声光触摸延时开关概要Word下载.docx
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由于此次设计对单片机不作要求，但使用单片机更加方便简单，所以我选择最为常用的stm32f103单片机作控制部分。
2）、声控部分
一：
选择专用的声音传感器模块来完成，能得到正确的波形、电压、频率等参数，且设计电路简单省事，但成本较高。
二：
用驻极体话筒通过相应的信号处理电路对声音信号进行处理，成本较低，但电路设计麻烦。
综上所述：
我们选择方案二，因为此次设计对声音信号的波形等参数要求较小，只要单片机接收到并能判断为高电平即可。
3）、光控部分
用光敏二极管作光电元件，光敏二极管对光转换为相应的电流。
用光敏电阻作光电元件，光敏电阻对光转换为相应的电阻。
我们选用光电二极管作光控部分的核心元件，光敏二极管转换成的是电流，而我们需要判断的是电压信号，将电流转换为电压信号的电路较复杂。
4）、触摸部分。
一个基于触摸检测IC（TTP223B）的电容式点动型触摸开关模块。
常态下，模块输出低电平，模式为低功耗模式；
当用手指触摸相应位置时，模块会输出高电平。
三、单元电路设计与参数计数
（1）主控部分：
STM32F1系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体（ST）公司出品，其内核是Cortex-M3。
时钟电路：
stm32单片机的时钟产生方法有两种。
内部时钟方式和外部时钟方式。
本设计采用外部晶振方式。
外部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频。
系统对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此本系统的晶体振荡器的值为8MHZ，电容取22pF。
复位电路：
当操作或程序运行出错使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境可以通过复位键重新启动。
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。
本设计使用的是按键手动复位。
手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。
一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。
在按键复位的使用过程中，按键抖动现象是不容忽视的，所以为了确保按键的一次闭合单片机只处理一次，就必须在设计时考虑到抖动的消除。
（2）声音部分
驻极体话筒的介绍：
驻极体话筒具有体积小，电声性能好，结构简单，价格低廉等特点，在生活中应用非常广泛。
驻极体结构有振膜、背极、空隙三部分，这样在振膜与背极间形成一个具有定量电荷的电容结构。
驻极体是由进行特殊处理的高分子材料组成，这些高分子材料表面具有永久电荷（Q），总的电荷量是不变，当极板在声波压力下后退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电压就会成反比的降低。
最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来，同时进行放大，便可以得到和声音对应的电压了。
用驻极体话筒将得到与声音信号对应的电压值。
若有声音时则会输出一电压值，由于传声器转换的电压值非常小，所以必须将该电压经过LM393运算放大器进行放大，通过调节其阻值使其放大倍数产生变化，起到了调节声音灵敏度的作用。
（3）光强部分
光电二极管实现的功能是：
当有光照时，电流增加，所以LM393反相输入端为高电平。
当光线不足或没有光线时，其阻值可以达到兆欧级以上，此时相当于电路处于断路状态，所以LM393反相输入端为低电平。
其中LM393为电压比较器，当反相输入端的电位高于同相输入端时，LM393则输出一低电平。
而当同相输入端的电位高于反相输入端的电位时，LM393将会输出一高电平。
经过单片机检测是否有足够的光照，当光照不足时则进行声音检测。
（4）触摸部分
该模块是一个基于触摸检测IC（TTP223B）的电容式点动型触摸开关模块。
四、仿真过程及仿真结果
（1）声音部分
由于仿真软件的问题，这里利用了一个电压源来仿真放大后的电压。
通过调节滑动变阻器，改变灵敏度，当输入电压大于阈值时，产生低电平。
（2）光强部分
由于仿真软件的问题，这里利用了一个电流源来模拟光电二极管。
（3）触摸部分
由于仿真软件没有所用的IC所以略过。
五、总原理图及元器件清单
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
单价
R1
0805
100
1
0.02
D1
0603
白色
0.05
P3
光强模块
5
P4
声音模块
6
P5
触摸模块
P1
单排座
0.5
P2
C1
电容
0.1u
C2
C3
15p
C4
C5
22p
C6
C7
C8
C9
C10
Y1
晶振
32.768k
0.8
Y2
8m
2
U1
Stm32
F103C8T6
10
U2
AMS1117
-33
U3
牛角座
JTAG
U4
MINI_USB
L1
电感
4.7u
0.1
REST1
按键
0.2
REST2
R8R9
电阻
1.5k
R6R7
电阻
22
R5R10R11R3
100k
4
R1R2
330
D1D2
发光二极管
红色
六、电路调试与分析
将元件焊接完毕后，调节光强模块及声音模块电位计，使其处在合适的灵敏度，通过模块上的led观测。
七、结论与设计体会
我做的课题是“声、光、触摸三控延时开关”。
主要是通过光照和声音及触摸三控照明灯，它可以广泛的应用于楼梯、过道、库房等公共场所。
在设计中使用者可以自行调节声光检测信号的灵敏度，或者是照明灯点亮时间的长度，这就为更方便了不同人群的使用，这是本设计中比较新颖的一点。
最后我通过仿真不断地进行调试，最终使设计性能指标的灵敏度基本达到了设计的要求。
