基于单片机的智能声光控开关优质毕业设计.doc

学 院
本科毕业论文（设计）

基于单片机智能声光控开关
李波
XXXXX

专 业 名 称 电气工程及其自动化
申请学士学位所属学科 工科
指导老师姓名、职称 XXXXXXXX

年 6 月 8 日

摘 要
声光控开关原理是只有在天黑以后，当有些人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当大家进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，能够达成节能目标。
本文以LGS企业生产GMS97C2051单片机为关键，研究声光控开关设计，采取串行A/D对声音信号采集，能够经过软件来调整对声音灵敏度。单片机软件实施对光度判定，使开关在白天时即使有声音也不工作。文章应用了过零开启技术，开关工作在频繁开关状态时不易损坏可控硅，延长了声控开关使用寿命。文章中还加入了看门狗电路，在工作中能够起到抗干扰作用，大大加强了开关可靠性。

关键词：声光控，智能，节能，可靠性。

ABSTRACT
The principle of acoustic optical switch is only after dark, when someone pass stair channel, issued, or other sounds of footsteps will provide automatic lit corridor, lighting, when people enter the house or apartment corridor lights out several minutes automatically delay extinguished. During the day, even a voice, corridor lights also will not light, can achieve the purpose of saving energy.
In this paper GMS97C2051 LGS company production, the single-chip microcomputer is thedesign of acoustic light-activated switch, the serial A/D for sound signal collection, by software to adjust the sensitivity to sound. Single-chip microcomputer software implementation on photometric judgment to make the switch in the daytime, even though there is voice doesn't work. Article applied zero start up technology, switch work in frequent switch to thyyistoy andextendedofsound-controlled. Article also joined watch-dog circuit, in the work plays a role of anti-interference, the reliability of switches is greatly enhanced.
Keywords: sound, the intelligent controller,energy-saving, reliability.

目 录
1. 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题现实状况 1
1.3 课题意义 1
2.系统设计方案 2
2.1 课题研究内容 2
2.2 技术方案选择 2
3.系统结构和工作原理 3
3.1 系统结构 3
3.2 系统工作原理 5
4.硬件系统设计 5
4.1 声音信号采集电路设计 5
4.2 光信号判定电路设计 7
4.3 过零开启保护电路设计 7
4.4 定时电路设计 9
4.5 驱动输出电路设计 10
4.6 电源设计 10
4.7 看门狗电路设计 11
4.7.1 介绍看门狗电路及其作用 11
4.7.2 X5045特征介绍 12
4.8. PCB板制作设计 13
4.8.1 PROTEL DXP 概述 13
4.8.2 Protel原理图界面 14
4.8.3 电路原理图设计步骤 14
4.8.4 PCB板绘制标准 15
4.8.5 Protel PCB设计步骤 16
4.8.6 印制电路板（PCB）绘制过程以下所表示： 17
4.8.7 焊制电路板以下所表示 19
5. 软件设计 20
5.1 软件设计语言选择 20
5.2 程序步骤图 21
5.3 主程序设计 22
5.4 延时程序设计 22
5.5 TLC2543读写程序设计 22
5.6 DS1302驱动程序设计 22
5.7 X5045驱动程序设计 22
6系统调试 23
6．1 调试过程 23
6.2 调试结果及经验总结 25
7总结 25
8附录 26
参考文件 33
致 谢 34

