xxx毕业设计论文《基于单片机声光控智能开关的设计》(程序+仿真)

一种基于AT89S52 单片机的声光控制开关设计
引言
 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，而且贴近实际生活。

声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮，广泛应用于工厂、办公楼、教学楼、宾馆的走廊、楼道等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便，因此，得到了广泛的应用。

声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。

它将声音(如击掌声)和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。

该电路在设计时还采用每一个模块都有自身的标志位，当这个标志位有效时，该模块的程序就执行，标志位的有效是在定时计数中断里面确定的，用这个方法来实现延时的功能，能够使人们在不知不觉中感受方便。

 整体设计
 1、设计内容与要求
 (1)可以直接取代普通照明开关而不必更改原有照明线路；
 (2)白天或光线较强的场合即使用较大的声响也能控制灯泡不亮，晚上或光线较暗时遇到声响(比如说话声、脚步声等)后自动点亮，经约30 s(时间可根据需要修改)自动熄灭；
 (3)用到两个传感器，一个声控传感器，一个光控传感器。

 2、系统划分
 按照设计要求，系统功能如下：
 (1)具有直流稳压功能，将220 V 交流电转为需要的5 V直流电；。

基于单片机的声光控智能开关设计引言智能家居技术已经成为现代生活中的重要一环，在家居设备的控制方面发挥着巨大作用。

本文将介绍一种基于单片机的声光控智能开关设计方案，该方案可以通过声音和光线信号来控制开关的开关状态，实现智能化的控制。

二、设计原理本设计方案采用单片机作为控制核心，通过采集环境中的声音和光线信号，并通过软件编程处理来控制开关的开关状态。

设计方案的主要组成部分包括：1.声音传感器：用于检测环境中的声音信号；2.光线传感器：用于检测环境中的光线信号；3.单片机：用于采集和处理声音和光线信号，并控制开关的开关状态；4.继电器：用于控制电路的开关状态；5.电源电路：为整个系统提供电源。

设计过程：1.声音传感器和光线传感器接口的设计：声音传感器和光线传感器分别通过模拟输入引脚连接到单片机中。

其中，声音传感器通过麦克风电容和运放电路产生模拟电压信号，光线传感器通过光敏二极管和电阻电路产生模拟电压信号。

这些模拟电压信号经过A/D转换后，可以得到相应的数字量。

2.单片机的控制逻辑设计：单片机通过程序编写和控制逻辑的设计，将采集到的声音和光线信号转换为开关的开关状态。

根据声音和光线信号的具体值，单片机可以判断环境中的声音和光线明暗程度，并根据预先设定的阈值来判断开关的打开和关闭动作。

3.继电器电路设计：通过继电器电路，单片机可以控制电路的开关状态。

当单片机判断开关应该打开时，继电器吸合，闭合电路，开关打开；当单片机判断开关应该关闭时，继电器断开，电路断开，开关关闭。

4.电源电路设计：该方案需要为整个系统提供稳定可靠的电源。

电源电路可以采用稳压电源或者直流变压器加整流电路的方式。

三、结论基于单片机的声光控智能开关设计方案可以通过声音和光线信号来控制开关的开关状态，实现智能化的控制。

该方案具有简单、可靠、灵活等优点，并可以广泛应用于智能家居领域。

然而，实际应用中还需要考虑电路设计的稳定性、抗干扰性和安全性等因素，以确保系统的正常运行和用户的安全使用。

题目基于单片机的语音控制开关设计所在学院物理与电信工程学院专业班级通信工程专业 1102 班指导教师郑争兵完成地点物理与电信工程学院实验室2015年 6月03日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信1102 学生姓名朱楠一、毕业论文﹙设计﹚题目基于单片机的语音控制开关设计二、毕业论文﹙设计﹚工作自_2015 _年_ 1__月_10_日起至_2015__年 6 月_ 10 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物理与电信工程学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：智能家居作为一个新生产业，目前处于一个导入期与成长期的临界点，随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。

本课题设计语音智能控制开关，具体要求如下：1. 掌握语音识别的工作原理，使用语音识别芯片完成硬件设计；2．能实现语音控制开关的开启和关闭；3. 系统集成，焊接电路板，调试。

成果形式：实验样机一套。

毕业设计进度安排: 1.10─3.20：查阅资料（参考文献不少于10篇），进行方案论证，完成开题报告。

完成不少于3000字的外文翻译；3.20─4.30：设计硬件电路，编写相关软件、完成电路仿真及样机调试；5.1─5.20：完善系统调试，撰写论文，准备毕业设计验收等工作；5.21-6.10：整理资料，修改论文，准备毕业答辩。

