基于单片机的简易催眠器资料.docx
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基于单片机的简易催眠器资料
简易催眠器设计
摘要：
本设计是一个基于AT89C51系列单片机的简易催眠器，依据单片机技术原理，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个简易催眠器。
该催眠器主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。
使用两个按键控制简易催眠器，本设计利用KEIL编程软件对简易催眠器源程序进行编程并调试，配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试，节约了设计时间。
关键词：
单片机；AT89C51；简易催眠器
0前言
传统治疗失眠多梦、精神紧张、抑郁的方法一般都是药物治疗或是专业的心理治疗。
然而药物治疗不仅有依赖性而且危险很大，吃多了随时有生命危险，而心理治疗虽然是从根本上治疗，但复发性几率较大，而且费用昂贵。
。
本文设计的简易催眠器，是基于单片机设计制作的电子式简易催眠器。
与传统的催眠器相比更小巧，音质更优美更便携。
简易催眠器动力来源是电池，制作工艺简单，可进行批量生产，所以价格便宜。
基于单片机制作的简易催眠器，控制功能强大，使用方便。
根据存储容量的大小，可以尽可能多的节约电能。
1总体方案设计
通过认真理解本次课程设计的要求，总体方案设计如下：
利用按键切换歌曲，LED和扬声器同步输出信号，信号作用于LED和扬声器上，LED闪烁，扬声器产生滴答滴答声。
该简易催眠器的设计，在总体上大致可分为以下几个部分组成：
晶振电路，复位电路，LED显示电路，扬声器电路
系统原理框图如图1所示。
单片机
晶振电路
复位电路
扬声器电路
LED显示电路
图1系统原理框图
整个电路利用单片机等部件设计一个简易催眠器，实现催人入睡的效果。
以及通过按键的控制催眠器的播放和停止，并能通过按键对播放进行控制，以实现声音的播放和暂停。
采取此方案简单易行。
2硬件电路设计
简易催眠器设计电路包括89C51单片机系统图和晶振电路，复位电路，LED显示电路，扬声器电路。
单片机输出的音频脉冲信号比较微弱，一般只有几个微安，经过三极管的放大可以直接驱动喇叭发声。
硬件电路原理图如图2所示。
图2系统电路图
当按键K按下时，P2.0口为低电平，单片机输出音频脉冲，发出催眠声；当再按下时，单片机复位，重新播放催眠。
播放催眠声音时，LED随催眠声音闪烁，在示波器上能看到明显脉冲现象。
电路工作原理：
系统启动之后，LED，扬声器，示波器对应的2.0,2.1,2.2端口输出为低电平，在低电平转化为高电平时出现第一个声音，从高电平转化为低电平时出现第二个声音。
经过此电路循环后，单片机发出的的音频信号就可以通过扬声器发出想要的催眠声音。
2.1晶振电路
晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。
这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
晶振电路模块电路图如图3所示。
图3晶振电路模块
2.2复位电路
复位模块主要进行复位操作。
复位按键模块电路图如图4所示。
图4复位电路模块
2.3扬声器电路
由于p2.0端口流出的电流过小，几乎听不到音乐声，要实现发声功能，只有把p2.1端口流出的电流放大，故加上放大模块，实现了发声功能。
扬声器电路如图5所示
图5扬声器电路模块
3软件设计
软件设计是产生催眠声音的重要部分，催眠声音的持续时间，间隔时间都是通过软件的设计来实现的，软件设计的好坏直接决定了产生的催眠声音是否符合使用者的生理需求。
主程序流程如图7所示。
开始
系统初始化
产生低电平信号
低电平延时2秒
播放设计好的催眠声音
产生高电平信号
高电平延时0.2秒
图6主程序流程图
催眠声音是有一定频率下的脉冲信号产生的，首先要对它们进行了解。
声音的频率用赫（Hz）来计算，声音的大小用分贝（dB）来表示。
在人们的日常生活中有各种各样的声音，频率变化的范围很大，从20～20000赫。
强度范围在0～120分贝。
如果达到了最高限度（140分贝）就会感到耳鼓膜疼痛。
一般来说，人类对1000～8000赫的声音比较敏感。
人们平时讲话的声音为500～2000赫。
但是，由于声音本身的特性，平时对微弱声音识别的能力稍差，要相差3～4分贝时才能感受到变化；而对大的声音就不一样了，相差0.3分贝就可能感到有变化。
下面谈谈声音在20～20000赫这个频率范围内给人耳不同的感觉 。
16K～20KHz频率：
这段频率范围实际上对于人耳的听觉器官来说，已经听不到了，因为人耳听觉的最高频率是15.1KHz。
但是，人可以通过人体和头骨、颅骨将感受到的16～20KHz频率的声波传递给大脑的听觉脑区，因而感受到这个声波的存在。
这段频率影响音色的韵味、色彩、感情味。
如果音响系统的频率响应范围达不到这个频率范围，那么音色的韵味将会失落；而如果这段频率过强，则给人一种宇宙声的感觉，一种幻觉，一种神秘莫测的感觉，使人有一种不稳定的感觉。