1. 绪论
1.1 课题背景
当今社会主时尚是：降低能耗，节省能源，重视环境保护。声光控开关体积小，外形美观，反应灵敏，制作轻易，是公共场所照明开关理想选择，被誉为：“长明灯克星”。公共场所和居民居住区公共楼道普遍使用机械手动开关,因为多种原因往往出现很多灯泡点亮长明现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，因为频繁开关或其它人为原因，墙壁开关损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又轻易造成事故隐患。所以，设计研制一个电路新奇、安全节电、结构简单、安装方便声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必需。
1.2 课题现实状况
公共场所和居民居住区公共楼道普遍使用机械手动开关,因为多种原因往往出现很多灯泡点亮长明现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。所以，设计一个基于单片机声光控开关系统，使公共场所和居民居住区公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。
1.3 课题意义
（1）利用单片机作为中央处理器；
（2）含有光控功效，白天不亮灯，晚上有声音时亮灯；
（3）延时时间可调整；
（4）含有过零检测功效；
（5）所设计开关系统应做到节能、智能、耐用、可靠性高和维护方便。
2.系统设计方案
2.1 课题研究内容
利用单片机能够设计出智能型声控开关，电路设计好后，利用软件编程来实现其功效，灵活方便，修改简单，在使用过程中愈加安全节电，智能环境保护。
2.2 技术方案选择
现在声控开关大多全部是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，而且很多声控开关平均使用寿命不长，关键是因为电路作频繁开关，开启电流很大，造成功率元件可控硅因为过载而损坏。假如在设计中采取开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间大电流冲击，有效地预防可控硅元件开启时电流过载，大大地延长了开关使用寿命，而且能够起到保护灯泡作用。
现在单片机技术已经相当成熟，未来发展方向趋向于利用单片机能够设计出智能型声控开关，电路设计好后，利用软件编程来实现其功效，灵活方便，修改简单。在使用过程中愈加安全节电，智能环境保护。
首先单片机是一个集成在电路芯片，是采取超大规模集成电路技术把含有数据处理能力中央处理器CPU随机存放器RAM、只读存放器ROM、多个I/O口和中止系统、定时器/计时器等功效（可能还包含显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上组成一个小而完善计算机系统。
单片机特点：
（1） 种类多，型号全；
（2） 提升性能，扩大容量，性能价格比高；
（3） 增加控制功效，向真正意义上“单片”机发展；
（4） 低消耗；
（5） C语言开发环境，友好人机互交环境。
单片机优点：
（1） 使用寿命长；
（2） 运行速度越来越快；
（3） 低噪声和高可靠性技术；
（4） OTP和掩膜。
总而言之，单片机特点和优点符合制作智能声光控开关条件，而且含有正确性和节能性。
3.系统结构和工作原理
3.1 系统结构
设计声光控开关，最起码要考虑三个问题，其一是灯泡开关控制，这是由220V市供电。其二是光控制，使其在有光时，即使有声音也不能亮。其三就是声音控制，在晚上或光线不足时，只要有些人经过，发出声音，灯泡就会点亮。
设计整体方案图图1所表示。CPU以GMS97C2051单片机为关键，GMS97C2051是LG企业生产，引脚功效和指令系统和MCS-51兼容20引脚封装单片机，片内含2K字节EPROM，和MCS-51关键不一样之处是少了P0和P1口，能方便地用于不需外扩程序存放器应用场所，达成简化电路、缩小体积、减小损耗和降低成本目标。
整个设计包含以下多个模块：
声信号采集模块，该模块关键是负责声音信号采集并放大，再经过A/D转换器输入到单片机。
1. 声信号采集模块，该模块关键是负责声音信号采集并放大，再经过A/D转换器输入到单片机。
2. 过零保护模块，该模块关键是负责声音信号采集并放大，再经过A/D转换输入到单片机。
3. 光信号采集模块，对光信号进行处理，电路当中有光信号时，输出一电平信号给单片机，当晚上或光线较暗时输出一反向信号给单片机，由单片机作出判定。
4. 时钟定时模块，利用一时钟芯片，起到定时功效，当灯亮后，一定定时时间到，即自动熄灭。
5. 看门狗模块，对现场干扰起保护作用，预防单片机程序跑飞，使使使之输出一电压值，到可控使可控硅打开。
6. 输出驱动模块，由单片机控制，使之输出一电压值，到可控硅，使可控硅打开。

图1整体方案图
3.2 系统工作原理
采取串行A/D对声音信号采集，能够经过软件来调整对声音灵敏度。单片机软件实施对光度判定，使开关在白天时即使有声音也不工作，在晚上闻声自亮。
4.硬件系统设计
4.1 声音信号采集电路设计
图2声信号采集电路
图2所表示为声音信号采集电路。R6为声传感器，当没有声音时，其输出为低电压信号，若有声音时，输出一电压值，该电压值经过运算放大器OP07放大，放大倍数为R2/R4，R2为可变电阻，能够调整其阻值，使其放大倍数改变，起到调整声音灵敏度作用。
下图TLC2543为A/D转换器，TLC2543采取串行接口，和外围电路连线简单，三个控制输入端为CS（片选）、输入/输出时钟（I/O CLOCK）和串行数据输出端（DATA INPUT）。片内14通道多路器能够选择11个输入中任何一个或3个内部自测试电压中一个，采取一保持是自动，转换结束，EOC输出变高。

