声控彩灯的设计

目录绪论.2第1章声控彩灯总体设计思路.3第2章系统设计原理.42.1、软件设计.52.1.1、程序编译过程.52.2、硬件设计.62.2.1、硬件设计图.62.2.2、硬件仿真设计.7第3章单片机结构介绍.83.1、单片机AT89S52介绍.83.1.1、单片机AT89S52特性.832、单片机结构功能.93.2.1、管脚说明：.103.3、晶振.123.3.1、晶振作用.143.3.2、晶振原理.143.3.3、晶振类种.153.4、复位电路.163.4.1、基本的复位方式.173.5、声控电路.193.5.1、驻极体结构与工作原理.193.5.2、驻极体的正确使用.193.5.3、驻极体话筒的特性参数.203.6、LED版模块设计.21第4章总结.22四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)1致谢：.23参考文献：.23附录1：.24附录2：.25四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)2绪论随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文提出了一种基于AT89S52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89S52单片机作为主控核心，声控感应器、驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有8个LED排成一排，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部程序功能实现彩灯的显示效果并且在声控感应器的协助下进行的操作，各种亮灯时间的采用延时指令，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该灯主要是用声音来控制彩灯的显示情况，每一次的发生情况将会产生一次彩灯一种变化过程。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)3第1章声控彩灯总体设计思路我们的LED彩灯控制器用软件与硬件结合的电路实现，电路结构简单、功能多样，制作的成品能按照多种模式闪亮。这种彩灯控制器结构具有芯片较少、电路简单、功率损耗低等优点。以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。本文提出了一种基于AT89S52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。于是我们制作出这个电路简单，功能多样的声控彩灯。该彩灯主要以AT89S52单片机作为主控核心，声控感应器、驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有8个LED排成一排，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部程序功能实现彩灯的显示效果并且在声控感应器的协助下进行的操作，各种亮灯时间的采用延时指令，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该灯主要是用声音来控制彩灯的显示情况，每一次的发生情况将会产生一次彩灯一种变化过程。其中还用到了声控感应器（驻极体）作为我们彩灯显示的指令发出者，晶振来控制彩灯显示的频率，使彩灯能够按照正常的功能显示。另外就是我们显示效果的彩灯部分，这个部分就是通过程序的固定编写显示效果。所以我们将声控彩灯分为几个模块来设计，其中单片机AT89S52为主要模块，现实的程序代码都从这里发出；另一个就是指令发出者声控模块，这是整个设计过程中最重要的部分，就像一个开关一样控制彩灯的显示情况，是该设计中的一个指挥官。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)4第2章系统设计原理在本次试验中我所用的8个彩灯显示功能，主要运用了两个模块：一个就是单片机AT89S52在这个过程中起到主程序的控制；另一个就是声控感应器，利用声控发生产生电流信号送到单片机AT89S52触发后将编译程序的指令传输从P口传输出去，通过彩灯显示其效果。如图声控彩灯流程图：开始判断是否有声音无声音送到P3.2口运行彩灯程序P0口输出显示图1声控彩灯流程图LED显示彩灯效果有声音再次判断是否有声音无声音2.1、软件设计在设计之前我们首先根据设计要求编译程序，然后才根据程序找到相应的元器四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)5件在仿真中进行调试。查看程序的漏洞，也能够在仿真中做出初步的仿真图形以便实物连接有依据。在软件设计部分我们主要用到编程的Keil软件，它是我们编译程序的重要工具。如下图所示编程工具：图2-1KEIL建立工程图2.1.1、程序编译过程根据设计的需求和方案，我们将程序代码写出后在KEIL软件中进行编译，在编译过程中出现错误，在进行相关修改，直到程序成功。我们使用汇编语言进行程序代码编写，所以在编译的代码我们所用的编译文件的后缀名为xx.asm文件。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)6图2-2KEIL编译过程图2.2、硬件设计我们在设计硬件时主要使用了单片机AT89S52和声控感应器驻极体这两个硬件。T89S52是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元。驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用。2.2.1、硬件设计图输入部分：驻极体控制部分：单片机AT89S52输出部分：LED显示图2-3硬件设计框架四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)7图2实物89S522.2.2、硬件仿真设计在我们的程序设计好后进行硬件设计，通过protues7软件进行仿真测试，将仿真图相关连接，查看运行结果是否符合设计要求。在仿真过程中我们所涉及的硬件在仿真中没有就用开关作为声控替代，以求仿真的运行与实际相符合。当仿真效果达到要求，我们才将仿真和实物相结合，以求理论和实践的相对性，已达到设计的要求。