基于单片机的声控门
基于单片机的声控门
1、声音鉴别系统
声音鉴别系统可广泛应用于各种声音的鉴别，包括人，动物和各种机械发出或产生的声音。该系统首先应该采集鉴别体发出或产生的声音作为样本，通过训练产生该个体的应用模板。一旦该模板被调入系统，系统就会自动捕捉相应的鉴别体，并提示用户。可以移置到各种硬件平台上，因此上述系统也可以用低成本硬件实现。有很大的应用范围：门禁系统，用语音控制门锁的自动开启;电话银行系统，用语音控制转帐密码;车辆检测系统，根据声音检测车辆的好坏;监听系统，通过电话线监听某人是否使用该线路，特别适应于军方和国家安全机构;测量系统，用声音测量海水的深度，特别适应于勘探部门。
2语音鉴别系统的构成
语音识别系统的基本构成主要包括预处理、A/D转换、起止点识别、特征提取和识别判断等部分，结构示意图如图1-1所示。
语音识别过程与人对语音识别处理过程基本上是一致的。目前主流的语音识别技术是基于统计模式识别的基本理论。一个完整的语音识别系统可大致分为四部分：
(1)预处理包括模数转换、自动增益控制、预加重等处理过程，用以去除声门激励、口鼻辐射和高频信号和噪音信号的影响，实现语音信号的数字化。
(2)经过预处理后的语音信号，要对其进行特征提取，即特性参数分析。目的是从语音波形中提取随时间变化的语音特征序列。
该过程就是从原始语音信号中抽取能够反映语音本质的特征参数，形成特征矢量序列。可选择的语音特征参数具体如下：
①时域参数：包括短时平均过零率、短时平均幅度或短时平均能量、基音周期。平均过零率和帧能量用于检测语音端点，基音周期则用于清／浊音分类和汉语的声调识别。
②频域参数：包括短时频谱、前3个共振峰(有幅度、频率、带宽)、倒谱、线性预测系数。
③其它函数：包括声道的形状函数、随机模型的概率函数、量化的矢量。
④超音段信息函数：包括音长、音调、音色等。欲选择抽取的参数不仅与所采用的识别方法有关，而且还与识别率和复杂度之间的约束有关。特征的选择对识别效果来说至关重要，其衡量方法是特征间的距离量度。选择的标准应体现对异音字特征间的距离要尽可能大，而各同音字间的距离尽可能小。同时，还有考虑特征参数的计算量，应在保持高识别率的情况下，尽可能减少特征维数，以利于减小存储要求实时实现。
(3)声学模型与模式匹配(识别算法)：声学模型是识别系统的底层模型，并且是语音识别系统中最关键的一部分。声学模型通常由获取的语音特征通过训练产生，目的是为每个发音建立发音模板。在识别时将未知的语音特征同声学模型(模式)进行匹配与比较，计算未知语音的特征矢量序列和每个发音模板之间的距离。声学模型的设计和语言发音特点密切相关。声学模型单元大小
(字发音模型、半音节模型或音素模型)对语音训练数据量大小、系统识别率，以及灵活性有较大影响。
(4)后处理：在大词汇量连续语音识别过程中，为了提高识别正确率，需要使用语言模型。利用语音识别单位之间连接时的相互制约关系，采取统计方法与语法相结合的方法建立语言模型，达到限制识别器译码时的自由度，提高系统性能。
3.语音识别的单片机硬件基础随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐由传统的控制扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理(DSP，Digital Signal Processing)等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。它的CPU内核采用凌阳最新推出的unSPl6位微处理器芯片。围绕unSP所形成的16位unSP系列单片机(以下简称unSP家族)采用的是模块式集成结构，它以unSP内核为中心，集成不同规模的ROM、RAM和功能丰富的各种外设接口部件。
unSP家族有以下特点：
(1)体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展unSP家族把各功能部件模块化地集成在一个芯片里，内部采用总线结构，因而减少了各功能部件之间的连线，提高了其可靠性和抗干扰能力。另外，模块化的结构易于系统扩展，以适应不同用户的需求。
(2)具有较强的中断处理能力unSP家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。
(3)高性能价格比unSP家族片内带有高寻址能力的ROM、静态RAM
和多功能的L／O口。另外，unSP的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能，使得unSP家族运用在复杂的数字信号处理方面既便利，又比专用的DSP芯片廉价。
(4)功能强、效率高的指令系统unSP格式紧凑，执行迅速，并且其指令结构提供了对高级语言的支持，大大缩短产品的开发时间。
(5)低功耗、低电压unSP家族采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式、空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗。
4.语音识别的功能模块为了使语音识别功能易于应用，凌阳SPCE061A将语音识别功能做成模块，并通过API调用来实现。这样就使得开发语音识别的相关系统变得十分便捷。API的C语言格式的定义在BSRSD．H文件中，汇编语言格式的定义在BSRSD．INC 文件中。一些常用的API函数如下：RAM初始化int BSR—DeleteSDGroup(intSDGroupNO)；训练函数int BSR—Train(int wordID，int Train—Mode)；语音识别器初始化intBSRInitRecognizer(intAudioSource)；获取识别结果intBSR —GetResult(void)；停止识别void BSR—StopRecognizer(void)；启动实时监控void BSR—EnableCPUIndicator(void)．
