基于单片机的“点燃圣火”展品控制系统

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于单片机的“点燃圣火”展品控制系统　　摘要：单片机在自动化控制领域应用十分广泛，本文介绍了以单片机为核心，结合ISD4004语音芯片、光敏和手握触发电路，实现精准报时、激光检测与指示等功能，设计制作东莞科技馆“点燃圣火”展品，按设计方案完成制作后，该展品的控制流程清晰、严谨，具有很强的互动展示效果。　　关键词：展品；控制系统；单片机　　中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1007--0002-

2、02　　1项目描述　　每届奥运会圣火点燃的环节都非常激动人心，圣火的点燃方式每次都让人耳目一新，为了激发青少年对科学的兴趣，展示光敏传感器等知识，东莞科技馆在光学展区设计制作了“点燃圣火”项目，主要控制部分依靠单片机和传感电路实现。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使

3、用和维护。　　本项目的设计目标为一互动性展品，由3名观众同时操作进行比赛，也可由一名观众独自参与。展品由火炬台、激光光源和三架反射镜操作台构成。火炬台为高3米的六角锥柱，在六角锥柱对称的三面上，由下到上错落分布有10个光接收孔，三架反射镜操作台对应火炬台上三面光接收孔分布。每架反射镜操作台上有一面反射镜，它的上方悬挂有激光光源，观众操作反射镜上下左右旋转可使光源发出的光经反射镜反射到火炬台的光接收孔上，每对准一个光接收孔，孔里的灯就会发光。当参与观众的手握住反射镜操作手柄后，系统会以语音提醒观众：“比赛就要开始，请做好准备”，并倒计时10秒，10秒后系统启动。当观众连续点亮10个

4、孔后，火炬顶端的火炬便会熊熊燃烧起来，点燃火炬的观众可听到自己的完成操作的时间成绩。　　2控制系统构成　　点燃圣火展项由控制系统、手握触发装置、激光检测与指示装置、语音控制装置等组成，利用单片机和传感器技术来实现整个展项的操作和互动。　　控制系统是展项的数据处理部件，由单片机及外围I/O端口构成，通过编写软件程序驻留单片机的存储器中，供CPU调用。实时处理输入数据。输出控制信号完成灯的指示和语音播放，完成展项的描述。　　手握触发装置相当于系统的启动开关，利用人体的导电性，当双手分别握住操作手柄两边的金属环时，主控制器收到信号，系统启动。　　激光检测用于判断操作者操作正确多少的检测

5、装置，此检测信号送入单片机处理，操作正确后指示灯点亮，当完成操作正确后位于火炬台上的火炬将自动点燃，同时有语音为游客的正确操作喝彩。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　激光发射装置用于发射激光光源，它挂在火炬的顶上端，光源分别对着三个操作台上的反射镜，游

6、客转动操作台控制反射镜的角度，将激光光线反射到对应的光接收孔。　　语音控制装置采用ISD4004语音存储芯片对控制语音的同步播放，不同语音的播放将接受单片机的端口控制。　　3控制系统的实现　　控制流程　　系统包含两个状态，等待状态和工作状态。　　在等待�钐�时，三个方向的光接收孔内的LED灯轮流闪烁，显示流水灯效果，吸引游客的参与。　　当系统在等待状态检测到有游客握住手柄两端时，系统进入工作状态，驱动语音模块播放提示音，光接收孔内的LED灯全部熄灭，变为可击发状态，当光接收孔的光敏电阻被光线击中后，相应的LED灯会亮起，系统同时驱动语音模块播放“嘭”的声音，当10盏灯全部点亮时，

7、语音芯片播放胜利的声音，通过继电器控制顶部的风扇打开吹动红旗，以示胜利完成任务。本轮参与结束后，系统重新复位，回到等待状态。　　状态检测为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系