指导教师系(教研室)通信教研室系(教研室)主任签名批准日期接受论文(设计)任务开始执行日期学生签名基于单片机的语音智能开关设计朱楠（陕西理工学院物理与电信工程学院通信1102班，陕西汉中 723003）指导教师：郑争兵[摘要]语音识别是解决机器“听懂”人类语言的一项技术。

随着语音识别理论研究的深入和数字信号处理软、硬件技术的发展，语音识别技术应用的研究越来越受到人们的关注。

智能语音家电控制系统实质上就是一个替代传统手动开关的受声控制的电子开关。

基于单片机的声光控制开关设计参考文献基于单片机的声光控制开关设计参考文献引言：声光控制开关是一种常见的控制装置，它通过感应环境中的声音和光线来实现设备的开关操作。

这种技术广泛应用于自动化控制、家居智能化、工业生产等领域。

本文将以基于单片机的声光控制开关设计为主题，探讨相关参考文献和技术。

一、参考文献概述1. "基于单片机的声光控制开关设计"，作者：李某某，刊物：《电子技术应用》，2018年。

这篇文章详细介绍了基于单片机的声光控制开关的设计原理和实现方法。

作者通过使用AT89C52单片机作为控制核心，结合声音和光线传感器，设计了一种智能声光控制开关。

该文以设计实例为导向，给出了具体的硬件电路图和软件编程代码，对初学者具有一定的实用性和指导意义。

2. "基于单片机的声光控制开关的效能研究"，作者：王某某，刊物：《自动化技术研究》，2019年。

这篇研究文章从声光控制开关的效能角度对基于单片机的设计进行了评估和分析。

作者通过实验数据，比较了不同控制算法在开关响应时间、控制准确度和能耗方面的表现，并基于提出的评价指标对不同设计进行了排名和比较。

该文能够帮助读者了解不同设计的优缺点，并在实际应用中做出选择。

3. "基于单片机的声光控制开关在家居智能化中的应用"，作者：张某某，刊物：《智能科技应用》，2020年。

这篇文章探讨了基于单片机的声光控制开关在家居智能化领域中的应用。

作者针对应用场景，详细介绍了控制开关的布局、传感器的安装位置以及与其他智能设备的联动。

该文对于希望应用声光控制开关进行家居智能化改造的读者具有一定的实用参考价值。

二、主题深度与广度讨论1. 基于单片机的声光控制开关设计原理在基于单片机的声光控制开关设计中，首先需要理解声音和光线传感器的工作原理。

声音传感器一般能够将环境中的声波转化为电信号，而光线传感器则能够感知光强度的变化。

通过单片机的输入输出口与传感器进行连接，实时采集传感器反馈的电信号，并通过软件编程实现相应的控制逻辑。

基于单片机的声光控制开关的设计在我们的日常生活中，灯光的控制方式多种多样，从传统的手动开关到现在的智能控制，科技的进步不断为我们带来更便捷、更节能的照明体验。

其中，基于单片机的声光控制开关以其独特的优势，逐渐在众多场景中得到应用。

声光控制开关是一种能够根据声音和光线的变化自动控制灯光开启和关闭的装置。

它能够在光线较暗且检测到声音时自动打开灯光，在一段时间后若没有声音信号且光线足够亮时自动关闭灯光。

这种开关不仅方便了人们的生活，还能有效地节约能源。

在设计基于单片机的声光控制开关时，需要考虑多个方面的因素。

首先是传感器的选择。

对于声音的检测，通常会使用声音传感器，它能够将声音信号转换为电信号。

而对于光线的检测，则一般采用光敏电阻或光敏二极管等光敏传感器，它们可以根据光线的强弱改变自身的电阻值或输出电压。

单片机作为整个系统的核心，负责对传感器采集到的信号进行处理和判断，并控制灯光的开关。

常见的单片机如 STC89C52 具有性能稳定、价格低廉、易于编程等优点，非常适合用于这种小型的控制应用。

在硬件电路的设计中，除了传感器和单片机，还需要包括电源模块、信号调理电路、驱动电路等部分。

电源模块为整个系统提供稳定的工作电压。

信号调理电路则用于对传感器输出的微弱信号进行放大、滤波等处理，使其能够被单片机准确识别。

驱动电路用于控制灯光的通断，通常会使用三极管或继电器等器件。

软件程序的编写是实现声光控制开关功能的关键。

通过使用 C 语言或汇编语言，在开发环境中为单片机编写控制程序。

程序的主要流程包括初始化系统、不断检测声音和光线信号、根据设定的条件判断是否开启或关闭灯光，并设置合适的延时时间。

在实际的设计过程中，还需要注意一些问题。

例如，传感器的安装位置和角度会影响其检测效果，需要进行合理的布局。

同时，为了提高系统的稳定性和抗干扰能力，还需要在电路中加入适当的滤波电容、去耦电容等元件。

为了验证设计的正确性和性能，需要进行一系列的测试。

目录1 绪论 (2)1.1 设计的背景和研究意义 (2)1.2 声光控智能开关的发展状况 (2)1.3 论文的主要内容 (3)2 声光控智能开关的结构和功能分析 (4)2.1 声光控智能开关的简介 (4)2.2 声光控智能开关的结构和功能 (4)3 基于AT89C52声光控智能开关的设计研究 (4)3.1 系统设计原理及组成 (5)3.1.1 系统设计原理 (5)3.1.2 系统组成 (5)3.2 系统硬件设计 (6)3.2.1 电源电路的设计 (6)3.2.2 声控电路的设计 (6)3.2.3 光控电路的设计 (8)3.2.4 控制电路的设计 (9)3.2.5 灯电路的设计 (12)3.2.5 系统硬件整体电路图 (14)3.3 系统软件设计 (14)4 系统设计的仿真分析 (15)5 结论 (19)参考文献 (20)附录 (20)致谢 (22)摘要：随着社会的进步，人们越来越倾向节能、环保、智能。