图3 TCL2543A/D转换器
TLC2543引脚排列图1所表示。引脚功效说明以下：
　　AIN0～AIN10：模拟输入端，由内部多路器选择。对4.1MHzI/O CLOCK，驱动源阻抗必需小于或等于50Ω；
　　CS：片选端，CS由高到低改变将复位内部计数器，并控制和使能DATA OUT、DATA INPUT和I/O CLOCK。CS由低到高改变将在一个设置时间内严禁DATA INPUT和I/O CLOCK；　DATA INPUT：串行数据输入端，串行数据以MSB为前导并在I/O CLOCK前4个上升沿移入4位地址，用来选择下一个要转换模拟输入信号或测试电压，以后I/O CLOCK将余下几位依次输入；
　　DATA OUT：A/D转换结果三态输出端，在CS为高时，该引脚处于高阻状态；当CS为低时，该引脚由前一次转换结果MSB值置成对应逻辑电平；EOC：转换结束端。在最终I/O CLOCK下降沿以后，EOC由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备传输； 
　　VCC、GND：电源正端、地；
　　REF＋、REF－：正、负基准电压端。通常REF＋接VCC，REF－接GND。最大输入电压范围取决于两端电压差；
　　I/O CLOCK：时钟输入/输出端。
TLC2543关键特征以下：
（1）11个模拟输入通道；
（2）66ksps采样速率；
（3）最大转换时间为10μs；
（4）SPI串行接口；
（5）线性度误差最大为±1LSB；
（6）低供电电流（1mA经典值）；
（7）掉点模式电流为4μA。
因为TLC2543含有以上特点，其转换速度快，和单片机接口简单，占用I/O口少，所以在本设计中选择进行A/D转换，用于采集声音信号。
4.2 光信号判定电路设计
楼道上声控开关出了声音控制外，还必需有光控功效，即在白天时不管有没有声音，全部不会点亮灯泡，只有在夜晚或是光线较暗时，发出声音后，才会开灯。
这就必需设计一个光控电路，原理图图4所表示。

图4 光信号判定电
图中D1为光敏电阻器，光敏电阻器关键功效是，当没有光照或光线不足时，其阻值较大，达成兆欧级以上，相当于处于短路状态，此时R1电位器中间抽头输出为低电平。而当有光照时，光敏电阻阻值下降，阻值相当小，此时电位器R1中间抽头输出为高电位。LM393和电位器R8组成一电压比较器，当同相输入端电位高于反相输入端时，LM393输出一高电平，反之，当反相输入端电位高于同相输入端时，LM393输出一低电平，输出信号经过含有施密特功效反相器74LS14，送到单片机，由单片机进行检测，判定是否有光照。
4.3 过零开启保护电路设计
一般白炽灯正常发光时灯丝和不发光时灯丝电阻值相差甚远，从而使得其在开启瞬间冲击电流很大，比如一只60W灯泡，在正常发光时，电阻约为800欧，工作在标准市电220V时，工作电流不到0.3A。然而在不放光时，灯丝电阻阻值约为6欧，当开启时，电流会很大，约有3.5A左右。这种大电流冲击，很轻易损坏可控硅。图5为白炽灯开启时电流波形图。

图5 白炽灯开启电流波形图
市电电压是交流220V，交流电一直是从零值到峰值改变，只要使白炽灯在零值或零值周围开启，就能够避免大电流冲击。图6为过零开启保护电路。D2为整流桥，SCR为可控硅，过零开启关键是由电阻Rx1～Rx5，二极管D3和二极管O6组成。Rx2～Rx3是采样电阻，当整流桥2号端子电压处于低电压时，Rx2和Rx3之间电压也很低，Q6处于截止工作状态，protect端输出高电平。当整流桥2号端口为高电压时，Rx2和Rx3之间电压亦很高，使Q6工作在导通状态，protect端输出低电平。把protect低电平信号送到单片机I/O上进行检测，由单片机作出判定，再决定SCR端得电压值，当protect为高，此时电压为低，能够驱动SCR导通，点亮白炽灯，当protect为低，此时电压为高，使SCR关闭，临时不点亮白炽灯，等到过零点电位时才运作。所以，不管什么时候有声音信号来，只有在低电位时，才驱动SCR可控硅打开，声控信号才起作用，实现零压开启。

