多路报警电路课程设计报告书

1、 单片机原理及应用课程设计报告书课题名称 多路报警电路 姓 名赵鹏程学 号 15 专 业电气工程及其自动化指导教师 皮大能机电与控制工程学院2014 年 6月 15 日填 写 说 明 1、正文部分： （1） 标题与正文格式定义标准如下：一级标题：1.标题1二级标题：1.1标题2三级标题：1.1.1标题3四级标题：1.1.1.1标题4 （2）表格：尽可能采用三线表。 （3）图形：直接插入的插图应有图标、图号，不能直接插入的图应留出插图空位。图中文字、符号书写要清楚，并与正文一致。 （4）文字表述：要求层次清楚，语言流畅，语句通顺，无语法和逻辑错误，无错字、别字、漏字。文字的表述应当以科学语言描述

2、研究过程和研究结果，不要以口语化的方式表达，报告中科技术语和名词应符合规定的通用词语，并使用法定计量单位和标准符号。 2、参考文献： （1）数量要求：参考文献只选择最主要的列入，应不低于5种。 （2）种类要求：参考文献的引用，可以是著作M、论文J、专利文献P、会议论文等。 （3）文献著录格式及示例。参考文献用宋体五号字。 1 作者. 书名M. 版次. 出版地: 出版者, 出版年: 起止页码 （著作图书文献） 2 作者. 文章名J. 学术刊物名称. 年. 卷(期): 起止页码 （学术刊物文献） 示例：1王社国，赵建光。基于ARM的嵌入式语音识别系统研究 J。微计算机信息，2007，2-2:149

3、-150.3、附录或附件：（可选项） 重要的测试结果、图表、设计图纸、源程序代码、大量的公式、符号、照片等不宜放入正文中的可以附录形式出现。4、如果需要可另行附页粘贴。任 务 书一、设计要求和条件设计制作一个多输入端报警电路，要求如下:(1)有报警输入控制端16个，报警音响信号输出端1个；(2)报警输入端中的任意一端出现报警信号时，电路自动发出类似警报的音响信号；(3)报警音响信号持续11s自动停止如果输入信号继续存在，报警音响信号又重新启动；(4)响度、持续时间等参数，均可通过“”，“”键调整。目 录第1章 设计方案论证.1 1.1 绪论.1 1.2 设计方案选择与论证.1 1.3 设计方案

4、说明.2第2章 硬件电路设计.3 2.1单元电路设计与原理分析.3 2.1.1 振荡器电路的设计.3 2.1.2 复位电路的设计.4 2.1.3 报警输入电路的设计.4 2.1.4 蜂鸣器电路的设计.5 2.1.5 报警显示电路的设计.6第3章 软件设计.8 3.1 流程图.8第4章 整机调试.9第5章 设计总结.10参考文献.11附录（仿真、源程序）.12第1章 设计方案论证1.1绪论近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多家庭

5、使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。此外，一些仓库的防盗工作也日益严峻，仅用人来值守的年代已经不复存在，需要一种无人值守全自动的防盗方式。为此，提出“多路防盗报警器”的设计任务。1.2 设计方案选择与论证（1）采用PLC作为控制系统，PLC虽然性能稳定但是价格昂贵，为此，我们不采用该种方案，进而提出了第二种设想；（2）采用AVR单片机作为系统核心，AVR虽然内置资源丰富但是价格也相对较贵，采用AVR的话会造成资源的浪费，提高了产品的成本。为此，我们不采用该种方案，进而提出了第三种设想；（3）采用

6、单片机作为整个系统的核心，用其直接控制1602的显示和蜂鸣器的报警，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现单片机对报警信号的采集和处理，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。因此，这种方案是一种较为理想的方案。根据这些分析,我选定了STC89C52单片机作为本设计的主要控制器件，51系列单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，满足设计要求。1.3设计方案说明在组装的单片机开发板作为最小应用系统，用杜邦线连接I/O口和矩阵键盘

7、、蜂鸣器以及1602的相应引脚，实现单片机对矩阵键盘、蜂鸣器以及1602的控制。这种方案实现对多输入端报警电路系统的实时控制，使控制灵活、可靠、精度高。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。第2章 硬件电路设计2.1单元电路设计与原理分析2.1.1 振荡器电路的设计 89系列单片机的内部振荡器电路，由一个单级反相器组成。XTAL1为反相器的输入，XTAL2为反相器的输出。可以利用它内部的振荡器产生时钟，只要在XTAL

