简易声控灯报告班级：090625121
姓名：闫猛
指导老师：张拥军
目录
1、声控灯的工作与设计原理 (3)
2、继电器电路的原理 (4)
3、仿真图示 (5)
3、仿真结果 (6)
4、PCB设计： (7)
5、PCB制版 (8)
6、设计总结 (10)
1、声控灯的工作与设计原理
如下图所示，电路中的B是一只压电陶瓷片,它能将声音信号转变为电信号。压电陶瓷片所转换的电信号很微弱,只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。放大后信号中的负脉冲作用在三极管VT2的基极上时，可以使单稳态电路翻转。电路中的电容器C3是电源退耦滤波电容器。
在电路的稳态过程下，单稳态电路中三极管VT2导通,三极管VT3截止。三极管VT3的集电极为高电平，接在它上面的三极管VT4是PNP型三极管，所以三极管VT4没有导通,继电器不工作。一旦有外界的声音来触发电路，单稳态电路中三极管VT2的基极受到负脉冲的作用而截止，单稳态电路处在了暂态的过程中。这时三极管VT3导通，它的集电极电压下降，导致与它连接的三极管VT4也导通,继电器吸合。由于单稳态电路的暂态时间是由电阻器R3与电容器C2的参数决定的,所以十秒钟后单稳态电路会自动恢复到稳态过程下，继电器停止工作。
在本次设计电路中使用了一只φ20的压电陶瓷片，它的符号和外形见图1.1所示，压电陶瓷片所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。所以要
设置一个简单的放大电路，将微弱的信号放大，才能触发后边的电路。
图1.1 压电陶瓷片的符号和外形
图1.2所示为放大电路的组成，将信号放大。
图1.2 放大电路部分
由R1和R2比例控制放大的倍数。图中V o输出了放大的信号。
2、继电器电路的原理
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。如图2.1
为继电器电路原理图。
图2.1 继电器电路原理图
在本实验中，触点那端应该连接外部的电路控制灯。如图2.2所示。
图2.2 电路中的继电器部分控制的电路
当有电流经过线圈时，开关闭合使右边的二极管发光；当电流逐渐消失时，发光二极管熄灭，实现控制功能。电路图中，二极管接到K的线圈两端起到保护作用。
3、仿真图示
打开multisim10在按照原理图所示连接电路图。将整机电路，将压电陶瓷片换成个电阻串联个开关，实现输入信号的控制。因为压电陶瓷片在仿真中不能自启动，形成不了负脉冲信号，采用个开关，当闭合时，VT1的基极是正电压，当瞬间断开时，产生一个类似的负脉冲信号。所以采用开关模拟压电陶瓷片
的瞬间交流信号。
整机仿真电路如图3.1所示
图3.1 整机仿真电路
快速的闭合开关然后再断开开关，则会看到发光二极管变亮，然后延迟11秒左右，然后熄灭。
3、仿真结果
当开关闭合时，电路仿真如图3.2所示。
图3.2 开关闭合瞬间仿真图
然后将开关瞬间断开，模拟压电陶瓷片的交流信号，电路仿真如图3.3所示。
图3.3 开关再次断开后的电路仿真待电路延迟11秒左右后，发光二极管自动熄灭。如图3.4所示
图3.4 延迟11秒后电路仿真情况
4、PCB设计：
5、PCB制版
成品图：
6、设计总结
本次课设是完成一个简易声控灯电路设计，首先通过查找书籍资料，首先进行电路原理图的设计、绘制以及PCB版图制作，然后对电路中的各个部分进行调整修改，按照设计的电路原理图完成实物的连接，连接后在实验室不断地调试、修改，最后得到设计要求的输出波形。
本科毕业论文（设计） 题目: 基于51单片机红外感应家用小 夜灯的设计 院系：物理与电子信息科学系 专业：电子信息科学与技术 姓名： 学号： 指导教师：周鸿武 教师职称：讲师 填写日期：2011年5 月 10 日
摘要 本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。 人体都有恒定的体温，一般在37度左右，所以会发出特定波长的红外线，人体辐射的红外线的中心波长为9～10um，而热释电红外传感器的波长灵敏度在0.2～20um范围内几乎稳定不变，所以实际系统中常采用的是热释电红外传感器。热释电传感器主要是以非接触的形式对人体辐射的红外线进行检测，将检测到的红外光谱转变成微弱的电信号，然后通过放大电路将微弱的电信号放大，最后经单片机处理以达到驱动电路从而使感应灯发光的效果。 本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行发光电路、发光器控制电路等部分组成。软件部分主要是延时程序的设计，处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件的控制下工作的。 关键词：单片机；红外传感器；数据采集；发光电路
