光控式道路施工闪烁警示灯设计

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1、本科生毕业论文（设计）系（院）物理与电子工程学院　专业电子信息工程论文题目光控式道路施工闪烁警示灯设计学生姓名指导教师（姓名及职称）班级学号14完成日期：年月光控式道路施工闪烁警示灯设计物理与电子工程学院电子信息工程[摘要]本设计采用STC89C52RC单片机、光控和声控检测设备设计了一个道路施工闪烁警示灯。电路采用模块化设计，主要包括单片机控制模块、光控模块、声控模块、警示灯模块。实现天黑后警示灯自动开启闪烁，而天亮后又能自动关闭的功能，保障夜间道路施工现场的交通和过往行人的安全，达到警示和节能的目的。[关键字]警示声控光控STC89C52RC1设计任务与要

2、求本设计的主要任务是，在夜间，通常要在施工现场设置并开启红色警示灯，以确保交通安全。为了提高警示效果，警示灯最好是要工作在闪烁状态。该设计在天黑后同时外界环境有声音时，该电路能控制警示灯自动开启并使其工作在闪烁状态，二个条件中任何一个或者二个不满足时报警灯自动关闭。基本功能：实现晚上警示灯自动闪烁，白天自动关闭的基本功能。发挥部分：添加一个声控模块，在晚上，当检测到有声音信号时（过往车辆和行人等），才点亮闪烁警示灯，否则警示灯不点亮，达到环保节能的效果。2设计方案14本设计通过光敏电阻检测环境光强，采用电容式驻极体传声器检测环境声强信号，检测出光线强时，给出低

3、电平，光线弱时，给出高电平；有声音时给出高电平，没有声音时给出低电平。两个模块发出的电平传送给单片机，当且仅当环境光线降低（低至阀值），外界有声音信号两个条件同时满足时，单片机发出指令控制led灯处于闪烁状态，并且闪烁一段时间后自动熄灭。设计包括硬件电路和软件设计两部分，其中硬件电路部分主要包括：光控模块、声控模块、单片机控制模块（单片机最小系统）、警示灯模块；软件部分包括：Protues仿真、Keil-C51软件编程。系统原理框图如图2-1：单片机控制光控检测电路光敏电阻警示闪烁灯声控检测电路驻极体传声器图2-1系统原理框图3元器件介绍3.1单片机STC89

4、C52RCSTC89C52RC单片机是高性能、低功耗的8位微处理控制器，具有8K的在系统上可编程的存储器原件。与89C51产品在引脚和功能上完全一样并且兼容。此款单片机为众多嵌入式控制和应用系统提供了高灵活、超有效的解决方案。在空闲状态下，CPU处于停止状态，但是允许RAM、定时器、串口、中断等继续工作。掉电状态下，RAM内容会被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。在本次设计中，用到了的单片机的逻辑处理功能。通过光电检测电路将检测到的外界光照强度通过逻辑值传递给单片机的P2.0口，当外界光照强度达到设定的阀值时接收一个高电平；

5、声电检测电路检测到的外界声音信息传给单片机P0.0口，当外界有声音信号时，单片机接收一个高电平，当两个IO口同时为高电平时，单片机的P3.4和P3.5给出低电平使LED点亮处于闪烁状态，并且给单片机设定循环，使之闪烁一段时间后自动停止，本设计中闪烁五次后自动停止。3.2光敏电阻光敏电阻是一种特殊的电阻，其阻值会随着光照强度的改变而呈现出一定的变化趋势。其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻的材料有金属硫化物、硒化物、碲化物等半导体。14半导体的导电能力决定于半导体内载流子数目的多少，光敏电阻就是通过光线来改变半导体内载流子的数目来达到改变光敏电阻阻值的。当光敏电

6、阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后将跃迁到导带，成为自由电子。当光照越强，空穴对就越多，从而阻值就越低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。光敏电阻原理图如图3-1：图3-1光敏电阻原理图当在光敏电阻的两端金属电极上加上电压时，其中便会有电流通过，当光敏电阻受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，实现光电转换。3.3LM393双电压比较器LM393是高增益,宽频带的，内部有两个高精度的、独立的电压比较器组成的集成电路。主要特点：工作温度:0°C-

7、--+70°C图3-3-1器件实物图14图3-3-2内部结构图标号:393功能号:393；通道个数:2输入失调电压小，VIO=±2MV，电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2V～36V；消耗电流小，ICC=0.8mA；双电源：±1V～±18V；共模输入电压范围宽，VIC=0V～VCC-1.5V；输出可与MOS，CMOS等电路兼容；输出可用开路集电极连“或”门。3.4电容式驻极体传声器电容驻极体传声器具有电声性能好、体积小、结构简单、价格低等特点，广泛用于无线话筒、盒式录音机及声控等电路。电容式驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键

8、元件是驻极体振动膜。它是上面被蒸发上一