毕业论文---利用单片机制作家用电器漏电检测报警器.docx
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本科毕业论文(设计)
(理工类)
题 目:
利用单片机制作家用电器漏电检测报警器专 业:
物理学
作者 姓名:
指导教师姓名:
指导教师职称:
教授
2011年5月
摘要
随着科技和电子产品的广泛应用,特别是家电的普及,给我们方便的同时也伴随着家电的用电安全问题。
家电漏电轻者可导致受伤重者就有生命危险。
其中的泄漏电流,尤其是家电工作温度下的泄漏电流是1个最能确切反映实际工作状态的安全电系数;也是一个对人安全有着直接影响的电参数。
因为,当电源线一端接地,人体接触电器外壳时,电器泄漏电流会通过人体流向大地,这会是我们的生命受到威胁。
因此,漏电检测并报警无论是对家电还是对人体的自身安全都具有重要的意义,通过对漏电的检测并报警,我们可以防患于未然,从而保护电器及人身财产安全。
关键词:
单片机;AT89S51;报警器
V
Abstract
Alongwithtechnicalandtheelectronicproductswidespreadapplication,speciallytheelectricalappliancespopularization,atthesametimewhichfacilitatesforusalsofollows
theelectricalappliancestouseelectricitythesecurityproblem.Theelectricalappliancesleaklighttobepossibletocausetobeinjuredheavytohavethelifedanger.Divulgingelectriccurrent,undertheelectricalappliancesoperatingtemperaturedivulgingelectriccurrentisinparticular1mostcanexactlyreflectthepracticalworkconditionthesecurityelectricalsystemnumber;Alsoisonehassafelytothehumanthedirectinfluenceelectricalparameter.Because,whenpowerlineterminationplace,humanbodycontactelectricapplianceoutercovering,theelectricappliancedivulgingelectriccurrentcanflowtotheearththroughthehumanbody,thiscanbeourlifeisthreaten.Therefore,regardlessoftheleakageexaminesandreportstothepoliceisallhasthevitalsignificancetotheelectricalappliancesortohumanbodyownsecurity,throughandreportstothepolicetotheleakageexamination,wemaypreventaccidentsbeforetheyoccur,thusprotectstheelectricapplianceandthepersonpropertysecurity.
Keywords:
singlechip;AT89S51;alarm
长春师范学院本科毕业论文(设计)
目录
中文摘要 Ⅲ
英文摘要„ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ Ⅳ
第1章 家用电器漏电检测报警器的总设计方案 1
1.1家用电器漏电报警器的设计思想„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
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1.2家用电器漏电报警器的设计方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„
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1.3家电漏电检测报警器的总框图„„„„„„„„„„„„„„„„„
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1.4单片机最小系统的总框图及详细说明„„„„„„„„„„„„„„„„„
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1.4设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„
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第2章 工作原理与设计方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
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2.1漏电检测原理„„„„„„„„„„„„„
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2.2单片机报警器的声音产生与方法„„„„„„
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2.3 程序框图与程序„„„„„„„„„„„„
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第3章 程序调试„„„„„„„„„„„„„„„„
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3.1软件调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
3.2硬件调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
第4章 PCB结构设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10
4.1 PCB设计平台„ „„ „„ „„ „„ „„ „„ „„ 10
4.2 元件布局及PCB整体结构工艺„„„ „„„„„ 11
4.3 布线工艺与准则„„„„„„„„„„„„„„„„..11
4.4 PCB制作流程与注意事项„„„„„„„„„„„11
总结„ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 12
参考文献„„„„ „„„ „„„ „„„ „„„ „„„ „„„ 12
致谢
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附录
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附图1源程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13
附图2 电子元器件清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
附图3 3D效果图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16
附图4 实物图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17
第1章家用电器漏电检测报警器的总设计方案
1.1家用电器漏电报警器的设计思想
目前市场上的声光报警器,安全插排和漏电检测装置的种类很多,但是要是把这几项功能结合在一起,市面上几乎是没有的,如果需要的话我们要去订购,而且成本很高,根基单片机的电路特性,它能把报警漏电检测结合起来,而且使用方便,漏电检测属于检测元件的一种,利用单片机的I/O的功能,对漏电装置进行检测,从而我们对家电排除故障,从而保护我们的人身安全,带漏电保护的插排就需要花费上百元,我们做的安全插排仅仅需要几十元的成本就可以完成,而其功能要比市面上的插片排要更健全,此设备有很好的经济效益和发展前景。
利用单片机控制方便,成本低,精度高,体型小等性能和特点设计为核心的一种多功能检测报警电路,利用单片机的实时控制和数据处理功能,完成对漏电的检测,进行光电报警,该多功能报警器有着经济又实惠的特点符合普通百姓的消费水平,能被众多家庭接受。
1.2家用电器漏电报警器的设计方案
该漏电报警器,采用了AT89S51单片机和传感器光敏三极管的组合,构成光电报警系统。
其系统主要包括以下几个部分组成:
探针、信号检测电路、单片机处理电路、声光报警电路。
本设计的家用电器漏电检测并报警器的工作原理:
家用电器接入电源以后,光电报警系统在休眠状态,若家用电器漏电,这时家用电器的金属外壳和底线都有电压,我们利用整流二极管和光敏三极管对家用电器进行信号采集,当有信号传入AT89S51,AT89S51立即对信号进行处理,从而进行光电报警,以提醒用户及时处理,避免事故发生。
1.3家电漏电检测报警器的总体框图
家用电器漏电检测报警器由探针、信号检测电路、单片机处理电路、声光报警电路单片机电源部分组成。
如下图:
18
图1.3-1家用电器漏电检测报警器的总框图
1.4单片机最小系统的总框图及详细说明
最小系统就是单片机在发挥具体测控功能时所必须的组成部分。
它由:
复位电路、震荡电路、输入输出设备、电源构成。
如下图所示:
图1.4-1单片机最小系统方框图
电源电路:
实际使用中,将近一半的故障或制作失败都与电源有关,因而我们需要高度重视电源部分,只有电源部分做的好才能保证电路的正常工作。
单片机系统电源电路:
如下图引脚GND(20脚)和VCC(40脚)。
时钟电路:
单片机内部每个部件之间协调一致地工作,必须在时钟信号的控制下
进行。
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益放大器,引脚XTAL1(19脚)和XTAL2
(18脚)分别是此放大器的输入端和输出端,只需在片外接一个晶振构成自激振荡器,为单片机系统提供时钟,如下图所示。
只时钟电路中的电容一般取30pF左右,晶体的震荡频率范围是1.2~24MHz。
在通常情况下51系列的单片机使用震荡频率为6MHz或12MHz,在通讯系统则常用11.0592MHz。
复位电路:
复位是指单片机内各寄存器的值变为初始状态。
例如,复位后单片机会从程序的第一条指令运行,避免出现混乱。
单片机的复位条件:
当RST(9脚)端出现高电平并保持两个机器周期以上时,单片机内部就会执行复位操作。
复位包括上电复位和手动复位,如下图所示。
上电复位是指在上电瞬间,RST端和Vcc端电位相同,随着电容的充电,电容两端电压逐渐上升,RST端电压逐渐下降,完成复位;手动复位是指在单片机运行中,按下RESET键,RST端点位即为高电平,完成复位。
复位后单片机进行初始化,PC=0000H,单片机从0000H单元开始执行程序。
片内RAM为随机值。
图1.4-2单片机各个引脚及最小系统的详细电路(AT89S51)
1.4设计目的
随着电
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- 关 键 词:
- 毕业论文 利用 单片机 制作 家用电器 漏电 检测 报警器
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