Abstract This system uses a pyroelectric infrared sensor, its make simple, low cost, installation are more convenient and more stable performance, strong anti-jamming capability, high sensitivity, safe and reliable. The human body has a constant temperature, be in commonly 37 degrees or so, so will issue certain wavelengths of infrared radiation infrared center for 9 ~ 10um wavelength, and pyroelectric infrared sensor sensitivity in the wavelength of 0.2 ~ 20um range almost constant, so actual system often USES is pyroelectric infrared sensors. Pyroelectric non-contact sensor is mainly by the form of human radiation of infrared testing, detect the infrared spectrum into a weak signal, and then by amplifying circuit will weak signal amplifier, finally SCM processing to achieve driving circuit is thus make induction lamp glow effect. This design includes two parts and the design of hardware and software. Hardware part includes single-chip microcomputer control circuit, infrared sensor circuit, drive execution shine circuit, lighter control circuit components. Software part mainly delay program design, the processor by 51 series microcontroller AT89C51, the whole system is under control work in the system software. Keywords: PIC, Infrared sensor, Data acquisition, Luminous circuit
第一章绪论 随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的生活。声光控楼道灯已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便。它不需要开关，在白天时不亮，晚上闻声自亮，行人走后几十秒后自动关闭，既方便，又省电。广泛的应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。因此得到了广泛的应用。 声光控楼道灯是一种智能灯具，既满足夜晚楼道照明的需要，又能最大限度地节约电能。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，使得LED声光控灯低能耗、长寿命。可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。 采用高亮的白色LED发光管，其优点是：⑴、白天自动熄灭.天黑后灯就处于等待状态,一有响动,灯就亮，延时约1~2分钟,灯自动熄灭。⑵、耗电很小。以50支5mm的LED灯测试，耗电约3W，不到40W白炽灯的十分之一.而亮度是很接近的.⑶、寿命极长。以LED灯每天点亮12小时算，可使用20年。⑷、以相同7层楼的不同单元做对比测试得出数据：采用40W白炽灯声光控开关的每月电费是5元，一层楼约0.71元；而采用LED灯的每
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
基于单片机的声光控制模拟路灯 （程序部分） 前言：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。本次我们采用at89c51单片机设计一种基于单片机控制的声光控制模拟路灯。该灯有声控，光控，声光同时控制楼道灯三种模式，经过调查，现在绝大多数小区的楼道灯都是纯电路形式实现声光控制的，这较之智能控制缺乏功能多样性，稳定性，而未来肯定是智能化的天下，所以我们用单片机模拟这一个多功能灯的系统。 关键字：单片机，at89c51，智能社区，楼道灯 目录： 一、设计目的 (2) 二、总体设计 (2) 方案选择： (2) 三、硬件设计 (3) 原理说明： (3) 四、软件设计 (3) 主要程序清单： (3) 程序框图： (5) 五、实验结果 (6) 六、总结 (6)
