摘要
本次课程设计主题是基于ATMEL公司生产的AT89S52单片机为核心设计一个声控彩灯系统。系统由模拟电路部分和数字电路部分组成，模拟电路由驻极体麦克风、运算放大器、二极管峰值包络检波器，实现对音频信号进行转换、滤波、放大等处理。数字电路由A/D转换器、AT89S52单片机及发光二级管组成，单片机将A/D转换后的信号对LED的亮灭进行控制，LED的亮灭情况由音频信号的强度进行控制，点亮的LED的数目随音频音量的增大而增加，随音频音量的减小而减少，实现了一个简单的音乐彩灯控制系统。
关键词：AT89S52单片机；发光二极管； A/D转换器；运算放大器；驻极体麦克风；
目录
引言 (4)
1. 设计任务及要求 (4)
2. 方案选择 (4)
2.1 方案一：采用数字芯片构成的声控彩灯系统 (4)
2.2 方案二：基于AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统 (5)
2.3 方案比较和选择 (5)
2.4声控彩灯系统框图 (6)
3. 硬件设计原理 (7)
3.1模拟电路部分 (7)
3.1.1 模拟电路原理说明 (7)
3.1.2 电路仿真过程 (8)
3.1.3模拟电路原理图 (11)
3.2数字电路部分 (14)
3.2.1 数字电路部分原理图 (14)
3.2.2 A/D转换器 (15)
3.2.3单片机AT89S52介绍 (18)
3.2.4 时钟电路和复位电路 (21)
3.2.5 LED发光显示电路 (23)
3.2.6下载端口 (23)
4. 软件设计原理 (24)
5. 硬件电路制作和组装调试 (24)
6. 软件调试过程及遇到的问题和解决方法 (25)
7. 课设总结 (26)
谢辞 (27)
附录一 (29)
附录二 (30)
附录三 (31)
附录四 (32)
引言
随着科学技术发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一，音乐彩灯的出现使人们既得到了视觉和听觉上得享受，同时也给人们紧张的现代生活带来新鲜的色彩和活力。
1.设计任务及要求
（1）选择合适传感器；
（2）选择合适放大器及A/D转换器件；
（3）单片机根据音频信号大小驱动LED亮灭；
（4）可调拾音灵敏度；
（5）LED的个数、造型自定；
2.方案选择
2.1 方案一：采用数字芯片构成的声控彩灯电路
音频在电信号中表现为多个正弦波叠加而成。音乐的大小就表现为声音的强弱起伏，它在音频信号中表现为正弦波的波峰和波谷，所以在它到达波峰时就说明它的音量大，在波谷时音量就小，根据这个原理，可以采用一个触发电路控制彩灯在音量大的时候发光，音量小的时候就熄灭。综合考虑，可以选择一个NE555时基电路中的单稳态电路，触发后驱动LED发光，由于音频电压过小，还需要
设一个放大电路。设计框图如下图所示：
图2.1-1 方案一设计框图
2.2 方案二：以AT89S52为核心的单片机声控彩灯系统
此控制系统以AT89S52为控制器，通过单片机的I/O口进行读操作，将外部经过音频信号转换而成的电压信号读取进来，再进行分析计算，对外部的发光二级管进行控制，编程控制灵活。能灵活根据音频信号的强弱范围来控制发光二级管亮灭的数目，达到声音控制灯亮灭的效果。
2.3 方案比较和选择
方案一中，虽然电路比较简单，但是最终的硬件电路功能单一，不方便进行功能的修改和升级，控制不够人性化。
方案二中，以AT89S52为控制核心，AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器, 在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，控制灵活方便，使得AT89S52在众多控制使用系统中得到广泛使用。因此本次课题选用方案二。
2.4 声控彩灯系统框图
驻极体麦克风
两级
放大
A/D转换器
电路
图2.4-1系统结构框图
3. 硬件设计原理
3.1模拟电路部分：
3.1.1 模拟电路原理说明：
首先，采用电容式麦克风对音频信号进行拾取。
其次，通过两个电容分别对音频中得高频成分进行滤波以及对直流成分进行隔直。然后，经过一级放大器放大。因为从电容式麦克风输出的信号幅度很小，大概几毫伏至几十毫伏左右，因此要对该信号进行放大，放大倍数选择在1000倍左右，才能满足A/D转换器的需要，由此选择两级放大电路，第一级放大倍数设置在
1~454倍之间，第二级放大倍数设置在1~10倍之间。两级放大就可以达到1000倍左右。
最后，由于音频信号在电信号中表现为多个正弦波叠加而成，而A/D转换器转换的电压范围在0~5v，所以选择采用二极管包络检波器对这些正弦波进行整流后再进行A/D转换。
通过以上分析，运用Multisim进行电路绘制及仿真，仿真过程如下所述。
3.1.2电路仿真过程：
图3.1.2-1仿真原理图
图3.1.2-2一级放大电路仿真波形图
XFG1
R14.7kΩ
C1
1μF
C2100pF
R2
1kΩ
R4100Ω
U1A
NE5532P 3
2
4
8
1
U2A
NE5532P
3
2
4
8
1
R322Ω
R610kΩKey=A
0%C310μF
D11BH62
D21BH62
D31BH62
R52.2kΩC410μF
R710kΩKey=A
100%R81kΩ
XSC1
A
B
Ext Trig
+
+
_
_
+
_
R91kΩ
XSC2
A B
Ext Trig
