一款新型声光控LED节能灯系统的设计方案

白天，因为光控电路阻断，所以，无论多大声，灯都不会亮。到夜晚，光控电路导通，当人走动的脚步、声传到传声器Ⅷc时，声波转换为电信号，拾音电路将声音转换成微弱的电压信号。然后，微弱的电压信号经过两级放大成伏特级的电压，电压通过迟滞比较器转变成单片机识别的方波信号，经过双向稳压管变成±5V的方波，然后传给单片机的外部中断P3.4口 。

　　如图7所示：第一条为50Hz的交流信号来替代人的声音信号，输入电压的峰值为6mV，两级放大后为4V，放大倍数为667倍，经过迟滞比较器后输出的方波，完全符合要求。在失真情况下，电路所消耗的能量最小。

　　图7 声控电路仿真

　　4.3 光控电路

　　光控电路的主要原理：利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度将触发触发器使其导通工作。

　　在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也很高，尤其是光敏元件。光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确、稳定。

　　半导体光敏元件是基于半导体光电效应的光电转换传感器，又称光电敏感器。采用光电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量，因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型（见光电式传感器）。光导型即光敏电阻，是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等，它们属于半导体结构型器件。

　　半导体光敏元件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等，它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏元件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中。常见的光敏元件有：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。

　　因此，在设计时不仅须考虑方案的可行性、稳定性，还必须充分考虑元器件的灵敏度，尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的，这样电路的功能才能较容易实现。

　　所谓光控就是利用光敏器件对不同光照呈现的阻抗不同，当光敏电阻受光照时，电阻减小。运放同向输人端为低电平；当光照较弱时，电阻增加，运放同向输入端为高电平。光控电路的输出信号经过电压跟随器后，将比较微弱的电流信号放大到单片机能够识别的电流，然后由运放输出端将放大后的信号传给单片机的P1.6口。电路图中的集电极电阻R16作为限流电阻，保护三极管；调节变阻器R15能够改变基极电流i.，从而控制发射极和集电极电流，进而控制整个光控电路对光信号的灵敏度。

　　4.4 单片机控制电路

　　5l单片机是对目前所有兼容Intel 803l指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机。后来随着Flash Rom技术的发展，803I单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的A髑9系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有5l系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机既是基础入门的一个单片机，也是应用最广泛的一种。本设计通过单片机来完成延时电路与其他电路的功能。

　　图8 光控电路图

　　程序原理如下所示：

　　#include《re952.h》

　　#define uint unsigned int

　　sbit JD=P11：

　　sbit eM=P1^6：

　　void delay（uint z）；

　　main（）

　　{

　　TMOD=Oxl0：

　　EA=1：

　　ETl=1：

　　JD=O：

　　GM=O：

　　while（1）

　　{

　　if（JD= =1）

　　{

　　delay（10000）；

　　JD=O：

　　}

　　}

　　}

　　void counterl（）intemlpt 3

　　{

　　if（GM==1）

　　{JD=1;}}

　　void delay（uint z）

　　{

　　uint x，y;

　　for（x=110;x》O;x一一）

　　for（y=z;y》0;y一一）；

　　}

　　4.5 继电器驱动及灯泡照明电路

将开关电路的负载改为继电器，即变成继电器驱动电路。如图9所示，运放同相输入端与单片机P1.7口相连，电压跟随器将微弱的单片机Io口输出电流放大，提高带负载能力，使电流能够驱动三极管，但为防止电流过大烧坏三极管，因此加上限流电阻R13，从而通过三极管的开关作用来驱动继电器。当开关的负载为电动机或者继电器等感性负载时，在截断流过负载的电流时（晶体管进入截止状态时），会产生感应电动势（楞次定律）。这时产生的电压非常大。当这种电压超过晶体管的VCBO，VCEO时，晶体管将会被击穿。因此给