单片机 实现报警检测

1、1 51系列单片机简介及题目分析1.1 51系列单片机简介1.1.1 时钟电路 8XX51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。 在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器，并产生振荡时钟脉冲。晶振通常选用6MHZ、12MHZ或24MHZ。内部振荡方式如图1-1所示。图中，电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为5-30pF。内部振荡方式所得到的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。图1-1 内部震荡方式 外部振荡方式是把已有的时钟信号引入

2、单片机内。这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持一致。外部振荡方式如图1-2所示。图1-2 外部振荡方式1.1.2 单片机的时序单位 振荡周期：晶振的振荡周期，又称时钟周期，为最小的时序单位。 状态周期：振荡频率经过单片机内的二分频器分频后提供给片内CPU的时钟周期。因此，一个状态周期包含2个振荡周期。 机器周期：1个机器周期由6个状态周期即12个振荡周期组成，是计算机执行一种基本操作的时间单位。指令周期：执行一条指令所需的时间，一个指令周期由1-4个机器周期组成，依据指令不同而不同。以上4种时序单位中，振荡周期和机器周期是单片机内计算其他时间（如波特率、定时器的定时时间等）的基本时序单

3、位。1.1.3 复位电路 复位操作完成单片机内电路的初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。 当8XX51单片机的复位引脚RST出现5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态，而无法执行程序。因此要求单片机复位后能脱离复位状态。 根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位、开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。开关复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，如果发生死机，用按钮开关操作使单片机复位。常用的上电且开关复位电路如图1-3所示。上电后，由于电容充电，使RST持续一段时间高电平。当单片机已经在运行之中时，按

4、下复位键也能使RST持续一段时间高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择C=10-30uF，R=10k。如果上述电路复位不仅要使单片机复位，而且还要使单片机的一些外围芯片也同时复位，那么上述电阻电容参考值应适当调整少许。图1-3 复位电路1.2 题目分析及中断原理和引用 再分析题目，第一个小题中，两个不同频率的驱动信号可分别由两个16位的定时器产生，驱动的外围电路可以是蜂鸣器，扬声器等发音器件；第二个小题中，可由外部中断引脚接一个开关，从而产生外部中断。 80C51 单片机中涉及中断控制的有 3 个方面 4 个特殊功能寄存器： 中断请求：定时和外中断控制寄存器 TCON; 串行控制寄存器

5、 SCON; 中断允许控制寄存器 IE; 中断优先级控制寄存器 IP 。 80C51 外部中断源有2种触 方式，即电平触发和脉冲触发。当外部中断源为电平触发时， 低电平有效。CPU采样到引脚为低电平时，就认为是外中断0 的一个有效的中断请求信号。当外部中断源以脉冲方式触时，负脉冲有效。CPU在一个机器周期采样到引脚为高电平，在接下来的一个机器周期采样到引脚是低电平，即出现了下降沿的跳变时，就认为是外中断0的一个有效的中断请求信号。因为2次检测的间隔时间都至少维持一个机器周期，从而保证CPU能够检测到电平的跳变。 对外部中断的控制主要有：1 ) 外部中断的开放或禁止；2 ) 触发电平方式；3 )

6、 优先级别的选择。这些控制机构分别位于IE、TCON和IP等3个专用寄存器中。 合理编写程序是实现对中断控制的最基本方法，外部中断标志的编程方式有中断方式和查询方式。 中断方式是指CPU在接收到外部中断请求时，暂时停止主程序的执行，转去处理相关的服务程序，之后再返回继续运行原程序。中断方式下的编程一般有如下步骤：1 ) 开中断；2 ) 设置中断优先级；3 ) 中断源的相关控制 ；4 ) 编写中断服务程序。 查询方式就是CPU主动地监测中断源的状态并做出相应反应。其编程步骤如下：1 ) 关中断；2 ) 中断源的相关设置 ；3 ) 关中断查询及相关处理 。 2种方式的特点是：在中断方式下，CPU除

7、了响应中断之外的时间都用于执行主程序，中断源与CPU实现了并行工作。而在查询方式下，除初始化工作外，CPU完全用于处理中断标志的查询及中断标志有效后的处理，中断一直占用着CPU的时间，并没有处于并行工作状态。2 系统电路图设计和仿真2.1 系统电路图 系统电路图如图2-1所示图2-1 系统电路 图中，核心芯片是proteus提供的89C51，在其基础上搭好最小系统，包括晶振电路，复位系统。对于第一个小题，整个系统是这样的：由P1.0引脚来控制扬声器的发声，而P1.0又要受到SW1开关的控制，即当开关合上时，P1.7会产生一个低电平信号，然后使得P1.0开始产生两种不同频率的方波来驱动扬声器，从

