基于单片机的报警器与旋转灯设计毕业设计Word文件下载.docx
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2.2.1控制模块................................................3
2.2.2开关报警器模块..........................................5
2.2.3旋转灯模块..............................................6
2.2.4硬件电路中器件选择......................................6
2.3软件设计.....................................................8
2.3.1主程序模块..............................................8
2.3.2中断程序................................................93系统调试..........................................................10
3.1硬件调试....................................................10
3.1.1静态检查...............................................10
3.1.2通电检查...............................................10
3.2软件调试及软硬件联调........................................10
3.2.1proteus软件仿真.......................................11
3.2.2脱机调试...............................................11
3.2.3程序..................................错误~未定义书签。
结束语..............................................................11参考文献............................................................13
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基于单片机的报警器与旋转灯设计1概述
1.1课题研究背景与意义
报警器与旋转灯,是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果,以声、光两种形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。
随着科技的进步,机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替,经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域,与社会生产密不可分。
其通常具有以下几个优点:
1)光效节能:
光效高、寿命长、节能环保;
优良的芯电路设计,声音和声光两种工作模式任意转换,声音报警声强高达115分贝以上,穿透能力强。
2)充电组,充放电性能稳定、容量高、自放电率低、节能环保。
3)安全可靠:
采用先进的光学软件和优化的结构密封设计,具有很强的环境适应性,转动安静平稳,经受强力的碰撞和冲击,确保元件可在恶劣的环境中长期稳定可靠的工作。
4)使用方便:
体积小、重量轻、携带方便,可采用台面放置、手提、磁力吸附等多种方式。
报警器与旋转灯一般匹配探测器,应根据实际现场环境和用户的安全防范要求,合理的选择和安装各种类型的报警探测器,才能较好的达到安全防范的目的。
当选择和安装报警探测器不合适时,有可能出现安全防范的漏洞,达不到安全防范的严密性,给入侵者造成可乘之机,从而给安全防范工作带来不应有的损失。
报警探测器的灵敏度和可靠性是相互影响的。
合理选择报警探测器的探测灵敏度和采用不同的抗外界干扰的措施,可以提高报警探测器性能。
采用不同的抗干扰措施,决定了报警探测器在不同环境下的使用性能。
了解各种报警探测器的性能和特点,根据不同使用环境,合理配置不同的报警探测器是防盗报警系统的关键环节。
由于本课程设计只需设计处报警环节和旋转灯环节,无需添加探测感应环节,所以设计简单,容易实现。
1.2课题设计内容
本课题的主要任务是设计采用单片机控制的报警器与旋转灯,要求通过外部中断0控制报警器和旋转灯。
报警器与P3.7口接,八个发光二极管分别接P2口。
当接外部中断0的开关按下时,报警器响,八个发光二极管顺时针方向旋转;
当第二次按下开关时,报警器停止和发光二级管熄灭。
设计报警器与旋转灯的硬件电路与软件控制程序,对硬件电路与软件程序分
2
别进行调试,并进行软硬件联调,要求获得调试成功的实物。
2系统设计
2.1设计方案论证
采用40脚,片内带8kBFlashROM的ATC89C51单片机作为控制核心,开关模块和报警器模块接P3口,旋转灯模块接P2口,按以上系统构架设计,单片机端口资源刚好满足要求。
设计框图如图2-1所示。
最小系统LED模块P1口P0口
复位模块RST
ATC89C51
P3口开关和报警器模块
P2口旋转灯模块电源模块XTAL
L
图2-1报警器与旋转灯系统结构图
2.2系统硬件设计
基于单片机的报警器与旋转灯系统的电路原理图如图2-2所示。
系统由旋转灯模块、复位模块、开关报警器模块、最小系统LED模块和电源模块五部分组成。
2.2.1控制模块
控制模块原理图如图2-3所示。
主控制器采用ATC89C51。
ATC89C51是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位的微处理器。
在本设计中,P3口用于对报警器和旋转灯的控制,连接开关和蜂鸣器。
P2口用于对旋转灯的控制。
P0口接一发光二极管,验证最小系统。
在控制模块里面,
3
包含了时钟电路以及复位电路两部分。
图2-2基于单片机的报警器与旋转灯系统电路原理图
图2-3控制模块原理图
A.时钟电路
ATC89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。
时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。
内部方式的时钟电路如图2-4(a)所示,在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡器就产生自激振荡。
定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。
晶体振荡频率可以在1.2,12MHz之间选择,电容值在5,30pF之间选择,电容值的大小可对频率起微调的作用。
外部方式的时钟电路如图2-4(b)所示,XTAL2接地,XTAL1接外部振荡器。
对外部振荡信号无特殊要求,只要求保证脉冲宽度,一般采用频率低于12MHz的方波信号。
+5V
XTAL1
XTAL1外部振荡器
XTAL2XTAL2
(a)内部方式时钟电路(b)外部方式时钟电路
4
图2-4时钟电路
B复位及复位电路
a.复位操作
复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外,当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时,为摆脱困境,也需按复位键重新启动。
b.复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。
复位信号是高电平有效,其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。
若使用颇率为6MHz的晶振,则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
整个复位电路包括芯片内、外两部分。
外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器,再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样,然后才得到内部复位操作所需要的信号。
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
这样,只要电源Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位,即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。
其中,按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的;
而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的。
2.2.2开关报警器模块
开关控制电路的运行,报警器是运行中所显示的一种状态。
如图2-5所示。
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图2-5开关报警器模块
在没有按键按下时,P3.7口输出的是高电平。
当某一层有键按下时,相应的
PNP型的蜂鸣器驱动电路,从图上我们可以看出:
三极管端口引脚变为低电平。
基极连1KΩ的电阻接P3.7口,发射极接地,集电极接蜂鸣器短脚,长脚接+5V电压。
2.2.3旋转灯模块
旋转灯电路由8个LED发光二极管和8个0.3KΩ的电阻构成。
该电路设计比较简单,但是要注意节点的电气连接。
如图2-6所示。
2.2.4硬件电路中器件选择
A.ATC89C51单片机
STC89系列单片机是MCS-51系列单片机的派生产品。
它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容,DIP40封装系列与8051为pin-to-pin兼容。
STC89系列单片机高速(最高时钟频率90MHz),低功耗,在系统/在应用可编程(ISP,IAP),不占用户资源。
本设计采用ATC89C51,它提供的功能标准如表2-1。
表2-1ATC89C51功能标准
兼容MCS51指令系统8K可反复擦写FlashROM
32个双向I/O口256x8bit内部RAM
3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz
6
2个串行中断可编程UART串行通道
2个外部中断源共6个中断源
2个读写中断口线3级加密位
低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能
ATC89C51引脚图如图2-7所示。
图2-6旋转灯模块
a.主电源引脚(2根)
VCC(Pin40):
电源输入,接,5V电源
GND(Pin20):
接地线
b.外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):
片内振荡电路的输入端
XTAL2(Pin20):
片内振荡电路的输出端
c.控制引脚(4根)
RST/VPP(Pin9):
复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30):
地址锁存允许信号
PSEN(Pin29):
外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31):
程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,如果接
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