多路控制的智能报警器

代做毕业设计www.biyeshejiba.net 代做毕业 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 www.newlw.com 域名空间www.56hulian.net 摘 要 随着社会的进步，生活水平的提高，人们的安全防范意识逐渐加强，对安全的需求愿望更大，因此安防概念和安防产品应运而生。传统的安防手段渐渐不能满足人们对安防智能化的需求。本系统正是基于该大环境，从人们的需求出发，设计出的一个多路控制的智能报警器，以实现智能安全防范的目的。 本设计的硬件部分由四大模块电路构成：传感器模块电路、单片机控制模块电路、显示模块电路、报警模块电路。控制模块外围，有为该系统设计的复位模块电路和振荡电路，使系统更稳定，更实用。 控制模块主要利用了AT89S52单片机作为整个报警器的控制系统。传感器部分通过感应通过的物体，形成电平信号输出，并经过单片机处理，实现传感器信号的判断、延时、显示、报警等功能。该系统用于集中检测报警，能对受控制的多个点进行实时检测，当检测到一个或多个点有报警信号时，能用声和数码显示出报警地点，实现了智能报警控制。 本系统软件部分采用汇编语言编写，使其数据流程可以清晰的反映在程序中，增强了程序的可读性，便于改进和扩充，从而为系统的使用提供了更方便的软件支持。 测试表明，各模块电路能够正常运行，信号接收灵敏度高，报警声音响，较好地实现了单片机多路控制智能报警功能。 关键词：单片机 传感器 报警器 智能控制 目 录 1 1 前言 1 2 系统设计基础 1 2.1 硬件设计基础 1 2.1.1 系统控制器——AT89S52 2 2.1.2 外围电路 2 2.2 软件设计基础 3 3 文献综述 3 4 总设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的比较与确定 3 4.1 设计方案比较与确定 5 5系统的硬件设计 5 5.1 系统的总体结构 6 5.2 系统设计原理图 6 5.3 外围电路设计 9 5.4 传感器电路 11 5.5 显示电路设计 15 5.6 报警电路设计 16 5.7 硬件部分的总体实现 16 6 系统的软件设计 16 6.1 编程语言的选择 16 6.2 系统程序流程图 17 6.3 部分模块软件程序设计 19 7 系统调试与测试 19 7.1 软件程序测试 21 7.2 硬件电路测试 23 8 结论 24 致谢 25 参考文献 26 英文摘要 附录 毕业设计成绩评定表 1 前言 随着微电子技术与网络技术的飞速发展，人们对于居住环境的安全、方便、舒适提出了越来越高的要求，因此智能化住宅就随之出现，也随着改革开放的深入和市场经济 的迅速发展、提高，城市外来流动人口大量增加，带来许多不安定因素，刑事案件特别是入室盗窃、抢劫居高不下，因此家庭智能安全防范系统是智能化小区建设中不可缺少的一项，而以往的做法是安装防盗门、防盗网，但普遍存在有碍美观，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子对住宅的入侵，故利用高科技的电子防盗报警系统也就应运而生。 安防，就是安全防范，是指防盗、防入侵、防火、防煤气泄漏等。目前家庭住宅的主要防范措施是利用防盗门，商店的防盗措施主要是监控器和出门口的红外报警器。随着人们认识的深入，利用智能防盗、防火、防煤气将成为人们的首要选择，智能安防也是安防行业的发展趋势。 所谓的智能安防，即指通过相关系统，将安防进行信息化、生动化，而且能把事件控制在发生之前，有效地防止相关危险事件的发生。智能安防一般包括系统控制模块、报警模块、传感器模块、显示模块等。 本系统采用常用的AT单片机系列作为系统的核心控制部分，是一个利用红外传感器作为信号输入控制部分的多路智能报警器。当有不明物体经过某一发射器与接收器中间时，会有控制信号输入单片机，进而输出刺耳的报警声来引起相关人员的注意，同时利用显示器来显示不明物体的地理位置，这样很大程度上减少了搜索时间，从而提高了实效性。达到了信号接收灵敏度高，显示反映快，报警声音响的效果。 2 系统设计基础 本系统在设计中，主要采用了AT89S52单片机作为整个多路智能报警器的控制系统。众所周知，单片机是目前应用较为广泛的控制元器件，其在工业控制、交通运输、家用电器、仪器仪表等多种领域取得了大量应用成果。因此在智能报警系统中，单片微机的应用也有着它的独特之处。 2.1 硬件设计基础 2.1.1 系统控制器——AT89S52 （1）AT89S52的特点与主要性能： 与MCS-51单片机产品兼容8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、 全静态操作：0Hz～33Hz 、三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线   、三个16位定时器/计数器 八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。 （2）AT89S52单片机的功能与应用 At89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash AT89S52。AT89S52管脚图如图1所示。 现在单片机的应用日益广泛深入，诸如在智能仪器仪表、家用电器和军事设备的智能化以及实时过程控制等方面，单片机扮演着越来越重要的角色，具有广阔的应用前景。 2.1.2 外围电路 本设计除应用单片机作为控制芯片外，还运用了74LS48、74LS138芯片组成显示模块作为外围电路，同时也根据需求设置了特定的晶振电路、红外传感电路及报警电路。 在显示模块中，主要用到了74LS48（七段译码器）作为段选信号控制芯片和74LS138（3线—8线译码器）作为位选信号控制芯片。 报警电路则由一蜂鸣器、三极管、红灯显示及若干电阻电容组成。 红外传感电路部分，由红外发射二极管、红外接收三极管及若干电阻电容组成。 2.2 软件设计基础 对于AT89S52单片机，有汇编、C语言和BASIC等语言可以用于开发本系统的程序。C语言的优点是编程容易，但其具体过程、数据流程很难清晰的反映在程序上，由于本系统的程序比较少，故可以利用汇编语言的优点，利用仿真软件可以清晰的模拟出数据流程。使设计起来容易修改程序，使程序开发比较容易些。而利用BASIC语言开发程序时，其程序复杂且执行时间长，所以给开发带来很多不便，使程序开发时间延长。因此，本系统的编写是采用汇编语言来完成的。汇编语言是计算机能提供给用户的最快的而又最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言，因而在对于程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言是必不可少的。至于对于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更适合用汇编语言。此系统就是要求对硬件直接进行控制的，所以软件设计部分采用汇编语言编写。 3 文献综述 我国的安防技术早在60年代初就开始了,那时候由于形势所迫，博物馆、银行都自发地采用了各式各样的防范手段，这是我国技术防范的初级阶段。当时主要采用的手段是声控报警。罪犯撬玻璃的声音、砸展柜的声音传到了值班室。值班人员判断出罪犯在行窃，及时 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 了领导和有关部门，组织保卫人员和警力将罪犯包围后将其擒获。 进入90年代，人们注意到周界防范的重要性，要利用周边的围墙,铁栅栏等屏障建立周界防范，如果没有条件形成大周界也要利用建筑物的墙体、窗户的门建立小周界，因地制宜地选用探测器构成周界防线，将入侵者拒之于窗外、门外和建筑物之外。在防护区和禁区内采用3种以上不同探测原理的探测器构筑多道防线，与此同时防遮挡功能的探测器也问世了，促进了入侵探测器技术的发展。　　 目前全国的安全技术已经很先进了，基本和国际接上了轨。在现代计算机技术、自动控制技术和现代通信技术的支持下，安防系统也是一个很完善的计算机控制系统，防盗报警系统，电视监控系统，声音系统，门禁系统和巡更系统统一由一台计算机进行管理，标志着我国的安防事业进入了一个新阶段。 对于国外安防，通过研究国外美安防产业100年的发展历史，从报警方式来看，可以看出国外安防以前是以单有线报警、（电话线）报警、本地视频监控为主，现在变成了有线/无线双路报警、远程视频监控为主。可见国外安防技术发展之迅速及不断完善，其必将促进我国的安防技术的进一步发展。 4 总设计方案的比较与确定 4.1 设计方案比较与确定 ⑴ 方案一：可编程逻辑电路控制实现 采用数字逻辑芯片。本方案具有延时电路、显示电路、报警模块等多个功能模块。各个状态保持或转移的条件依赖于键盘控制信号。系统结构图如图2所示。 本方案由于键盘控制信号繁多，系统的逻辑状态以及相互转移更是复杂，用纯粹的数字电路或小规模的可编程逻辑电路实现该系统有一定的困难，需要用中大规模的可编程逻辑电路，而且一些模块电路的成本比较高，这样，整个系统的成本就会急剧上升〔相对于方案二〕。因此，本设计并未采用这种方案。 ⑵ 方案二：单片机控制实现 本方案采用单片机作为整个控制系统的核心。鉴于市场上常见的51系列8位单片机的售价比较低廉，因此本设计采用了AT89S52单片机系统。系统结构图如图3所示。 AT89S52主要负责系统的控制与协调工作。具体设计方案如下：首先，主要是从外部获取控制信号，其次，在单片机中进行数据处理及其控制，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示等。这样的设计使安装和调试工作可以并行进行，极大地缩短了总体设计和制造的时间，为发挥部分的制作以及其他功能扩展提供了充足的内部空间和更多的外部接口。 ⑶ 设计方案的确定 经过方案一与方案二的对比，综合考虑制作、功能、实现、造价等因素，最终采用方案二：单片机控制电路，来完成多路智能报警器的设计。 5 系统的硬件设计 5.1 系统的总体结构 为了实现设计要求的基本功能，本系统必须包含四个基本功能模块： （1）单片机控制模块。 （2）传感器模块。 （3）报警模块。 （4）显示模块。 其中单片机控制模块主要用于响应传感器信号和进行显示程序控制；传感器模块主要用于感应是否有物体通过，并形成电平信号输出；报警模块主要用于报警声响提示；显示模块主要用于显示报警地点。 为完善系统的功能同时能够达到系统的设计指标，本系统必须包含以下功能模块： （1）复位电路：实现单片机的复位控制。 （2）振荡电路：提供所需的单片机时钟频率。 5.2 系统设计原理图 本系统基本原理结构图如图4所示。 由以上系统基本原理框架图可以看出，本系统的外围电路相对比较简单，功能的实现主要是从外部获取控制信号之后在单片机中进行数据处理，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示。所以本系统的单片机数据处理方面的程序相对比较复杂一些，所有的感应信号和显示数据的处理和输入控制都是在单片机中进行处理，这就要求在设计程序的时候要认真思考单片机存储空间的合理分配和管脚的分配问题。 5.3 外围电路设计 ⑴ 振荡电路 振荡电路与单片机的时钟电路一起构成单片机的时钟方式，根据硬件电路的不同，连接方式分为内部时钟电路方式和外部时钟电路方式。外部时钟方式一般应用于多块单片机同时工作，以便同步运行，本系统采用的是内部时钟电路方式，其电路连接图如图5所示。 根据89S52芯片特点，其振荡频率的最佳选择范围为： 3M~33MHZ，因此晶振选用12MHz频率，其中C1和C2取30pF，由此可计算出系统各时钟周期的具体数值： 振荡周期=1/12μs； 时钟周期=2×(1/12μs)=1/6μs； 机器周期（SM）=12×(1/12μs)= 1μs； 指令周期＝1～4μs。 振荡电路的输出端与单片机的XTAL1、XTAL2两个接口相连接。XTAL1（19脚），接外部晶体和微调电容的一端，在片内，它是振荡电路反响放大器的输入端；XTAL2（18脚）接外部晶体和微调电容的一端，在片内它是振荡电路反相放大器输出端，若采用外部时钟电路，则该脚悬空。 在检查单片机的振荡电路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有正常的脉冲信号输出。 ⑵ 复位电路 ① 复位状态介绍 复位是单片机的初始化操作，其主要功能是将程序计数器PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。 在运行中，外界干扰等因素可使单片机的程序陷入死循环状态或跑飞。为摆脱困境，可将单片机复位，以重新启动。复位也使单片机退出低功耗工作方式而进入正常工作状态。 当单片机应用系统工作时，经常要求进入复位工作状态，所以系统的复位电路必须能够准确、可靠地进行工作。单片机在复位后，除了影响PC 之外，也影响到某些寄存器，比如单片机复位后，P0~P3口输出高电平，且这些准双向口都处于输入状态，堆栈指针SP指向07H，同时部分专用寄存器也重新恢复到复位状态值，但是复位并不影响单片机内部的RAM状态。具体如表1所示。 表1 单片机复位后的初始状态 寄存器 寄存器 寄存器 复位状态 PC 0000H TH1 00H ACC 00H P0~P3 FFH PSW 00H IP XX00,0000B SP 07H IE 0XX0,0000B DPTR 0000H TMOD 00H TCON 00H SCON 00H TL0 00H SBUF 不定 TH0 00H PCON 0XXX,0000B TL1 00H 系统在允许时，首先要检查系统复位是否成功，如果系统的复位电路无法满足系统的正常复位，那么系统便无法正常允许，所以复位电路在系统中占据非常重要的地位。 ② 复位电路方案选择 一般复位电路可以分为两种，即上电自动复位和按键手动复位两种方式，上电自动复位是在接通电源之后就完成了系统的复位初始化，按键手动复位又可以分为两种，即电平方式和脉冲方式，按键电平方式复位电路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，本系统采用的是按键电平方式复位电路，可在系统通电后随时复位系统，系统的复位电路如图6所示。 5.4 传感器电路 ⑴ 传感器件选择及原理介绍 传感器亦称变换器，广义而言，传感器是将被测的某一物理量（信号）按一定规律转换成与其对应的另一种（或同种）物理量（或信号）的输出装置。目前一般对传感器的理解往往是指非电物理量与电量的转换。而传感器的种类繁多，主要有温度传感器、光电传感器、湿度传感器、磁传感器等。本系统主要用来感应监控路段是否有不明物体，因此用红外光电传感器较合适。 光电传感器的作用是将光信号转换成为电信号，它是一种利用光敏器件作为检测元件的传感器。光电传感器对光的敏感主要是利用半导体材料的电学特性受光照射后发生变化的原理。红外传感器按其工作模式可大致分为主动式与被动式，主动式红外传感器自带红外光源，通过对光源的遮挡、反射、折射等光学手段可以完成对被探测物体位置的判别。被动式红外传感器本身没有光源，通过接受被探测物体的特征光谱辐射来测量被探测物的位置、温度或进行红外成像。本系统选用主动式传感器，主动式红外传感外观图如图7所示。 ⑵ 传感器电路的分析设计 本系统分立型的红外传感器是由红外发射二极管和红外接收三极管组成，一般测量距离可达十几米。当没有物体阻挡时，接受三极管的输出端的电压在4.6V左右，当有物体经过时，输出电压为0.4V左右，由于有电平脉冲变化，此时单片机检测到有信号输入，因此可以输出相应的显示和报警信号。具体电路如图8所示。 经测试，可以得出理想情况下传感器电路输出信号波形如图9所示。 ⑶ 传感器电路在制作、调试中应注意的问题 利用红外传感器作为信号输入部分，应注意以下事项： ① 传感器部分应有稳压电源输入。如果没有稳压电源输入，显示部分会出现无规律的数字显示，蜂鸣器也一直在报警。 ② 两路间的发射接收管应有一定的距离，避免互相干扰。 5.5 显示电路设计 ⑴ 选择显示器件 在单片机应用系统中，显示器是单片机应用系统中实现人机对话的一种基本方式。常用的显示器主要有：发光二极管显示器，简称LED（Light Emitting Diode）；液晶显示器，简称LCD（Liquid Crystal Display）；荧光管显示器。近年来也开始实用简易的CRT（Cathode Ray Tube）显示器，显示一些汉字及图形。前三种显示器都有两种显示结构：段显示（7段，“米”字型等）和点阵显示（5×7，5×8，8×8点阵等）。LED显示器价廉，配置灵活，与单片机接口方便，显示亮度适中；LCD显示器可进行图形显示，但接口较复杂，成本也较高，其显示亮度是三者中最弱的，为被动显示器，必须有外光源；荧光显示器可显示图形，显示亮度是三者最高的，但其结构复杂，价格昂贵。综合本多路防盗报警系统需求，并考虑价格，显示效果，电路焊接等条件，因此对显示器件的选择为发光二极管（7段共阴极LED显示器）。 ⑵ 显示原理介绍 7段LED可构成字型“8”，另外，还有一个小数点发光二极管以显示数字、符号及小数点。这种显示器有共阴极和共阳极两种。一位显示器由8个发光二极管组成，其中，7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a～g，另一个小数点为dp发光二极管。如图11所示，共阴极LED显示器的发光二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。同样，共阳级LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阳极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。 若将公共阴极接地，而在a～g各段的阳极加上不同电压，就会使各段的发光情况不同，形成不同的发光字符。加在7段阳极上的电压可以用数字量表示，如果某一段的阳极为数字量1，则这个段就发光；如为0，则不发光。数字量与段的对应关系如表2所示 表2 七段LED字形码 显示字符 共阳极字符码 共阴极字符码 0 3FH C0H 1 06H F9H 2 5BH A4H 3 4FH B0H 4 66H 99H 5 6DH 92H 6 7DH 82H 7 07H F8H 8 7FH 80H ⑶ 元器件的选择 ① 4线－7段译码/驱动器——74LS48（BCD输入，有上拉电阻） 本系统利用单片机P1口中的P1.0～P1.3作为74LS48驱动器的段选信号输出端，为了能够正常输出数字选段，从上述芯片简介中可知， 、 、 必须置成高电平，才能让系统正常输出显示数据。74LS48引脚图如图11所示。具体功能如表3所示。 表3 4线－七段译码/驱动器——74LS48功能表 十进制数 A B C D a b c d e f g 0 H L L L L H H H H H H H L 1 H L L L H H L H H L L L L 2 H L L H L H H H L H H L H 3 H L L H H H L H H H L L H 4 H L H L L H L H H L L H H 5 H L H L H H H L H H L H H 6 H L H H L H L L H H H H H 7 H L H H H H H H H L L L L 8 H H L L L H H H H H H H H 9 H H L L H H H H H L L H H ② 3线—8线译码器——74LS138 在数字系统中，译码器和编码器被广泛应用，它们具有n个输入端， 个输出端和一个使能输入端。在使能输入端为有效电平是，对应每一组输入代码，只有一个输出端为有效电平，其余输出端则为非有效电平。 其引脚图如图12所示。 本系统利用单片机P1口中的P1.4～P1.6作为74LS138译码器的地址信号输出端，P1.7作为译码器的选通信号输出端，从上述芯片简介中可知， 2A、 2B必须接低电平，才能让系统正常输出位选信号。具体功能如表4所示。 