+
+
_
_
+_
V15 V V212 V
V412 V V312 V
V5
12 V
V6
12 V
图3.1.2-3一级放大电路仿真波形图
图3.1.2-4两级放大电路仿真波形图
仿真数据处理：
表3.1.2-1
一级放大两级放大
放大倍数输入信号
VPP
输出信号
VPP
放大倍数
输入信号
VPP
输出信号
VPP
理论
454 10mv 4.54v 2270 10mv 22.70v
227 10mv 2.27v 1135 10mv 11.35 实际
445.3 10mv 4.453v 1218 10mv 12.18v
224.5 10mv 2.245v 423.5 10mv 4.235v 仿真步骤小结：经过本次仿真测试，可以看出电路的实际放大倍数并非一级放大倍数和二级放大倍数相乘，因为两级放大电路之间需要进行峰值检波，检波电路起到一定的分压作用，导致两级放大电路的理论值和实验值有所偏差。综合分析仿真电路的效果，可以确定出模拟电路部分的原理图，如下所述。
3.1.3模拟电路原理图
（1）一级放大电路原理图：
图3.1.3-1 一级放大电路原理图
元件说明：
1）电容式麦克风:
电容式麦克风有两块金属极板，其中一块表面涂有驻极体薄膜（多数为聚全氟乙丙烯）并将其接地，另一极板接在场效应晶体管的栅极上，栅极和源极之间接有一个二极管。当驻极体膜片本身带有电荷，表面电荷地电量为Q，板极间地电容量为C，则在极头上产生地电压U=Q/C，当受到振动或受到气流地摩擦时，由于振动使两极板间的距离改变，即电容C改变，而电量Q不变，就会引起电压的变化，电压变化的大小，反映了外界声压的强弱，这种电压变化频率反映了外界声音的频率，这就是驻极体传声器地工作原理。
电容式麦克风的膜片多采用聚全氟乙丙烯，其湿度性能好，产生的表面电荷多，受湿度影响小。由于这种传声器也是电容式结构，信号内阻很大，为了将声音产生的电压信号引出来并加以放大，其输出端也必须使用场效应晶体管。
具有极为宽广的频率响应：振动膜是麦克风感应声音及转换为电能讯号的主要组件。振动膜的材质及机构设计，是决定麦克风音质的各项特性。由于电容式麦克风的振动膜可以采用极轻薄的材料制成，而且感应的音压，直接转换成音频讯号，所以频率响应低音可以延伸到10Hz以下的超低频，高音可以轻易的达到数十KHz的超音波，展现非常宽广的频率响应特性！
具有超高灵敏度的特性：在振动膜上面因为没有音圈的负载，可以采用极为轻薄的设计，所以不但频率响应极为优越，而且具有绝佳的灵敏度，可以感应极微弱的声波，输出最清晰、细腻及精准的原音！
2) NE5532:
NE5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。和很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合使用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，至今
仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。
（2）二极管包络检波电路
图3.1.3-2二极管包络检波电路
检波电路工作原理分析：检波电路主要由检波二极管构成，在检波电路中，输入信号加到检波二极管的正极，这时二极管工作原理和整流电路中的整流二极管工作原理基本一样，利用信号的幅度使二极管导通，如下图所示，从展开后的调幅信号波形中可以看出，它是一个交流信号，只是信号的幅度在变化，这一信号加到检波二极管正极，正半周信号是二极管导通，负半周信号是二极管截止，这样相当于整流电路工作一样，在检波二极管负载电阻上得到正半周信号的包络，及信号的虚线部分，见图中检波电路输出信号波形（不加高频滤波电容时的输出信号波形）。检波电路输出信号由音频信号、直流成分和高频信号三种信号成分组成，这三种信号中最重要的是音频信号。
图3.1.3-3 检波电路波形分析（3）二级放大电路
图3.1.3-4 二级放大电路3.2数字电路部分
3.2.1 数字电路部分原理图：
原理说明：
如图3.2.1-1所示，模拟信号通过A/D转换器转换，再由单片机AT89S52进行分析处理，根据音频信号大小驱动8个LED亮灭。
图3.2.1-1数字电路部分原理图
3.2.2 A/D转换器
图3.2.2-1 AD0809引脚图
本次设计所用的数模转换器为AD0809 ，其工作原理如下：
IN0－IN7：8 条模拟量输入通道
ADC0809 对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放
大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采
样保持电路。
地址输入和控制线：4条
ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE
线为高电平时，地址锁存和译码器将A，B，C 三
条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的
通道的模拟量进转换器进行转换。A，B 和C 为地
址输入线，用于选通IN0－IN7 上的一路模拟量输
入。通道选择表如下表所示。
C B A 选择的通道
0 0 0 IN0
0 0 1 IN1
0 1 0 IN2
0 1 1 IN3
1 0 0 IN4
1 0 1 IN5
1 1 0 IN6
