张德喜,郑 琳

（沈阳工学院，信息与控制学院，辽宁抚顺，113122）



基于单片机的声光开关控制系统的设计与实现

张德喜,郑 琳

（沈阳工学院，信息与控制学院，辽宁抚顺，113122）

摘要：本设计硬件部分以AT89C51单片机为核心，软件部分以C语言为基础，由光敏电阻、驻极体传声器、可控硅和电源电路等部分构成一个声光控制开关电路。能够实现采集到的声光信号控制开关的工作状态。

关键词：AT89C51；光敏电阻；开关电路

1　硬件部分设计

这个系统设计主要是由主控芯片51单片机，单片机晶振电路，复位电路，电源电路，声光及热释电按键模拟电路，声光控开关控制电路组成。51单片机负责整个系统的执行控制过程。

本设计中使用的单片机是AT89C51，通过2个22P电容和1 个11.0592MHz的晶振组成的晶振电路，系统的时钟脉冲就是由晶振电路提供，还有通过1个电阻和1个电解电容和1个按钮组成单片机的复位电路，这三部分就是单片机最小系统组成。

在本设计中用3个按键来模拟声光传感器和热释电传感器，使用1个按键来设定模式切换。

此设计使用一个继电器来进行对声光开关的控制切换，通过单片机P26口接在三极管PNP的基极上，当P26输出一个低电平的时候，三极管导通，继电器线圈得电吸合，声光指示灯亮。当P26输出一个高电平，三极管截止，继电器线圈不得电不吸合，声光指示灯灭。

双电压比较器LM3932脚是检测声音的电压，3脚是通过103电位器调节的固定值，当有声音时2脚的电压会变小，当2脚的电压小于3脚时，1脚就会输出一个低电平，1脚连接单片机时，单片机检测到低电平就会执行相应的控制程序。同样5脚是通过103电位器调节的固定值，6脚连接的是光敏电阻，当光线暗的时候，输出的电压就会变小，当6脚的电压小于5脚时，7脚就会输出一个低电平单片机检测到低电平就会执行相应的控制程序。

继电器电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

当有声音的时候会输出一个低电平传给单片机，单片机就会进行相应的操作，当光线被遮住的时候会输出一个低电平传给单片机，单片机就会进行相应的操作，当有人靠近的时候会输出一个低电平传给单片机，单片机就会进行相应的操作，只有具备这三个条件亮继电器的指示灯才会点，使其正常工作。

2　软件部分设计

软件的设计主要分为：位寻址定义、延时函数、初始化函数、按键扫描处理函数、主函数和定时器中断函数。

由于在硬件电路上单电机所用的引脚较多，为了在编程时方便记忆和明确每个管脚的功能，就要用到位寻址定义。位寻址定义用的是sbit变量，sbit可以将单片机的一个引脚换一种方式在程序中表示，如sbit LED=P3^1，就是将P3.1引脚定义为LED。在程序中就不必写P3^1而是写LED，这样既省去了拼写的麻烦又能使程序简单明了，增加了程序的可读性。

在程序的开始首先要对定时器0进行初始化，定时器0初始化完成后运行按键扫描函数，按键扫描函数会判断模式按键是否按下，如果模式按键按下就进入人体感应模式，否则进入声光感应模式。在声光感应模式下首先会判断光线是否满足条件，如果光线不满足条件就会继续检测直到满足条件为止，如果满足条件接着会判断是否有声音，如果没有声音就会继续检测直到有声音为止，如果有声音则定时器0打开继电器接通指示灯亮。在人体感应模式下首先会判断光线是否满足条件，如果光线不满足条件就会继续检测直到满足条件为止，如果满足条件接着会判断是否感应到有人，如果没有感应到有人就会继续检测直到感应到有人为止，如果感应到有人则定时器0打开继电器接通指示灯亮。

定时器中断采用了定时器0中断程序，工作方式为方式1，定时器进入中断后首先定义了一个局部变量m用于计数，然后进行定时器初值设定，TH0=0x3c;TL0=0xb0; 当两个8位寄存器计数达到0xff的时候，计数器溢出触发中断标志位，将再次进入中断程序。m变量每进入一次中断就进行一次自加运算，当判断语句检测到m等于20的时候就进行秒变量sec进行自加，当sec大于等于30的时候执行sec清零，并执行灭灯语句，关闭定时器0，等待下次开灯定时器重新工作。定时器中断函数主要用于现灯光延时作用，定时器中断函数用的是单片机的定时器0。

3　系统测试

在KEIL中编写好程序，通过KEIL中的编译器编译，使程序确保语法是无错误的，在没有错误的情况下再使用KEIL中的软件仿真，然后通过编译生成的HEX文件烧写到仿真软件中，看具体的效果，直到效果无误即可。

当烧写好程序后进行仿真运行开机点亮绿灯，绿灯亮是模式指示灯。当绿灯亮时是声控模式，遮上光敏电阻式时有声音和热释电传感器感应的时候红灯会点亮，也就是继电器那个灯的指示灯，继电器外面可以接负载控制220V的灯光。

当声控开关按下时候，红绿灯指示灯亮。当按下模式切换开关的时候，绿灯灭。当遮挡光敏电阻式时，声音和热释电传感器感应的时候红灯会点亮。

4　结论

本课题的研究工作已经基本达到预期的要求，通过了最后的硬件和软件的模拟调试。归纳起来有以下几点：

（1）本课题实现了通过AT89C51对电路进行简单控制的功能，具有电路简单、成本低切易控制的特点。

（2）系统硬件设计通过使用重点使用的芯片有AT89C51芯片设计了包括单片机最小系统、晶振电路、复位电路、电源电路、声光开关电路、声光热释电传感器按键模拟电路。

（3）系统软件设计包括程序初始化、程序设计、声光感应、感应判断操作方便和容易修改。

参考文献

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作者简介

张德喜，1989年7月，男，汉族，沈阳工学院，学生。

通讯作者：郑琳，1989年2月，女，汉族，辽宁人，沈阳工学院，教师，讲师，硕士学位，研究方向：天线设计与制作。

Design and implementation of sound and light switch control system based on SCM

Zhang Dexi，Zheng Lin
（Shenyang Institute of Technology，Information and Control College，Liaoning，Fushun，113122）

Abstract：This design is based on AT89C51 single-chip microcomputer and C language.Sound and light control switch circuit is made of photosensitive resistance, electret microphone,power circuit and silicon controlled, which can achieve to switch working state of sound and light control switch.

Keywords：AT89C51; Photosensitive Resistance;Switching Circuit