【基于單片機智能聲控?zé)粼O(shè)計9800字】

32-基于單片機智能聲控?zé)粼O(shè)計目錄1緒論 11.1概述 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3課題研究的目的與意義 21.4本文主要研究內(nèi)容 21.5本文的研究內(nèi)容 22硬件設(shè)備選型 32.1單片機選型 32.1.1ST89C52單片機 32.1.2MSP430F249單片機 32.1.3Atmega8單片機 42.1.4綜合分析 42.2光敏電阻選型 52.3人體感覺方式 62.4聲音傳感器選型 62.5驅(qū)動設(shè)備 62.6系統(tǒng)整體電路 63硬件設(shè)計 83.1單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計 83.2光照采集電路 93.3聲音信號采集電路 93.4人體紅外檢測電路 103.5人體紅外檢測報警電路 113.6繼電器控制電路 114軟件程序設(shè)計 124.1Keiluvision4軟件介紹 124.2系統(tǒng)程序流程設(shè)計 135仿真結(jié)果 165.1仿真軟件簡介 165.2系統(tǒng)仿真結(jié)果 16結(jié)論 20參考文獻 21附錄 -22-1緒論1.1概述隨著城市化的逐年發(fā)展，城市建筑密度也是在迅速增大，人們的生活質(zhì)量更是節(jié)節(jié)攀升。生活中的智能產(chǎn)品也更是隨著科技的發(fā)展不斷地推陳出新，智能電磁爐、智能電飯煲、智能洗衣機等日常家具也是越來越便利，它們利用單片機來控制其各種功能使其達到智能化控制。然而大部分家庭中已經(jīng)使用的是白熾燈、臺燈等傳統(tǒng)燈具，這些燈具都有其很大的缺點，首先傳統(tǒng)燈具功率消耗大，耗電多；其次一部分人經(jīng)常會出門忘記關(guān)燈而造成電能的不必要浪費，而且當(dāng)主人不在家時也會遇到陌生人入室偷竊的隱患，因此智能燈的推出有著無比巨大的意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著社會的不斷發(fā)展，國家的“十一五”規(guī)劃把環(huán)保和節(jié)能作為兩大主題，并且在長期的節(jié)能規(guī)劃中提出照明用電占全國電量的13%，可見照明節(jié)能的重要性。從節(jié)能和壽命的角度來說，LED燈的耗能僅僅為節(jié)能燈的1/4，白熾燈的1/10。LED燈的壽命也可以達到10萬小時以上，這可謂是普通家庭的福音。LED燈同時也不含鉛、汞等有害金屬元素。[1][1]王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005,37(3):5-7.由于電子科技時代的發(fā)展，使得聲控?zé)綦娐纺芨玫膶崿F(xiàn)智能化，國際社會上對LED產(chǎn)業(yè)的反應(yīng)也十分強烈，日本早在1998年就開始實施“21世紀光計劃”，美國在2000年開始推行“國家半導(dǎo)體照明計劃”，同年歐盟也啟動了“彩虹計劃”，其目的都是為了推動LED的應(yīng)用和發(fā)展。很多國家都開始鼓勵使用節(jié)能型的光源，歐盟和澳大利亞都從2016年開始禁用白熾燈，美國也從2020年開始禁用白熾燈。[2][2]陳濤,毛信偉.智能照明控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用[J].智能電氣,2004,34(10):9-12.我國也對LED產(chǎn)業(yè)高度重視，我國的優(yōu)秀科研者們也從未停止過在LED應(yīng)用方面的研究探索，2003年6月我國科技部聯(lián)合了信息產(chǎn)業(yè)部、建設(shè)部、輕工業(yè)聯(lián)合會等多個單位成立國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，緊急地啟動了國家半導(dǎo)體照明工程。中國半導(dǎo)體照明工作小組的成立也充分的說明了我國政府對LED在照明領(lǐng)域的發(fā)展寄予了厚望。2006年初，國務(wù)院也發(fā)布了《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》，節(jié)能高效且壽命長的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品被列入了中長期規(guī)劃第一重點領(lǐng)域的第一優(yōu)先主題，這一發(fā)布也在國內(nèi)外引起了廣泛的關(guān)注。