基于單片機的聲光開關控制系統的設計與實現

張德喜,鄭 琳

（沈陽工學院，信息與控制學院，遼寧撫順，113122）

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基于單片機的聲光開關控制系統的設計與實現

張德喜,鄭 琳

（沈陽工學院，信息與控制學院，遼寧撫順，113122）

摘要：本設計硬件部分以AT89C51單片機為核心，軟件部分以C語言為基礎，由光敏電阻、駐極體傳聲器、可控硅和電源電路等部分構成一個聲光控制開關電路。能夠實現采集到的聲光信號控制開關的工作狀態。

關鍵詞：AT89C51；光敏電阻；開關電路

1　硬件部分設計

這個系統設計主要是由主控芯片51單片機，單片機晶振電路，復位電路，電源電路，聲光及熱釋電按鍵模擬電路，聲光控開關控制電路組成。51單片機負責整個系統的執行控制過程。

本設計中使用的單片機是AT89C51，通過2個22P電容和1 個11.0592MHz的晶振組成的晶振電路，系統的時鐘脈沖就是由晶振電路提供，還有通過1個電阻和1個電解電容和1個按鈕組成單片機的復位電路，這三部分就是單片機最小系統組成。

在本設計中用3個按鍵來模擬聲光傳感器和熱釋電傳感器，使用1個按鍵來設定模式切換。

此設計使用一個繼電器來進行對聲光開關的控制切換，通過單片機P26口接在三極管PNP的基極上，當P26輸出一個低電平的時候，三極管導通，繼電器線圈得電吸合，聲光指示燈亮。當P26輸出一個高電平，三極管截止，繼電器線圈不得電不吸合，聲光指示燈滅。

雙電壓比較器LM3932腳是檢測聲音的電壓，3腳是通過103電位器調節的固定值，當有聲音時2腳的電壓會變小，當2腳的電壓小于3腳時，1腳就會輸出一個低電平，1腳連接單片機時，單片機檢測到低電平就會執行相應的控制程序。同樣5腳是通過103電位器調節的固定值，6腳連接的是光敏電阻，當光線暗的時候，輸出的電壓就會變小，當6腳的電壓小于5腳時，7腳就會輸出一個低電平單片機檢測到低電平就會執行相應的控制程序。

繼電器電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。

當有聲音的時候會輸出一個低電平傳給單片機，單片機就會進行相應的操作，當光線被遮住的時候會輸出一個低電平傳給單片機，單片機就會進行相應的操作，當有人靠近的時候會輸出一個低電平傳給單片機，單片機就會進行相應的操作，只有具備這三個條件亮繼電器的指示燈才會點，使其正常工作。

2　軟件部分設計

軟件的設計主要分為：位尋址定義、延時函數、初始化函數、按鍵掃描處理函數、主函數和定時器中斷函數。

由于在硬件電路上單電機所用的引腳較多，為了在編程時方便記憶和明確每個管腳的功能，就要用到位尋址定義。位尋址定義用的是sbit變量，sbit可以將單片機的一個引腳換一種方式在程序中表示，如sbit LED=P3^1，就是將P3.1引腳定義為LED。在程序中就不必寫P3^1而是寫LED，這樣既省去了拼寫的麻煩又能使程序簡單明了，增加了程序的可讀性。

在程序的開始首先要對定時器0進行初始化，定時器0初始化完成后運行按鍵掃描函數，按鍵掃描函數會判斷模式按鍵是否按下，如果模式按鍵按下就進入人體感應模式，否則進入聲光感應模式。在聲光感應模式下首先會判斷光線是否滿足條件，如果光線不滿足條件就會繼續檢測直到滿足條件為止，如果滿足條件接著會判斷是否有聲音，如果沒有聲音就會繼續檢測直到有聲音為止，如果有聲音則定時器0打開繼電器接通指示燈亮。在人體感應模式下首先會判斷光線是否滿足條件，如果光線不滿足條件就會繼續檢測直到滿足條件為止，如果滿足條件接著會判斷是否感應到有人，如果沒有感應到有人就會繼續檢測直到感應到有人為止，如果感應到有人則定時器0打開繼電器接通指示燈亮。

定時器中斷采用了定時器0中斷程序，工作方式為方式1，定時器進入中斷后首先定義了一個局部變量m用于計數，然后進行定時器初值設定，TH0=0x3c;TL0=0xb0; 當兩個8位寄存器計數達到0xff的時候，計數器溢出觸發中斷標志位，將再次進入中斷程序。m變量每進入一次中斷就進行一次自加運算，當判斷語句檢測到m等于20的時候就進行秒變量sec進行自加，當sec大于等于30的時候執行sec清零，并執行滅燈語句，關閉定時器0，等待下次開燈定時器重新工作。定時器中斷函數主要用于現燈光延時作用，定時器中斷函數用的是單片機的定時器0。

3　系統測試

在KEIL中編寫好程序，通過KEIL中的編譯器編譯，使程序確保語法是無錯誤的，在沒有錯誤的情況下再使用KEIL中的軟件仿真，然后通過編譯生成的HEX文件燒寫到仿真軟件中，看具體的效果，直到效果無誤即可。

當燒寫好程序后進行仿真運行開機點亮綠燈，綠燈亮是模式指示燈。當綠燈亮時是聲控模式，遮上光敏電阻式時有聲音和熱釋電傳感器感應的時候紅燈會點亮，也就是繼電器那個燈的指示燈，繼電器外面可以接負載控制220V的燈光。

當聲控開關按下時候，紅綠燈指示燈亮。當按下模式切換開關的時候，綠燈滅。當遮擋光敏電阻式時，聲音和熱釋電傳感器感應的時候紅燈會點亮。

4　結論

本課題的研究工作已經基本達到預期的要求，通過了最后的硬件和軟件的模擬調試。歸納起來有以下幾點：

（1）本課題實現了通過AT89C51對電路進行簡單控制的功能，具有電路簡單、成本低切易控制的特點。

（2）系統硬件設計通過使用重點使用的芯片有AT89C51芯片設計了包括單片機最小系統、晶振電路、復位電路、電源電路、聲光開關電路、聲光熱釋電傳感器按鍵模擬電路。

（3）系統軟件設計包括程序初始化、程序設計、聲光感應、感應判斷操作方便和容易修改。

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作者簡介

張德喜，1989年7月，男，漢族，沈陽工學院，學生。

通訊作者：鄭琳，1989年2月，女，漢族，遼寧人，沈陽工學院，教師，講師，碩士學位，研究方向：天線設計與制作。

Design and implementation of sound and light switch control system based on SCM

Zhang Dexi，Zheng Lin
（Shenyang Institute of Technology，Information and Control College，Liaoning，Fushun，113122）

Abstract：This design is based on AT89C51 single-chip microcomputer and C language.Sound and light control switch circuit is made of photosensitive resistance, electret microphone,power circuit and silicon controlled, which can achieve to switch working state of sound and light control switch.

Keywords：AT89C51; Photosensitive Resistance;Switching Circuit