图6 过零开启保护电路
白炽灯点亮以后，可控硅SCR导通，二极管D3阳极电位就会下降，此时二极管D3就起到了过零电压开启取消作用。当有高电压来时，Rx1和Rx2之间电位就会高于D3阳极电位，二极管导通，从而使Q6基极输入电位下降，有效地避免了灯泡闪烁现象。
4.4 定时电路设计
声控开关在打开后，需要定时一定时间，通常为几十秒，设计时能够借助时钟芯片，这里选择一款美国DALLAS企业生产高性能、低功耗、带RAM实时时钟芯片DS1302.
DS1302和CPU经过三线接口同时通信，其接口电路图7所求。

图7 定时电路
4.5 驱动输出电路设计
前面提到，当单片机检测到声光信号后，要控制图6中SCR可控硅导通，才能点亮灯泡，所以要设计一个驱动输出电路。

图8 驱动输出电路
图8所表示，用一个反向器和一个NPN型三极管，通常8050或9013全部能够，再加一个上位电阻，此处用一个10K电位器，方便可调。单片机一个I/O端口控制74LS14，使三极管关断截止或导通闭合。
当单片机检测到有声光信号时需要驱动可控硅导通，则单片机给一个高电平信号，经反向器反为低电平，三极管截止，SCR输出端为高，打开可控硅，点亮灯泡。反之，单片机给一个低电平，使三极管导通，SCR端输出为低，可控硅截止，灯泡不亮。
4.6 电源设计
灯泡工作电压为220V，但控制器工作电压为5V，所以必需设计一个电源电路，取得5V低电压。
图9所表示，ZI为9V稳压管，C7～C10为滤波电容，D4、.D5为保护二极管，7805为三端稳压管。220V经过整流后，经过Z1稳压输出9V，再经C9和C7滤波输出直流电压，从78051脚输出+5V.。

图9 电源设计
4.7 看门狗电路设计
4.7.1 介绍看门狗电路及其作用
在由单片机组成微型计算机系统中,因为单片机工作常常会受到来自外界电磁场干扰,造成程序跑飞,而陷入死循环,程序正常运行被打断,由单片机控制系统无法继续工作,会造成整个系统陷入停滞状态,发生不可预料后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测考虑,便产生了一个专门用于监测单片机程序运行状态芯片俗称“看门狗”（Watchdog）。
声控开关控制器长时间工作，电路中即有220V强电，又有+5V低工作电压，现场抗干扰在所难免，为避免单片机程序跑飞，这里加入了看门狗电路，起到抗干扰作用。
X5045将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三种功效组合在单个芯片之内，大大简化了硬件设计，提升了系统可靠性，降低了对印制电路板空间要求，降低了成本和系统功耗，是一个理想单片机外围芯片。X5045引脚图10所表示。

图10 X5045引脚图
其引脚功效以下：
CS: 芯片选择输入：当CS是高电平时，芯片未选中，并将SO置为高阻态。器件处于标准功耗模式，除非一个向非易失单元写周期开始。在CS是高电平时，将CS拉低将使器件处于选择状态，器件将工作于工作功耗状态。在上电后任何操作之前，CS必需要有一个高变低过程；
SO: 串行输出：SO是一个推/拉串行数据输出引脚，在读数据时，数据在SCK脉冲下降沿由这个引脚送出；
SI: 串行输入：SI是串行数据输入器，指令码、地址、数据全部经过这个引脚进行输入。在SCK上升沿进行数据输入，而且高位（MSB）在前；
SCK : 串行时钟输入，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出；
WP: 写保护输入：当WP引脚是低电平时，向X5045中写操作被严禁，不过其它功效正常。当引脚是高电平时，全部操作正常，包含写操作。假如在CS是低时候，WP变为低电平，则会中止向X5045中写操作，不过，假如此时内部非易失性写周期已经初始化了，WP变为低电平不起作用；
Vss: 地；
Vcc: 电源电压；
RESET: 复位输出：PESET是一个开漏型输出引脚。只要Vcc下降到最小许可Vcc值，这个引脚就会输出高电平，一直到Vcc上升超出最小许可值以后200ms。同时它也受看门狗定时器控制，只要看门狗处于激活状态，而且WDI引脚上电平保持为高或为低超出了定时时间，就会产生复位信号。CS引脚上一个下降沿将会复位看门狗定时器。因为这是一个开漏型输出引脚。所以在使用时必需接上拉电阻。
X5045硬件连接图图11所表示。X5045芯片内包含有一个看门狗定时器，经过软件预置系统监控时间后，若在预置时间内看门狗芯片CS端电平没有发生改变，则X5045将从RESET输出一个高电平信号，使CPU复位