1.3課題研究的目的與意義眾所周知，節(jié)能是一個照明控制的最具說服力的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的家庭生活都是白天關(guān)燈晚上開燈，都是通過不必要的電源浪費來減少家庭內(nèi)不必要的日常開支，本課題的智能聲控?zé)艟秃芎玫亟鉀Q了能源浪費這一問題，智能燈在保證所需的照明條件之外，在無人的情況下它有效的減少了燈具的使用時間，節(jié)約了不必要的電源開支，同時也延長了燈具的使用壽命，同時智能燈照明也提高了管理水平，智能控制主要以自動化控制為主、人工控制為輔，在一般情況下智能燈的開關(guān)都不需要人為的開啟與關(guān)閉，大大地減少人們在燈具是否關(guān)閉上所耗費的精力。同時也可以通過人體紅外線感應(yīng)布防、報警來恐嚇住當(dāng)主人不在家時入室行竊的小偷，大大地提高了主人不在家時家中財物的安全性。1.4本文主要研究方法(1)首先，本次設(shè)計使用的是成本稍微劃算的STC89C52單片機，實現(xiàn)智能聲控?zé)舻恼彰骱蛨缶δ?，?jié)約了系統(tǒng)的制造成本。(2)此次也是通過軟件的程序編程來實現(xiàn)所需要的大部分功能，一部分硬件所需要的功能也轉(zhuǎn)化為以軟件的形式實現(xiàn)，更加的節(jié)約了制造成本，同時也能更好的實現(xiàn)所需功能。(3)軟件程序的程序編碼大部分也是使用C語言來進行編寫，能夠更好的便于我們的閱讀、理解和修改，同時，也對部分的程序進行了一些注釋，使程序的運行不容易出錯，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。(4)通過簡化電路，從而降低了系統(tǒng)外在因素所帶來的干擾，這樣也大大的增強了系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。1.5本文的研究內(nèi)容本文簡要的描述了本課題的研究意義，表明了研究內(nèi)容的創(chuàng)新點。之后對電路的硬件設(shè)備上也進行了精心的挑選，對比了多種所需的元器件，挑選出最為合適的將其使用，之后也闡明了單片機系統(tǒng)、人體紅外傳感系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、光照測試模塊等硬件的功能和運行。之后通過軟件的程序編寫來完成對主程序和各個功能的子程序流程圖中所需要完成的功能。通過實物來證明可行。2硬件設(shè)備選型2.1單片機選型2.1.1ST89C52單片機單片機在整個微控制器領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和悠久的發(fā)展歷史，單片機再很多行業(yè)內(nèi)都有廣泛的應(yīng)用。盡管51系列的單片機的配置相較于其他單片機可能相對較低，但是其憑借著自身的價格優(yōu)勢和操作簡便的優(yōu)勢在眾多的單片機中脫穎而出。[3]李群芳.單片機微型計算機與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001[3]李群芳.單片機微型計算機與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001:15-19.■微處理器：該單片機具有一個8位的微處理器，它與通用的微處理器一樣具備運算器和控制器兩大部分，但是它增加了面向控制點額處理功能，這樣就使它不僅僅可以處理數(shù)據(jù)，還可以進行位變量的處理?！鰯?shù)據(jù)存儲器：單片機內(nèi)為128個字節(jié)，用來存儲程序在運行時的工作變量、中間運算結(jié)果、數(shù)據(jù)的緩存?！鼋涌冢?個全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕磉M行串行通訊擴展并行I/O口，甚至與多個單片機相連構(gòu)成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應(yīng)用更廣。還具有4個并行8位的I/O口，分別為P1口、P2口、P3口、P4口?！