1 1 1 IN7
数字量输出及控制线：11 条
ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D 转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0 为数字量输出线。CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
2、ADC0809 使用说明
（1）．ADC0809 内部带有输出锁存器，可以和AT89S51 单片机直接相连。
（2）．初始化时，使ST 和OE信号全为低电平。
（3）．送要转换的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。
（4）．在ST 端给出一个至少有100ns 宽的正脉冲信号。
（5）．是否转换完毕，我们根据EOC 信号来判断。
（6）．当EOC变为高电平时，这时给OE 为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
3、ADC0809 保护电路及检验电路
图3.2.2-2 ADC0809保护电路及检验电路
如上图所示，放大、整流后的信号可以直接输入ADC0809进行转换，但是考虑到ADC0809 的参考电压范围是0~5V之间，所以采用以上电路，当信号幅度大于5V时D4导通，ADC0809和+5V电源相连，当信号幅度小于0V时D3导通，ADC0809于地相连，这样就能保证输入ADC0809的信号在0~5V之间，对其起到保护作用。
图中滑动变阻器可对音频信号进行模拟，验证ADC0809运行情况。
3.2.3单片机AT89S52介绍
图3.2.3-1 AT89S52引脚图AT89S52的主要性能为：
1、和MCS-51单片机产品兼容；
2、字节在系统可编程Flash存储器；
3、000次擦写周期；
4、态操作：0Hz-33MHz；
5、加密程序存储器；
6、可编程I/O口线；
7、16位定时器/计数器；
8、中断源；
9、UART串行通道；
10、空闲和掉电模式；
11、中断可唤醒；
12、定时器
13、指针；
AT89S52的管脚说明
VCC：电源电压输入端
GND：电源地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口除了作为普通I/O口，还有第二功能：
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（T0定时器的外部计数输入）
P3.5 T1（T1定时器的外部计数输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器的写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器的读选通）
I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓的读端口和读引脚。读端口时实际上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器的内容读入到内部总线，经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线。89C51的P0、P1、P2、P3口作为输入时都是准双向口。除了P1口外P0、P2、P3口都还有其他的功能。
RST：复位输入端，高电平有效。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：地址锁存允许/编程脉冲信号端。当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号，低电平有效。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：外部程序存储器访问允许。当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。
XTAL1、XTAL2:片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入、输出端。
3.2.4时钟电路和复位电路
1.时钟电路
图3.2.4-1时钟电路
采用单片机内部晶振。如图5.2所示。在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反向放大器，其输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。而在芯片外部XTAL1和 XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。外接晶体（石英或陶瓷，陶瓷的精度不高，但价格便宜）振荡器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中，C1和C2的大小会对振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度特性有一定的影响。因此建议在采用石英晶体振荡器时C=30+/-10pF，陶瓷振荡器时，C=40+/-10pF，典型值为40pF。在设计电路板时，振荡器和电容应尽量安装得和单片机靠近，以减小寄生电容的存在更好的保障振荡器稳定、可靠的工作。