通过此次设计，主要是为了巩固我们的单片机相关知识及对单片机的相关应用，培养电子系统设计与实践的能力，学会设计使用简易的声、光传感器，并能用这些传感器设计一个声光控制的路灯（楼道灯）。 完成功能： 1）、声控灯模式。当传感器接收到声音信号时，单片机控制灯亮，并在5秒后灯自动熄灭。 2）、光控等模式。当光电传感器接收到为暗光时，灯自动点亮，接收到为亮光时，等自动熄灭。 3）、楼道灯模式。声光控制结合，即模拟当天暗并且楼道里有人走过的时候灯自动点亮5秒后熄灭。 二、总体设计 此次设计的声光控制灯包括三个基本模块，即声音处理模块、光处理模块、单片机小系统。总体设计框图如下： 图1、总体设计框图 方案选择： 1）、单片机部分。由于此次设计对单片机的要求较低，所以我们选择最为常用的at89c51单片机作控制部分。 2）、声控部分 一：选择专用的声音传感器模块来完成，能得到正确的波形、电压、频率等参数，且设计电路简单省事，但成本较高。 二：用驻极体话筒通过相应的信号处理电路对声音信号进行处理，成本较低，但电路设计麻烦。 综上所述：我们选择方案二，因为此次设计对声音信号的波形等参数要求较小，只要单片机接收到并能判断为高电平即可。 3）、光控部分 一：用光敏二极管作光电元件，光敏二极管对光转换为相应的电流。 二：用光敏电阻作光电元件，光敏电阻对光转换为相应的电阻。 综上所述：我们选用光敏电阻作光控部分的核心元件，因为光敏二极管转换成的是电流，而我们需要判断的是电压信号，将电流转换为电压信号的电路较复杂。
苏州科技大学 数字电子技术课程设计 院系：电子与信息工程 专业：电子信息工程 班级：1199 学号：1254567788 姓名：李明
目录 第一部分设计说明 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 实验目的 (2) 1.3目的与意义 (2) 第二部分原理方案设计 (3) 2.1 方案的形成和方案的比较 (3) 2.2 具体框图原理解释与相关器件的考虑 (3) 2.3 具体的理论依据 (3) 第三部分详细设计过程 (5) 3.1 原理图设计方法与具体过程 (5) 3.2原理图的重点解释和设计考虑 (5) 3.2.1 由555定时器接成的单稳态触发器 (5) 3.2.2 继电器器控制电路 (6) 3.2.3 声控电路部分 (7) 第四部分实验 (8) 4.1 实验仪器 (8) 4.2 实验电路图 (8) 4.2 实验注意 (8) 第五部分实验总结 (9)
第一部分：设计说明 1设计任务 楼道声控灯控制器设计，具体要求如下： 1：器件条件：声音传感器、555定时器、继电器、LED灯泡，其它自定； 2：功能实现：当有声音时，开启灯光，并维持2秒钟，然后灯光关闭。 3：基于器件条件，不可以采用其它微控制器，可只有发挥完成功能。 2目的与意义 训练综合运用学过的数字电子技术、硬件设计基础及电路相关基本知识，培养独立设计比较复杂数字系统设计能力。 通过综合设计，力争掌握使用基本电子元器件设计数字系统电路的基本方法，包括原理方案的确定、Protel画图工具、原理图的绘制、软件模拟与理论计算过程，为以后进行工程实践问题的研究打下设计基础。 本次课程设计的内容是光电声控灯，是日常生活中非常常见，应用非常广泛的一种声控灯，它不需要开关，有人经过时会自动亮，可以通过设计确定其亮一次大概的时间，方便快捷，我们都会看到过它的外形，本次课程设计，会论述光电声控灯的原理，所用到的各种器件引脚及其功能， 随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以现在要建立节能意识，电能是首当其冲，楼道声控灯就是楼道的一个重要的节能装置，它由声音控制电路和三五定时器，再加上输出信号通过继电器来连接起来，以控制灯亮的时间来达到节能的目的。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。当有人走过楼道通道，发出脚步声或其他声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。
LED楼道声控灯工作原理与电路原理 节能环保是当前社会发展的重要主题，其中最受关注的就是照明节能领域。声控灯是一种非常有趣的照明装置，使用起来非常方便，且在节能环保方面的表现比较优异。五金机电销售数据显示，最近几年来，不管是旧楼改造还是新楼建设，LED楼道声控灯的使用都非常频繁。除此之外，它在太阳能光伏照明系统、公共场所照明等领域都有非常广泛的应用。 一、工作原理 220V交流电通过H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。 尽管家装建材配件有很多，LED楼道声控灯由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。五金批发市场人员表示，声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 二、电路图