鲈摼唧w參數(shù)如下表2.1所示：表2.1STC89C52單片機的基本參數(shù)表工作電壓3.3V~5.5V工作頻率0~40MHzFlash8KIO引腳32個RAM512字節(jié)定時器3個16位定時器2.1.2MSP430F249單片機對于MSP430F249這款超低功耗控制器來說，它是美國TI公司專門為簡單應(yīng)用設(shè)計的，在設(shè)計的過程中利用了很多低功耗外設(shè)，使得該控制器應(yīng)用過程中能夠進一步延長電池的使用壽命。[4]張波.基于STC89C51單片機超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計[J].機床與液壓,2012,26(10):19-23.其具體優(yōu)勢如下：[4]張波.基于STC89C51單片機超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計[J].機床與液壓,2012,26(10):19-23.■內(nèi)部配置有16位的CPU，并且內(nèi)置了2個的定時器和1個12位的AD轉(zhuǎn)換器，這些配置能夠保證它可以滿足大部分應(yīng)用需求。■該芯片擁有的IO針腳共計48個，就算是一些復(fù)雜的并行控制也能夠?qū)崿F(xiàn)?！鰞?nèi)置了32kHz晶振，能夠支持的額定頻率高達16MHz?！?內(nèi)部還擁有3個具有捕獲/比較功能的16位計時器Timer_A和7個帶有影子寄存器的16位Timer_B?！鲈诖龣C過程中，該芯片功耗只有0.3uA，并且可以在不到1us的時間將其從待機狀態(tài)喚醒?！鲈摼唧w參數(shù)如下表2.2所示：表2.2MSP430F249單片機的基本參數(shù)額定電壓1.8V-3.6V額定頻率16MHzRAM2KIO引腳48個定時器兩個16位定時器ADC12位2.1.3ATmega8單片機1997年,ATMEL公司利用Flash新技術(shù),研發(fā)出RISC精簡指令集的高速8位單片機，簡稱AVR。而ATmega8更是該公司再2002第一季度推出的一款非常特殊的非常特殊的AVR單片機，其芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲器和豐富的硬件接口電路，其接口強大且價格低廉的優(yōu)勢外加可以進行單片機嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)，這些特點使其成為一款極具性價比的單片機，在市場上具有很強的競爭力，深受廣大單片機用戶的青睞。[5][5]閆雙紅，錢珊珠，王楠，等.基于單片機的智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)機化研究,2012,33(10):45-47.■在相同的系統(tǒng)時鐘下AVR運行速度快?！鲂酒瑑?nèi)部的Flash和EEPROM容量較大并且都可以反復(fù)燒寫和支持在線編程燒寫?！雒總€IO口都可以以推挽驅(qū)動的方式輸出高、低電平，驅(qū)動能力強?！銎渚唧w參數(shù)如下表2.3所示：表2.3ATmega8單片機的基本參數(shù)額定電壓4.5V-5.5V額定頻率0-16MHzFlash8KIO引腳23個定時器一個16位定時器工作寄存器32個8位2.1.4綜合分析為了更好更全面更直觀的對比分析這三種微控制器，將以上提及的四塊芯片進行對比和歸納分析，具體如表2.4所示。表2.4三種微控制器的對比表類型ST89C52單片機MSP430F249單片機ATmega8單片機最高運行頻率40MHz16MHz16MHz數(shù)據(jù)處理位數(shù)8位8位8位制造成本低低低引腳數(shù)量324823編程難度簡單較難簡單從以上的描述對比可知，MSP430F249系列單片機，其無論是性能還是價格、功耗，都十分優(yōu)異，但是，在編程過程中難免會遇到一些專用存儲器的調(diào)用，并且其編程規(guī)則較為復(fù)雜，因此，其對于一些編程新手來說可能會相對的有些困難；而ATmega8單片機和ST89C52單片機也都可以實現(xiàn)其功能，但ST89C52單片機使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，而且做了很多改進和新增功能，并且MCS-51單片機具有很強的代表性，與課堂上所學(xué)知識相關(guān)，編程難度較低，以及手頭上該系列單片機資料較多，故本次設(shè)計選擇該單片機作為控制核心。