北京邮电大学
电子电路综合设计实验报告
题目:简易声光控照明系统的设计与实现
院系：信息与通信工程学院通信工程专业
姓名：张书豪
班级：2010211117
学号：10210503
摘要：
本文主要介绍了简易声光控照明系统的电路组成、工作原理及相关元器件的选择与检测方法，通过对这些问题的详细分析，探讨了电路设计所需的注意事项及电路调试方法。同时其核心部分（声光控电子开关）也可为控制其他复杂电路提供一定的参考价值。
关键词：声光控延时开关 电路原理 元器件
一． 实验目的
1）了解一种声光控照明系统的工作原理，在实践中加深对元器件选择及检测方法的理解。
2）掌握一种简易声光控照明系统的设计方法。
3） 提高独立设计电路和验证实验的能力。
二． 实验任务要求
设计实现一个简易自动照明控制系统，设计指标要求如下：
1） 当环境明亮情况下，照明系统自动关闭。
2） 当环境昏暗情况下，可以通过声音自动触发照明系统。
3） 最小照明时间要求不低于10s。
4） 12V交流电源的设计。
三． 实验设计
设计主体思想：
该系统主要由声光控电子开关和照明电路两部分组成，通过声光控电子开关控制照明系统的导通与截止，实现对照明的控制。
工作原理：
声光控电子开关电路包含7个组成部分: 整流稳压电路， 可控硅开关MCR， 话筒放大电路，光敏控制电路，音频放大电路，检波电路，延迟电路，其PROTEL原理图如下图所示：
(1) 整流稳压电路: 由桥式整流电路(由D1～D4组成)，二极管稳压电路D5，加上稳压管DW 12V 和滤波电容C1构成。
(2) 可控硅开关MCR: 起开关作用(非常重要)，由这个开关去控制整流电路的工作与否，从而控制灯的亮和灭，它直接接在整流电路的输出端，作为负载，阳、阴并联在电路的输出端，栅极受控制电路的控制，当栅极得到一个高电压时，则可控硅导通，灯亮；高电压消失，则可控硅断开，灯灭。
(3) 话筒放大电路: 为实现声控功能，要设制话筒放大电路。由R2，MIC组成话筒拾音电路，话筒上端得到音频信号，通过C2藕合到BG1组成的放大电路，C3是输出耦合电容。改变电路中R2阻值大小和C2容值大小，可调节声控的灵敏度；
(4) 光敏控制电路: 由光敏电阻来实现，音频输出电压通过C3，R5耦合送到音频放大电路，用光敏电阻接地，GM 有光照时，电阻非常小，音频信号被GM 短路，无法往后传输，白天灯不亮；晚上无光照时GM 电阻很大，达到兆级以上，相当于开路，音频信号不受影响，灯受声音控制。
(5) 音频放大电路: 因话筒输出的音频信号小，不能满足检波的需要，所以采用多级放大，主要利用的是两个三极管来组成放大，即由一支N PN 三极管BG2和一支PN P 三极管BG3互补，实现放大。
(6) 检波电路: 音频信号是交流信号，不能用交流信号控制可控硅，需转换为直流信号，才能控制可控硅，由D6组成，这里采用了1N4148 二极管，由于两级音频放大电路输出信号大，足以使D6导通，输出音频信号的正半周对延时电容C4进行充电。
(7) 延迟电路: 由R8,C4组成，检波二极管D6取得音频信号正半周时，对C4充电，C4充电后得到的直流电压，就是控制电压要放电必须经过R8和可控硅，射放完的时间就是延迟时间，主要由C4, R8的参数控制，
= R 8C4 （R8=100 
，C4= 100 uF）。如果要延长时间可增大C4，反之减小。检波后的音频信号经过延时电路以后，去控制可控硅，若可控硅断开，则整流电路负载断开，灯不亮；若导通，则整流电路负载导通, 灯亮。可见，电路中灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控，而灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。
四． 功能说明
当外部环境有光时，照明系统不开启，如下图：
当外部环境黑暗但无声音触发时（用纸盒将光敏电阻遮挡住代表黑暗环境），照明系统不开启，如下图：
当外部环境黑暗且有声音触发时（用纸盒将光敏电阻遮挡住代表黑暗环境），照明系统开启，经过一段时间后自动关闭，如下图：
五． 元器件的选择与检测
(1) 重要元器件的选择：
（a） 可控硅：这里使用单向可控硅，它有阴极(K)、阳极(A ) 和控制极(G) 三个极。可控硅使用时应注意: ① 极性的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动(R×1 档)，可能是A , K 或G,A 极; 若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则红笔所接为K 极，黑笔接的为G 极，剩下即为A 极。 ② 性能的判别: 将旋钮拨至R ×1 挡，红笔接K 极，黑笔同时接通G、A 极, 在保持黑笔不脱离A 极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发，且触发电压低；然后瞬时断开A 极再接通，指针应退回∞ 位置，则表明可控硅良好。