各个函数进行具体介绍。
○1RAM初始化：删除给定组号的SD命令模型。当SDGroupNo=0时RAM
中的命令模型被删除。参数SDGroupNo是辨识的一个标识符，0代表选择RAM，并初始化。
②训练函数：用于特定人语音识别的模型训练。参数WordID命令序号，范围为Oxl00—0xFFF，并且对于每组训练语句都是唯一的。TraindMode训练次数，要求使用者在应用之前训练一或两次。
③语音识别器初始化：用于语音识别器初始化。参数定义语音输入来源。BSR—MIC通过MIC语音输入；BSR—LINE—IN是LINE—IN 电压模拟量输入。当主程序调用BSR—InitRecognizer时，语音识别器便打开8kHz采样频率的FIQ—TMA中断，并开始将采样的语音数据填入语音识别器的数据队列中。
④获取识别结果：用于完成语音识别，并返回语音识别结果。
⑤停止识别：用于停止识别，当调用此函数时，定时器中断将关闭。
⑥启动实时监控。自动处于监控语音输入信号并等待处理状态。
5.利用单片机设计语音识别系统一个完整的语音识别系统分为硬件设计和软件设计。首先定义产品的功能，然后根据功能需求设计嵌入式语音系统的硬件结构。嵌入式语音识别应答系统必须模块如图2所示。SPCE061A是一款功能齐全的单片机，且包含了DSP功能，使得硬件电路要外接的器件达到最小。
软件设计由3部分工作组成：语音命令模型库训练、语音识别和语音提示。其中，语音命令模型库训练的工作量最大，但几乎都可以在Pc机上完成，根据识别结果给出相应的提示。
(1)语音命令模型库训练
语音命令模型库训练过程如图三所示。语音输入可以采用两种方式：一是通过PC机的声卡，用MIC采集语音命令的书．WaV文件；二是用SPCE061A系统采集语音信号，通过通信模块将语音信号送到Pc机上保存。第二种方式最好，因为它能保证训练用语音特征
与识别时的一致性，从而减少硬件图3语音命令模型训练过程
系统不一致带来的误差。预处理包括预加重和端点检测。端点检测一般采用时域参数。例如，短时平均幅度和短时过零率。根据
现有SPCE061A的性能，应采用线性预测倒谱系数作为特征矢量，模板训练采用离散的隐马尔科夫模型，虽然训练隐马尔科夫模型需要很长时间，而且计算复杂，但这是在PC机上完成的，与实时语音识别没有关系。由于连续的隐马尔科夫模型占用的存储器空间大，且识别时计算复杂，虽然识别准确率高一些，但总体考虑还是离散的隐马尔科夫模型更适合嵌入式语音识别系统。由于61单片机的本身处理能力及存储空间限制，嵌入式语音命令识别的语音命令集不能选太大，最好在20个以下，这样既可以保证识别正确率，也便于存储。
(2)语音识别和语音提示
语音识别和语音提示过程如图4所示。这部分要在由SPCE061 A 组成的嵌入式系统上实现。其中预处理、特征提取、矢量量化三个模块的算法和模板训练时的算法一样。程序和模板库保存在SPCE061A的32K字的Flash存储器中。如果用户设计的系统语音命令比较多，芯片内的Flash存储器容量不够，可以扩充存储器，将模板库或码字保存在外扩的存储器中。模板匹配采用隐马尔科夫模型的识别算法
(Viterbi算法)。语音提示输出可以使用凌阳公司
为用户编制的API函数。
由于凌阳单片机提供了丰富的API函数使得设计者在了解了SPCE061A的结构和开发环境后很容易完成在SPCE061 A上的编程工作。
(3)特定语音识别系统的典型应用方式特定语音识别是指语音模拟板由单人训练，对训练人的语音命令识别准确率高，而其他人的语音识别的准确率较低或者不识别。如果设计者要设计特定人语音命令识别和应答系统，可以用凌阳SPCE061A提供的语音识别的API函数库实现。要识别的语音命令和需要播放的应答语音可以自己设计。下面是一个简单的实现特定语音识别的例程。该例程包括语音命令模型训练、语音命令识别及语音应答。
运行需要的硬件条件是凌阳的6l单片机开发板。程序包括三部分：训练样本、识别和语音提示。由于训练的语音模型保存在RAM 中，掉电将丢失，所以每次上电复位时都必须重新训练。训练是通过调用语音识别的API函数BSr—Train实现的。为了防止误命令，每条语音命令训令两次，只有两次命令相同才算成功。在程序中通过三条语句的训练演示特定人语音命令识别。其中第一条语句为触发命令。程序开始时，首先训练触发命令，然后提示训练两条命令；训练完毕开始语音识别。当识别出触发名称后，发布命令则会听到应答。具体命令如下：
触发名称您好第一条命令请进第二条命令再见采用凌阳语音识别API函数的特定人语音识别例程的主程序框图如图5所示。
5 结束语
语音识别技术是一门理论性强、实用面广的交叉学科。利用类似凌阳这类单片机来实现一些简易控制的语音识别技术可以使得开发技术简捷，成本降低。而随着Ic器件技术的不断进步，单片机本身所具有的数字信号处理能力必然逐渐加强，这使得将来开发更复杂的语音识别系统成为可能。所以掌握单片机平台下开发语音识别系统的方式具有更加广阔的应用前景。
下面是程序框图
基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计概要
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
声控灯地设计与制作-哈工大-电子技术课程设计
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：
(完整版)51单片机流水灯程序
1.第一个发光管以间隔200ms 闪烁。 2. 8 个发光管由上至下间隔1s 流动，其中每个管亮500ms, 灭500ms 。 3. 8 个发光管来回流动，第个管亮100ms 。 4. 用8 个发光管演示出8 位二进制数累加过程。 5. 8 个发光管间隔200ms 由上至下，再由下至上，再重复一次，然后全部熄灭再以300ms 间隔全部闪烁 5 次。重复此过程。 6. 间隔300ms 第一次一个管亮流动一次，第二次两个管亮流动，依次到8 个管亮，然后重复整个过程。 7. 间隔300ms 先奇数亮再偶数亮，循环三次；一个灯上下循环三次；两个分别从两边往中间流动三次；再从中间往两边流动三次；8 个全部闪烁 3 次；关闭发光管，程序停止。 1 #include