2.2光敏電阻選型通常，為了便于光敏電阻吸收更多的光能，都會將其制造成薄片結(jié)構(gòu)，表面還涂有防潮樹脂，具有光電導(dǎo)效應(yīng)，本次使用的光敏電阻組成的主要金屬有硫化隔、碲化隔等半導(dǎo)體材料，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)，光照越強電阻越小，光敏電阻對光線的感應(yīng)特別的敏感（即光譜特性），在無光照的時候，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)。因此隨著科技的發(fā)展，光敏電阻的特殊性能將會得到及其廣泛的應(yīng)用。2.3人體感應(yīng)方式人體感應(yīng)方面采取的是DYP-ME003人體感應(yīng)模塊，其工作電壓是4.5V-20V，當(dāng)有人進入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，當(dāng)人員離開范圍時，則可以延時一段時間之后從高電平變化為低電平，能快速的開啟各類燈具和蜂鳴器等裝置。其工作原理是探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)換為微弱的電壓信號，其采用PIR熱釋電傳感器，并且為了提高探測器的探測距離，因此會在探測器的前方裝設(shè)一個菲涅爾透鏡，通過透鏡的光學(xué)原理來提高他的探測接收靈敏度，從而更好的檢測是否有行人經(jīng)過。當(dāng)檢測到人之后，人體紅外輸出高電平經(jīng)過三極管進行放大電流，再輸出給單片機，從而使單片機判斷現(xiàn)在是否有人。2.4聲音傳感器選型在本次設(shè)計中聲音使用的是LM393比較器來比較當(dāng)前聲音強度是否夠大，從而決定是否輸出高電平。LM393是高增益的寬頻帶器件，像其他大多數(shù)的比較器一樣，如果輸出端到輸入端有因為寄生電容而產(chǎn)生耦合，則會產(chǎn)生振蕩，當(dāng)比較器改變狀態(tài)時可能會出現(xiàn)這種情況。LM393在單電源和雙電源下均可正常工作，單電源是2V-36V，雙電源是±1V-±18V，消耗電流小ICC=0.4mA，輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV,，可以很好的實現(xiàn)本次設(shè)計的需求。2.5驅(qū)動設(shè)備本次的照明設(shè)備才用的是繼電器控制，繼電器是一種能夠當(dāng)某個輸入量到達一定值時，輸出量就會發(fā)生跳躍式電話的自動控制器件，并且具有動作快、工作穩(wěn)定、體積小、壽命長等優(yōu)勢，因此其廣泛地應(yīng)用于自動化、電力保護等裝置中。由于電磁繼電器操作簡單，開關(guān)狀態(tài)容易判斷，所以本次設(shè)計采用繼電器控制。2.6系統(tǒng)整體電路電力電子系統(tǒng)設(shè)計通常分為軟硬件兩部分內(nèi)容，本設(shè)計中的單片機只能聲控?zé)粢彩侨绱?，本次設(shè)計的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如下圖2.1所示，本次設(shè)計主要是通過STC89C52單片機進行數(shù)據(jù)處理，通過人體紅外檢測、光線檢測、聲音采集來判斷當(dāng)下環(huán)境是否進行照明，輸出高低電平。按下布防按鈕后，通過防盜人體紅外檢測到人時，傳輸出高電平，蜂鳴器進行報警提示。聲音檢測電源電路聲音檢測電源電路人體紅外人體紅外蜂鳴器報警蜂鳴器報警光敏檢測繼電器控制STC89C52光敏檢測繼電器控制STC89C52圖2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3硬件設(shè)計對于本次系統(tǒng)設(shè)計的基于單片機的智能聲控?zé)魜碚f，以STC89C52芯片、光照信號采集電路、聲音信號采集電路、人體紅外檢測電路、繼電器控制電路等部分共同組成了它的硬件設(shè)計部分，下面分對硬件設(shè)計部分展開介紹。3.1單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計對于單片機最小系統(tǒng)，它是指單片機可以正常工作所必需的最小硬件結(jié)構(gòu)，本文使用的STC89C52芯片，其電路設(shè)計圖如下圖3.1所示。圖3.1單片機最小系統(tǒng)電路部分管腳說明：P1口：P1口是一個從內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能夠接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將會輸出電流，這就是由于內(nèi)部上拉的原因。