三、工作电压： 本电路设计工作电压为市电220V，用于控制5-60W以内的白炽灯通断电。实际应用时，改变R4的阻值可以改变本电路的工作电压，电压范围控制在5-250V的交流电为宜，可控制带有钨丝不同电压下的小灯泡（如汽车灯泡），220V时R4阻值为150K，22V时为15K，其它电压按比例增减。 四、电路原理： 1． D2～D5构成桥式电路，在U1D输出端为低电平时，可控硅SCR不导通，电灯LAMP无电流通路不会点亮。只有在U1D输出端为高电平时，可控硅SCR1导通时，电灯LAMP才会点亮。五金建材专家提醒您，安装接线要注意电路安全。2． D2～D5、R7、DW、C3组成稳压二极管稳压电路产生7.5V直流电压给 控制电路供电。 3．控制电路由三极管9013、COMS电路四与非门CD4011等元件组成。声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制改变其阻值的大小（光强电阻变小）。C2、R5组成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。 在安装楼道声控灯的时候要尤其注意防止触电，及时断电，做好预防措施，选择优质五金配件。据中国五金机电网专业人士分析，LED楼道声控灯在当前市场上
声控灯课程设计报告 声控技术是利用微型话筒把声信号转化为电信号,从而实现声音对灯的控制。以下是小编整理的声控灯课程设计报告，快乐看看吧。 意义 从建国以来，我国的电子技术的不断地飞速发展，广泛应用于社会的各个领域，工业、农业、医学、军事及日常生活等，但我国由于没有赶上前两次科技革命，经济发展相对于发达国家比较晚，仍属于发展中国家，所以作为21世纪的大学生有义务肩负起振兴国家的使命。 忆往昔，1837年画家出身的莫尔斯发明了电报，1876年，美国人贝尔虽然不懂电学和机械，但他凭借造福人类的激情和毅力发明了电话，没有受过正规大学教育的马可尼利用赫兹的火花振荡器作为发射器，实现了无线电信号的传递…… 鉴于以上各种事实，同样也点燃了我决心未来成为一名电子工程师内心的火花，我认为在学习好文化知识的基础上，我们应该多实践，把所学到的知识能尽量多地转化为造福社会的生产力。 目的 经过我们组四个人共同的商议，我们决定从比较简单的实验入手，设计一个声控闪光灯。声音由麦克风拾取，LED
灯能随着环境声音的强弱起伏而闪烁发光，当有声音时闪光灯发光，并且在一定范围内随着声音的大小闪光灯的亮暗发生变化，声音越大越亮。 设计任务 制作声控闪光灯。 1 理解声控闪光灯电路的工作过程。 2理解电路中各元件的作用，如耦合电容决定整个电路的下限频率，了解驻极体话筒的结构和特点。 3会对声控闪光灯电路进行安装、调试和测试。 4会用万用表对驻极体话筒进行正、负极识别和质量检测。 5掌握电阻、发光二极管、三极管、驻极体话筒的插装要求与工艺。 6掌握印制电路板元器件的焊接技术。 7熟悉印制电路板的连线方法。 帮助我们更好地理解所学的理论知识。 能利用模拟电电子技术课程一些基础知识制作出简单的电子器件。 学会查找资料，包括图书、网络等渠道。 提升我们的动手能力。 培养我们制作报告的一些基本方法。 基本概况
浅谈楼道声控灯工作原理 声控灯是一种声控电子照明装置，声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 而声控灯有一种有趣的现象，那就是光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是为什么呢？原来声控灯还光控电路，以使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒是声、光同时控制的，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。你可以做一个小实验，你可以用手遮挡声控开关的光控原件然后再发出声音，灯就会亮了 关键词:声控灯；音频放大器；选频电路； 1引言 声控灯是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯。声控灯是利用触发元件、开关控制元件及对自然光敏感的光敏电阻组成开关控制线路，控制照明用灯的开关，该控制线路只有7个零件，该实用新型具有结构简单、容易调试、成本低等特点，适用于任何可用自然光控制熄、亮的环境，特别是公共场合，它可减少人工开关电灯的麻烦，也避免了忘记关灯而造成的用电浪费。 当然，也有弊端，由于开关的频率比较高，灯泡的寿命大大降低，同时，也造成了一定的噪音污染。也就是说，在遇到声控灯时，人们往往是用不同的办法，让它发光照明。但有一点是相同的：不管采用何种方法，一定要发出声音才可以。
2原理 声控灯包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电信 号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由 电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管 的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控 制极的电位。包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯 负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电 信号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由
课程设计报告 华中师范大学武汉传媒学院 传媒技术学院 电子信息工程2011 仅发布百度文库，版权所有.