2.复位电路
图3.2.4-2复位电路
上电复位电路如图4所示，是利用外部复位电路实现。振荡器启动时间不超过10ms。在加电情况下，这个电可以使单片机复位。按键手动复位又分按键脉冲电平复位和按键电平复位，如图4.7，4.8。电平复位将复位端通过电阻和Vcc 相连，按键脉冲复位是利用RC分电路产生正脉冲来达到复位的。在按键电平复位和按键脉冲复位两种简单的复位电路中，干扰易串入复位端，在大多数情况下，不会造成单片机的错误复位，但会引起内部寄存器错误复位，这里可在复位端引脚上接一个去藕电容。需说明的是，如复位电路中R、C的值选择不当，使复位时间过长，单片机将处于循环复位状态。
3.2.5 LED发光显示电路
图3.2.5-1 LED发光显示电路
3.2.6下载端口
图3.2.6-1下载端口
AT89S52单片机可以通过串口下载，也可以采用USBASP下载口进行程序烧写，可以随时在线编程，具有热拔插特性。USBASP是一种基于ATMEL公司的AVR 系列RISC单片机的高速性质和一个由纯软件的USB通信协议栈而USBASP构成的一个可以向51系列,AVR系列单片机下载(烧写)程序的下载器。
其软件内核为:AVRUSB.些软件USB协议为一开源项目.由其产生了很多优秀的使用,USBASP就是其中之一。这种下载器工作稳定,速度很快,而且成本相当的低，是一种适合初学者的下载器，其稳定性的高低和其内部的固件有很大关系。还有就是有的USBASP不支持64K以上的大程序,而有的则支持。还有些USBASP 甚至有时钟输出的功能。所以用户在选择USBASP的时候一定要询问清楚.其中时钟输出功能是很有用的，可以帮助用户解决某些难以解决的问题。
4. 软件设计原理
首先，通过AT89S52对ADC0809进行编程控制，使其不断对音频信号进行转换；其次，AT89S52通过将AD每次转换后的信号进行分析、计算，因为LED显示电路部分有8个灯共9种状态，因此单片机将AD转换结果（转换范围0--255）除以8，便得到9种音量状态；最后，单片机根据计算后确定一种状态，通过P0口输出控制LED的亮灭。
5. 硬件电路制作和组装调试
将画好的PCB打印出来，用熨斗或者过塑加热机将PCB印制在铜板上，然后检查一下是否有些布线脱落，如果有，则用油性笔将其补画完全，检查无误后开始去腐蚀铜板。将浓盐酸、双氧水、水按1:3:1的比例进行混合搭配，配置出来的溶液刚好可以用来腐蚀铜板。将铜板放在溶液中让其反应，腐蚀结束后取出来，用清水将其表面的腐蚀液清洗干净，然后就可以进行钻孔了。吸取了上一次课程设计的教训，这一次的钻孔就很好注意许多要点，比如说插针的孔径要用1mm的钻针等。钻孔结束后就可以进行焊接元器件了。
由于制作的是单面板，在板的顶层有几根跳线，首先进行的就是对跳线的焊接，这样接下来的元器件就比较方便焊接了。用万用表来识别二极管和LED 的正负极，电阻的阻值，将对应的元器件焊接好。焊接的过程，发现有些元器件的封装和元器件对应不上，以后要注意画PCB时要找对应的封装进行匹配，以免发生焊接不上的错误。
所有元器件都焊接完成后，用万用表来检查是否有断路或者短路的，有的话就可以进行相应的处理。接下来就可以对电源模块进行检测了，在所有芯片都不安装的情况下，给系统5V电压的供电，看电源指示灯是否工作，然后用万用表来测每个芯片是否有短路的现象，再用万用表来测量每个芯片的电源两端是否
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
摘要在许多场合都可以看到彩色霓虹灯，LED彩灯由于其彩色丰富，造价低廉，控制简单等特点受到了广泛的应用。本系统是以51系列单片机AT89C51为主控器，附有LED发光二极管，用51系列单片机AT89C51来控制LED发光二极管亮灭，系统运行稳定，花样多多。 关键词彩色霓虹灯AT89C51 LED 一方案设计与论证 1.1单片机 方案一STC89C52 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。能为许多嵌入式控制引用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 方案二AT89C51 AT89C51是一种带4K字节Flash存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。AT89C51单片机能为很多嵌入式系统提供一种灵活性高且价廉的方案。 虽然STC89C52具有51单片机不具备的功能，单本系统操作简单，且51单片机价格低廉，所以我们选择方案二。 二硬件电路设计 2．1 主控模块 2.1.1 AT89C51引脚图