表4 3线—8线译码器——74LS138功能表 输入 输出 G1 2A 2B A B C Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X H X X X X H H H H H H H H X X H X X X H H H H H H H H L X X X X X H H H H H H H H H L L L L L L H H H H H H H H L L L L H H L H H H H H H H L L L H L H H L H H H H H H L L L H H H H H L H H H H H L L H L L H H H H L H H H H L L H L H H H H H H L H H H L L H H L H L L H H H H H H H H H L H H H H H H H H L 74LS138还用一个重要功能就是可以级联扩展，利用G1、 2A、 2B，可以扩展为24线译码器；若外接一个反相器还可以级联扩展成32线译码器。当将一个选通端作为数据输入而另外两个选通端保持其有效时，该器件还可以作为多路分配器使用。本系统考虑到当报警数扩展后，显示数也要相应的能够得到扩展，由于段选端是可以并联在一起的，即实际是位选端要能够具有扩展功能，因此选择了74LS138的级联功能来作为以后位选端的端口扩展。 显示电路主要应用了单片机端口的P1.0至P1.7端口。P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流。 系统显示电路如下图13所示： 图13 系统显示图 报警电路设计 本设计把单片机的P3.7口作为报警控制的输出口，当传感器探测到有不明物体时，会有控制信号输入，此时P3.7为低电平电平，三极管导通，蜂鸣器工作发声。 报警是通过编程使P3.7口输出符合一定规律方波振荡信号使蜂鸣器按照一定的规律发声，人耳听起来就像是音乐一样。根据延时程序的设定，报警器的报警声音将持续1秒，在报警期间显示电路将显示发生的地点，报警声结束时，显示电路也全部归零，进入新一轮的等待状态。报警电路图如图14所示。 P3端口，是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲期可驱动4个TTL输入，对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉倒高电位，这时可用作输入口。 5.7 硬件部分的总体实现 本系统主要是从外部通过红外传感器检测通过物体，获取控制信号，并在单片机中进行数据处理，数据处理完毕之后单片机便将各个控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示。从而实现系统的基本功能。系统电路设计总图请见附录二：多路智能报警器原理总图。 6 系统的软件设计 本系统的软件设计主要分为系统初始化、传感器信号检测、显示及报警。每个功能模块对于整体设计都是非常重要的，单片机AT89S52通过软件编程才能使系统真正的运行起来。下面，就整体设计以及每个单元功能模块分别进行简要说明。 6.1 编程语言的选择 对于89S52单片机，有汇编、C语言和BASIC等语言可以用于开发本系统的程序。C语言的优点是编程容易，但其具体过程、数据流程很难清晰的反映在程序上，由于本系统的程序比较少，故可以利用汇编语言的优点，利用仿真软件可以清晰的模拟出数据流程。使设计起来容易修改程序，使程序开发比较容易些。而利用BASIC语言开发程序时，其程序复杂且执行时间长，所以给开发带来很多不便，使程序开发时间延长。本系统的编写是采用汇编语言来完成的。汇编语言是计算机能提供给用户的最快的而又最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言，因而在对于程序的空间和时间要求很高的场合，汇编语言是必不可少的。至于对于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可了。此系统就是要求对硬件直接进行控制的，所以采用了汇编语言。 系统程序流程图 本系统的程序设计思路如下流程图15所示： 6.3 部分模块软件程序设计 ⑴ 系统初始化模块 在主程序执行前，必须进行必要的初始化设置，本系统数据处理主要用到20个数据空间，并考虑到避开单片机原有的地址资源分配，因此，把地址从40H开始以后的20个空间进行清零处理，用来做信号的控制处理单元。又因为需要用到位寻址，因此把可位寻址的20H地址清零，作为位寻址单元用。 初始化程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN MAIN: MOV R0,#40H ;清40H～53H共20个内存单元 MOV R1,#14H CLEAR: MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R1,CLEAR MOV 20H,#00H ;清20H，为判断信号做位操作用 MOV P0,#00H ;清P0口 MOV P1,#00H ;清P1口 MOV P2,#00H ;清P2口 ⑵ 系统显示模块 本系统利用40H到47H作为段选码和位选码的存储单元，当检查到传感器有信号输入时，立即进行信号判断，随之根据信号判断的路数，对存储单元进行段选与位选的组合，从而输出相应的路数。 