1. 研究目的与意义
近年来随着学习压力的不断增加,青少年使用台灯的频率和时间不断增加。
台灯在提供足够光照的同时对人眼视力也有很重要的影响。
近视已经流行成为影响我国青少年健康素质的重要问题和全社会关注的焦点。
2. 课题关键问题和重难点
本文将研究一种基于单片机的智能语音系统,该系统由单片机、热释电人体红外线传感器模块、光敏检测及模数转换模块、语音识别模块等多部分构成。
在此设计系统中,以单片机为控制核心,接收语音识别模块的信号为开关,同时,光敏与红外信号也能影响,一同控制台灯的亮灭。
系统默认为自动模式,可以通过语音识别来实现台灯的亮灭控制以及模式切换。
3. 国内外研究现状(文献综述)
在本次基于单片机的智能多功能护眼台灯设计中,采用STC89C52作为本次设计的主控芯片,选用其作为主控芯片的原因在于,其单片机最小系统的硬件设计很简单,仅需要在其外围添加电源电路、复位电路、时钟电路即可构成了单片机最小系统[1];而且STC89C52 单片机在具备良好性能的同时,成本低和功耗低,其本身配备 512 字节的 RAM、32 位 I/O 接口,以及 3 个 16 位定时器,可以实现对其他功能模块的控制[2]。
在系统原理图的设计方面,选用Altium Designer软件,它是Altium推出的一体化电子产品开发系统,其功能强大、操作简单,把原理图设计、PCB绘制编辑、电路仿真、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等融合在一起[3]。
已经成为国内电子设计者的首选软件。
4. 研究方案
本设计以STC89C52为主控芯片的单片机智能声控灯,其硬件部分由单片机主控器电路模块、语音检测模块、红外测距模块、报警模块、光敏感应模块等组成,几种传感器可以有多种组合工作方式,包括:声音检测、光线检测、声音红外检测、红外光线检测、声音光线检测、声音红外光线混合检测以及手动功能。
系统硬件框图如下:软件流程图:本设计共采用的是STC89C52RC单片机,其是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机;光敏感应模块使用GL5528光敏电阻,其最大电压为150V,最大功耗为100mW,也就是上述流程图中检测光线信号的部分;语音控制模块暂定使用WTK6900B01,即检测是否有声音信号;至于红外检测与警报模块,则是采用热释电人体红外线传感器模块来反映,通过信号放大电路将收集到的人体红外信号放大,从而使得蜂鸣器能收到信号,进而发出警报。
此外,源程序采用Keil 4软件进行,原理图使用Altium Designer软件,最后的仿真软件则是Proteus。
5. 工作计划
第1周:导师下发的毕业设计(论文)任务书,学生根据导师的要求进行外文翻译,列出开题报告大纲,进行开题报告的撰写。
第2周:提交开题报告,继续查阅相关资料,确定设计方案和关键技术。
指导教师审阅开题报告,提出修改意见,学生整改毕业设计开题报告;第3周:开始设计系统组成原理框图,进行系统电路原理图设计,用protel绘制电路原理图;第4周:完善电路组成,进行电路元器件选择、参数计算等,进行软件结构和流程图设计,进行软件设计、程序调试以及仿真;第5周:搭建、焊接硬件电路,并对硬件部分进行测试,并进行中期检查;第6周:继续进行软件设计、程序调试以及仿真;第7周:电路硬件和软件部分联调,同时提交论文提纲给指导老师审阅,在指导老师审阅通过之后,按照提纲撰写毕业论文初稿;第8周:进行系统的整体调试,整理资料,完成撰写毕业论文的工作;第9周:对撰写的毕业设计报告(论文)进行严格检查,在导师指导下,修改、完善毕业论文并打印装订成册;第10周:提交报告论文终稿及合格的论文检测报告,接受答辩资格审查;第11周:指导教师和评阅教师完成论文的评阅,学生准备答辩;第12周:答辩结束;第13周:检查毕设文档;毕设结束。
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