因为这些频率大多数是基音的不谐和音频率，所以会产生一种不安定的感受。
这段频率在音色当中强度很小，但是很重要，是音色的表现力部分，也是常常被人们忽略的部分，甚至有些人根本感觉不到它的存在。
12K～16KHz频率：
这是人耳可以听到的高频率声波，是音色最富于表现力的部分，是一些高音乐器和高音打击乐器的高频泛音频段，例如镲、铃、铃鼓、沙锤、铜刷、三角铁等打击乐器的高频泛音，可给人一种"金光四射"的感觉，强烈地表现了各种乐器的个性。
如果这段频率成分不足，则音色将会会失掉色彩，失去个性；而如果这段频率成分过强，如激励器激励过强，音色会产生"毛刺"般尖噪、刺耳的高频噪声，对此频段应给予一定的适当的衰减。
10K～12KHz频率：
这是高音木管乐器的高音铜管乐器的高频泛音频段，例如长笛、双簧管、小号、短笛等高音管乐器的金属声非常强烈。
如果这段频率缺乏，则音色将会失去光泽，失去个性；如果这段频率过强，则会产生尖噪，刺耳的感觉。
所以本设计采用的是15KHz。
4调试分析
使用protues进行仿真。
在仿真前，需要通过keilc软件将编写的程序生成HEX文件，然后加载到单片机中。
仿真开始前，LED熄灭，喇叭无声，示波器无波形信号。
如图7所示
图7仿真开始时，示波器无明显信号显示
当按下K2按键后，催眠器开始工作，LED灯闪烁，扬声器产生滴答声，示波器上显示出明显的矩形脉冲。
如图8图9所示
图8仿真开始时，LED开始闪烁
图9示波器显示出矩形脉冲
通过按动K1，催眠器工作，产生矩形脉冲，使扬声器产生了滴答滴答的声音，从而达到了使人产生睡意的目的。
所以，仿真很好的实现了程序的主要功能，说明电路的设计和程序的设计达到了要求。
最初进行仿真时，LED和单片机，扬声器和单片机是直接相连的，结果出现了LED不闪烁，扬声器无声音的现象。
经过分析，得知工作电流过大，所以在LED一端加上220欧姆，扬声器一端加上1K欧姆的电阻。
果然，LED和扬声器可以正常工作了。
另外，在扬声器电路模块，开始没有想到单片机的输出电流太小，不能达到扬声器的工作电流，所以加入一个三极管放大电路，扬声器可以工作了，令我很高兴。
5结论及进一步设想
51系列单片机，体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好。
本设计以51单片机为主控系统，实现了单片机控制催眠器模仿的功能。
功能多样，设计简单，性能稳定，具有很强的娱乐功能。
在未来的发展中利用单片机制作的产品将会给人们带来更大的乐趣。
该设计实现的是简单的催眠器播放功能，通过外部控制能实现的功能仅有暂停。
在功能上还有较大改进空间。
整个程序在实现上也存在一点瑕疵，当开关拨回，暂停结束继续播放催眠声音时，会在短暂的时间内出现噪音。
参考文献
[1]陈海宴，吕江涛.单片机经典实战.北京航空航天大学出版社.2011.06
[2]陈忠平.C语言程序设计经典实例.电子工业出版社.2012.05
[3]刘淑荣，王瑾.MCS-51系列单片机原理及应用.中国电力出版社.2011.05
课设体会
通过本次单片机课程设计，我充分了解了单片机的应用有多么广泛。
很多生活中常见的测控，自动化学科的应用都可以用单片机解决。
我懂得了，学好单片机对我的未来有多么重要。
这是我们测控的看家本领。
当然，在完成这次任务中也遇到了很多困难。
很多元器件的规格，单位大小，不太了解。
后来通过查阅资料，了解了单片机以及其他元件的工作电流电压。
确定了电阻电容的大小。
有一部分也是逐个试验出来的。
设计电路很辛苦，当看到编好的程序下载到单片机之后可以进行仿真，以及仿真完成了所有题目要求的时候，我的兴奋之情真是难以言表。
在老师要求的基础上，我还外加了示波器以及LED显示，从而在没戴耳机的情况下更能分辨出催眠器是否在工作，整个程序只有1K大小。
说明单片机能完成的功能远远不止于仅仅作为一个催眠器的控制端，由此可以看出单片机功能的强大
这次课设，首先要感谢的是老师，给我了我辛勤的指导，包括做硬件时给我提供的建议意见。
其次我要感谢我的同学，室友，我很惭愧的说，我单片机的掌握不是特别好，在他们的帮助下，我掌握了更多单片机的技能。
这次课程设计是我人生中最美好的回忆。
相信掌握了单片机，我今后的人生会少了很多弯路。
这项技能，会伴我一生，让我受益一生
附录1电路原理图
附录2程序清单
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitLED=P2^0;
sbitbz=P2^1;
sbitbo=P2^2;
//延时
voidDelayMS（uintx）
{
uchari;
while（x--）
{
for（i=0;i<120;i++）;
}}
//主程序
voidmain（）
{
while
（1）
{
bz=0;
LED=0;
bo=1;
DelayMS（2000）;
bz=1;
LED=1;
bo=0;
DelayMS（200）;
}}*
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