部分显示电路如下： ;*************************************; ; 设置位选码 ; ;*************************************; MOV 40H,#80H ;选通第一位 MOV 41H,#90H ;选通第二位 MOV 42H,#0A0H ;选通第三位 MOV 43H,#0B0H ;选通第四位 ;*************************************; ; 设置段选码 ; ;*************************************; MOV 44H,#01H ;显示数字1 MOV 45H,#02H ;显示数字2 MOV 46H,#03H ;显示数字3 MOV 47H,#04H ;显示数字4 ;显示程序1 DISPLAY1: SETB P3.7 ;启动蜂鸣器 MOV A,44H MOV R2,40H ORL A,R2 ;显示第一位，数字为1 MOV P1,A LCALL DL5S ;调用延时程序5秒 CLR P2.0 ;关闭蜂鸣器 LCALL SPEAKER1 ;调用语音程序，发声为"1路" LCALL DISPLAY6 ;调用短暂闪烁显示 LJMP START ;返回主程序 系统延时模块 ;延时子程序，执行一次时间为1S DL1S: MOV R5,#08H LOOPE: MOV R6,#0FAH LOOPF: MOV R7,#0FAH LOOPG: DJNZ R7,LOOPG DJNZ R6,LOOPF DJNZ R5,LOOPE RET 7 系统调试与测试 电路板的制作一般有两个方案，第一个方案是采用PCB制板技术制作；第二个方案是采用万能板人工焊接制作。考虑到毕业设计的成本问题，电路板采用万能板人工焊接制作，所以焊接工艺是本设计产品质量和可靠性保障的最基本环节。 7.1 软件程序测试 软件程序的测试主要通过两种方式，第一种是利用STAR-MT51开发板，把程序写入单片机，如果系统检测到程序有无，会显示出来，进行修改后再重新写入单片机；第二种是利用Keil uVision 2 软件，导入程序后，首先软件会检查在语法上程序是否有误，如果有误会指明出错地方，如果无误则再进一步看运行后是否达到预期的设计目的。 在程序测试过程中，遇到了不少问题： 问题一：在程序测试中，显示清零程序有误。检查程序，发现有两处错误，第一是显示控制的设置有误，第二是延迟程序部分语法有误。根据提示信息，再重新修改程序，得以解决问题，清零程序编译错误示意图见图17。 图17 清零程序编译错误图示 问题二：程序写入单片机进行调试的时候，发现在硬件部分连接没错误的前提下，报警声音持续不断。初步判断延迟程序出现错误。修改完延迟程序后，报警器正常发出声音。软件上显示程序编译错误示意图见图18： 图18 延迟程序编译错误图示 7.2 硬件电路测试 （1）测试工具 测试本设计的各项性能指标，需要不同的仪器设备。根据系统测试指标的具体要求，也要使用精度要求不同的仪器。 本设计要求精度较高，需要一些高精度的仪器，以减少测试不准所带来的误差。设计用到的测试工具和测试内容见表5。 表5 测试工具和测试内容表 编号 测试工具 工具型号 测试内容 备注 1 开发板 STAR-MT51 测试电路 - 2 示波器 Tektronix TDS5034 检测传感器输出波形 - 2 数字万用表 ABM DM3559 测量电压、电流值 - （2）测试 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 在电路的调试和修改过程中，采用循序渐进的方法和分部分调试的方法。本设计在完成制作后进行如下的检查和测试： （a）电路组装、焊接和检查。做好万能板之后，先对照电路原理图检查一遍，直至无误后方可焊接。 （b）搜集元器件、焊接电路。电路中所用到的元器件比较多，且种类复杂，故应提前准备好一些不常用的元件，包括控制芯片和专门设计的变压器。焊接的时候要对号入座，不要焊错位置，不要有虚焊，避免电路的电气故障。 （c）对各个模块进行分开测试。测试的顺序为：传感器模块、振荡电路模块、显示模块及报警模块。 （3）电路测试及出现的问题。 问题一：电路连接通电，并使物体从传感器间通过，显示器都显示为零，且蜂鸣器一直报警。 解决方法：使电路保持通电状态，用万用表测试，接收三极管信号输出一端没有电压输出。初步判断是传感器模块中的发射二极管或者接收三极管接法有误。再查找有关接收三极管的资料，发现把接收三极管的接地端和接电源电压端反接，重新布线，问题得以解决。 问题二：测试晶振部分。示波器测试XTAL2端，发现晶振脉冲信号输出正常波形。 问题三：单独给显示电路输入电源电压，发现其中有一路（电路图当中的W4）显示不正常，初步判断是线路连接出现问题，经用万用表测试发现，连接该路的线路是断路状态，故重新焊接后电路正常运行。 问题四：传感器电路接通电源后，指示灯有亮，但持续报警，而且显示没有规律。 解决方法：初步断定是传感器间信号的相互干扰。因此用黑布包住发射二极管，同时把传感器间的间隔加大，但这样问题还是没有解决。