基于51单片机的声控和光控路灯的设计(编辑修改稿)

基于51单片机的声控和光控路灯的设计(编辑修改稿)内容摘要：

器 0 外部输入 T1（记时器 1 外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） RST：复位输入。 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。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。 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：当 /EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（ 0000HFFFFH），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（ VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 7 图 AT89C52 引脚功能介绍 驻极体话筒 驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式 录音机 、无线话筒及声控等电路中。 属于最常用的电容话筒。 由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 驻极体话筒 声电转换的关键 元件 是驻极体振动膜。 它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。 然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。 膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。 膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。 这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。 当 驻极体 膜片遇到声波振动时，引起 电容 两端的 电场 发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。 驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。 因而它的输出阻抗值很高 (Xc＝ 1／ 2~tfc)，约几十兆欧以上。 这样高的阻抗是不能直接与 音频放大器 相匹配的。 所以在 话筒内接入一只结型场效应 晶体三极管 来进行阻抗变换。 场效应管 的特点是输入 阻抗 极高、 噪声 系数低。 普通 场效应 管有源极 (S)、栅极 (G)和漏极 (D)三个极。 这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。 接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。 场效应管的栅极接金属极板。 这样，驻极体话筒的输出线便有三根。 即源极 S，一般用蓝色塑线，漏极 D，一般用红色塑料线和连接金属外壳 8 的编织屏蔽线。 其原理图如下： 图 驻极体 话筒结构图 光敏电阻 光敏电阻又称 光导管 ，常用的制作材料为 硫化镉 ，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。 这些制作材料具有在特定 波长 的光照射下，其阻值迅速减小的特性。 这是由于光照 产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向 电源 的正极，空穴奔向电源的负极，从而使 光敏电阻器 的阻值迅速下降。 光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。 常用的 光敏电阻器 硫化镉光敏电阻器，它是由 半导体材料 制成的。 光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达 1~10M 欧 ,在强光条件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千 欧姆。 光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对 可见光（ ~） μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。 图（ 3）为光敏电阻基本结构图： 图 光敏电阻结构图 9 在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。 光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。 光敏 电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。 它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。 通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。 在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这 种由光照产生的电子 — 空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻的阻值下降。 光照愈强，阻值愈低。 入射光消失后，由光子激发产生的电子 — 空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。 光敏电阻随入射光线的强弱其对应的阻值变化不是线性的，也就不能用它作光电的线性变换，这是使用者应注意的地方。 初学者可购置一只光敏电阻器（ MG45型 )，在夜间点一盏 60～ 100W 的白炽灯，用万用表直接测量光敏电阻器的阻值。 测量时，应把光敏电阻对着白炽灯的光，再逐渐拉开与灯的距离 (由近到远 )，观察万用表指示 的阻值变化，可以直观验证光敏电阻的特牲，以加深对它的感性认识。 常用的光敏电阻器型号有密封型的 MG4 MG4 MG43 和非密封型的 MG45。 它们的额定功率均在 200mW 以下。 在光电自动控制电路中，可以选用光敏电阻器作为光电传感元件。 图 光敏电阻实物图 双电压比较集成器 LM393 主要功能 输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上，不受 Vcc 端电压值的限制 .此输出能作为一个简单的对地 SPS 开路 (当不用负载电阻 10 没被运用 )，输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的 β值所限制 .当达到极限电流 (16mA)时，输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升。 输出饱和电压被输出晶体管大约 60ohm 的 γSAT 限制。 当负载电流很小时 ,输出晶体管的低失调电压 (约 )允许输出箝位在零电平。 图 LM393 芯片图 主要特点 LM393 是双电压比较器集成电路。 该电路的特点如下： 比较器数 :2 工作温度范围 :0176。 C +70176。 C SVHC(高度关注物质 ):No SVHC (18Jun2020) 器件标号 :393 通道数 :2 逻辑功能号 :393 工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源： 2～ 36V， 双电源：177。 1 ～ 177。 18V； 消耗电流小， ICC=； 输入失调电压小， VIO=177。 2mV； 共模输入电压范围宽， VIC=0～ ； 输出与 TTL， DTL， MOS， CMOS 等兼容； 输出可以用开路集电极连接 “或 ”门；采用双列直插 8 脚塑料封装（ DIP8）和微形的双列 8 脚塑料封装（ SOP8）。 结构图 LM393 内部采用双列直插 8 脚塑料封装（ DIP8）和微形的双列 8 脚塑料封装（ SOP8） 11 图 LM393 内部结构图 应用说明 LM393 是高增益 ,宽频带器件，象大多数比较器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生 耦合 ，则很容易产生 振荡。 这种现象仅仅出现在当 比较器 改变状态时，输出电压过渡的间隙，电源加旁路滤波并不能解决这个问题，标准 PC板 的设计对减小输入 —输出寄生电容耦合是有助的。 减小输入电阻至小于 10K将减小反馈信号，而且增加甚至很小的正反馈量 (滞回 ~10mV)能导致快速转换 ,使得不可能产生由于寄生 电容 引起的振荡，除非利用滞后，否则直接插入IC(集成电路板 integrated circuit，缩写： IC) 并在引脚上加上电阻将引起输入 —输出在很短的转换周期内振荡，如果输入信号是 脉冲 波形，并且上升和下降时间相当快，则滞回将不需要。 比较器的所有没有用的引脚必须接地。 LM393 偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围 ~30V 无关。 通常电源不需要加旁路电容。 差分输入电压可以大于 Vcc 并不损坏器件，保护部分必须能阻止输入电压向负端超过。 LM393 的输出部分是集电极开路，发射极接地的 NPN 输出 晶体管 ，可以用多集电极输出提供。 系统主要模块介绍： 光控电路模块 光敏传感器模电变换的电路图 12 图 光控电路图 当光敏电阻收到光照的时候，电阻减小，运放同向输入端为低电平，端口 1输出为低电平；当光照较弱时，电阻增加，运放同向输入端为高电平，端口 1输出为高电平。 光控电路的输出信号经过电压跟随器后，将比较微弱的电流信号放大到单片机能够识别的电流，然后由运放输出端将放大后的信号传给单片机的 口。 声控电路模块 声控电路部分电 路图 图 声控电路图 13 驻极体话筒将接收到的声音信号转换成微弱的电压信号，然后，微弱的电压信号经过两级放大器的放大，然后将。