我们的仿真设计如下图所示：图2-4仿真软件截图四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)8第3章单片机结构介绍新型动态LED彩灯分为3部分，即彩灯控制器（主控模块）、管内LED板模块（受控模块）和声控感应器(发生模块)。彩灯控制器可直接与220V交流市电相连接，经过开关电源变换，输出直流工作电压，一方面为管内LED模块提供5V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统（彩灯控制器）提供5V工作电源。整个系统工作由软件程序控制运行，根据需要，用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的软件程序设定亮灯时间和灯光闪动频率。3.1、单片机AT89S52介绍AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS8位单片机,片内含8kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。3.1.1、单片机AT89S52特性AT89S52具有如下特点：8kBytesFlash片内程序存储器,256bytes的随机存取数据存储器（RAM）,32个外部双向输入/输出（I/O）口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,AT89S52主要功能特性：四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)9兼容MCS-51指令系统8k可反复擦写(1000次）ISPFlashROM32个双向I/O口4.5-5.5V工作电压3个16位可编程定时/计数器时钟频率0-33MHz全双工UART串行中断口线256x8bit内部RAM2个外部中断源低功耗空闲和省电模式中断唤醒省电模式3级加密位看门狗（WDT）电路软件设置空闲和省电功能灵活的ISP字节和分页编程双数据寄存器指针32、单片机结构功能AT89S52主要功能都是从引脚输入输出表现的。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)10图3-1引脚排列图AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。3.2.1、管脚说明：VCC:电源GND:地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)11P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVXRI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。AT89S52引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)12地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3.3、晶振晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)13英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电.的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。如图：图3-2晶振电路上图是我们在该设计中所用到的12HZ的晶振电路图，在单片机中是不可缺少的一部分。晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件。电容大小没有固定值.一般二三十p，振是给单片机提供工作信号脉冲的，这个脉冲就是单片机的工作速度，比如12M晶振，单片机工作速度就是每秒12M，和电脑的CPU概念一样。当然，单片机的工作频率是有范围的，不能太大，一般24M就不上去了，不然不稳定。接地的话数字电路弄的来乱一点也无所谓，看板子上有没有模拟电路，接地方式也是不固定的。一般串联式接地，从小信号到大信号依次接，然后小信号连到电源处，有变压器就连到变压器旁。数模地分开，分别拉到电源处，不可形成回路。这个是因为晶振与单片机的脚XTAL0和脚XTAL1构成的振荡电路中会产生偕波(也就是不希望存在的其他频率的波),这个波对电路的影响不大,但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了电路的稳定性起见,ATMEL公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响,所以晶振所配的电容在10pf-50pf之间都可以的,没有什么计算公式。但是主流是接入两个33pf的瓷片电容。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)143.3.1、晶振作用晶振是石英振荡器，它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，但在选用时仍可留意一下晶振的质量。3.3.2、晶振原理微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比，可以表示为功率耗散电容值。比如，HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时，相四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)15当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容，整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容，相应地也需要更多的电流。相比之下，晶振模块一般需要电源电流为10mA60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能，范围可以从低频（固定）器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器，如MAX7375，工作在4MHz时只需不到2mA的电流。在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素：精度、成本、功耗以及环境需求。3.3.3、晶振类种1、无源晶体无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。