因此再用测试发射二极管输入电压，发现极不稳定，信号发射也极不稳定，因此在发射二极管的电压端接入一稳定电压，再经过测试，问题得以解决。 8 结论 设计了一个多路智能报警器电路，系统主要包括以下模块电路：单片机控制模块、传感器模块、报警模块、显示模块四部分。控制模块外围，有为该系统设计的复位模块电路和振荡电路，使系统更稳定，更实用。 系统能够从外部获取控制信号并在单片机中进行数据处理，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示。实现显示报警地点并通过蜂鸣器发出报警声响的功能。较好地满足了现代报警器数字化和信息化的安防需求。 由于本人的水平有限，设计中存在不足之处。如果经费足够、知识面更全面，本系统可以进行如下改进： 增加语言报警部分，可以实现报警更人性化和准确化。 可以使用摄像头进行监视，从而达到系统的可视化。 实现红外遥控，便于人机对话。 ④ 增强红外传感的敏感性，保证感应更灵敏 参 考 文 献 王天曦，李鸿儒.2000.电子技术工艺基础.北京：清华大学出版社. 18－34 李光飞. 2004.单片机课程设计实例指导.北京：北京航空航天大学出版社. 李华，孙晓民，李红青等.1993.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京：北京航空航天大学出版社.68－517. 李朝青.1999.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社. 沈任元，吴勇.2002.常用电子元器件简明手册.北京：机械工业出版社. 张伟，王力，赵晶.2003.电路设计与制作Protel DXP入门与提高.北京：人民邮电出版社.299－340. 邱关源.1999.电路（第四版）.北京：高等教育出版社. 康华光，陈大钦.1999.电子技术基础（模拟部分）.北京：高等教育出版社. 康华光，邹寿彬.2000.电子技术基础（数字部分）.北京：高等教育出版社. Multipath Guard Smart and Alarm System Chen Yihui (College of Engineer, South China Agricultural University, Guangzhou510642, China) Abstract: With social progress and improvement of living standards, people's sense of security to prevent the gradual strengthening of the desire of the demand for greater security, security concepts and security products have emerged. The traditional means of gradually Security can not meet the needs of security intelligence. The system is based on the larger environment, starting from the needs of people, designed to control more than one way of smart alarm, intelligent safety precautions in order to achieve the objective. The design of the hardware from the four modules circuit: sensor module circuits, MCU control module circuit, the module circuit, alarm module circuit. External control module, designed to reset the system and circuit module oscillator circuit, making the system more stable and practical. The main use of the control module as a whole SCM AT89S52 alarm control system. Sensors in part through induction whether through objects, a level output signal, and the SCM treatment, and the judgement of sensor signals, delay, display, alarm, and other functions. The alarm system for centralized testing, to the point under control of a number of real-time detection, when