（b） 三极管：电子制作中常用的三极管有90××系列，这里使用9013 或9014 (NPN ) ，9012 或9015(PNP)。注意: 电流放大倍数(B) 用万用表可以测量， 将量程开关拨到hFE 位置，并使两表笔分开，把被测三极管插入测试插座，即可读出管子的放大倍数。
（c） 其他元器件的参数：
电阻器：R2:110kΩ；R3:1.8MΩ；R4/R7：62kΩ；R5/R8：100kΩ；R6:4.3kΩ；电解电容：C1:10uF/25V；C3：1Uf/50V；C4：100Uf/16V；
瓷片电容：C2:0.022uF；
二极管D1～D7:1N 4007；D6:1N 4148；
稳压管: WD-12V；
三极管：9013(或9014)NPN三极管2个, 9012(或9015)PNP三极管1个；光敏电阻：5539；
单向可控硅：MCR100-8；
麦克风：1个；
灯泡：12V5W小灯珠；
变压器：220V~12V 20W变压器；
(2) 元器件的检测：
万用表是元器件检测的首选工具。最好指针和数字式的分别准备一个，测量光敏电阻的优劣，可控硅的优劣和麦克风的优劣，最好用指针万用表测量。
检测步骤如下: ① 按照元器件清单查对元器件；② 测量电阻(包括光敏电阻，最好用指针万用表测量)；③ 测量电容(电解电容注意正负极)；④ 测量二极管(包括稳压管) 的正负极；⑤ 测量三极管的e, b, c及β值的大小(注意NPN和PNP) ；⑥ 用指针万用表测量可控硅的优劣；⑦ 用指针表或示波器测量麦克风的优劣。
六． 常见故障现象及其原因
(1) 灯泡常亮不灭: 一般由于桥式整流二极管或可控硅击穿所致。
(2) 灯泡一直不亮: 一般由于桥式整流二极管连接不当或可控硅开路所致。
(3) 声音灵敏度降低或无效: 一般由于麦克风或三极管性能变差所致。
(4) 声音灵敏度升高：一般由于R2电阻过小导致经整流后的波动电压加在MIC两端的细微变化过大，经放大触发可控硅控制级所致。
(5) 光线灵敏度降低或无效: 一般由于光敏电阻暗阻变小所致。
(6) 发光延时过长:一般由于延时电阻阻值过大或者声音信号过大所致。
(7) 发光延时过短:一般由于延时电容容量小或者触发的声音过小所致。
七． 实验总结与心得体会
本实验的难点主要在控制可控硅的开启与关闭问题上，开始由于对可控硅相关知识的了解不够透彻，导致了电路只能开启不能关断的问题（可控硅的控制级只能控制打开可控硅，无法关断可控硅，只有使用脉动直流电源借助电压过零处来关断可控硅）。后来通过使用变压器将220v交流电降压为12v交流电来作为电源，虽然解决了关断问题，但由于交流电经整流滤波后存在着波动，再加上声音采集电路过于敏感，使得电路声控部分失效（只要无光照明系统便启动）。后通过调节相关电阻，降低灵敏度解决了这个问题，最终成功完成了实验。
通过这次的实验，在电路分析和遇到故障时排除故障的能力都有了很大的提高；认识到了实验前的充分准备对实验的重要意义，只有准备充分，才能避免设计上的缺陷问题；如果实验中出现故障，在进行器件上的故障排除之后，要及时考虑器件参数和设计上的误差问题；只有充分的准备外加不断地反省才能保证实验的顺利完成。
八． 仪器仪表清单
220V~12V 20W变压器一个
双踪示波器一台
直流稳压电源一台
数字万用表一块
模拟万用表一块
面包板一块
电烙铁一台，焊锡导线若干
其他元器件见本报告第五部分元器件的选择与检测
【参考文献】
1.《电子电路综合设计实验教程》 北京邮电大学电路中心
2.《电子电路基础》 主编：刘宝玲 高等教育出版社
3. 北京邮电大学电路实验中心网站：http://cclab.see.bupt.cn/index.php
第二篇：声光控路灯照明系统设计
摘 要
在公共场所（例如学校、机关、居民区、厂矿企业等）的楼道中和车流量较小的偏远地区，长明灯现象十分普遍，从而造成了极大的能源浪费。在今天电力能源供应比较紧张的情况下，在没有人员活动的深夜让这些灯关掉一些，不仅可以节约能源，也能够节约一些开支。
本设计采用MCS-51单片机作为主控端与各路灯的控制核心。声音传感器、键盘模块、光敏电阻等作为系统的辅助电路。分别实现了对开关灯时间的控制，不同环境明暗与不同交通情况下的路灯智能控制。