图2.1.1 AT89C51引脚图 2.1.2AT89C51引脚功能介绍 Vss:接地端。 Vcc:电源端。 XTAL1：接外部晶体的一个引脚。CHMOS单片机采用外部时钟信号时，时钟信号由此脚引入。 XTAL2：接外部晶振的一个引脚。HMOS单片机采用外部时钟信号时，外部时钟信号由此脚接入。 RST:（1）复位信号输入；（2）Vcc掉电后，此引脚可接备用电源，低功耗条件下保持内部RAM中的数据。 ALE//PROG：地址锁存允许。 /PSEN：程序锁存允许。 /EA/Vpp：EA=0，单片机只访问外部程序存储器。EA=1，单片机访问内部程序存储器。 P0口----P0口可以作为输入/输出口，在实际应用中，常作为地址/数据总线口，即低8位地址与数据线分时使用P0口。低8位地址由ALE信号的下跳沿锁存到外部地址锁存器中，而高8位地址由P2口输出。 P1口----P1口每一位都能作为可编程的输入或输出口线。 P1.0：T2引脚，定时/计数器2外部计数脉冲。 P1.1：T2EX引脚，定时/计数器2触发和方向控制。 P1.5：MOSI引脚，在系统编程数据输入。 P1.6：MISO引脚，在系统编程数据输出。 P1.7：SCK引脚，在系统编程时钟输入。 P2口----P2口可以作为输入口或输出口使用，外接存储器和I/O接口时，又作为扩展系统的地址总线，输出高8位地址，与P0口一起组成16位地址总线。对于内部无程序存储器的单片机来说，P2口一般只作为地址总线使用，而不作
基于89c51单片机控制的LED音乐彩灯控制器的设计 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的 灯光色彩，便宜的造价以及简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建础物已经成为一种时尚。但目前市场上各种各样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现， 电路结构复杂、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性…… 本方案提出一种基于8951 单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。本方案以8951单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个LED显示灯，根据需要可以 编写若干种亮灯模式，利用其部定时器TO实现一个基本单位时间为1ms的定时中断，根据 各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、功耗低等优点。 2 系统功能 LED彩灯用软件控制硬件的方式来控制彩灯闪烁，即彩灯控制器和管LED模块。彩灯采 用8951提供+ 5V电压工作，经过电源变换，输出直流工作电压，一方面为管LED模块提供 + 5V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统彩灯控制器提供5V工作电源。整个系统工 作由软件程序控制运行，根据需要用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时间和灯光闪动频率。 上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，则进入设定模式状态；无，则进入默认工作状态。在设定模式状态下，可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪种模式，并且可以改变每种模式的时间T1、频率F1参数，在工作状态下，LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序顺序调用往下走，开始工作，依次8个等亮完为 一个亮灯周期，然后再回主循环继续工作，同样如果想进入其它设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个3 种亮灯模式时间可以看作一个大周期T, 对于每一个模式编写一个独立工作子程序，其中设定了从左到右点亮LED,从右到左点亮LED,还有自己定义的LED点 亮方式。 因此在LED彩灯上电工作后，可以方便地通过主控模块上的显示器指定LED彩灯当前 工作模块，工作时间Ti ，频率Fi 等实时参数。若实际应用需要根据不同场合和时间来改变彩灯闪亮效果，可以通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时间Ti , 以便符合实际需要。此外如果对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式, 可以让程序 循环。 硬件设计 LED彩灯系统包括，即LED彩灯控制器（8951主控模块），LED彩灯在8951外部接一个震荡时钟频率。用8951的控制器，具有按键、显示等功能，并利用8951的P0 口的8个输 出端上面焊有8个LED彩灯，使用彩灯在软件的控制下工作。 主控模块电路设计 主控模块电路如图1所示。主控模块主要设计器件有89C51, 8个LED显示器，3个开 关按键，1个稳压器（5V电压），1个外部晶振振荡器信号输出驱动，4个电阻。通过软件设 计，使单片机P0 口作为三色LED驱动信号输出口及移位时钟CLOCK!号，8951的P0为LED 的输出口。 软件设计 LED彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完成。系统中软件可以分为主 程序和中断服务子程序。上电后在按键控制灯的闪烁方式, 通过软件来控制循环, 以一个单位实际1ms的TO定时为中断服务子程序。在这个1ms的TO定时基础上，可以根据需要来确定各种模式工作时间Ti，以及确定在各种亮灯点亮和熄灭各种状态LED灯等。整个系统软 件由程序、各种模式子程序、1ms中断服务子程序、调用循环程序组成。利用TO定时器作