2、有源晶振有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。对于时序要求敏感的应用，个人认为还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大，但现在许多有源晶振是表贴的，体积和晶体相当，有的甚至比许多晶体还要小。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)163.4、复位电路如图：图3-3复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。ISA总线的复位信号到南桥之间会有一个非们，跟随器或电子开关，常态时为低电平,复位时为高电平。IDE的复位和ISA总线正好相反，通常两者之间会有一个非门或是一个反向电子开关，也就是说IDE常态时为高电平，复位时为低电平，这里的高电平为5V或3.3V，低电平为0.5V以下的电位。在上电或复位过程中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。3.4.1、基本的复位方式单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)17从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。1、手动按钮复位手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平（图1-5）。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。图3-4手动按钮复位2、上电复位AT89C51的上电复位电路如图1-6所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1F。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在图2的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)18上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。图3-5上电复位3、积分型上电复位常用的上电或开关复位电路如图1-7所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开，也能使RST为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。根据实际操作的经验，下面给出这种复位电路的电容、电阻参考值。图1-7中：C：1uF，Rllk，R210k图3-6积分型上电复位3.5、声控电路在声控这部分，是这个设计的难点。我们采用了驻极体作为声控的主要部件，通过驻极体发生传输信号。如图：四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)19图3-7驻极体电路图3.5.1、驻极体结构与工作原理驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用。话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q=CU所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声电的变换。由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合组成阻抗变换器。3.5.2、驻极体的正确使用如图：四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)20图3驻极体实物图机内型驻极体话筒有四种连接方式：对应的话筒引出端分为两端式和三端式两种，图中1-8是场效应管的负载电阻，它的取值直接关系到话筒的直流偏置，对话筒的灵敏度等工作参数有较大的影响。二端输出方式是将场效应管接成漏极输出电路，类似晶体三极管的共发射极放大电路。只需两根引出线，漏极D与电源正极之间接一漏极电阻R，信号由漏极输出有一定的电压增益，因而话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小。目前市售的驻极体话筒大多是这种方式连接。（SONY用在MD上的话筒也是这类）三端输出方式是将场效应管接成源极输出方式，类似晶体三极管的射极输出电路，需要用三根引线。漏极D接电源正极，源极S与地之间接一电阻R来提供源极电压，信号由源极经电容C输出。源极输出的输出阻抗小于2K，电路比较稳定，动态范围大，但输出信号比漏极输出小。三端输出式话筒目前市场上比较少见。无论何种接法，驻极体话筒必须满足一定的偏置条件才能正常工作。（实际上就是保证内置场效应管始终处于放大状态）3.5.3、驻极体话筒的特性参数工作电压Uds1.512V，常用的有1.5V，3V，4.5V三种工作电流Ids0.11mA之间输出阻抗一般小于2K（欧姆）灵敏度单位：伏/帕，国产的分为4档，红点（灵敏度最高）黄点，蓝点，白点（灵敏度最低）四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)21频率响应一般较为平坦指向性全向等效噪声级小于35分贝3.6、LED版模块设计如图所示：图3-8LED显示模块设计图这个设计就是8个彩灯显示效果图，当声控部分有声音发出后通过电流传输信号从P口中输出然后到LED显示的情况。根据彩灯的LED1、LED2、LED3-LED8这8个灯根据程序的编译会显示出不同的效果，指令按照延时的命令从P口中输出，完美的彩灯显示就出现在上图中。四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)22第4章总结通过这次毕业设计，我能够感受到我们学习的知识太少。应用的太少，很多东西在书本上没有的。但是这次的毕业设计我深深体会到这点，也了解到自己的不足之处，我还有很多要学习的地方。就拿一个简单的晶振来说，这个看其来简单却容易被忽视的东西在我们设计中起到重要的作用，它精准的频率控制使我们设计的彩灯按照指令正常的运行。但是如果没有，就算程序是对的结果也是不能够实现的。当初没能考虑这点，在很多地方走弯路。另外在我们设计的声控部分是我们第一次接触到，刚开始什么也不知道也没有见过这个东西，还