图11 看门狗电路
4.7.2 X5045特征介绍
（1）可选时间看门狗定时器。
（2）Vcc降压检测和复位控制。
（3）5种标准开始复位电压，使用特定编程次序即可对电压检测和复位开始电压进行编程，复位电压可低至Vcc=1V。
（4）省电特征：在看门狗打开时，电流小于50uA，在看门狗关闭时，电流小于10uA，在读操作时，电流小于2mA。不一样型号器件，其供电电压能够是1.8-3.6V、2.7-5.5V、4.5-5.5V。4K位EEPROM,1,000,000次擦写周期。
（5）含有数据块保护功效—能够保护1/4、1/2、全部EEPROM，当然也能够置于不保护状态。
（6）内建防误写方法：用指令许可写操作，写保护引脚。
（7）时钟可达3.3M。
（8）短编程时间：16字节页写模式；写时由器件内部自动完成；经典器件写周期为5ms。

4.8. PCB板制作设计
4.8.1 PROTEL DXP 概述
Altium企业最新产品，Protel DXP 是一款能极大地提升PCB设计完整板卡级设计软件。它可运行于Windows和Windows XP操作系统之上，可实现从概念设计到输出外协加工文件等一系列操作，并对设计过程、设计结果进行分析、验证。Protel DXP 不仅能方便经验丰富PCB工程师，也降低了制作PCB门槛，大家只需经过段时间培训，便能够很快制作出一块合格PCB.Protel DXP 已经不再是单纯SCH、PCB设计工具，而是关键由以下多个功效模块组成系统工具:
（1） 分级线路图输入。
（2） 自动布局布线。
（3） 设计前、后信号传输效应分析。
（4） 规则驱动下板卡色设计和编辑。
（5） Spice 3f5混合电路仿真模拟。
（6） 完全支持线路图基础上FPGA设计。
（7） 完整CAM输出。
4.8.2 Protel原理图界面
在Protel主界面中单击File>Open命令，在文件路径中选择原理图文件。Protel DXP 原理图界面关键包含以下几部分：菜单栏、工具栏、工作窗口等。
原理图以下图所表示菜单栏DXP(系统)、File(文件)、View(视图)、Project(工程)、Place(放置)、Design(设计)、Tools(工具)、 Peports(汇报)等。

