然后电容会进行放电，从而该引脚将置为低电平，若按键没有按下，则会一直给电容充电直达充满，此时电容两端电压为3.3V，因此在按键按下之后利用时间可以完成单片机的重置。图3.3显示了该系统的重置电路。图3.3复位电路（3）P0口的上拉电阻P0端口用作I/O端口时，其输出低电平是0，而输出高电平是高组态（不是5V，对应于悬浮状态），即P0端口不能真正地输出高电平，向所接负载供电，所以，必须将一个上拉电阻器（一个电阻器与VCC相连），该上拉电阻器将电流供给到该负载。因为P0端口没有上拉电阻，所以P0端口是开漏的，无论功率多大，都等于没有了电源，必须要通过外部的线路来供电，所以P0端口必须要有一个拉阻。图3.4中的电路示意图所示：图3.4P0口上拉电阻光照检测模块光照检测模块是整个系统的核心，它直接关系到系统能否正常工作。本设计中，采用了光敏电阻作为光照检测模块的核心器件。光敏电阻（SLR）是一种具有对光照变化敏感的半导体材料，它的电阻率受光照射影响很大，光敏电阻的阻值随着光照强度的增大而变大，反之则变小。光敏电阻具有响应时间快、稳定性好、灵敏度高、功耗低等特点。由于光照强度很小，只有几毫伏，因此要求光强的检测精度要高。光敏电阻由一只光敏元件和一只电阻器组成。光敏元件是一块金属氧化物半导体材料，它对光照强度具有响应特性，当光照强度较大时，光敏元件两端的电压会很高。进行白天/黑夜检测的光照检测模块的硬件原理图如图3.5所示。图3.5光敏电阻传感器原理图声音检测模块由于LM386具有功耗低，内链增益可调，工作电压范围宽，外接元件少，不会产生任何谐波，因此，本论文选择了LM386作为传声器的功放。该系列产品适用于低压消费电子，具有VCC,GND,DO,AO四个管脚。在接收端，语音转换成模拟讯号，由LM386声频功放进行放大，再由AO端输出至AD转换电路。在图3.6中显示了话筒传感器的结构示意图：图3.6麦克风传感器原理图麦克风传感器部分由声探测元件、放大器、比较器LM393组成。在进行传声器模组的检测设计时，先将模组的电源接通，然后再将模组的输出模组进行AD变换。通过这种方法，可以将其与MCU的输入输出端相连，通过MCU检测其输出信号的高低，从而达到检测外界噪声的目的。LCD显示模块图3.7显示电路原理图在进行显示的时候，系统是利用LCD1602液晶屏来实现的，它的主要功能是对检测到的液位进行显示，单片机首先通过超声波模块发送过来的数据，经过处理后，将数据写入LCD1602芯片引脚中，再通过LCD进行相关数据的显示。LCD1602与MCU的通信是通过串行通信来完成的。7至14芯片为资料传送管脚，将资料连至MCUP0，并设定排阻，完成全上拉之功能；芯片中4,5,6为启动管脚，3管脚通过电阻分压的方式调整亮度。在本论文中，我们所设计的液晶显示器的显示电路，见图3.7。按键模块电路系统要设计出一定的人机操作功能，通过按键操作来实现其功能，系统要实现的功能是LED灯的开闭。在前文的基础上，本文选择的接口都是MCU的输入、输出接口。主要部件的电路原理如下面的图3.8所示。图3.8按键模块电路本章小结本章重点介绍了整个系统的硬件电路，同时对各个部件进行了详细的分析，并给出了详细的硬件界面，为后续的系统软件开发和整体的调试打下了基础。软件设计相关软件介绍在这一章中，重点介绍了该系统的软件编程，从整体上来看，该设计中采用了以MCU为核心的控制功能。所以，在进行软件开发的时候，重点是要以单片机的控制程序为目标，并对使用到的编译软件展开介绍，选择合适的开发工具，以此来缩短开发的时间，提升开发的效率。在对单片机的程序进行编译时，因为单片机只能够识别机器码，所以要选择适当的编译语言，在学校里，我们主要学到的是C语言的编写，这个编程语言的读取和写起来都很容易，所以能够非常容易地实现控制程序的要求。在研究了MCU的开发过程后，笔者使用了KEILMDK5通用编程语言，并将其应用于MCU的编程中。