题目 基于单片机的彩灯设计 任务与要求 1.用三个按键开关K1,K2,K3组成一个独立式键盘，其中K1控制八个彩灯从左 向右依次循环点亮，K2控制八个彩灯从右向左依次循环点亮，K3控制八个彩灯按一定的时间间隔闪烁点亮。 2.给出硬件实现电路及软件程序 3.论文要求思路清晰，结构合理，语言流畅，书写格式符合要求。 开始日期 2011.12.19 完成日期 2011.12.30 2011年 12 月 18 日 一：课程设计任务 基于单片机设计一个彩灯 二：课程设计的要求： 利用89C51单片机设计彩灯，用三个按键开关K1,K2,K3组成一个独立式键盘，其中K1控制八个彩灯从左向右依次循环点亮，K2控制八个彩灯从右向左依次循环点亮，K3控制八个彩灯按一定的时间间隔闪烁点亮。
三：设计过程： 1.设计原理： 此次课程设计题目是基于单片机的彩灯设计，由课程设计的要求和任务，我采用的C语言编程，系统由AT89C51、LED 发光二极管、按键，可以实现彩灯的不同类型显示切换。其硬件电路主要有主控制器，LED显示电路,复位电路,晶振电路。系统程序的设计包括主程序的设计,中断服务程序等等。此程序直接在Keil软件编译程序，利用Proteus进行仿真调试，方便修改程序。 2．芯片介绍： AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 2.1主要特性： ·与MCS-51 兼容 ·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道
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。
P L C彩灯控制课程设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
基于P L C 的彩灯控制
目录 课程设计任务书 (1) 引言 (2) 一 PLC的定义及发展 (3) 二系统分配 (6) 硬件分配图 (6) 软件分配图 (7) 三方案设计 (8) 顺序工程图 (8) 程序运行步骤 (9) 四总结 (10) 参考文献 (11)
基于PLC的彩灯控制 一、控制要求： 系统启动后，L1、L5同时亮，然后熄灭；之后L2、L8同时亮,然后熄灭；接着L3、L7同时亮，然后熄灭；最后L4、L6同时亮，然后熄灭，按照此方式循环5次后再逆向闪烁5次，并循环。 二、设计任务 1.设计出硬件系统的结构图、接线图； 2.系统有启动、停止功能； 3.运用功能指令进行PLC控制程序设计； 4.程序结构与控制功能自行创新设计； 5.进行系统调试，实现上述功能。
引言 随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间 及流动 方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。 关键词：PLC 循环控制
单片机课程设计报告书 彩灯控制器设计 一、设计目的 通过课程设计的教学实践，将课本所学应用于实际中，缩小理论与实际的差距，进一步学习、掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。初步掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 二、设计要求 本课题以单片机为核心，利用其中断器和8个LED，设计一个彩灯控制器。要求有以下功能： 1.花型种类不少于四种，花型自拟； 2.可用键控制彩灯按预设的花型进行变换； 3.可用键控制分别用快/慢两种节拍实现花型变换。 三、硬件电路设计 1、单片机总体设计原理 LED彩灯系统包括5大部分，即闪烁系统、脉冲震荡系统、核心控件（89C52主控模块）、复位电路。主控模块，具有控制功能，闪烁系统是受控模块，上面
焊有八个白色LED灯及八个大小为1k的电阻。脉冲震荡系统是由一个12MHz的晶振及两个12pf的电容组成。核心控件主要由89C52芯片组成，是整个彩灯循环系统的核心是控制彩灯循环闪烁等等一切功能的部件。复位开关连接控制器的RST端，实现复位控制。 基于89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以89C52单片机作为主控核心，与驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有晶振电路和8个LED显示二极管，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其两个外部中断实现花型的切换及快慢的切换，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，硬件主电路图如图1所示。
图1 硬件主电路图 2、闪烁系统 发光二极管显示器简称LED。这种灯具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点，本系统输出结果选用8个LED。LED有共阴共阳之分，本系统采用共阳型LED，其原理图如图2所示，每端有8个发光二极管，公共端由8个发光二极管的阳极并接而成，正常显示时公共端接高电平，各发光二极管是否点亮取决于各引脚上是否是低电平。彩灯闪烁由+5V电源和八个LED发光二极管，八个限压电阻组成如下图所示是彩灯闪烁系统的主要的外部可视部件。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。 由于系统要显示的容比较简单，显示量不多，所以选用LED既方便又经济如图2所示。