4.8.3 电路原理图设计步骤
在原理图设计时可能会包含到众多元件放置，繁多电气连接。为了确保不犯错，需要遵照一定设计步骤。在绘制简单原理图时根据以下步骤绘制即可。
（1） 新建项目文件。在项目文件中新建原理图文件。
（2） 设置原理图图纸及相关信息，图纸是原理图绘制工作平台。几乎全部工作全部建立在其上，为原理图设置适宜图纸参数将有利于原理图设计。
（3） 添加/删除元件库。在原理图设计中使用元件符号，需要在绘制之前导入。
（4） 放置元件符号，元件符号放置要遵照电路设计要求，同时要修改元件属性（当然也能够在后续操作中再进行属性修改）。
（5） 电气连接。在原理图中进行电气连接时能够使用导线连接，也能够采取总线连接，还能够使用网络标识进行连接，电气链接可为PCB设计生成网络报表。
（6） 调整原理图并检验错误、修改。在电气连接完成后要依据电路设计进行仔细检验，确保电路连接正确性。Protel DXP 引入了自动ERC检测功效，能简化设计人员检验工作。
（7） 原理图注释。这是原理图设计不可缺乏部分。注释时要注明原理图名称、关键点说明和波形描述等。
（8） 原理图保留打印。单击工具栏保留按钮即可进行保留。值得一提是，在设计过程中要常常保留以防意外丢失。单击工具栏上打印预览按钮能够进行打印预览，查看打印效果。若确定无误后即可单击打印按钮进行打印输出。
（9） 输出文件。可依据需要选择原理图元件清单输出或网络报表输出等。
4.8.4 PCB板绘制标准
（1）电路要有合理走向
对于输出/输入、交流/直流、强/弱信号、高频/低频、高压/低压等，它们走向应该是分离布线，不得相互交融，其目标在于预防相互干扰。
（2）选择好电路信号接地点
接地点设置是较复杂而又灵活，通常情况下要求公共地，，现实中，因受多种限制极难完全办到，但应尽力遵照，这个问题在实际中是相当灵活，每个人全部有自己一套处理方案。
（3）合理安排电源滤波/多种退耦滤波电容
电源线上小电容是为开关器件或其它需要滤波/退耦器件而设置，部署这些电容就应该尽可能靠近这些元器件，离得太远就没有作用了。
（4）PCB布线有一定规则
在PCB板上，有条件加宽线尽可能不做细。高压及高频线应圆滑，不得有尖锐倒角，拐弯也不得采取直角。地线应尽可能宽，最好使用大面积敷铜。
（5）谨慎处理来自PCB设计中问题
设计中尽可能降低过线孔，因为过线孔太多，在生产中工艺稍有不慎就会埋下隐患。同向并行线条假如密度过大，则焊接时很轻易连成一片，线密度应视焊接工艺水平来确定。焊点距离太小，将不利于人工焊接，只能以降低工效来处理焊接质量，所以焊点最小距离确实定应综合考虑焊接人员素质和工效。
4.8.5 Protel PCB设计步骤
通常，PCB设计是要遵照一定步骤，确保PCB和原理图设计同时，不要有遗漏，这么会使检验愈加轻易。当然，对于不一样设计人员会有部分差异，概括有以下多个步骤。
（1） PCB板设计准备：由原理图生成网络表，装载PCB元件所在封装库，假如没有封装元件，则要绘制出该器件封装。
（2） 依据应用电路要求，确定PCB板几何尺寸、形状和层数等参数。
（3） 导入网络文件，引入原理图中信息，采取元件自动布线操作，完成pcb初步设计。
（4） 依据电路功效分布、布线要求对Protel DXPde 自动元件布局进行调整，这是PCB设计关键部分。
（5） 对PCB进行自动布线，通常是自动布线和手工布线交替进行，手工布线关键是填补自动布线缺点。
（6） PCB电路检验，填充非元件区、添加安装尺寸和丝印信息
依据PCB文件生成BOM报表、导出文件和打印外协加工图纸等。
4.8.6 印制电路板（PCB）绘制过程以下所表示：

4.8.7 焊制电路板以下所表示

5. 软件设计
5.1 软件设计语言选择
单片机语言编程通常使用两种语言：C语言和汇编语言。汇编语言是一个用文字助记符来表示机器指令符号语言，是最靠近机器语言一个语言。其关键优点是占用资源少，程序实施效率高。不过不一样CPU，其汇编语言可能有所差异,所以不易移植。C语言是一个结构化高级语言。其优点是可读性好，移植轻易，是普遍使用一个计算机语言。缺点是占资源较多，实施效率没有汇编高。
C语言是一个编译型程序设计语言，它兼顾了很多个高级语言特点，其含有汇编语言功效。C语言有功效丰富库函数、运算速度快、编译效率高、有良好可移植性，而且能够直接实现对系统硬件控制。C语言是一个结构化程序设计语言，它支持目前途序设计中广泛用有顶向下结构化程序设计技术。另外，C语言程序含有完善模块程序结构，从而为软件开发中采取模块化程序设计方法提供了有力保障。所以使用C语言进行程序设计已经为软件开发一个主流。总而言之，用C语言进行单片机程序设计是单片机开发和应用肯定趋势。本设计就采取C语言进行编程，显著增加了软件可读性。

5.2 程序步骤图

5.3 主程序设计
依据程序步骤图，编写主控程序如附录（附录）
5.4 延时程序设计
编写程序当中要用到合适延时，所以先编写一个大约1ms延时子程序，方便在后面程序中调用，程序代码见（附录）：
5.5 TLC2543读写程序设计
TLC2543为A/D转换器，编写其读写子程序，到后面主程序中调用。程序代码以下：
//TLC2543和单片机接口定义以下：
sib tlc2543-clk = P3^2;
sib tlc2543-din = P 3^3;
sib tl-2543-dout = P3^4;
sib tlc2543-cs = P3^5;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//写命令子程序，返回转换后电压数字值见（附录）
5.6 DS1302驱动程序设计
实时时钟芯片DS1302和单片机接口定义为：
Sbit DS1302_sclk =PI^7; /*实时时钟时钟线引脚*/ Sbit DS1302_IO =PI^6; /*实时时钟数据线引脚*/
Sbit DS1302_RST =PI^5; /*实时时钟复位线引脚*/
其读写驱动程序代码见（附录）

