小区楼道灯设计本科毕业论文(编辑修改稿)

小区楼道灯设计本科毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

间抽头输出为低电平。 而当有光照时，光敏电阻阻值下降，阻值相当小，此时电位器 R1 的中间抽头输出为高电位。 LM393 和电位器 R8 组成一电压比较器，当同相输入端电位高于反相输入端时， LM393 输出一高电平，反之，当反相输入端电位高于同相输入端时， LM393 输出一低电平，输出信号经过具有施密特功能的反相器 74LS14，送到单片机，由单片机进行检测，判断是否有光照。 过零启动保护电路的设计 普通的白炽灯正常发光时的灯丝与不发光时灯丝电阻值相差甚远，从而使得其在启动瞬间的冲击电流非常大，例如一只 60W 的灯泡，在正常发光时，电阻约为 800 欧，工作在标准市电 220V 时，工作电流不到。 然而在不放光时，灯丝的电阻阻值约为 6 欧，当启动时，电流会很大，约有 左右。 这种大电流的冲击，很容易损坏可控硅。 如图 4 为白炽灯启动时的电流波形图。 图 5 白炽灯启动电流波形图 市电电压是交流 220V，交流电始终是从零值到峰值的变化，只要使白炽灯在零值或零值附近启动，就可以避免大电流的冲击。 如图 5 为过零启动保护电路。 D2 为整流桥， SCR 为 可控硅，过零启动主要是由电阻 Rx1～ Rx5， 二极管 D3 和二极管 O6 组成。 Rx2～ Rx3 是采样电阻，当整流桥 2 号端子的电压处于低电压时，Rx2 和 Rx3 之间的电压也很低， Q6 处于截止工作状态， protect 端输出高电平。 当整流桥的 2 号端口为高电压时， Rx2 和 Rx3 之间的电压亦很高，使 Q6 工作在导通状态， protect 端输出低电平。 把 protect 的 低 电平信号送到单片机的 I/O 上进行检测，由单片机作出判断，再决定 SCR 端得电压值，当 protect 为高，此时的电压为低，可以驱动 SCR 导通，点亮白炽灯，当 protect 为低，此时的电压为高，使 SCR关闭，暂时不点亮白炽灯，等到过零点电位时才运作。 因此，无论什么时候有声音信号 来，只有在低电位时，才驱动 SCR 可控硅打开，声控信号才起作用，实现零 压启动。 图 5 过零启动保护电路 白炽灯点亮以后，可控硅 SCR 导通，二极管 D3 的阳极电位就会下降，此时二极管 D3 就起到了过零电压启动取消的作用。 当有高电压来时， Rx1 与 Rx2 之间的电位就会高于 D3 的阳极电位，二极管导通，从而使 Q6 的基极输入电位下降，有效地避免了灯泡的闪烁现象。 定时电路的设计 声控开关在打开后，需要定时一定的时间，一般为几十秒，设计时可以借助时钟芯片，这里选用一款美国 DALLAS 公司生产的高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟芯片 DS1302. DS1302 与 CPU通过三线接口同步通信，其接口电路如图 6 所求。 图 6 定时电路 驱动输出电路的设计 前面提到，当单片机检测到声光信号后，要控制图 6 中的 SCR 可控硅导通 ，才能点亮灯泡，因此要设计一个驱动输出电路。 图 7 驱动输出电路 如图 7 所示，用一个反向器与一个 NPN 型的三极管，一般的 8050 或 9013 都可以，再加一个上位电阻，此处用一个 10K 的电位器，方便可调。 单片机的一个I/O 端口控制 74LS14，使三极管关断截止或导通闭合。 当单片机检测到有声光 信号时需要驱动可控硅导通，则单片机给一个高电平信号，经反向器反为低电平，三极管截止， SCR 输出端为高，打开可控硅，点亮灯泡。 反之，单片机给一个低电平，使三极管导通， SCR 端输出为低，可控硅截止，灯泡不亮。 电源设计 灯泡的工作电压为 220V，但控制器的工作电压为 5V，所以必须设计一个电源电路，取得 5V的低电压。 如图 7 所示， ZI 为 9V稳压管， C7～ C10 为滤波电容， D D5 为保护二极管，7805 为三端稳压管。 220V 经过整流后，经过 Z1 稳压输出 9V，再经 C9 和 C7 滤波输出直流电压，从 7805 的 1 脚 输出 +5V。 图 8 电源设计 看门狗电路的设计 简介看门狗电路及其作用 在由单片机构成的微型计算机系统中 ,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰 ,造成程序的跑飞 ,而陷入死循环 ,程序的正常运行被打断 ,由单片机控制的系统无法继续工作 ,会造成整个系统的陷入停滞状态 ,发生不可预料 的后果 ,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑 ,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行 状态的芯片俗称“看门狗”（ Watchdog）。 声控开关控制器长时间工作，电路中即有 220V的强电，又有 +5V的低工作电压，现场的抗干扰在所难免，为避免单片机的程序跑飞，这里加入了看门狗电路，起到抗干扰的作用。 X5045 将 EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了成本和系统功耗，是一种理想的单片机外围芯片。 X5045 引脚如图 9 所示。 图 9 X5045引脚图 其引脚功能如下： CS：芯片选择输入： 当 CS 是高电平时，芯片未选中，并将 SO 置为高阻态。 器件处于标准的功耗模式，除非一个向非易失单元写的周期开始。 在 CS 是高 电平时，将 CS 拉低将使器件处于选择状态，器件将工作于工作功耗状态。 在上电后任何操作之前， CS 必须要有一个高变低的过程； SO： 串行输 出： SO 是一个推 /拉串行数据输出引脚， 在读数据时，数据在 SCK脉冲的下降沿由这个引脚送出； SI： 串行输入： SI是串行数据输入器，指令码、地址、数据都通过这个引脚进行输入。 在 SCK 的上升沿进行数据的输入，并且高位（ MSB）在前； SCK： 串行时。