8、1和XTAL2引脚上外接一个晶体及电容组成的并联谐振电路，便构成一个完整的振荡信号发生器，如图1所示。 图1 振荡器电路振荡器的等效电路如图1所示。在图中给出了外接元件，即外接晶体及电容C1，C2，并组成并联谐振电路。在电路中，对电容C1和C2的值要求不是很严格，如果用高质的晶振，则不管频率为多少，C1，C2通常都选择30pF。2.1.2 复位电路的设计89系列单片机与其他微处理器一样，在启动的时候都需要复位，使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如RST引脚

9、上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期），则CPU就可以响应并将系统复位。AT89C52的上电复位电路如图2所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至VCC端，下接一个电阻到地即可。 图2上电复位电路2.1.3 报警输入电路的设计矩阵键盘又称行列式键盘（如图3），它是用4条IO口线作为行线，4条IO口线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每一个交叉点上设置一个按钮，这样键盘中按键的个数是4*4个，这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中IO口的利用率。 图3 矩阵键盘2.1.4 蜂鸣器电路的设计 蜂鸣器的正极性的一端联接地，另一端联接到三极管的集电极，三极管的基级由单片机的P3.7

10、管脚控制，当P3.7管脚为低时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。当P3.7管脚为高时，三极管截止，蜂鸣器不发出声音。如图4 图4 蜂鸣器2.1.5 报警显示电路的设计报警显示电路选择的是1602（如图5），LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1所示: 图5 1602编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极 表1 第1

11、脚：VSS为地电源。第2脚：VDD接5V正电源。第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。第4脚：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第5脚：R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第714脚：D0D7为8位双向数据线。第15脚：

12、背光源正极。第16脚：背光源负极。第3章 软件设计3.1流程图开始LCD初始化 判断报警按键是否按下 N Y蜂鸣器响并显示当前键值 开始计时 判断是否取消报警 N Y到设定时间后取消报警 判断设置按键是否按下 N Y 判断加减按键是否按下 N Y重新设定报警时间第4章 整机调试(1)根据给出的电路原理图，正确连接电路；(2)调试已编译的程序，并将程序下载到52单片机中；(3)给单片机通电，然后随意按下矩阵键盘的输入报警端；看1602液晶显示正确，同时蜂鸣器发出响声。(4)观察当报警信号一直存在时，蜂鸣器一直报警，当报警信号消失时，蜂鸣器报警11秒后自动停止。(5)通过实物上的切换和加、减按钮来

13、调节蜂鸣器的持续时间，然后重复3、4操作。当报警信号一直存在时，蜂鸣器一直响，当报警信号消失时，报警信号达到设定的时间后会自动停止报警。(6)调试完成，多路报警电路完成。第5章 设计总结 经过我一个月的努力，终于完成了我的单片机课程设计。虽然最终做的并不是很完美，但是基本功能一直实现。在这一个月的过程中，从开始的拿到自己的课程设计题目；到紧接着的找相关资料，然后学习设计中要用的芯片以及1602的相关资料，开始想方案，进行方案论证；再然后就是确定方案，进行硬件电路的焊接以及软件程序的编写与调试。一直到最后调试成功。在这个过程当中，我学到了很多知识，焊接技术也得到了提高。同时我也遇到了很多问题，通

14、过向班上同学请教。问题得到了解决。通过这次的课程设计，我发现了我很多不足，比如，知识学得不够扎实，很多简单的程序都忘了；思考问题不全面，写程序是考虑的不是很全面，总是出现问题；还有就是动手能力还要加强。另外，本设计仍然存在的许多的不足之处，例如我只设置了可以调节报警持续时间，没有设置其他的。这些问题都需要在今后的研究工作中加以改进，使系统更完善，更好的为人们服务。在电子技术应用领域中，单片机的应用愈来愈多地应用到各行各业。如：工业控制、仪器仪表、电讯技术、办公自动化和计算机外部设备、汽车与节能、商用产品、家用电器等。目前，单片机正朝着大容量片上存储器、多功能i/o接口、宽范围工作电源和低功耗方