5.7 X5045驱动程序设计
看门狗X5045和单片机接口定义为：
sbit x5045_cs = P1^1;
sbit x5045_so = P1^2;
sbit x5045_si = P1^3;
sbit x5045_sck= P1*4;
读写驱动程序见（附录）：

6系统调试

6．1 调试过程
利用KEIL和PROTEUS进行调试，使用步骤以下：
（1） 打开KEIL，建立工程，输入程序，编译和生成hex文件，图所表示

（2）打开PROTEUES，设计硬件电路图，图所表示

（3）导入hex文件，见上图将鼠标置于电路图中GMS97C2051器件上，右击后再左击，弹出对话框，在红框中导入dzp.hex文件。
（4） 点击面板左下角，开始调试。
6.2 调试结果及经验总结
将程序导入GMS97C2051芯片，调试成功后能够达成设计要求。经过设计智能声光控开关，加深了对单片机系列认识。让我愈加好利用了本科两年所学知识，利用于实践，加深了对知识了解。在设计过程中学习了很多软件使用，包含硬件部分利用protues进行设计，用keil进行程序编译，用protel进行制板。

7总结
声光控开关，省事省电，应用广泛，本文应用单片机微控制器，经过软件来实现，采取了过零开启技术，而且加入了看门狗监视器，安全可靠。相信以后在这方面会不停完善，使日常生活愈加方便，愈加智能化。
在设计中初步了解了声光控制电路工作原理，学会了分析电路、设计电路方法和步骤。经过此次设计提升了自己对资料查阅、信息处理能力，训练了自己科学研究基础功，培养了知识综合利用能力，增加了对社会一般科学知识了解，为以后写作专业学术论文打下基础。

8附录
附录1 延时程序设计设计
//延时程序
Void delay(unsigned int j)
{
unsigned char i ;
while(j--)
{
for (i=125; i>; i--)
{;}
}
}
附录2 TLC2543读写程序设计
sib tlc2543-clk = P3^2;
sib tlc2543-din = P 3^3;
sib tl-2543-dout = P3^4;
sib tlc2543-cs = P3^5;
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//写命令子程序，返回转换后电压数字值
unsigned int tlc2543-write(unsigned char CHN )
{
unsigned char i ;
unsigned int backcode=0;
CHN<<=4; 左移4位
tlc2543-cs = 1；
tlc2543-clk=0；
tlc2543-cs = 0;
for(i=0; i<12; i++) //写入一12位数据
{
if (i<8)
{
if(CHN & 0x80)) tlc2543-din = 1;
else tlc2543-din = 0;
CHN <<=1;
}
backcode <<=1;
backcode∣=tlc2543_dout;
tlc2543_clk=1;
_nop_();
_nop_();
Tlc2543_clk=0;
}
Tlc2543_cs = 1;
Return(backcode);
}
附录3 DS1302驱动程序设计
实时时钟芯片DS1302和单片机接口定义为：
Sbit DS1302_sclk =PI^7; /*实时时钟时钟线引脚*/
Sbit DS1302_IO =PI^6; /*实时时钟数据线引脚*/
Sbit DS1302_RST =PI^5; /*实时时钟复位线引脚*/
其读写驱动程序代码以下：
//功效：实时时钟写入一字节
Void DS1302WriteByte(unsigned char d)
{
unsigned char i;
unsigned char temp;
temp = d;
for(i=8; i>0; i--)
{
If(temp& 0x01) DS1302_IO = 1;
else DS1302_IO = 0;
DS1302_SCLK = 1;
Temp = temp >> 1;
_nop_();
DS1302_SCLK = 0;
}
}
//功效：实时时钟读取一字节
Unsigned char DS1302ReadByte(void)
{
Unsigned char DS1302ReadByte(void0
{
Unsigned char i;
Unsigned char dat;
For(I = 8; i>0; i--)
{
dat = dat >>
if(DS1302_IO dat〡 =0x80;
DS1302_SCLK = 1;
_nop_();