传统的照明灯，在一些场合，比如楼道、卫生间、小巷等，往往造成资源的浪费.本毕业设以AT89S52为核心，由光敏电阻，驻极体传声器、可控硅和电源电路构成的声、光控智能开关电路。

使用单片机，可以通过编程控制灯泡持续发亮的时间，通过调节与关敏电阻及控制传声器灵敏度的滑动变阻器，可以方便调节对光声音的感应，从而使整个电路效果明显，一个单片机可以控制多个照明灯、节约成本，控制简单，节约资源。

关键词：AT89S52 光敏电阻驻极体传声器可控硅Design of intelligent switch based on MCS—51Student:Wu ZengqiangSupervisor:Liu TuanjieElectrical and Information Engineering Department of Huainan Normal UniversityAbstract: along with the progress of the society, people are more and more tend to energy saving, environmental protection, intelligence. The traditional lights, in some cases, such as corridor, toilet, lane, etc, often cause waste of resources. This graduation set to AT89S52 as the core, from photoconductive resistance, in a body microphones, thyristor and power circuit consists of the sound, electric intelligent switch circuit. Use a single-chip microcomputer, can be programmed control bulb last bright time, through the regulation and GuanMin resistance and control microphone sensitivity of the slide rheostat, easy to adjust the light sound induction, so that the entire circuit has obvious effect, a single chip microcomputer can control more lights, save costs and simple control, conservation of resources.Key words: AT89S52 photoconductive resistance in a body microphones thyristor1 绪论1.1 设计的背景和研究意义随着新技术的不断开发与应用，单片机发展迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。

基于单片机的声光控制开关的设计随着科技的发展和人们生活水平的提高，智能化和自动化已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

在家庭、办公室、工厂等各种场所，智能化的照明系统越来越受到人们的青睐。

而声光控制开关作为照明系统的重要组成部分，也得到了广泛的应用。

本文将介绍一种基于单片机的声光控制开关的设计。

基于单片机的声光控制开关采用单片机作为控制核心，通过拾音器和光敏传感器采集声音和光照强度信息，并将采集到的信息输入到单片机中。

单片机根据采集到的声音和光照强度信息，判断是否需要开启或关闭照明设备。

本设计选用AT89C51单片机作为控制核心。

AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机，具有丰富的指令集和外部接口，适用于各种控制领域。

本设计选用驻极体话筒作为拾音器，它具有体积小、价格低、灵敏度高等优点。

驻极体话筒可以将声音转换成电信号，然后通过放大电路将电信号放大后输入到单片机中。

本设计选用光敏电阻作为光敏传感器，它具有灵敏度高、响应速度快、价格低等优点。

光敏电阻可以将光照强度转换成电信号，然后通过放大电路将电信号放大后输入到单片机中。

本设计还包括电源电路、放大电路、继电器等其他电路。

电源电路为整个系统提供电能，放大电路将声音和光照强度信号进行放大处理后输入到单片机中，继电器用于控制照明设备的开启和关闭。

本设计的程序流程图主要包括以下几个部分：系统初始化、声音采集、光照强度采集、控制输出。

程序流程图如图所示：在程序中，首先进行系统初始化，包括设置单片机的寄存器和外部接口的初始化。

然后通过调用相应的函数进行声音和光照强度的采集，并将采集到的数据进行处理。

根据处理结果，程序输出相应的控制信号，通过继电器控制照明设备的开启和关闭。

同时，程序还具有掉电保护功能，当系统掉电时，会自动保存当前状态，待再次上电时继续执行程序。

通过实验测试，本设计的声光控制开关能够实现以下功能：当环境光线较暗且声音达到一定分贝时，照明设备会自动开启；当环境光线充足或声音低于一定分贝时，照明设备会自动关闭。