在FLASH編程和校驗時，P1口常作為第八位地址接收。P2口：P2和P1口大部分內(nèi)容相同。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是擁有8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也常作為STC89C52的一些特殊功能口，如下表3.1所示：管腳備選功能:表3.1P3口的第二功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳的兩個機器周期的高電平時間。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入以及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：用于來自反向振蕩器的輸出。[6]隋濤.Proteus在智能交通燈的設(shè)計與仿真[J].科技信息,2009,7(25):94-943.2光照采集電路本設(shè)計中的光照采集電路主要是通過光敏電阻D3的阻值來判斷外界光線的強弱。當(dāng)外界光照很弱時，光敏電阻D3的阻值增大，當(dāng)外界光照很強時，光敏電阻R13的阻值減小。由此將電平送到單片機，由程序來控制是否進行照明。連接如圖3.2所示。圖3.2光照采集電路3.3聲音信號采集電路本次設(shè)計對于聲音的檢測我們采取的是使用LM393比較器和聲音傳感器來對當(dāng)前接收到的聲音強弱來進行處理。聲音傳感器對周圍環(huán)境的聲音強度十分敏感，用來檢查周圍環(huán)境的聲音強度大小。[7]侯美.基于keil4、Proteus和YL-236設(shè)備的單片機教學(xué)[J].數(shù)字通信世界,2020,4(4):226-226.該部分的硬件電路如圖3.3所示，標號3口出外接的是聲音傳感器來采集聲音的大小，當(dāng)模塊在環(huán)境中接收到的聲音強度達不到設(shè)定的閾值時，D0口輸出高電平：當(dāng)在環(huán)境中接收到的聲音強度超過了設(shè)定閾值，則D0[7]侯美.基于keil4、Proteus和YL-236設(shè)備的單片機教學(xué)[J].數(shù)字通信世界,2020,4(4):226-226.圖3.3聲音信號采集電路電路3.4人體紅外檢測電路人體紅外檢測采取PIR熱釋電傳感器和菲涅爾透鏡。熱釋電紅外傳感器成本低，可通過非接觸形式檢測出人體輻射出的紅外線，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號。其使用的是全自動感應(yīng)，即有人進入感應(yīng)范圍則輸出高電平，當(dāng)人離開感應(yīng)范圍則會輸出低電平。在實驗上證明如果單獨的使用熱釋電傳感器的話，其檢測的距離只有2m左右，但是在配上菲涅爾透鏡之后，其檢測人體紅外的距離可以增加到10m左右，因此這時我們需要配合上菲涅爾透鏡進行使用。[8]李全利.單片機原理及應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社,2006:24-27.菲涅爾透鏡：菲涅爾透鏡的鏡片采用聚乙烯材料原色，略透明，透光率高，不容易變形，并且聚焦的精確度很高。菲涅爾透鏡平時有兩個作用，一個作用是將熱釋紅外信號折射或者反射來聚焦到PIR上，另一作用就是將探測區(qū)域分配為若干個暗區(qū)和明區(qū)，使進入檢測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的實行來在PIR上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號。因為熱釋電傳感器的輸出信號變化十分的緩慢，不能直接作為控制信號，因此我們必須經(jīng)過一個專門的處理裝置，使得其輸出信號能夠適合單片機進行處理，這里我們通過增加一個1K電阻進行限流，當(dāng)檢測到有人時，人體紅外輸出高電平，然后經(jīng)過三極管進行放大，然后再輸出給單片機。其硬件電路如圖3.4所示。圖3.4人體紅外檢測電路3.5人體紅外檢測報警電路這個電路用到的也是上述的人體紅外檢測電路相同的原理來檢測是否有人，后面我們外加兩個布防和撤防的按鈕來選擇是否啟用防盜報警模式，然后按下布防按鈕后，在人體紅外檢測到有人時，輸出高電平，然后傳輸?shù)椒澍Q器從而發(fā)出警報，其增加的具體電路如下圖3.5所示。