该系统可以设定每只路灯的开关灯时间，还可以通过传感器来识别外部环境的明暗变化和有无车辆与人员通过，是一种实用的路灯控制系统。该控制系统有十分明显的节电效果，同时维修量也大大减少了，从而节约了资金，有良好地使用效果。白天光照强度高，不管过路者发出声音多大，灯泡都不会发亮。夜晚光线变暗，光敏电阻检测到信号，传达至声音检测电路，使其开始工作。当检测到声响时，它就将声音信号传送给单片机，控制路灯打开。几秒钟后，如果没有声响，则再通过单片机来控制路灯熄灭，达到节能节电的目的。
研究该系统的重要性在于利用单片机来控制路灯的亮灭，不仅实现了节能节电的目的，同时提高了对外界环境变化检测的灵敏度，使整个路灯控制系统变得更加智能化。
【关键词】 MCS-51单片机；智能控制；键盘模块；声音传感器；光敏电阻
Abstract
In schools, residentials, organs, mines and other public places of public corridor and few cars in a remote area, the ever-burning lamps phenomena are very common, caused a tremendous waste of energy. Today, electric energy supply becomes more nervous. However, no personnel activities turn some lights off in the late night, which can not only save energy, but also can save some spending.
This design uses the MCS-51 as the master and as the core control of the street lamp. We use the keyboard module, sound sensors, and photoconductive resistance as the auxiliary circuit of this system.They respectively realized the control of the time to turn off the lights , the intelligent control of the street lamp in different environment and different traffic conditions .
The system can not only set the open time and turn-off time of each street lamp , but also can identify the brightness changes of external environment and sense if there are objects or people passed by . It is a kind of practical control system of the street lamps. Its power saving effect is obvious. At the same time,it helps reduce the maintenance quantity greatly, and save the money. The use effect is good. During the day, no matter how loud a pedestrian voice is, it will still not make the light bulb shine. When the night light is dimmed, the sound detection circuit will work. As long as there is a voice detected, the detected sound will be transmitted to the microprocessor, then control the lights to open. A few seconds later, the microprocessor will control the lights off, to achieve the purpose of energy saving and electricity saving.
