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基于PIC单片机PIC12F683实现简单拍手开关制作设计方案

来源: elecfans
2022-07-28
类别:工业控制
eye 49
文章创建人 拍明芯城

原标题:基于PIC单片机实现简单拍手开关制作设计方案

  拍手开关对于初学者来说是一个很有趣的单片机方案。它以拍手的声音打开和关闭电器。在本文中,单片机开发工程师们将使用PIC单片机制作一个简单的拍手开关,当它连续检测到两个拍手声音时,该开关便会运行。在这个方案中,使用驻极体麦克风作为换能器,将拍手声转换为电信号。麦克风的输出由晶体管放大,然后发送到PIC12F683单片机,当检测到有效拍手时,PIC12F683单片机执行ON/OFF切换动作。

  声控拍手开关的原理

  拍手开关的输入端需要一个换能器,以将拍手的声音振动转换为电能。为此使用驻极体麦克风或简单的麦克风(OBO-04FN-0B)。麦克风的输出中的声音信号电流很低,因此我们需要一个放大器电路来增强检测到的声音信号。以下电路图显示了麦克风和单个晶体管放大器。当没有声音时,饱和的晶体管的集电极电压(Vout)约为0.2V。当麦克风检测到拍手声时,其两端的电压突然下降。由于电容麦克风的输出电压通过电容器C1耦合到晶体管的基极,因此基极-发射极电压也降低了,因此基极-发射极结点的正向偏置较少。拍手时,可以看到峰值电压可以高达4.0V,具体取决于拍手的响度。

  

使用PIC单片机制的简单拍手开关


  我们将集电极输出电压(Vout)与内部产生的参考电压进行比较。参考电压在内部连接到比较器模块的正输入(CIN +),而传感器的输出电压则馈送到比较器的负输入(CIN-)。CIN-引脚与PIC12F683的GP1 I/O引脚复用。参考电压的大小可通过VRCON寄存器进行编程和控制。我们将参考电压设置为0.625V(假设电源电压为5.0V)。因此,在正常情况下,参考电压(0.625V)大于Vout(= 0.2V),比较器输出(COUT)为高。COUT可通过GP2 I/O引脚在内部和外部进行访问。当有拍手声时,COUT会变低。通过将CMCON0寄存器中的比较器输出反相(CIN)位置1,可以将比较器输出逻辑反相。可以对PIC12F683单片机进行编程,以根据比较器输出采取开关动作。

  声控拍手开关电路原理图

  这个简单的拍击开关方案的完整电路图如下所示。内部比较器模块的正和负输入分别可通过GP0/CIN +和GP1/CIN-引脚从外部访问。由于正输入连接到内部基准电压源,因此GP1引脚可用作I/O引脚。传感器放大器的输出将到达GP0/CIN +引脚。LED连接到GP5引脚以指示单片机的开关动作。当单片机连续检测到两个拍手声时,它将在GP5引脚上切换逻辑输出。LED在这里用于说明目的,如果您想用它来控制电器,可以用机电继电器代替。

  声控拍手开关程序

  该程序用C语言开发,并使用MikroC Pro进行PIC编译器编译。程序以1.5秒的间隔连续寻找两个拍手声。如果发生这种情况,则将GP5引脚切换。当检测到拍手时,TImer1模块将打开以保持时间记录。 1.5秒后,它将生成一个超时信号。如果在此之前没有第二个拍手,则单片机将忽略第一个拍手,并返回到主程序。

  sbit Output_LED at GP5_bit;

  unsigned short i, TIME_UP;

  void interrupt(void){

  if(PIR1.TMR1IF) {

  i ++;

  if(i == 3) TIME_UP = 1; // TIme Up in 1.5 sec

  PIR1.TMR1IF = 0;

  }

  }

  void main() {

  TRISIO = 0b00000011 ;

  ANSEL = 0x00;

  INTCON = 0b11000000 ; // Enable GIE and PEIE for Timer1 overflow interrpt

  PIE1 = 0b00000001 ; // Enable TMR1IE

  // Configure Comparator module

  // CIN- pin is configured as analog,

  // CIN+ pin is configured as I/O,

  // COUT pin is configured as I/O,

  // Comparator output available internally,

  // CVREF is non-inverting input

  // CINV is set to 1

  CMCON0 = 0b00010100;

  VRCON = 0b10100011; // Vref is set to VDD/8

  Output_LED = 0;

  do{

  TMR1H = 0x00;

  TMR1L = 0x00;

  TIME_UP = 0;

  i = 0;

  T1CON = 0b00110000; // Configure Timer 1

  if(CMCON0.COUT){ // First clap detected

  Delay_ms(100);

  T1CON.TMR1ON = 1; // Start Timer1

  while(!CMCON0.COUT && !TIME_UP); // Wait until second clap is

  T1CON.TMR1ON = 0; // detected or Timer1 overflows

  if(CMCON0.COUT && !TIME_UP) Output_LED = ~Output_LED;

  Delay_ms(100);

  }

  } while(1);

  }


责任编辑:David

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