圖3.5人體紅外檢測報警電路3.6繼電器控制電路單片機是一個弱電器件，一般都是使用在一些小功率的場合，在要將它應(yīng)用于一些大功率的場合，顯然是不行的，所以這時就需要繼電器來進行所謂的“功率驅(qū)動”。繼電器就是一個開關(guān)控制通斷，為了方便觀察繼電器是否閉合通行，因此我們增加了一個二極管指示燈來觀察繼電器是否閉合，當(dāng)繼電器閉合時LED燈就會亮起。[9]許志偉，秦會斌.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能燈桿系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng),2020,24(6):77-78[9]許志偉，秦會斌.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能燈桿系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng),2020,24(6):77-78.圖3.5鍵盤輸入電路4軟件程序設(shè)計本次系統(tǒng)的軟件設(shè)計部分希望使用良好的邏輯設(shè)計，通過合理的調(diào)用各種功能函數(shù)，使得硬件電路中的各個器件電路能夠發(fā)揮到預(yù)期功能?，F(xiàn)在在軟件設(shè)計的過程中往往是采用模塊化編程的思路，這樣可以將軟件系統(tǒng)中的各個功能集成為一個函數(shù)模塊，后續(xù)可以在需要時較為方便的調(diào)用某些函數(shù)，從而能夠在一定程度上節(jié)約系統(tǒng)的存儲空間，最終實現(xiàn)優(yōu)化系統(tǒng)軟件設(shè)計邏輯的目標。智能聲控?zé)魪挠布Y(jié)構(gòu)上能夠看出，它的硬件部分是由STC89C52芯片、光照信號采集電路、聲音信號采集電路、人體紅外檢測電路、繼電器控制電路等元件組成了它的硬件設(shè)計部分。為了讓各個硬件的主要功能能夠可以正常實現(xiàn)。在軟件設(shè)計的過程中，其主要的任務(wù)就是完成對光照檢測電路和對熱釋電傳感器電路的輸出信號來進行處理。當(dāng)周圍環(huán)境的光照強度弱并且檢測到室內(nèi)有人時，輸出高電平，系統(tǒng)控制點亮照明設(shè)備并延時一段時間，過段時間再進行檢測如若再次檢測到室內(nèi)無人時，則控制照明設(shè)備熄滅。按下布防按鈕時，檢測到室內(nèi)有人時，則觸發(fā)蜂鳴器來引發(fā)防盜報警程序。4.1Keiluvision4軟件介紹隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展，其單片機的開發(fā)軟件也在不斷地進行發(fā)展和更新，從普遍的使用匯編語言逐漸的到使用高級語言開發(fā)，Keil軟件是目前最多進行開發(fā)51系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil。其引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠使開發(fā)人員同時查看多臺監(jiān)視器，能看見窗口位置的任何地方，他能夠使用戶很好的利用屏幕空間和非常有效地組織多個窗口，能夠提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，更高效地進行程序開發(fā)。它是使用一種接近的C語言的語法來進行開發(fā)的。與匯編語言相比，C語言在功能、結(jié)構(gòu)、可讀性以及可維護性方面都具有非常明顯的優(yōu)勢，十分適合初學(xué)者的學(xué)習(xí)以及使用。除增加了源代碼、功能導(dǎo)航器、模板編輯以及改進的搜索功能外，uVision4還提供了一個配置向?qū)Чδ埽铀倭藛哟a和配置文件的生成。在功能上，Keil軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在了一起。在外觀上采用全Windows界面，這樣使用戶更容易上手。性能上，即便是使用高級語言開發(fā)應(yīng)用程序，其生成的目標代碼效率也非常高，多數(shù)語句生成的匯編代碼也十分緊湊。4.2主程序流程設(shè)計本文的主程序并不復(fù)雜，主要是需要實現(xiàn)全局變量定義、相關(guān)函數(shù)的解釋聲明。系統(tǒng)主程序采用中斷方式實現(xiàn)對傳感器的調(diào)用，在函數(shù)的調(diào)用中不斷地對周圍的光照強度、聲音和有無行人進行檢測測試，其具體程序代碼見附錄。