8、而发出报警信号；当SW1断开时，将定时器关闭，同时给P1.0一个低电平，报警声随即消失。对于第二个小题，只需通过P3.2引脚接入一个开关，然后设置为低电平下降沿触发，通过P3.2的信号来控制P1.0的输出，从而发出报警信号。2.2 系统仿真 在P1.0处接入示波器，第一个题目，合上开关SW1，在报警的同时，观测P1.0输出信号的波形，如图3-2所示图2-2 仿真结果1 从仿真结果可以看出来，P1.0处的输出是由两种不同频率的方波构成的，一个是500HZ，一个是1KHZ，从而使得扬声器发出交替音调报警声音。第二个题目，合上开关SW2，在报警的同时，观测P1.0输出信号的波形，如图3-3所示图2-

9、3 仿真结果2 由结果可以看到，输出的是1KHZ的方波，扬声器发出持续的一个音调的报警。3 相关程序及分析3.1 题目一汇编程序ORG 0000HCLR ABEG:SETB P1.7 JB P1.7,$MOV R2,#200DV:CPL P1.0 CJNE A,#0FFH,N1 ACALL D500N1:ACALL D500 DJNZ R2,DV CPL A SJMP BEGD500:MOV R7,#250 DJNZ R7,$ RET END3.2 题目一C程序#include sbit fb=P10;sbit sw=P17;#define uint unsigned int;uint i,w

10、;void T0_irq(void) interrupt 1 using 1TH0 =(65035/256); /定时0.5MS，即频率1KHZTL0 =(65035%256); fb=fb; void T1_irq(void) interrupt 3 using 3TH1 =(64535)/256; /定时1MS，即频率500HZTL1 =(64535)%256; fb=fb;void delay(unsigned int w)/延时1MS uint i; while (w-) for(i=0;i125;i+);void main()TMOD = 0x01;TH0 =(65035/256);

11、 /定时0.5MS，即频率1KHZTL0 =(65035%256);TH1 =(64535-50000)/256; /定时1MS，即频率500HZTL1 =(64535-50000)%256;EA = 1;ET0 = 1;ET1=1;while(sw=0)TR0=1;delay(100);TR0=0;TR1=1;delay(200);TR1=0;while(sw=1)TR0=0;TR1=0;fb=1; 此程序主要用51的两个定时器，其中，T0用来产生频率为1KHZ的信号，T1用来产生频率为500HZ的信号。定时器装初值的方法为：以时钟频率为12M为例，那么一个机器周期大约为1us，对于16位的

12、定时器，若从0开始计数，则计65535us时，会溢出产生中断。所以假如要定时50ms，就应该装入初值为（65535-50000），从而使计数器计数50000us溢出，即为50ms。3.3 题目二C程序#include #include #define uint unsigned int;sbit fb=P10;sbit cx=P32;uint flag,i,w;void delay(unsigned int w)/延时1MS uint i=0; while (w-) for(i=0;i125;i+);void T0_irq(void) interrupt 1 using 1TH0 =(6503

13、5/256); /定时0.5MS，即频率1KHZTL0 =(65035%256); fb=fb;void counter0(void) interrupt 0 EX0=0; delay(5); EX0=1; TMOD = 0x01;TH0 =(65035/256); /定时0.5S，即频率TL0 =(65035%256);ET0 = 1;TR0=1;flag=1;void main() IT0=1; /下降沿触发 EX0=1;EA = 1;while(1)if(cx=1)fb=0;TR0=0; 此程序主要用到了外部中断0。在使用前应对外部中断的触发方式进行设定，有下降沿和低电平两种触发形式。然

14、后打开总中断，打开外部中断即可。设计程序需要注意的地方是：类似于键盘的消抖，外部中断的产生与撤销也要进行延时消抖，体现在中断函数里的delay。4 心得体会本次课程设计用Protues软件仿真及keil软件来实现报警信号的检测与告警提示。通过这次设计，掌握了简单报警器的工作原理及工作过程，学会了使用keil软件来在单片机中加载入程序，并学会通过keil软件来检验汇编程序的正确性，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。在实习的过程中检验了以前学的通信系统的知识掌握度，使我更加熟悉了汇编语言的编写。设计是我们将来必需的技能，这次设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会,在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计