The importance of studying the system is to use microprocessor to control the lights, not only to achieve the purpose of energy saving, but also to improve the sensitivity of the detection of changes in the external environment. It will help the entire street lighting system to be more intelligent.
【Key words】 MCS-51 microprocessor; Intelligent control; Keyboard module; Voice sensor; Photoconductive resistance
目 录
第1章 绪论 .................................................................................................................. 1
1.1
1.2
1.3 前言 ........................................................................................................... 1 选题背景 ................................................................................................... 1 课题研究的目的和意义 ........................................................................... 1
第2章 方案设计与论证 .............................................................................................. 3
2.1
2.2
2.3
2.4 主控系统的选择 ....................................................................................... 3 电源模块的选择 ....................................................................................... 4 键盘输入控制模块的选择 ....................................................................... 4 环境明暗-路灯控制模块选择 ................................................................. 4
第3章 系统设计 .......................................................................................................... 5
3.1 硬件设计 ................................................................................................... 5
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.2 AT89C51简介 ................................................................................... 5 光敏电阻介绍 ................................................................................... 5 声控电路原理 ................................................................................... 6 延时电路 ........................................................................................... 7 继电器介绍 ....................................................................................... 8 部分单元电路 ........................................................................................... 8
3.2.1
3.2.2 键盘模块 ........................................................................................... 8 自制可调稳压电源模块 ................................................................... 8