单片机课程设计 一、设计题目、要求 题目：声控灯设计 要求：A.使用单片机实现声控灯 B.当说话声音大于一定程度时，发光二极管显示，延时大于1秒 二、设计框图 1、硬件框图 三、方案设计 如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 四、硬件原图设计
五、程序流程图 六、仿真图 仿真结果如下：当S2关闭
当S3关闭 七、制作
八、调试 流水灯制作完成后，我们对它进行了调试，一开始灯不停地闪，无法接受到声音信号。后来，我们对PCB进行了检查，发现有放大电路的集电极连接线断路了，导致声音信号没法被芯片接收到。我们迅速的电路进行了修复。修复后，电路能够顺利的进行工作了。 九、心得体会 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功。 在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。比如在调试的时候，程序老是不稳定中断服务程序有时执行一次，有时又执行两次，开始我以为是板子受环境影响。后来在网上百度才知道是软件问题，是我忘了在执行中断服务程序时候把相应的中断关了，导致在执行中断服务程序时易受影响执行两次或两次以上。在这个发现问题之后，我在中断服务程序中关了相应的外中断之后。问题就解决了，下载程序到板子之后，运行就正常了。
课程设计说明书（论文） 课程名称：数字电子技术基础 设计题目：声控灯的设计与制作 院系：电气学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
课程设计任务书
一、设计任务及原理 1.设计任务 设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。 基本要求： 1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5～10mA），延时时间在1～15s之间可调。 2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1～15s。 2.设计原理 声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。 声控灯装置的输入部分由是一个话筒。话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。电容两极间的电压随着电容的增大而减小。和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来，起到一个传感器的作用。然而由于这个电压的大小极小不能够使LED灯发光，因此需要用多级放大电路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信号来驱动二极管发光。 单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。其暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的输出电压。进而达到了驱动二极管发光的目的。 对于计数器部分，首先需要一个时钟源。多谐振荡器产生时钟源脉冲。满足了单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便可以将数字显现出来，达到了本次课程设计的目的。 二、设计过程 1.声控灯电路原理： 接受到声音信号进入到驻极体话筒时，话筒将声音信号转换为电压信号，经三极管放大电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，便可以产生一个可调宽度的脉冲信号，该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。该脉冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。 2.电路设计 2.1放大电路设计：
摘要 本课题设计一款基于单片机的楼道内声控灯及报警系统，主要由声控灯和意外紧急报警两部分组成。声控灯部分是通过声音传感器进行声音检测，然后经单片机进行处理，实现灯的开关智能控制。报警部分主要由蜂鸣器和按键组成，当声控灯出现故障时，通过触动按键实现蜂鸣器报警进行维修提示。硬件电路包括单片机最小系统电路、声音传感器检测模块、按键模块、LED显示模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过C程序的编程实现等灯的亮灭，然后通过发光二极管显示出来，通过按键操作实现报警功能。设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明。当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。当出现故障时，可触动按钮，进行报警维修。声控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。 关键词:单片机；声控灯；报警系统；声音传感器；蜂鸣器
Abstract This project is based on single-chip design a voice-activated light and alarm system in the building, by voice-activated lights and emergency alarm which two key components.V oice-activated light partly through sound sensors for sound detection, and then single-chip processing, realization of intelligent control for the light switch.Alarm part consists mainly of beeper and keys, when voice-activated lights fail, through touches the pressed key realization light buzzer alarms for maintenance tips.The hardware circuit consists of single chip microcomputer minimum system circuit, sound sensors module, keys module, LED display module, a buzzer alarm circuit module;Software part mainly accomplished by programming of C programs such as destroy the light of lights, and then through the led display,Alarm functions are realized by key operation.In the design of combination of hardware and software debugging step by step, meet the requirements of control