数字电子技术课程设计报告 专业名称： 班级： 姓名： 学号： 日期：
目录 一、设计要求 (1) 二、设计的作用、目的 (1) 三、设计的具体实现 (1) 1、系统概述 (1) 2、单元电路设计、分析与仿真 (2) 3、电路的安装与调试 (6) 四、心得体会及建议 (7) 五、附录 (7) 六、参考文献 (8)
设计报告 一、设计要求 说明：1.以十个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2.打开电源时可自动清零，每个指示灯被点亮的时间约为0.5S—2S 围。 3.用计算机画出电路设计图，进行仿真分析验证其正确性。 4.写设计说明书一份。 二、设计的作用、目的 1、为了培养学生运用相关课程的基础理论和技能解决实际问题，并进一步提高学生抓也基本技能、创新能力的重要实践教学环节。 2、培养学生正确的设计思想与方法、严谨的科学态度和良好的工作作风。 3、通过课程设计，学生受到设计与写作方法的初步训练，能用文字、图形和现代设计写作方法系统地、正确地表达课程设计。 4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。 5、熟悉各种芯片的功能和应用。 6、完成彩灯控制器的设计，绘出电路原理图。 7、调试电路，是否能正常工作。 理工大学课程设计：彩灯控制器 三、设计的具体实现 1）系统概述
此电路主要由三部分组成，其整体框图如图（一）所示。 振荡电路计数译码驱动电路显示电路 图（一） 2）方案论证与实现 （1）振荡电路 主要用来产生时间基准信号（脉冲信号）。因为循环彩灯对频率的要求不高，只要能产生高低电平就可以了，且脉冲信号的频率可调，所以采用555定时器组成的振荡器，其输出的脉冲作为下一级的时钟信号，电路如图二所示。 图（二） （2）计数器/译码分配器 计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此电路中采用十进制计数/分频器4017，它是一种用途非常广泛的电路。其部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是O0、O1、O2….O9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
摘要 本设计是一种基于AT89C51单片机音乐控制彩灯的方案，实现单片机演奏音乐，并且对LED彩灯随音符频率的不同而闪烁发光。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，利用三极管和蜂鸣器，通过三极管放大电流使用蜂鸣器播放音乐，利用编程实现亮灯循环模式，在有8个LED彩灯,根据用户需求可以编写若干种亮灯模式.例如左右闪烁，隔几个亮灭，蜂鸣器可以根据用户需求改写编程播放各种音乐。本方案具有设计简单、体积小、元器件少、电路结构简单等优点。该设计方案设计及其简单，典型的89c51单片机，亮灯模式多，播放各种类型的音乐，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在美丽的都市夜晚，彩灯的循环亮灭，播放动人的音乐，衬托出美丽的氛围，音乐彩灯具有更广阔的发展天地。 关键字：AT89C51 LED彩灯音乐 Abstract This design is a musical based on AT89C51 microcontroller control program Lantern，realize MCU playing music，And the LED lights on the frequency of different notes with the light flashing。The program for AT89C51 microcontroller as the control center, use of transistor and buzzer, the current through the transistor amplification using the buzzer to play music,Using programming lighting cycle mode, with 8 LED Lantern, according to user needs to write some kind of switch-mode. For example, flashing around, every few light off, the buzzer can be adapted according to user requirements play a variety of music programming . The program is simple in design, small size, less components, and simple circuit structure. The design and simple design, the typical 89c51 microcontroller, a switch-mode and more, playing all types of music, has a small size, low price and low power consumption and so on. In the beautiful city at night, lanterns light off cycle, play beautiful music, brings out the beautiful atmosphere，music Carnival with the development of a broader world.