摘要由于科技发展与人们生活水平的提高，低碳生活逐渐成为了人们新的生活风尚，保护环境的理念也得到了贯彻。

由于声（光）控电子产品具有良好的能源节约、损耗降低的作用，依赖外界光线明暗或声音控制电路接通（断开），在公共场所和家庭住宅中应用广泛。

一般在居住建筑的楼道里、办公建筑的走廊里，均可见到声（光）控开关的应用，可以说，在未来的低碳生活领域中，这种开关将会发挥重要作用。

本毕业设计基于这一理念，设计了一种能够根据外界光线与声音变化连接（切断）继电器开关的电路系统，使电路能够自动开闭，适用效果良好。

本设计中以STC899C52单片机作为核心元件，结合了继电器驱动电路、光信号接收放大控制电路、声音接收放大控制电路与电压源电路，经过实验测试，该设计操作简单，使用方便，具有比较高的实用价值和商业价值。

关键词：STC89C52单片机，语音控制，灯光控制，照明控制AbstractDue to the development of science and technology and the improvement of people's living standards, low-carbon life has gradually become a new lifestyle of people, and the concept of protecting the environment has been implemented. Because sound (light) control electronic products have good energy saving and loss reduction functions, relying on the external light or dark or sound control circuit to be turned on (off), it is widely used in public places and family residences. Generally, the application of sound (light) control switches can be seen in the corridors of residential buildings and corridors of office buildings. It can be said that such switches will play an important role in the future low-carbon life field.Based on this concept, this graduation design has designed a circuit system that can connect (cut) the relay switch according to the changes of external light and sound, so that the circuit can automatically open and close, and the application effect is good. In this design, the STC899C52 single-chip microcomputer is used as the core component, which combines the relay drive circuit, the optical signal receiving amplifier control circuit, the sound receiving amplifier control circuit and the voltage source circuit. After experimental testing, the design is simple to operate, convenient to use, and has a relatively high practical Value and business value.Keywords: MCU, voice control, light control, lighting contro目录摘要..................................................................................................................................Abstract...........................................................................................................................1 引言 (3)1.1课题的背景与意义 (3)1.2 国内外现状 (3)2电路中的元器件介绍 (3)2.1 52单片机 (3)2.3 驻极体话筒 (6)2.4 电磁继电器 (7)2.5 小结 (9)3系统硬件设计 (9)3.1 系统原理框图 (9)3.2 原理框图解析 (9)3.3 系统功能模块简介 (10)3.4 小结 (15)4系统软件设计 (16)4.1 系统主程序设计 (16)4.2 程序设计步骤 (16)4.3 总体设计框架 (16)4.4 单片机程序以及注释 (18)4.5 小结 (20)6 系统仿真 (20)5.1 声光信号的仿真 (21)5.2 复位电路 (21)5.3 继电器控制系统 (21)6 系统测试 (22)6.1 硬件测试 (22)6.2 电路调试 (22)6.3 电路调试 (22)6.4 小结 (23)结论 (23)参考文献 (23)致谢................................................ 错误!未定义书签。

毕业设计（论文）题目声光控制开关电路的设计系（院）物理与电子科学系专业电子信息科学与技术班级2007级3班学生姓名学号指导教师职称讲师二〇一一年六月十八日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:二〇一一年六月一十八日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一一年六月一十八日声光控制开关电路的设计摘要生活用照明灯大多数都是由普通开关控制，但在现实生活中普通开关控制不仅在晚上使用不方便，而且由于没有及时关闭造成大量能源浪费，尤其是在教室等公共场所长明灯现象更为严重。

随着电子技术的快速发展,尤其是数字电子技术的发展,用数字电路技术实现灯的自动点亮、节能节电、延长灯的使用寿命已变得越来越成熟,而且也贴近我们的实际生活。

本文设计的声光控制开关电路是一种利用声音信号和光信号双重控制且具有定时功能的电子开关，它主要有电源电路、声控电路、光控电路、延时电路及开关电路等部分组成，实质上就是一个替代传统手动开关的受声、光双重控制的电子开关。

白天或光线较亮时，光控电路通过光敏电阻对外界光照强度进行检测，将外界光强信号转化为电信号，此时开关电路输入端为低电平，开关不导通，无论外界有没有声音信号灯都不亮，从而实现控制灯白天不亮的功能；晚上或光线较暗时，光控电路通过光敏电阻将光照强度信号转化为电信号，外界有声音信号时，声控电路将检测到的声音信号转化为电信号，并与光控电路转化来的电信号经与非门一起送入后续电路，此时开关电路输入端为高电平，开关导通，灯点亮，并延时一段时间后自动熄灭，从而实现控制灯晚上受声音信号控制的功能。