八、参考文献
[1]康华光.电子技术基础（模拟部分）第五版[M].北京：
高等教育出版社，2006
[2]康华光.电子技术基础（数字部分）第五版[M].北京：
[3]中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全集成运算放大器[M].北京：
国防工业出版社，1985
[4]李震梅，房永钢.电子技术实验与课程设计[M].北京：
机械工业出版社，2011
[5]彭介华.电子技术基础课程设计[M].北京：
高等教育出版社，1997
[6]童诗白，华成英《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006。
[7]阎石《数字电子技术基础》，刚等教育出版社，2006。
[8]高锋《单片机微型计算机原理与接口技术》，科学出版社，2007。
[9]梅开乡，梅军进《电子电路设计与制作》，北京理工大学出版社，2009。
[10]冯育长《单片机系统设计与实例分析》，西安电子科技大学出版，2007。
[11]兰吉昌《实用电子制作百例》，化学工业出版社，2009。
[12]丁镇生《传感器及传感技术应用》，电子工业出版社，1998。
[13]李全利《单片机原理及接口技术》，高等教育出版社，2008。
[14]焦中平《照明灯声光控制电路及制作》，科教文汇，2007。
[15]贾正松《基于单片机实现智能照明控制系统的设计》
附录：
主程序
/********************************************************************************
*@fileProject/STM32F10x_StdPeriph_Template/main.c
*@authorMCDApplicationTeam
*@versionV3.5.0
*@date08-April-2011
*@briefMainprogrambody
******************************************************************************
*****************************************************************************/
/*Includes------------------------------------------------------------------*/
#include"
stm32f10x.h"
stm32f10x_gpio.h"
stm32f10x_rcc.h"
/*Privatetypedef-----------------------------------------------------------*/
/*Privatedefine------------------------------------------------------------*/
/*Privatemacro-------------------------------------------------------------*/
/*Privatevariables---------------------------------------------------------*/
/*Privatefunctionprototypes-----------------------------------------------*/
/*Privatefunctions---------------------------------------------------------*/
/**
*@briefMainprogram.
*@paramNone
*@retvalNone
*/
#defineTOUCH_PINGPIO_Pin_7
#defineSOUND_PINGPIO_Pin_4
#defineLIGHT_PINGPIO_Pin_1
#defineLED_PINGPIO_Pin_11
voidinit（void）
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd（RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=TOUCH_PIN|SOUND_PIN|LIGHT_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOA,&
GPIO_InitStructure）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=LED_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init（GPIOB,&
}
voiddelay（inttime）
{
inti=0;
while（time--）
{
i=10380;
//自己定义
while（i--）;
}
intmain（void）
init（）;
while
（1）
if（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA,LIGHT_PIN）==0）//白天
GPIO_WriteBit（GPIOB,LED_PIN,0）;
//灯灭
else//晚上
if（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA,SOUND_PIN）==0）//有声音
GPIO_WriteBit（GPIOB,LED_PIN,1）;
//灯亮
delay（1000*300）;
elseif（GPIO_ReadInputDataBit（GPIOA,TOUCH_PIN）==1）//触摸
else
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