15、向发展。要开发单片机的应用，不但要掌握单片机硬件和软件方面的知识，而且还要深入了解各应用系统的专业知识，只有将这两方面的知识融会贯通和有机结合，才能设计出优良的应用系统。参考文献1李全力.单片机原理及接口技术. 北京:高等教育出版社 . 2002 2林立.单片机原理及应用. 北京：电子工业出版社.20133余永权.单片机原理及应用.北京：电子工业出版社,1997.4周润景,张丽娜.基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真.北京：北京航空航天大学出版社,20065张俊谟. 单片机中级教程M. 北京：北京航空航天大学出版社，19996郭天祥.51单片机C语言教程.北京 电子工业出版社，200

16、2 1.仿真2.源程序/* 主函数 */#include#include1602.h#includekey.hsbit bell=P37;uchar key_value=0,key_zc=0;uchar key_flag16=0;uchar xs_flag16=0;uchar num=0,sec=0,ms=0,flag=0,bj=0;void init_timer()TMOD=0X01;TH0=(65536-2000)/256;TL0=(65536-2000)%256;ET1=1;ET0=1;EA=1;void main()uchar i=0,j=0,k=0;init();init_timer

17、();com(0x80);/*从第一行的第一个位置显示*for(j=0;j16;j+)dat(tablej);delay(5);while(1)key_value=keyscan();dlaj();if(key_value)if(key_flagkey_value)flag-;key_flagkey_value=0;elseflag+;key_flagkey_value=1;com(0xc0);for(i=0;i16;i+)if(key_flagi)dat(i/10+0x30);dat(i%10+0x30);com(0xc0+2*flag);for(i=0;i199)num=0;sec+;if

18、(sec=time&flag=0)sec=0;bell=1;bj=0;TR0=0;elsebell=0; /* END */#includesbit sz=P36; sbit jia=P32; sbit jian=P33; uchar count=0,time=11;/* 延时 */void delay_ms(unsigned char x)unsigned char i;while(x-)for(i=125;i0;i-);/*/unsigned char keyscan()P1=0XFe;if(P1!=0XFe)delay_ms(1);if(P1!=0XFe) if(P1=0Xee)whil

19、e(P1!=0XFe);return 0x01;if(P1!=0XFe) if(P1=0Xde)while(P1!=0XFe);return 0x02;if(P1!=0Xfe) if(P1=0Xbe)while(P1!=0XFe);return 0x03;if(P1!=0Xfe) if(P1=0X7e)while(P1!=0XFe);return 0x04;P1=0XFd;if(P1!=0XFd)delay_ms(1);if(P1!=0XFd) if(P1=0Xed)while(P1!=0XFd);return 0x05;if(P1!=0Xfd) if(P1=0Xdd)while(P1!=0X

20、Fd);return 0x06;if(P1!=0Xfd) if(P1=0Xbd)while(P1!=0XFd);return 0x07;if(P1!=0Xfd) if(P1=0X7d)while(P1!=0XFd);return 0x08;P1=0XFb;if(P1!=0XFb)delay_ms(1);if(P1!=0XFb) if(P1=0Xeb)while(P1!=0XFb);return 0x09;if(P1!=0Xfb) if(P1=0Xdb)while(P1!=0XFb);return 0x0a;if(P1!=0Xfb) if(P1=0Xbb)while(P1!=0XFb);retu

21、rn 0x0b;if(P1!=0Xfb) if(P1=0X7b)while(P1!=0XFb);return 0x0c;P1=0XF7;if(P1!=0XF7)delay_ms(1);if(P1!=0XF7) if(P1=0Xe7)while(P1!=0XF7);return 0x0d;if(P1!=0Xfd) if(P1=0Xd7)while(P1!=0XF7);return 0x0e;if(P1!=0Xf7) if(P1=0Xb7)while(P1!=0XF7);return 0x0f;if(P1!=0Xf7) if(P1=0X77)while(P1!=0XF7);return 16;re

22、turn 0;void dlaj()if(sz=0|jia=0|jian=0)delay_ms(1);if(sz=0|jia=0|jian=0) if(sz=0)count+;if(count3)count=0;while(!sz);if(jia=0)if(count=1)time+;com(0xc5);dat(t);dat(i);dat(m);dat(e);dat(:);dat(time/10+0x30);dat(time%10+0x30);while(!jia);if(jian=0)if(count=1)time-;com(0xc5);dat(t);dat(i);dat(m);dat(e);dat(:);dat(time/10+0x30);dat(time%10+0x30);while(!jian);#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit rs=P25;sbit rw=P26;sbit lcden=P27;uchar code table= DLBJXT ;/第一行显示的字符串/* 延时delay函数 */void delay(uchar x)uchar i;while (x-!=0)for(i=0;i110;i+