KEILMDK5软件是由KEIL公司开发设计的，它拥有非常强大的程序编译功能，它的操作界面非常简单，集成了编写、编译等多种功能，而且它还拥有丰富的函数实现，这很容易对单片机进行设计和开发，它的软件主界面如图4.1：图4.1KEIL5软件界面图系统主程序图4.2主程序流程图系统的主程序，主要是从整体的视角出发，对程序的结构、数据的格式、程序的实现模式进行研究，它包括了制定整体设计方案、确定程序、确定程序等内容，并把各个模块的功能和程序组合起来，构成了一个完备的程序。在图4.2中给出了该系统的主要程序流程。系统子程序延时函数为了确保LED灯关闭时间的精度，系统的延迟函数必须要使用准确的延迟函数，通常都是采用for循环进行空循环来进行延迟；函数设定一个参数，并且定义一个变量；在for循环中，一个变量从0起执行，当它与一个实数相等时，它就会停止。以下是程序的一部分：voidDelay_ms(unsignedintn){unsignedinti,j;for(i=0;i<n;i++)for(j=0;j<1000;j++);}定时器中断程序以定时器中断程序的流程图为依据，进行时间设定的工作流程是：先对单片机的定时器设定初始值和计时的变量，编辑程序使的计时变量增大，当达到规定的计数时间后，就会控制LED灯进行关闭，并对计时器进行清零，然后重新进行计数，直至下一个周期，如此循环。光照强度读取将光照度传感器与单片机的I/O口相连接，在监控到的光照强度超过了设置的值时，单片机相应的管脚输出电平为低，与此同时，对LED的动作进行控制，以是否接收到声音传感器的信号为依据，来实现LED灯的动作光照强度读取流程，具体如图4.4所示：图4.4光照强度读取流程图按键检测程序通过对该系统的总体设计方案中关键字的分析，提出了在关键字的设计上，可以使用单独的关键字，也可以使用矩阵关键字来实现。但是，不管使用何种按键方式来实现控制功能，都需要对按键输入进行消抖处理，以确保在按键的过程中有信号波动，从而造成误动作的可能性。对按键进行消抖的过程示意如图4.5所示：图4.5按键的抖动示意图如图4.5所示的按键抖动示意图所示，按键稳定所需的时间通常认为为100ms，这主要取决于用户的操作，所以还要从硬件的特性出发，将抖动的时间作为一个脉冲波，以此来实现消抖，在本系统的设计中，使用50Hz（采样周期为20ms）的时钟来对输入按键数据进行采样。本文设计的系统是利用按键来完成开关LED灯的功能，所以，单片机需要不断地对按键进行扫描，在检测到按键按下后，就可以对不同的I/O口进行使能，从而完成对系统的相关控制功能。在图4.6中，显示了键盘部件的控制程序的流程图：图4.6程序流程图本章小结这一章主要是对该系统的软件进行了具体的设计，并对需要使用到的软件做了详尽的说明，同时还对该系统的主要程序和有关的子模块做了详尽的分析，并将其对应的子模块给了出来。为后面的系统调试做好充分的铺垫。系统调试与分析在进行系统设计的时候，通常情况下，都要对整个系统进行最后的调试，这样才可以检验出它的性能是否符合设计的要求。所以，对系统进行调试和分析，可以迅速地找到问题所在，并采取适当的对策，让整个系统变得更完美，这样就可以实现设计目标。因为本论文只完成了软件和硬件的设计，并没有进行实际的焊接，所以使用了Proteus模拟软件来完成项目所需要的功能。相关软件介绍本文采用的是Proteus仿真软件。Proteus是一款嵌入式软硬件仿真设计平台，其主要作用是将软件下载到单片机，再将外部电路与模拟、数字电路相连，实现对系统的逻辑控制。电路模拟具有交互作用，并可实现模拟功能。本文介绍了一种基于MCS-51系列和AT89等单片机的单片机设计方法，并给出了一种基于MCS-51系列和AT89的单片机设计方法。软件界面如图5.1所示：图5.1Proteus软件界面图仿真测试过程在仿真调试过程中，首先利用KEIL5对此程序进行了编译，并以“.hex”为格式。之后将Proteus的程序重启以进行仿真，在MCU中对程序代码“.hex”进行了修改，点击“开始仿真”。下图5.2所示为此系统的仿真界面。在模拟仿真中，使用LCD显示屏来实现对声音分贝的显示。当分贝超过一定值时，就可以打开LED灯，并将其运行，具体如图5.3所示：图5.2仿