effect.When people walk through the stairs, when making footsteps or other sound, stair lights will automatically light up and lighting.When people enter the House or get out of the apartment, corridor lamp delay automatically turns off after a few minutes.When a failure occurs, you can touch a button and alarm servicing.V oice-activated inertia switch applies not only to the residential area of the building, but also to factories, office buildings, school buildings and other public places, it is of small size, pleasing in appearance, making easy, reliable and so on. Keywords:microcontroller; voice-activated light and alarm system; sound sensors; buzzer
模电课程设计 声控灯开关 目录 一设计的目的和任务 (3) 二设计要求 (3) 三总体框图设计 (3) 四功能设计 (3) 4.1 VCC值的确定 (5) 4.2 延迟的确定 (5) 4.3 与非门的高低电平的输入确定 (5) 4.4 整流电路的设计 (6) 4.5 电容滤波电路 (7) 4.6 晶闸管的工作原理 (9) 五总原理图 (10) 六元件清单 (10) 七总结 (11) 八参考文献 (11)
一设计的目的和任务 1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。二设计要求 1、办公楼或居民楼应用的声控开关； 2、白天光线充足时，灯不亮； 3、晚上光线暗，若无人声，灯不亮；若有人声，则灯亮。 三总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1 整体框图 四功能设计
本设计主要由桥式整流电路、降压滤波电路、声音信号输入电路、光信号输入电路、延时控制电路以及外接电路6部分组成。 图2 声光控制电路图 根据图2 电路，原理如下： 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V 50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路有R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BT169的阳极。 当BT169的控制级（栅极）为高电平且输入的交流信号V i=COS(wt+Φ) 处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当V i处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BT169的控制级为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制级电平决定的。因此，关键问题是如何控制其栅极电平的高低。 有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。参考图2，对光敏电阻R W而言，当有光时，R W<2kΩ，此时HD14011的1脚即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平，则此时晶闸管截止，灯泡是灭的。相反，如果无光时，R W>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡灭。当有声音产生时，在麦克风两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置为
单片机课程设计报告名称：音乐盒 院系：惠州学院电子科学系 班级：05电气 学生姓名：陈文志 同组姓名：周俊锋、张少威 日期：2008年12月
1、设计方案 设计一个基于MCS-51系列单片机的音乐盒，利用试验板上的开关，按开关切换演奏出不同的乐曲。蜂鸣器发出某个音调，与之相对应的LED亮起。使用两个按键，一个用来切换歌曲，另一个切换八路LED的变化花样。 2、实现功能： 1）电路有两种工作模式：演奏音乐模式和花样灯模式。 演奏音乐模式：演奏完整的一首的歌曲，八路LED随着音乐变化。 花样灯模式：八路LED变化出各种花样，蜂鸣器随着发出“嘀嘀”声 2）按下按键1进入演奏音乐模式，再按切换歌曲，共两首歌曲。 3）按下按键2进入花样灯模式，再按切换LED花样，共四种花样。 此电路的程序只占用了1K左右，可编制更多的音乐和LED花样，使系统的功能更加强大。 3、硬件电路设计 电路原理图
由于51单片机的电流驱动能力较弱，而蜂鸣器的工作电流为几十MA，故驱动蜂鸣器需用一个pnp三极管。单片机给P3.0低电平，则蜂鸣器开；给高电平则蜂鸣器关。 LED接到单片机的P1口，拉低IO口，可使LED亮起。 两个按键的一端接单片机的IO口，另一端接地。不按下去时与按键相连的IO口被单片机内部上拉电阻拉高，按下则与之相连的IO口变成低电平，引发单片机中断。 4、软件设计 程序设置了两个标志——count1和count2，分别初始化为1和0。按键1使得count1在1和2之间切换，按键2使得count2在1~4之间切换。程序检测count1的值，count1等于1时播放第一首歌曲，等于2时播放第二首。另一方面根据count2的值来切换LED 的花样。Count1和count2的值是互斥的，设置count1等于1、2时，count2同时设置为0；设置count2等于1~4时，count1也同时设置为0。 歌曲简谱的编码规则： do re mi fa so la si分别编码为1~7，重音do编为8,重音re编为9，停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位（在本程序中为165ms），一拍即四分音符等于4个十六分音符，编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位，而播放时间作为低4位，如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。 举例1：音调do,发音长度为两拍，即二分音符，将其编码为0x18。 举例2：音调re,发音长度为半拍，即八分音符，将其编码为0x22 歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类型为unsigned char 的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0，使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。 确定定时器0对应于音调的初值： 假设要得到500HZ的声音。500HZ的声音信号每个周期为2ms，即2000us。假设单片机采用12MHZ的晶振，每个机器周期的时间为12/12M=1 us。故单片机操作（对与蜂鸣器相连的IO口取反）一次蜂鸣器的时间间隔为2000us/1us/2=1000个机器周期，故给工作在方式1的定时器0赋的初值为TH0＝（65536-1000）/256，TL0=(65536-1000)%256。
