基于单片机的报警器设计

一、设计目的熟悉并掌握单片机原理及根本的应用，掌握单片机根本外设的使用方法，掌握汇编语言编程方法，熟悉PROTEUS、伟福、Q软件的使用，综合运用所学的知识及电子焊接技术的根底知识连接硬件实现设计功能。二、设计要求设计一个报警器，当第一次触发时发出报警信号，延时后报警信号停止，十秒内没有第二次触发那么复位，十秒内触发第二次那么持续报警，只可由复位键复位。三、总体设计1、89C52的介绍AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内8kbytes的可擦除写的只读存储器和256bytes的随机存数数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准的MCS-51指令系统即8052产品引脚相兼容，片内置通用的8位CPU和FLASH存储单元，功能更为强大。AT89C52提供以下标准功能：8K字节FLASH闪存存储器，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时计数器，一个6向量中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降致OHZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节点工作模式，空闲方式停止CPU工作，但允许RAM，定时器、计数器，串行口及计数器继续工作。掉电方式保存片内RAM中的内容，但振荡电路停止工作并阻止其它部件的工作直到下一部件复位。2、设计思路应用AT89C52单片机来设计报警器的硬件电路，利用汇编语言进行程序设计。主程序被设计为一个查询指令，用来查询内部RAM的位地址为20H的状态，当没有触发信号时，20H为0，当有触发信号时变为1，带动有源蜂鸣器发出第一次的报警信号，并使20H复位为0，通过程序的控制该信号持续时间为2秒钟，从发出第一次的报警信号〔即20H复位为0〕后的10秒钟内主程序又开始查询20H的状态假设在这十秒钟内再次查询到触发信号那么在十秒钟后再次置复位20H为1，在这种情况下蜂鸣器将一直响下去，持续报警，直到人为地按下复位信号后不再响；否那么蜂鸣器响2秒钟后将不会再响。3.1、总体框图由设计思路可知报警器系统包括有触发电路、复位电路、报警电路、时钟电路四局部组成组成。如图1：3.2、工作原理基于单片机AT89C52的报警器设计，更具有智能性，设计电路有触发电路，复位电路，控制电路，报警电路四局部组成，给予报警器一个有效的触发，触发信号由触发电路传递给8952芯片，经过芯片等一系列实现编入芯片内部的程序所对应的功能。图1系统框图3.3主程序框图开始开始标志位置零中断初始化延时2秒标志位为1？延时10秒是否图2主程序流程图由设计思路可知报警器由出发开始，再标志位清零，然后中断初始化，再延时，最后由复位键复位。四、各局部电路设计1、复位电路MCS-52单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RT通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。上电复位：上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统平安可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。本设计中用按钮控制复位。图3复位电路2、控制电路时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。本文用的是内部时钟方式。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。这就是此次设计的控制电路。图4控制电路3、报警电路报警电路是整个电路成功的表达。报警电路只用了一个电阻对电路进行保护，蜂鸣器进行工作。图5报警电路4、触发电路通过控制按键给予系统有效的触发，此触发电路只有一个电阻和触发按键组成，按键一端连接AT89C52的P3.4TO端，另一端接地，同时按键与芯片之间并接一个220R的电阻，并且电阻接入电源，保护电路。如图6图6触发电路五、整体电路图图7整体电路图总电路图包括五个局部触发电路、控制电路、报警电路、复位电路和一个AT89C52.六、仿真及调试此次设计所用的根底是单片机AT89C52，引脚为+5V电源，故整个调试过程中其整体电压为+5V，将蜂鸣器用电压表调换，分别测试当触发电压〔如图８〕与不触发电压〔如图９〕，其仿真调试效果应如下：图８触发电压图９不触发电压七、设计总结此次课程设计大致分为两个阶段，首先是课题仿真及调试阶段，其次是焊制成品阶段。这两个阶段都是比拟困难的，设计中处处都是难题，只有把问题解决了才能成功，这样就增加了难度，仿真的时候，上网找了资料，又看了书，第一次仿真出来了一个报警器电路图，但是调试的时候发现并不能实现课题要求的功能，汇编程序也是比拟困难的，有一些指令出现了错误，。之后的动手制作实物阶段，你会发现，就算你仿真调试成功了，制作实物的时候，也不一定成功，第一次焊接完成后，通上电源，发现报蜂鸣器并不会发声，我们的设计又一次出现了难题。制作实物的时候，或许一个焊脚的接触不良，或许一个引脚没有焊接，又或者接导线的时候两根线接触出现短路，都会导致整个系统不能正常工作。对于有正负的元器件，接导线的时候方向错误的话也不能正常工作，接地与接电源，也要注意不要接错，因为这将关系到你的成败。至少我的报警器电路板第一次由于四个问题不能正常工作：1，蜂鸣器正负极接反了，导致不能发出声音；2，复位电路的电阻接在了电源与按键之间；3，触发电路中，电阻接在了按键与接地之间，触发电路不能工作；4；触发电路的电阻应该接电源，按键应该接地，而我刚好接反。这次课程设计我们并不是第一次动手，不过却是第一次自己接电路，以前并不知道Protues系统，这次通过Protues系统仿真出报警器电路，并且调试成功，了解了里边的许多元件，知道了许多器件怎么使用，该用到哪里，虽然不能说熟练掌握，但也有了一定的了解。其次，Keil系统配合Protues系统的应用，是这次设计的极大组成局部，同样需要一定的操作。在购置器材的时候，由于自己的不了解，没能购置一些实用的，根底的小东西，如单排插座啊什么的，对于主要的元件只购置了一套，并没有考虑失败的后果，结果当焊接失败时，跟不上时间，只有向别的同学借。总之，这次设计我们遇到了很多难题，不管是思路上的还是实际动手操作，但同时有了经验，有了成长，提高了能力。八、参考文献[1]《单片机原理及应用》，杨毅刚，张喜元[2]《单片机原理、应用与PROTEUS仿真》，张精武[3]《单片机课程设计指导》，楼然苗、李光飞[4]《单片机原理及应用技术》，余发山[5]《KeilC51应用程序设计》，徐爱均附录汇编程序设计:ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINTP0ORG001BHLJMPINTP1ORG0100HMAIN:CLRP1.6MOVSP,#60HMOVTH0，#00FHMOVT10，#0FFHMOVTH1,#3CHMOVTL1，#0B0HMOVR1，#0AHMOVR5，#10HMOVTMOD,#16HSETBF0SETBPT0SETBET0SETBET1SETBEASETBTR0SETBTR1HERE:SJMPHEREINTP0:SETBP1.6CPLF0JBF0,PART1CLRP1.7LCALLDELAYLJMPRETURNPART1:CLRP1.7LJMPRETURNDELAY:MOVR2，#100LOOP3:MOVR3，#100LOOP1:MOVR4，#100LOOP2:DJNZR4，LOOP2DJNZR3，LOOP1DJNZR2,LOOP3RETRETURN:RETIINTP1:MOVTLI,#0B0HMOVTH1，#3CHDJNZR1，RETURN1MOVR1，#0AHDJNZR5，RETURN1MOVR5，