3.3 软件设计 ................................................................................................... 9
第4章 结论与展望 .................................................................................................... 11
4.1
4.2 结 论 ....................................................................................................... 11 展 望 ....................................................................................................... 11
参考文献 ...................................................................................................................... 12
附 录 ............................................................................................................................ 13
主要 C 程序 ........................................................................................................ 13
致 谢 ............................................................................................................................ 18
声光控路灯照明系统设计
第1章 绪论
1.1 前言
整个路灯控制系统由电源转换电路、光控电路、声音传感器及单片机控制系统等几个部分组成。电源转换电路用于为后面的电路系统提供稳定的电压，光控电路[1]用于对外界的光照强度进行检测，继而输出与光照强度对应的电压，从而控制灯泡在白天不能被点亮，而到了晚上，光控电路控制后继电路，使其在遇到声响时，声控电路则控制路灯使其自动点亮。声控电路主要负责将声音信号转变为相应的电信号而输出以实现其自动控制功能，延时电路则帮助该控制系统在声音消失后自动延长一段光照时间，达到既能起到照明作用又节能环保。如有必要，可另加一个手动开关来增强电路的实用性[2]。
声光控路灯照明系统具有许多实际意义[3]：一是省电，灯泡不会很长时间亮着，所以节电效率较高；二是便利，不需要接触，全自动智能控制[4]；另外，线路简单，安装便利，是公共场所照明的首选。
1.2 选题背景
随着全国经济发展的快速增长，城市化进程的不断加快，照明数量和质量都有了很大的提高。但我国的照明控制和管理仍采用比较传统的模式[5]，照明的开关由每台箱变或配电柜独立控制。单个时钟控制，开、关灯时间无法做到随季节变化而变化，无法对特殊情况进行开、关灯控制，不能准确开、关灯，从而造成“东方不亮西方亮”的现象以及电力浪费。我国目前大部分城市都采用全夜灯的照明方式，普遍存在以下问题：因后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方在后半夜采用隔一亮一或隔二亮一的节能措施；有的地方采用前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安以及交通安全问题。很难达到建设部、国家发改委对照明亮灯率的要求。为了实现白天自动熄灭夜间自动打开节省了人为控制，我选择了这个课题，希望从课题研究中找到答案。
1.3 课题研究的目的和意义
研究目的：通过这次课题研究我更深层次的熟悉单片机的编程以及传感器[6]的使用，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高创新意识和动手能力，作者：*** 第 1 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
以及及锻炼思维活动是一种莫大的帮助。同时也希望通过这次的研究能让人们进一步地了解声光控路灯的应用前景。由浅入深，由路灯照明系统这一实际情况来掌握科技知识，实现理论与实践的结合,进而为现代科学事业尽一份力量！
研究意义：用声光控智能开关[7]来控制路灯的亮灭，只有在天黑以后，当有人或车路过马路，发出脚步声或其它声音时，路灯会自动点亮，提供照明，当行人或者过路车经过以后，路灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，无论声音多大，路灯都不会亮，从而达到节能目的。随着人们能源危机意识的提高，使用智能照明控制系统，已成为人们的首选。按照我们国情，可以估计在相当长的一段时间内，声光控路灯[8]将是首选的产品。但是以“人来灯亮, 人离灯熄”为特色的声光控照明开关 , 由于其在工作稳定性和寿命方面存在缺陷, 严重影响了其推广使用。所以，对这一课题的研究是必要的。
作者：*** 第 2 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
第2章 方案设计与论证