uint x,y; for(x=200;x>0;x--) for(y=100;y>0;y--); } #include
基于单片机的声光控制灯
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。
数电声控灯课程设计
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。
51单片机闪烁灯
1．实验任务 如图4.1.1所示：在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程序是如何设计呢？下面具体介绍其原理： 如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒=0.001毫秒（ms） 机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 2 D1: MOV R7,#248 2个 2＋2×248＝498 20×(2＋2×248)
DJNZ R7,$ 2个2×248=496 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 10002=2+(2+2*248)*20+40 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。 如本实验要求0.2秒＝200ms，10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET （2）．输出控制 如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。 5．程序框图 如图4.1.2所示 6．汇编源程序 ORG 0 ; ORG 的意思是什么就是 值不同跟系统程序存贮器地址有关. 以上面的程序来讲ORG 0000H接下来写的程序都在 0000H后。ORG 2000H也一样。（如果ROM够大的话） START: CLR P1.0 LCALL DELAY ;“调用”（ACALL或LCALL）一下，避免重复编写也节省程序存储空间，子程序的最后都 要放一条返回指令既“RET”。 SETB P1.0 ;使P1.0变为1。灯亮。 LCALL DELAY
51单片机课程设计 声控灯
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。
数字电子技术课程设计---声控灯的设计与制作
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：
单片机控制-闪烁灯
单片机控制-闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）．延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要 求的闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在 执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程 序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个 2 2＋2×248＝498 20× DJNZ R7,$ 2个2×248 (498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时， 延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求0.2秒＝200ms， 10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET （2）．输出控制 如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管 的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0 端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。 5．程序框图 如图4.1.2所示
基于单片机的楼道内声控灯及报警系统
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
模拟电子课程设计声控灯开关
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-音乐花样灯
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。
声控灯课程设计
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
基于单片机(c语言控制的)流水灯程序设计及proteus仿真图
基于单片机(c语言控制的)流水灯程序设计及proteus仿真图
89c51与8个发光二极管相连流水控制 一、不同花样的控制源程序代码： /*#include
delay(2000); } // 8~1号灯依次闪烁 } } */ /*#include
delay(300); P1=a; } P1=_crol_(P1,1); } } void delay(uint z) {uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } */ //依次闪烁10次后，循环点亮 /* #include
单片机课程设计 8个LED灯来回点亮汇总
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