单片机声光控灯系统

基于单片机的声光控灯系统设计

社会快速发展的同时技术也紧跟其后，很多公共场所在照明方面做出了很多措施，这也将是目前的一个发展趋势，现实生活中有了声音和光控制开光外，利用微波感应和人体红外感应开关也有。但是，微波感应不够稳定抗干扰方面不够理想，红外感应虽然它在性能方面是比微波感应上理想，但由于它的安装是比较复杂的，卖的的价格也偏贵，红外感应适用的范围有限，只能用在一些管理的比较完善的地方，比如：宾馆、饭店、楼道和一些固定走廊。虽然这些地方可以使用红外感应来控制照明，从另外方面考虑到价格问题，还有安装管理方面不利因素。

电路设计中避免了以上不稳定、性能、价格还有安装的局限性问题。能够满足大多数的环境，可以有限的节约能源。系统工作是按设定好的先后顺序执行的如图1所示。

一、声光控灯系统硬件电路设计

课程设计电路由51单片机、LM393电压比较器电路、驻极体话筒控制电路、光敏电阻控制电路、继电器控制电路、数码管倒计时，按键切换显示部分组成。

1.1单片机及显示部分

电路组成由单片机、三极管、两位共阳数码管组成。时间倒计时数码管显示电路如图2所示；当程序进入初始化时数码管显示十秒，夜晚且有声音时，继电器吸合的同时数码管开始倒计时。单片机的引脚输出高低电平改变三极管的基极电压，让Q2、Q3截止或者导通，从而改变数码管的位显示。单片机的P0口输出高低电平改变a、b、c、d、e、f的值，利用人的视觉效应，显示不同的数字两位数码管是共阳极数码管，段选接在P0口，通过改变P0口引脚的高低电平，来显示数字，而P2.3引脚用来控制个位数码管的亮灭，P2.7用来控制十位数码管的亮灭，与一定的时间间隔扫描，拉高或者拉低P0口、P2.3、P2.7的引脚将显示不同位数码管亮灭的变化。单片机的驱动电流有限，不能同时驱动数码管亮，所以增加两个PNP型三极管Q2、Q3来驱动数码管显示。

按键S2按下数码管暂停显示同时灯常亮，再次按下数码管继续倒计时。

1.2声光部分

图3所示是声音和光的控制电路。通过改变光敏电阻RRR的阻值，来改变同向输入端INA+的电压，同时与反向输入端INA-的电压作比较，光敏电阻RRR的阻值是受外界光线的强弱而变化，外界光线较强时RRR的阻值只有几百欧，外界光线较弱时RRR的阻值有几十兆欧。光敏电阻RRR与R5电阻串联在电路中，RRR电阻的变化引起INA+脚电压的变化。INA+引脚电压低于INA-引脚电压OUTA输出低电平，此时是晚上光敏电阻工作。INA-引脚电压可以通过滑动变阻器R4调节。

驻极体话筒MK1将声音转换成微弱的电压信号。当有声音时话筒感应到声音，产生交流信号，然后交流信号将C4的两端电压产生压降，迫使C4充电此时三极管基极有电压，满足三极管的导通条件，此时集电极引脚变为出高电平。INB-的电压与INB+的电压比较后OUTB输出低电平，三极管导通时间取决于电容C4的容量。

1.3继电器部分

单片机的引脚P3.7接在三极管Q1的基极，三极管用来接通和断开继电器，这样就变成了继电器驱动电路如图4所示：三极管Q1的基极接到单片机的P3.7口，单片机的I/O口输出电流大概20mA这样，所以不能直接用来带动负载。Q1用来放大电流，放大的电流是九十倍，继电器额定电流是40mA,Q1基极电流经过放大足以驱动继电器工作。P3.7口输出高电平时Q1三极管截止，P3.7口输出低电平时Q1三极管导通，继电器得电，继电器吸合常开触电闭合接通负载灯亮。

LED用来显示继电器的吸合断开状态，当继电器吸合时LED灯亮，继电器断开时LED灯灭。

二、声光控灯系统的安装

首先画好原理图检查，编好程序画好仿真电路并调试，软件方面能实现，再次准备好焊接所需要的材料，以及各种工具器，先测试各个器件好坏，并且能正确区分各个器件正负极，以及怎么使用，焊接要注意什么，焊的过程先后顺序，焊完一部分调试一部分，焊完一部分检查一部分，懂得修改程序有问题能解决。

三、声光控灯系统全面检查

焊接电路前要对各元件单独进行测量，看有没有坏的元件，弄清楚各元件的正负极以及它的作用，在焊接时的先后顺序。有些元件有插座的先焊接插座，焊接完插座把元件插在插座里面。焊接电解电容、数码管和LED灯时，烙铁温度不要太高，焊接时间不要太久，以免烧坏元件。

电路焊接完成，要对各个引脚进行检查，看看各个引脚有没有虚焊、漏焊，用万用表检查各个元件的正负极是否连在一起。各个引脚有没有短接的，有些引脚本来要连接在一起的有没有漏焊或者焊错。特别是单片机的引脚靠的太近，要用万用表检查相邻引脚是否有短路。检查各个引脚的接法是否正确，有没有把引脚的各个功能给焊错。检查完基本的测量先不要急着上电，把元件插到插座里面，再用万用表测量各个引脚看看有没有短路、断路、虚焊。最后一定要测量一次电路的正负极，看看有没有短路。

结论

本课程就是针对节能方面而设计的，利用单片机、声音、光的结合，实现照明。本论文的研究适合用在家庭、办公司、走廊、楼房、一些公共场合可当作路灯用。其工作原理利用人走路发出的声音被电路检测到，以此同时确定是晚上灯就会亮，当人离开后灯延时一下才熄灭。白天即使有人经过灯也不亮，电路本身功耗也低采用五伏电源供电，再加上电路本身自身的特点，此电路有节能的作用。该设计使用范围广而且稳定可靠，值得应用到生活中。

本课程设计声音和光敏电路可以调节其灵敏度，增加了按键可以让灯常亮，还增加了灯亮显示时间，提高了其实用性。当有人连续经过时，会重新更新以最后一个人为倒计时，这样设计比较符合实际情况。

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