主程序流程如圖4.1所示。圖4.1主程序流程圖5系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)在系統(tǒng)安裝和調(diào)試時，系統(tǒng)總是會因為周遭環(huán)境的因素所干擾，因此在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，可靠性的設(shè)計和抗干擾的技術(shù)變得尤為重要。干擾將會產(chǎn)生以下后果：①數(shù)據(jù)采集的誤差加大②程序運行失常③系統(tǒng)被控對象誤操作④被控對象狀態(tài)不穩(wěn)定⑤數(shù)據(jù)發(fā)生變化。5.1單片機應(yīng)用的抗干擾設(shè)計（1）供電系統(tǒng)。①防止被電源系統(tǒng)干擾，我們可采取使用交流穩(wěn)壓器來保證供電的穩(wěn)定性，防止電源的過壓或者欠壓。使用隔離變壓器來過濾掉高頻噪聲，低通濾波器來過濾掉工頻干擾。（2）注意印制電路板的布線與工藝。①在硬件設(shè)計上采用多層印制電路板，多層板可以提供一個良好的接地網(wǎng)，可防止產(chǎn)生地電位差和元件之間的耦合。②印制電路板一定要合理分區(qū)。模擬電路區(qū)、數(shù)字電路區(qū)、功率驅(qū)動區(qū)要盡量分開些，地線不能相混，分別和電源端的地線相連。③印制電路板要按單點接電、單點心接地的原則送電。噪聲元件與非噪聲元件要分開些。時鐘振蕩電路和特殊高速邏輯電路部分用地線圈起來，讓周圍電場更加趨近于零。④使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時鐘，時鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該個TTL或20多個CMOS。如果輸出負載過于嚴重，則會降低輸出電平，使電平處于或低于被驅(qū)動器件的輸入門檻電平，從而造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。（3）提高元器件的可靠性。①選用質(zhì)量好的電子元件，并通過嚴格的測試和篩選。②設(shè)計時使用的元件技術(shù)參數(shù)要有一定的余量。③提高印制板和組裝的質(zhì)量。（4）使用雙機冗余設(shè)計。在對控制系統(tǒng)的可靠性有嚴格要求時，使用雙機冗余可進一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。雙機冗余，就是在執(zhí)行同一個控制任務(wù)時，可安排兩個單片機來完成，即主機與從機。在正常情況下，主機掌握著控制權(quán)，對整個系統(tǒng)進行控制，同時，從機處于待機的狀態(tài)，等待仲裁器的觸發(fā)。當(dāng)主機由于某種原因而誤操作時，仲裁器根據(jù)判別的條件，若認為主機程序已混亂，則切斷主機的總線控制權(quán)，將從機喚醒，這時從機將會代替主機進行處理與控制系統(tǒng)。結(jié)論隨著人類工業(yè)生產(chǎn)水平和科技水平的不斷提升，使我們對各類電力電子設(shè)備的研發(fā)提供更多的支持，使得生活變得更加便利。生活質(zhì)量的提高就加劇了各類能源的消耗，近幾年來霧霾、海上垃圾、新能源開發(fā)成為了人們關(guān)注的一個焦點。人們更加迫切的希望節(jié)能環(huán)保。隨著傳感器技術(shù)的不斷迭代，半導(dǎo)體技術(shù)也不斷的完善，各式各樣的傳感器層出不窮，本次設(shè)計就是一款基于單片機的智能聲控報警燈系統(tǒng)，這邊以單片機作為控制核心，通過光敏電阻、聲音傳感器、人體紅外感應(yīng)來對當(dāng)下的環(huán)境進行判斷，將檢測的信號傳輸給單片機從而驅(qū)動開啟或者關(guān)閉照明設(shè)備，也是通過單片機來啟動蜂鳴器的報警。本次設(shè)計也是精心對比了多款單片機和了解各式各樣的傳感器設(shè)備，從中選擇出最符合要求且最便利的型號，從而其保證硬件設(shè)施能夠很好的展現(xiàn)出所需要的功能。之后對系統(tǒng)的軟硬件進行了合理安排，詳細介紹其中的原理。本次設(shè)計的整體思路明確，以模塊化的方式分別完成各個電路。硬件電路上分為STC89C52芯片、光照信號采集電路、聲音信號采集電路、人體紅外檢測電路、繼電器控制電路等五大部分。因此在軟件設(shè)計上，也對相對應(yīng)的模塊進行了程序編碼，分別獨立的編碼了獨立函數(shù)，使用時通過調(diào)用的方式來降低編程的難度。