本声光控路灯照明系统是一种新型的电子智能控制系统[9]，该系统的设计是将声音控制[10]、光线控制和时间控制三者结合在一起实现对路灯亮灭的控制，从而形成一个节能、高效的路灯控制系统[11]。系统总体由声音传感器、光控电路、键盘模块、继电器等组成，系统组成如图 2-1所示。
图 2-1 系统框图
为了较好的实现系统各个模块的功能和彼此之间的配合衔接，并且考虑到性价比，我们对系统各部分做了几个方案并对其进行了设计对比论证，具体论证如下：
2.1 主控系统的选择
方案一：采用凌阳公司的SPCE061A单片机[12]。凌阳61单片机RAM，ROM空间大、指令周期短、运算速度快、低功耗、低电压、且具有DSP功能，具有10位A/D转换和两路D/A转换器[13]，有强大的数模转换功能。
方案二：可编程逻辑器件CPLD[14],它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、标准产品无需测试等特点，可实现较大规模的电路设计。但是，该器件主要依赖于软件设计，缺少硬件的配合，致使程序设计复杂，难以使用，运算速度太快。CPLD同样难以满足本设计的需要。
方案三：采用通用的51单片机作为主控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便，程序易于编写和调试，支持在线仿真。开发更加容易，使整个系统变得更加简单，性价比较高，C语言[15]与汇编语言[16]可以互相调用。
通过分析比较之后，为了是系统结构简单，基于51单片机简单易学且性价作者：*** 第 3 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
比高等特点，我们采用方案三。
2.2 电源模块的选择
方案一：采用1.5伏干电池。体积小，重量轻，使用灵活方便。但是不满足长时间的持续供电。
方案二：采用直流稳压电源。输出精度高，0到32V可调，调节范围大，使用简单，但是体积重量较大，不方便携带。
方案三：自制0到24V直流稳压电源。体积小，重量轻，携带方便，输出电压可调。
为避免单片机与外围模块电源之间的干扰、本着轻便节约的思路，单片机供电我们采用方案一，其外围模块供电我们采用方案三。
2.3 键盘输入控制模块的选择
方案一：采用触摸屏液晶显示按键输入控制。采用触摸屏液晶，精度可调，美观大方，时尚前卫。但其价格昂贵，易损坏，维护量工作大。
方案二：采用专门的键盘芯片CH452。CH452内置时钟振荡电路，可驱动8位数码管或64只LED，具有BCD译码、闪烁、移位段们寻址等功能。但连接线路麻烦，占用单片机空间太大。
方案三：采用自制的4*4矩阵式键盘输入控制，4*4矩阵式键盘充分利用单片机的I/O端口，节省硬件的同时，扩增了按键数。同时，自己制作的矩阵式键盘，方便耐用，原理简单，检修容易。
基于减少开支和方便控制的考虑，选择方案三。
2.4 环境明暗-路灯控制模块选择
方案一：在电子城购买光敏传感器。采购光敏传感器，使用方便，节省时间。但市面上的传感器质量参差不齐，质量好的传感器又价格不低，价格低的传感器测量准确度没有保证。
方案二：采用自己制作的光敏传感电路。该光敏电路以光敏电阻为主要元件，利用其在环境明暗不同情况下的分压不同，给单片机以不同反馈，实现开关灯控制，本方案对路灯实时控制，控制灵活，体现人性化设计。
综上分析，我们选用方案二。
作者：*** 第 4 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
第3章 系统设计
3.1 硬件设计
整个系统由AT89C51单片机控制，利用声音传感器与光敏控制电路对外界信号进行采集[17]，将采集到的信号传给单片机，单片机对信号进行判断，将结果输出，通过继电器来控制路灯的亮灭。实现根据外界环境的变换来控制路灯的亮灭。系统的整体电路原理图如图 3-1。
图 3-1整体电路原理图
3.1.1 AT89C51简介
AT89C51是MCS-51的一种。MCS-51系列单片机是由美国的Intel公司开发研制，并于19xx年推出的产品。与MCS-48系列单片机相比，其以典型的体系结构和完善的专用寄存器集中管理方式以及方便的逻辑位操作功能和丰富的指令系统，为之后的其他单片机的发展奠定了基础。因此，MCS-51系列单片机以其强大的功能和先进的结构，增加了更多的功能模块和电路单元，指令数可高达111条。具有非常好的中断功能，包括一个串行中断、两个定时/计数器中断和两个外中断，可通过这些功能来实现不同的控制要求，并有二级优先级别选择。内置时钟电路的频率最高可达12MHz。MCS-51单片机存储器在物理结构上分为两种，即数据存储器空间和程序存储器空间。
3.1.2 光敏电阻介绍
光敏电阻是一种特殊的电阻，光线强度发生变化，其阻值也会随之变化。将电极引线装在光敏材料两端，然后用透明窗的管壳将其封装起来，这样就构成了作者：*** 第 5 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
光敏电阻。为增加其灵敏度可将两电极做成梳状。某些金属的碲化物、硒化物、硫化物等均可作为半导体光敏电阻的材料。
若在光敏电阻两端的电极之间加上适当的电压，便会有电流从光敏电阻通过。通常都将光敏电阻器制成薄片结构，以使其吸收的光能更多，从而提高其灵敏度。当有光照射到光敏电阻上时，光敏层就激发出电子——空穴对，激发出的电子参与导电，从而增强了电路中的电流。光敏电阻仅仅是一个电阻器件，没有极性，因此直流电压和交流电压均可使用。由半导体材料制成的光敏电阻，是一种利用其内光电效应进行工作的光电元件。其阻值随光照的作用而变小，这种现象称为光导效应[18]。因此，光敏电阻又称光导管。
