• 3.2驻极体话筒 • 驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用 于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输 入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转 换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 • 驻极体话筒声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片， 在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻 有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属 极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个 电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而 产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量 比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十 兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内 接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻 抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。 这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二 极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金 属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线， 漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。其原理图如下：
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第五章 系统程序和电路设计
• 5.1程序设计 • #include<reg51.h> • #define uchar unsigned char //数据类型 • sbit y=P3^0; //位定义 • sbit k1=P2^0; • • uchar i; • /***********延时子程序********/ • void delay_ms(uchar i) • { • uchar j; • while(i--) • { • for(j=124;j>0;j--) • ;
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3.6 复位电路模块
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复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后 撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号， 以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。下图所示的 RC复位电路可以实现上述基本功能。
图3.6.5 复位电路图
• 3.7时钟模块的设计
• 51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反 相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2.这两个引脚 跨接石英晶体振荡器（简称晶振）和微调电容，就构成一个稳定的自激 振荡器。如下电路中的电容C1和C2典型值通常选择为20Pf左右。晶振的 震荡频率的范围一般是在1.2MHz到12MHz之间。晶振的频率越高，则系 统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也就越快。
• 3.5电源电路模块
• 电源模块主要是为整个系统提供可靠、稳定的 电源。主要实现以下功能： • （1）安全隔离：即强电弱电隔离，他将外电路 中的强电转化为5伏的弱电压。 • （2）电路保护：包括短路保护、过压保护、欠 压保护、过流保护、其它保护 。 • （3）电压变换：这里主要是将强电变成弱电。 • （4）稳压：将交流电别换成直流弱电，始终保 持输出电压一定。 • 其原理图如下： •
5V电源
声音采集器 AT89C51
灯
图2-1原 理框图
• 3.系统硬件电路的设计 • 3.1 AT89C51核心板功能简介 • 3.1.1 AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可 擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一 种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次，器 件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造， 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于 将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中， ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C单片 机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉 的方案。外形及引脚排列如图2-2所示。
• 课程设计题目：声控灯控制器 •
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班级：电二 姓名：段少龙 袁驰
• 1. 设计任务 • 1.1 设计目的 • (1)利用51系列单片机作为中央处理器； • (2)具有声控功能； • (3)完成系统电路设计； • （4）完成仿真电路，通过单片机编程能实现改变灯 亮时间的长短。 • 1.2 设计指标 • 1.通过声音控制器控制发光二极管亮30秒 • 2.设计思路与总体框图.
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P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口， P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写 “1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出 电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程 序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内 部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写 时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 • P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口， 可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它 们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由 于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由 于上拉的缘故。
图3.6.6 时钟模块
• 4〃系统设计仿真 • 4.1原理图 • 根据声控灯的一般结构框图，我们通过查阅资料书和 上网查询，了解不同元件的功能和实用性，考虑性价比后， 制作出的声控灯原理图，如图2所示。
• 4.2仿真图
• 单片机通过编写的程序将P3.0口输出的电平 由P2.0口控制，由声控电路起作用，声控电 路同样通过LM393电压比较器控制，当有声 音被驻极体话筒接收到的时候，声控电路中 的LM393正电压比负电压小，给单片机输入 低电平，发光二极管接收到低电平灯亮，且 保持程序设定的30秒不熄灭。30秒后熄灭。
图 2-2 AT89C51主 控电路图
• 3.1.2 AT89C51管脚说明： • VCC：供电电压。 • GND：接地。 • P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚 可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被 定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器， 它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时， P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出 原码，此时P0外部必须被拉高。 • P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向 I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管 脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外 部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉 的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地 址接收。
//
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} } /***********检测子程序********/ void jiance(void) { k1=1; if(k1==0) { } }
• /***********主程序********/ • void main(void) • { • y=0; • while(1) • { • jiance();
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0xA1：单片机读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机； 0xA2：单片机从PC机接收一段控制数据； 0xA3：单片机操作成功信息。 在系统工作过程中，单片机接收到PC机数据信息后，便查找协议，完成相应的操 作。当单片机接收到0xA1时，读取P0端口数据，并将读取数据返回PC机；当单片机 接收到0xA2时，单片机等待从PC机接收一段控制数据；当PC机接收到0xA3时，就 表明单片机操作已经成功。 硬件连接 51单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和计算机之间可以方便地进行 串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件，比如计算机的串口是RS232电平的， 而单片机的串口是TTL电平的，两者之间必须有一个电平转换电路，我们采用了专用 芯片MAX232进行转换，虽然也可以用几个三极管进行模拟转换，但是还是用专用芯 片更简单可靠。我们采用了三线制连接串口，也就是说和计算机的9针串口只连接其 中的3根线：第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法， 但是对我们来说已经足够使用了，电路如下图所示，MAX232的第10脚和单片机的11 脚连接，第9脚和单片机的10脚连接，第15脚和单片机的20脚连接。 串口通信电路采用经典的MAX232串口通信，由于电脑串口RS232电平是-10V～ +10V，而一般的单片机应用系统的信号电压是TTL电平0V～+5V，MAX232就是用来 进行电平转换的，进行对单片机与电脑的通信，系统中采用MAX232串口通信电路。 系统中采用串口通信电路可与电脑进行通信，可以对单片机内的程序进行修改，并对 相关的指令和相关的数据进行调整。并且可以针对性地将单片机与电脑进行通信，编 写上位机软件程序，在上位机(电脑)上对系统状态进行实时监测，并可以让功能更强 大的PC机进行庞大的指令处理。 在本系统中，加入串口通信电路模块，可以使电路的完整性大大增强，并对系 统的升级有极大的优势，可以是系统在双机通信、与上位机通信等方面拥有相对优势， 使得设计更加完善。
• 2.1原理框图 • 声控传感器利用声音的相对比较，返回是否有 声单的相对信号给机器人主机。使用调节器调节给定 声控传感器的初始值，声控传感器不断地把外界声音 的强度与给定强度比较，超过给定的强度时，向主机 发送“有声音”信号，否则发送“没有声音”的信号。
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