目录 第一章摘要 (2) 第二章设计内容及要求 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计任务及要求 (2) 第三章声控灯的工作与设计原理 (2) 3.1原理图 (3) 3.2工作原理 (4) 第四章原件识别 (6) 4.1电阻 (6) 4.2二极管 (7) 4.3三极管 (8) 4.4电容 (9) 第五章组装与调试 (9) 5.1组装 (9) 5.2调试 (9) 第六章电路特点及改进 (10) 第七章电路使用的元器件 (11) 第八章参考文献 (12) 第九章结论 (13)
声控灯设计 摘要 现如今社会科技发展迅速，人们越来越追求生活的方便性与舒适性，公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患 我们常见的电路都是有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们设计一个专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现； 而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。 经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。 如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显得更加容易。 自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是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。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。 关键字：声控二极管三极管
目录 第一章绪论--------------------------------------------------------3 第二章设计目的及要求-----------------------------------------5 1.1 设计目的--------------------------------------------------------5 1.2 设计要求--------------------------------------------------------5 第三章设计电路原理----------- -------------------------------7 3.1 控制部分的设计与选择-------------------------------------7 3.2 LED显示方案-----------------------------------------------8 第四章硬件系统------------------------------------------------9 4.1 原件清单-------------------------------------------------------9 4.2 单片机AT89C51---------------------------------------------9 4.3 单片机时钟电路--------------------------------------------10
4.4 单片机复位电路---------------------------------------------11 4.5 工作电路------------------------------------------------------12 第五章软件设计------------------------------------------------13 5.1 程序流程图--------------------------------------------------13 5.2 编辑源程序--------------------------------------------------14 第六章系统调试与仿真结果--------------------------------16 6.1系统调试-----------------------------------------------------16 6.2仿真结果----------------------------------------------------16 总结------------------------------------------------------------- 19 参考文献--------------------------------------------------------20
第一章：摘要 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道,长明灯现象十分普遍,这造成了能源的极大浪费。另外,由于频繁开关或者人为因素,墙壁开关的损坏率很高,增大了维修量,浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术和数字电子技术的理解和巩固，我们通过了两个星期的电子技术课程设计，我设计的是声光控制灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节点、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控节能电路。 本次课程设计的任务是楼道声控灯，根据模拟电子和数字电子所学的知识自主设计，在老师的指导下以小组为单位组装实物并调试。本次课程设计任务是楼道声控灯，LED楼道声控灯是楼道灯的一种，是自行研发生产，拥有自主知识产权（申请四项专利），采用特殊技术封装的LED新型室外灯具，集声控、光控、智能控制于一体的产品，白天光控作用下，灯具处于关闭状态；夜晚照度低于设定值后，光控开启，当有人走动（或发出声音时），灯光自动打开并延时关闭。对手机说出要拨打的姓名，手机会自动接通相应的电话号码。如今，人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此，越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。 第二章：方案论证 白天光线强，开关中的光控电路工作，将电路切断；声控是用人走动时，脚步声控制电路，将电路接通。两个两部分的控制相当于两个开关串联。从逻辑上来讲，就是“光暗”和“脚步声”是“与”的关系，满足这两个条件，电路接通，灯亮。这个“与门”输出，去触发一个单稳态电路，使单稳电路动作，接通灯的电源，灯亮。再经过一个时延，灯亮几十秒钟后，单稳电路自动翻转，灯光熄灭。 从声光控开关的结构上分析，开关面板表面装有光敏二级管，内部装有柱极