在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压后，就会有电流通过光敏电阻，当有光线射到光敏电阻时，电流就会随光照强度的增加而增大，光电转换就是通过这一原理实现。
光控电路利用三极管的正向导通，反向截止的原理来设计。其电路原理如图 3-2。
图 3-2 光控电路原理图
3.1.3 声控电路原理
它主要利用电子学和声学原理，即将声音信号通过声音传感器转换成电信号，电路导通工作是通过触发器的引发来实现的。要想使声控照明电路智能化，则其应具有以下特点：
1．响应时间短。
2．能通过声音控制来实现对电路导通与截止的实时控制。
3．声音传感器应该能检测到多方面的声响，如脚步声、车辆鸣笛等。 为此，灵敏度较高的声音传感器是电路元器件的首选，将其作为声控路灯照作者：*** 第 6 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
明系统控制电路的前端，同时传感器的传感条件也要作相应设置，如响应时的最小声响须在20 DB以上。由触发器构成中间端，利用触发器一触即发的特点来控制照明电路工作，在选择触发器时应具有灵敏度高、响应时间短等优点，常见的有JK触发器、D触发器等。声控电路原理如图 3-3。
图 3-3 声控电路原理
3.1.4 延时电路
电子计数器的出现，使得功能多变的定时、计数器层出不穷，其形式也变得多种多样。由于在电子电路中应用了定时、计数功能，智能化电路的设计也随之变得更加名副其实。现就延时电路作如下两方面的分析结果如下：
(1)电路原理：其定时功能通过电子计数器原理实现。
(2)延时电路的构成方案有三种：①软件构成；②硬件构成；③ 软硬相结合构成。
对于由硬件构成的定时器来说，其定时作用一般是通过改变电阻、电容元件的阻值来控制，其效率较高，但其通用性、灵活性都较差，如555定时器[19]等；而由软件构成的定时器是用一段特定的程序来实现定时的，其灵活性、通用性较高，但效率较差，且占用CPU。故现在设计定时器一般都是采用软硬相结合的方法集两者之长，通过编程设定不同的延时常数，再由硬件来控制定时过程，其效率和灵活性都得到了较大的提高。如可编程定时计数器8253或者51单片机通过编程构成的计数器等。在一个实际的电路当中延时并不是最主要的目的，其主要目的是为了完善电路功能。因此作为一个延时电路，在整个电路中应能实现在延时结束后发出一个结束信号，传送到控制电路。
作者：*** 第 7 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
3.1.5 继电器介绍
电器是一种电控制器件。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。用很小的电力和电流，驱动一个设备（电动机或电磁铁）带动一个负载部件（比如电闸或接触片）让这个接触片去承载大电流。
本设计利用继电器的小电流控制大电流的特点，来实现将单片机输出的小电流来控制路灯需要的大电流。实现对路灯的控制。
3.2 部分单元电路
3.2.1 键盘模块
4*4键盘通常采用线选法。先送高电平扫描行线，另外四根线（列线）作为接收线，数据 keyfirst即从接收线那里得到，然后把接收线当做扫描线，并都送高电平，把扫描线作为接收线，并从接收线那里取得另一个数据 keylast，通过处理这两个数据即可得知是哪个键按下。其电路原理图 3-4。
图 3-4 4*4键盘原理图
3.2.2 自制可调稳压电源模块
所需元器件：变压器（220/24V）、二极管IN4007、稳压芯片LM317等。 电路经过220/24V变压器将市电转换为可以利用的24V电压，再经过电桥的整流，电容滤波，LM317稳压，最终达到基本稳定的电压将其输出。改变输出电压可以通过调节变阻器R2的阻值来实现，选择需要的电压值。
作者：*** 第 8 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
稳压电源电路如图 3-5。
图 3-5 稳压电源电路
3.3 软件设计
程序主要包括各传感器将对外界环境检测得到的数据传送给单片机，单片机对外界传过来的数据进行处理，发出相应的控制信号，实现对路灯的定时控制，控制路灯的开关灯时间。
整个程序[20]的流程包括对光敏电阻、声音传感器的检测结果的处理，对定时时间的路灯处理情况等功能。流程图如图 3-6。
作者：*** 第 9 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
图 3-6 整体流程图
作者：*** 第 10 页 共18页
声光控路灯照明系统设计
第4章 结论与展望
4.1 结 论
利用声控电路与光控电路来检测外界环境的变换，将检测到的结果送给单片机，单片机对其进行处理，处理后根据实际情况发送出相应的信号通过继电器来控制路灯的亮灭，不仅可以实现对路况的实时、高精度控制，实现路灯随外界环境变化而做出适当处理的结果。而且利用对单片机编程实现各种功能，易于批量生产，适合全国路灯的改进。可以在现有基础上增加一些功能，使路灯的控制实现智能化。
4.2 展 望
随着全球性环保意识的增强。世界各国，尤其是发达同家和地区，对绿色照明的应用将更加普遍，现代化绿色照明系统，对于保护环境、维护生态平衡、保护人类健康都具有重大意义。随着绿色照明工程的推进和科学技术的进步．具备高效节能和无污染为特性的新光源产品和节电设备，在国际绿色照明推广中将会颇受最视，前景可观。
在实现声光控的基础上还可以加上更多其它的检测电路，可以检测车辆是否超速，检测路灯的明暗状况等信息，再将检测到的信号传送到主控端，实现路灯的实时、智能控制。