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。
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯
Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern
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
数字电子技术课程设计报告 (彩灯控制器) 专 专业：电子信息工程 班级：7B1211 学号：123025 姓名：白旭飞 年月：2014-6-28
一、设计要求 1. 以8或10个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S 范围内。 3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。 4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议） 二、设计的作用，目的 1.作用 利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。 2.目的 用NE555芯片，74LS151芯片,74LS163芯片,74LS194，以及一些逻辑门芯片完成彩灯控制器。 三、设计的具体实现 1．系统概述 接通电源时，555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS151计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163。进而彩灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。 2.总体思路 先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS151，通过74LS151形成模5加法计数器，再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄 存器输入端，Q 0，Q 1， Q 2 和Q 3 接彩灯然后连接几个逻辑门，把74LS194接成环形 计数器。就能实现基本电路要求。 3.方案设计 总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生；第二块实现灯亮灭情况的演示；第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制。
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。
××学院 《模拟电子技术》课程设计 题目 LED循环彩灯 学生姓名××× 专业班级电科（3）班 学号 201231000 院（系）电气工程学院 指导教师××
完成时间 2013年12月17日
目录 1、课程设计的目的 (1) 2、课程设计的任务与要求 (2) 2.1实验器材 (2) 2.2电子器件的识别 (2) 2.3焊接技术 (2) 2.4元器件安装及要求： (3) 3、设计方案与论证 (3) 3.1功能分析与具体要求 (3) 3.2设计思路 (4) 4、设计原理及功能说明 (4) 5、单元电路的设计（计算与说明） (6) 6、硬件的制作与调试 (7) 7、总结 (10) 参考文献： (12)
附录1：总体电路原理图.......................错误！未定义书签。附录2：元器件清单.. (14)
1、课程设计的目的 当今世界，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的环境。街角巷里，高楼大厦无处不是因它炫彩夺目以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用LED彩灯来装饰街道和城市建筑已经成为一种潮流。发光二极管简称为LED。它是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升。因此人们现在更侧重于用LED来照明以及装饰屋内及屋外环境，LED广泛应用与生活的各个方面，不断走进人们的生活也不断地改变着人们的生活。 本实验主要是结合我们以往所学课程的基础理论、基本技能和专业知识的能力，不仅要考虑总体电路的设计还要考虑系统各部分电路的选择、设计及它们之间的相互连接。主要目的是在实践中逐步培养我们建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法。 (1)了解各种元器件的性能、作用和工作原理； (2)掌握一定的焊接技术以及简单元器件装配； (3)学习印刷电路板；