經(jīng)過本人的實物測試，可以知道本次設(shè)計通過軟硬件的完美結(jié)合來較好的實現(xiàn)我們心中目標產(chǎn)品的預(yù)期功能，實現(xiàn)了智能聲控報警燈的基本功能。本次設(shè)計出來的產(chǎn)品在與市場同類產(chǎn)品相比更加的具有價格優(yōu)勢，具有非常好的擴展性。本設(shè)計中還有以下幾點需要在未來的工作中繼續(xù)進行改進：（1）本次設(shè)計所用到的硬件可以有所升級，這樣能夠更好完善我們所要求的的各項功能，使得數(shù)據(jù)更加的精確；（2）該系統(tǒng)還有許多引腳未使用，因此，可以繼續(xù)進行相關(guān)功能的擴展。參考文獻[1]王文升.智能照明控制與節(jié)能[J].智能建筑與城市信息.2005,37(3):5-7.[2]陳濤,毛信偉.智能照明控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用[J].智能電氣,2004,34(10):9-12.[3]李群芳.單片機微型計算機與接口技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2001:15-19.[4]張波.基于STC89C51單片機超聲波測距系統(tǒng)的設(shè)計[J].機床與液壓,2012,26(10):19-23.[5]閆雙紅，錢珊珠，王楠，等.基于單片機的智能溫度控制系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)機化研究,2012,33(10):45-47.[6]隋濤.Proteus在智能交通燈的設(shè)計與仿真[J].科技信息,2009,7(25):94-94.[7]侯美.基于keil4、Proteus和YL-236設(shè)備的單片機教學(xué)[J].數(shù)字通信世界,2020,4(4):226-226.[8]李全利.單片機原理及應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社,2006:24-27.[9]許志偉，秦會斌.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能燈桿系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng),2020,24(6):77-78.附錄#include"common.h"sbitSK=P3^5;//聲控引腳sbitGM=P3^6;//光敏引腳sbitRT_LED=P1^5;//人體紅外感應(yīng)燈sbitRTHW=P2^6;//人體紅外引腳sbitRTHW_FD=P2^7;//防盜人體紅外sbitBJ_LED=P2^1;//報警指示燈sbitBEEP=P2^0;//蜂鳴器sbitBF_LED=P1^4;//布防指示燈sbitRelay=P1^6;//繼電器sbitKEY1=P1^0;//布防sbitKEY2=P1^1;//撤防unsignedcharmiao=0;unsignedcharcount=0;unsignedchardengdai_miao=0;//進入布防的等待時間bitbufang=0;//布防標志bitbaojing=0;//報警標志bitdengdai=0;//進入布防時的等待標志voidTime0_Init()//定時器0{ TMOD|=0x01; TH0=(65535-46080)/255;//50ms TL0=(65535-46080)%255; ET0=1; TR0=1; EA=1;}voidkeyscan()//按鍵掃描{ if(KEY1==0)//布防鍵按下 { delay_ms(10); if(KEY1==0) { while(KEY1==0); if(bufang==0)//檢測是否在布防模式下，如果不是，則開啟 { dengdai_miao=20;//等待時間賦值20秒 dengdai=1;//開啟進入布防模式的等待標志 BF_LED=0; baojing=0; } } } if(KEY2==0)//撤防鍵按下 { delay_ms(10); if(KEY2==0) { while(KEY2==0); dengdai=0;//等待標志清零 bufang=0;//布防標志清零 BF_LED=1;//熄滅布防指示燈 baojing=0;//如果手動報警沒開啟，則關(guān)閉報警 } }}voidmain(){ bitvoice=0; bitSomeone=