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声光控路灯照明系统设计
参考文献
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声光控路灯照明系统设计
附 录
主要 C 程序
#include<reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit s1=P3^3; //功能选择
sbit s2=P3^2; //模拟时间小时加1
sbit s3=P3^1; //模拟时间小时减1
sbit s4=P3^0; //模拟时间分钟加1
sbit gm=P3^4; //光敏开关 1为无光，0为有光
sbit dg=P0^0;
sbit ss1=P0^1;
sbit ss2=P0^2;
sbit ss3=P0^3;
sbit ss4=P0^4;
void delay(int del)
{
}
uchar code table[] = { 0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x40}; //0，1，2，3，4, 5，6，7，8，9
int x,y; for(x=del;x>0;x--) for(y=123;y>0;y--); //1ms延时函数 uchar code table_wei[] = { 0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20};
void display(uchar i,uchar xx);
uchar aa,bb,cc,dd,ee,ff,tt,tt1,tt0;
char s,min,h;
int sj;
bit flag;
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声光控路灯照明系统设计
void main()
{
P0=0xff; TMOD=0X11; TH0=(65535-50000)/256; TL0=(65535-50000)%256; TH1=(65535-20000)/256; TL1=(65535-20000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; ET1=1; TR1=1; while(1) { if(s1==0) { } if(s2==0) { while(s2==0) { } h++;
第 14 页 共18页 while(s1==0) { } flag=~flag; delay(1); delay(1); 作者：***
声光控路灯照明系统设计
}
} } if(h>=24) h=0; if(s3==0) { } if(s4==0) { } while(s4==0) { } min++; if(min>=60) min=0; delay(1); while(s3==0) { } h--; if(h<0) h=23; delay(1);
void dingshi50ms( ) interrupt 1 {
TH0=(65535-50000)/256;
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声光控路灯照明系统设计
TL0=(65535-50000)%256; //定时50ms。 tt++; if(tt==1) { } if(flag==1) //默认时间自动模式 { } if(flag==0) { if(gm==0) dg=0;
第 16 页 共18页 tt=0; s++; if(s==60) { } if(min==60) { } if(h==24) h=0; h++; min=0; s=0; min++; if(sj>=600&&sj<=1800) dg=1; else dg=0; 作者：***
声光控路灯照明系统设计
}
} else dg=1; gm=0;
void dingshi20ms( ) interrupt 3 {
}
void display(uchar i,uchar xx) {
}
作者：*** 第 17 页 共18页 TH1=(65535-20000)/256; TL1=(65535-20000)%256; //定时50ms。 cc=min/10; dd=min%10; aa=h/10; bb=h%10; sj=h*100+min; display(0,aa); display(1,bb); display(2,10); display(3,cc); display(4,dd); bb=h%10; P1=table_wei[i]; P2=table[xx]; delay(3); P2=0;
声光控路灯照明系统设计
致 谢
在整个设计过程中，我遇到了大量的问题。但是在老师与同学们的无私帮助下，这些问题都得到了及时的解决。我要特别感谢我的论文指导老师***老师，她从论文选题到论文完成对我进行坚持不懈的指导。帮我剖析论文的结构与设计思路，给予我大量的参考资料。同时不断检查我的论文进度，督促我更好更快的完成。当我遇到问题时，也会给予我及时、到位的指导帮我排忧解难。在此，向***老师表示最诚挚的谢意。
总而言之，本次毕业设计我收获颇多。不仅了解了单片机的一些工作原理与常见用途，还学会了KEIL C51等软件的使用。最重要的是，本次设计教会了我一种解决问题的方法，这对我以后的学习与工作有很大的帮助。
滴水之恩，当涌泉相报。再次衷心感谢教育、指导我的老师与帮助我的同学们。
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