detected at one or more of a warning signal, can be used to display and digital sound alarm locations, and a smart alarm control. This part of a compilation of system software written to the data flow can clearly reflected in the process, enhance the readability of the procedures, facilitate the improvement and expansion, so as to the use of the system provides a more convenient software support. Testing showed that the module circuit to normal operation, signal reception sensitivity, alarm sound audio, to achieve better control of the microcontroller multi-functional smart alarm. Key words: Single Chip Micyoco Sensor Alarm Intelligent Control 附录 附录一 产品使用说明书 一、多路智能报警器使用注意事项 1、电源插入电源插座时要注意正负极，以免烧毁器件； 2、复位开关可让单片机复位，程序重新启动； 3、红外传感器必须在有效的范围内安放，理想情况下范围可达10米； 4、红外发射二极管应输入稳定的电源电压，以保证红外发射接收正常工作； 二、报警器的保养和维护 1、注意防水、防尘、防摔； 2、不宜在高温高湿、易燃易爆和强磁场的环境下存放及使用； 3、请使用湿布和温和的清洁剂清洁仪表外表，不要使用研磨剂及酒精等烈性溶剂； 4、如果长时间不使用，应取出电池，防止电池漏液腐蚀仪表； 5、要定期进行线路的检查，看是否有线路老化以影响报警器的正常工作； 6、若发现报警器突然不能正常工作，应首先检查线路，若发现线路没问题，应检查元器件是否有损坏。 三、多路智能报警器实物图如图19 图19 多路智能报警器实物图 附录二 多路智能报警器原理总图 附录三 多路智能报警器程序清单 *************************************************************************************; ; 清零程序 ; ;*********************************** *************************************************; ORG 0000H LJMP MAIN MAIN: MOV R0,#40H ;清40H～53H共20个内存单元 MOV R1,#14H CLEAR: MOV @R0,#00H INC R0 DJNZ R1,CLEAR MOV 20H,#00H ;清20H，为判断信号做位操作用 MOV P1,#00H ;清P1口 MOV P2,#00H ;清P2口 ;************************************ ************************************************; ; 设置位选码 ; ;************************************ ************************************************; MOV 40H,#80H ;选通第一位 MOV 41H,#90H ;选通第二位 MOV 42H,#0A0H ;选通第三位 MOV 43H,#0B0H ;选通第四位 ;************************************* ***********************************************; ; 设置段选码 ; ;************************************* ***********************************************; MOV 44H,#01H ;显示数字1 MOV 45H,#02H ;显示数字2 MOV 46H,#03H ;显示数字3 MOV 47H,#04H ;显示数字4 ;************************************** **********************************************; ; 主程序 ; ;************************************** **********************************************; START: MOV P2, #0fH MOV A, P2 MOV 20H, A ;把信号送位操作地址