单片机课件设计具有语音功能的光控计数器.docx

1、单片机课件设计具有语音功能的光控计数器 目录 第1章 课题背景.1 1.1 计数器的简介.1 1.2 计数器作用.1 第2章 设计任务.2 2.1 设计目的.2 2.2 设计指标和要求.2 2.3设计思路与总体框图.2 第3章 电路设计.3 3.1 光控电路.3 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

2、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

3、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

4、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：（

5、谢谢惠顾），并通过按钮来控制单片机报其总人数，大概实现0100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

6、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

7、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

8、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1000-1300 1300-1800，1800-2500，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