单片机课件设计具有语音功能的光控计数器Word格式.docx
《单片机课件设计具有语音功能的光控计数器Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机课件设计具有语音功能的光控计数器Word格式.docx(22页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
![单片机课件设计具有语音功能的光控计数器Word格式.docx](https://file1.bdocx.com/fileroot1/2022-10/11/f05b45e3-d9cd-44e7-8ff8-5cbb60c98206/f05b45e3-d9cd-44e7-8ff8-5cbb60c982061.gif)
3.1.1光控电路的组成..............................................................................................4
3.1.2工作原理...........................................................................................................4
3.2计数电路...................................................................................................................5
3.3数码显示...................................................................................................................5
3.4语音输出电路...........................................................................................................6
3.4.1语音电路结构...................................................................................................6
3.4.2语音电路功能...................................................................................................8
第4章运行和调试........................................................................................................9
总结和致谢......................................................................................................................9
参考文献...........................................................................................................................9
附录A.............................................................................................................................10
附录B.............................................................................................................................13
第1章课题背景
1.1计数器简介
计数是一种最简单基本的运算,计数器就是实现这种运算的逻辑电路,计数器在数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数,以实现测量、计数和控制的功能,同时兼有分频功能,计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成,计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成,这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。
按照计数器中的触发器是否同时翻转分类,可将计数器分为同步计数器和异步计数器两种。
常见的同步计数器有74160系列,74LS190系列,常见的异步计数器有74LS290系列。
如果按照技术过程中数字增减分类,又可将计数器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器,随时钟信号不断增加的为加法计数器,不断减少的为减法计数器,可增可减的叫做可逆计数器。
随着计数器技术的不断发展与进步,计数器的种类越来越多,应用的范围越来越广,随之而来的竞争也越来越激烈。
过硬的技术也成为众多生产厂商竞争的焦点之一。
现计数器的种类以增加到:
电磁计数器、电子计数器、机械计数器(拉动机械计数器、转动机械计数器、按动机械计数器、测长机械计数器)、液晶计数器等。
计数器的应用范围也遍布印刷、纺织、印染、针织、电缆、电讯、军工、轻工、机械、开关、断路器、矿山、实行多班制的纺织行业的织布机、织带机、制线、制带、造纸、制革、薄膜、高压开关电器产品、试验设备,印刷设备、短路器、医疗、纺织、机械、仓库和码头的货运、行人及车辆过往的数量计数、冶金、食品、国防、包装、配料、石油、化工、发电、机床、仪表、自动化控制等行业。
1.2计数器作用
在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。
但是并无法显示计算结果,一般都是要通过外接LCD或LED屏才能显示。
第2章设计任务
2.1设计目的
学习单片机的基本使用,学会利用单片机设计一些简易的电子产品,进一步认识和掌握数字电子技术和模拟电子技术的知识!
2.2设计指标和要求
实现数字式光电计数器的功能,对于某一空间内(例如:
酒店、图书馆)的人数统计,通过单片机实现,有人进来说:
(欢迎光临),有人出去说:
(谢谢惠顾),并通过按钮来控制单片机报其总人数,大概实现0——100人的计数。
2.3设计思路与总体框图
设计思路:
有人靠近门口时,有红外对管感应人体产生脉冲,脉冲触发,数码显示管显示值加1,并由语音芯片输出“欢迎光临”的话语。
同理有人离开也是一样,语音芯片输出“谢谢惠顾”。
即:
光控计数—>
脉冲产生-->
数码显示-->
语音输出。
总体框图:
图2.1实验总体流程图
第3章电路设计
3.1光控电路
3.1.1光控电路的组成
图3.1.1(a)红外对管电路图
图3.1.1(b)元器件清单表
光控部分:
用一只光敏电阻与第一级的Rb组成分压电路即可。
有光时,使第一级的三极管放大电路处于截止状态。
无光时,使第一级的三极管放大电路处于放大或临界截止状态。
本实验采用红外对管,下面简单介绍一下它的一些方面。
红外线接收管是在LED行业中命名的,是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。
一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。
其特征与原理:
红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件,它的核心部件是一个特殊材料的PN结,和普通二极管相比,在结构上采取了大的改变,红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线,PN结面积尽量做的比较大,电极面积尽量减小,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。
红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。
没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。
当有红外线光照时,携带能量的红外线光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对(简称:
光生载流子)。
它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。
这种特性称为“光电导”。
红外线接收二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。
如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。
分类:
红外线接收管有两种,一种是光电二极管,另一种是光电三极管。
光电二极管就是将光信号转化为电信号,光电三极管在将光信号转化为电信号的同时,也把电流放大了。
因此,光电三极管也分为两种,分别别是NPN型和PNP型。
作用:
红外接收管的作用是进行光电转换,在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。
如何选择红外线接收管:
红外线最重要的参数就是光电信号的放大倍率,一般的有1000-13001300-1800,1800-2500,这些对灵敏度有决定作用。
红外对管是红外线发射管与光敏接收管,或者红外线接收管,或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称。
3.1.2工作原理
本实验采用红外对管实现此功能,下面对其进行介绍。
红外线发射管也称红外线发射二极管,属于二极管类。
它是可以将电能直接转换成近红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。
红外线发射管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。
红外发光二极管通常使用砷化镓(GaAs)、砷铝化镓(GaAlAs)等材料,采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。
3.2计数产生电路
计数部分由单片机AT89C51控制完成。
基本原理为当红外检测部分检测到有物体经过时,红外接收电路的串联电阻会分压减小,从