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多功能红外声光控霓虹灯控制系统【字数:8785】

2024-03-07 16:14编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要本课题设计的这款多功能红外声光控霓虹灯控制系统同市面上大多数相关产品一样,都能够实现周围自然光线较弱时通过检测声音信号和人体信号来进行灯光自动开启和关闭的功能,与此同时系统还能够实现红外遥控的灯光启闭功能,本课题所设计的这款多功能红外声光控霓虹灯系统具有更高的性能指标,为了提升整体的数据处理速度,这款系统在硬件电路方面采用的是STC89C51单片机芯片来作为主控芯片,通过合理的电路结构搭建,使得主控微处理器能够与它片外的LCD1602液晶显示屏、光敏传感器、热释电红外传感器、红外遥控收发模块和声音传感器等器件实现高效高正确性的通信,从而能够保证整个硬件系统高效率工作,而在软件系统方面则通过从上而下的设计方法将每一个功能进行流程图的绘制,将功能执行过程中的重要节点进行分析,大幅度提升程序执行的效率。本课题还通过了行之有效的检验方法将设计结果进行了验证,依照每一条预期设计指标进行验证,验证结果表明系统能够长时间稳定运行。
目录
一、 引言
(一) 多功能红外声光控霓虹灯的发展背景
(二) 多功能红外声光控霓虹灯的国内外发展现状
(三) 本文主要研究内容
二、 方案设计及元器件选择
(一) 多功能红外声光控霓虹灯的方案设计
(二) STC89C51单片机简介
(三) 光敏传感器简介
(四) 热释电红外传感器简介
(五) HX1838红外一体接收头简介
(六) 声音传感器简介
(七) LCD1602液晶屏简介
三、 系统硬件设计
(一) 最小系统电路设计
(二) 光线采集电路设计
(三) 人体检测电路设计
(四) 红外遥控接收头电路设计
(五) 声音检测电路设计
(六) LCD1602显示电路设计
四、 系统软件设计
(一) 多功能红外声光控霓虹灯的主程序流程设计
(二) 光强检测子程序设计
(三) 人体检测子程序设计
(四) 遥控驱动子程序设计
(五) 声音检测 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
子程序流程设计
(六) LCD1602液晶屏显示子程序设计
五、 实物制作与安装
总结
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
附录四 程序
引言
多功能红外声光控霓虹灯的发展背景
我们经常说的多功能红外声光控霓虹灯系统指的是一种通过单片机等微处理器芯片的强大控制作用而实现的微型智能系统,它的实现是微处理器生产技术飞速发展后的一个产物,目前市面上大多数厂商研发的微型处理器都在朝着微型化、高速化和智能化方向发展,这为许多种类型微型系统的发展提供了方向,同时也使得多功能红外声光控霓虹灯系统的发展越来越快速、性能越来越高。多功能红外声光控霓虹灯系统在最近几年中的主要发展方向主要是微型化和嵌入式,同时越来越高的智能元素也是这类系统所必需拥有的,除了设计人员对于硬件电路和软件程序代码的优化设计外,在系统内部所需要使用的器件本身属性方面,是制约大多数智能系统的关键因素之一。多功能红外声光控霓虹灯系统的核心部分是其内部的主控微处理器,它在系统中的作用主要是用来对片外的功能模块提供驱动,使得每个芯片或者传感器能够表现出正常功能,在多功能红外声光控霓虹灯系统的发展背景中,最早的系统大多数采用了模拟电路架构,微处理器控制的概念较少,那时的数字电路以及控制系统的思想还没有得到普及,多功能红外声光控霓虹灯系统只能够通过大量的模拟电路来实现,因此最终的表现形态较为单一,智能化元素较少。而当微处理器技术得到普及之后,智能化的多功能红外声光控霓虹灯控制系统得到实现,人们可以将心中所想通过C语言等程序代码进行转换并烧录到微处理器芯片中,使得微处理器按照人们的预想控制进行工作,最终将表现出非常智能的表现。本文就将在多功能红外声光控霓虹灯系统的发展基础上,提出了可以通过STC89C51单片机来作为主控核心,结合目前市面上大多数多功能红外声光控霓虹灯系统产品所表现出的常见功能以及优缺点,本课题将实现这些产品的优点并且避开常见缺点,实现一款能够实现对系统参数的显示、光敏感应、人体红外信号捕捉、红外发射和接收和声音快速检测的高性能多功能红外声光控霓虹灯系统。
多功能红外声光控霓虹灯的国内外发展现状
多功能红外声光控霓虹灯系统目前在国内外的发展现状可以通过与这类系统有关的产品来进行反映,目前市面上的多功能红外声光控霓虹灯系统相关产品大致可以分为高中档和低档等层次,这种分类方法主要是通过这些产品所能够表现出来的最大性能来进行划分的,由于具备高端性能的多功能红外声光控霓虹灯系统产品的内部往往采用了高性能的微处理器和精密芯片来实现,这些芯片目前还只能依靠进口来获得,国内尚且没有掌握核心研发技术,而欧美国家目前不但掌握了与之相关的高性能芯片的研发技术,而且能够独立的通过这些芯片的搭建,配备高效的算法流程实现高端性能的多功能红外声光控霓虹灯系统,所以国内的研发团队还有一段很长的路要走。
本文主要研究内容
本文以“多功能红外声光控霓虹灯控制系统”作为研究课题,设计了一款能够实现对系统参数的显示、光敏感应、人体信号检测、远程控制和声音检测的智能型STC89C51单片机控制系统,所有的预期功能指标都得到了实现,下列为本课题将要实现的各项功能指标。
1、能够将多功能红外声光控霓虹灯系统的重要运行参数通过高清晰度液晶显示效果展示出来;
2、能够通过光敏传感器的配置,实现将周围光线强弱的情况通过电信号进行输出,使得STC89C51单片机进行识别;
3、能够通过STC89C51单片机对热释电传感器的输出电平信号进行检测,判断是否捕捉到周围空间内有人经过;
4、能够实现红外遥控功能,当用户按下遥控按键后自动发射遥控指令,多功能红外声光控霓虹灯系统能够通过HX1838红外接收头进行捕捉并恢复成电信号,随后根据NEX协议进行解码并执行相应子程序;
5、能够在STC89C51单片机的控制下实现声音的实时监测,声音传感器驱动电路的设计要求需要尽可能的降低功耗,从而满足其持续检测需求;
方案设计及元器件选择
多功能红外声光控霓虹灯的方案设计
上文已经对本多功能红外声光控霓虹灯系统的各项预期功能指标进行了确立,通过Visio软件绘制了下图1中的系统结构框图,可以看出所有模块在信号流通关系上以单片机最小系统作为核心部分,通过最小系统电路的控制实现对周围LCD1602液晶显示电路、光线检测电路、HCSR501热释电传感器电路、红外遥控电路和声音检测电路的控制,通过这种方式实现各项预期功能指标。

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