基于單片機(jī)的簡易報(bào)警器
一、需求分析
現(xiàn)代社會，家庭安全、財(cái)產(chǎn)安全和社會公共安全已成為人們普遍關(guān)注的問題。盜賊破門而入、爬窗而出，博物館展品無故丟失，江河水位上漲……這一系列問題都和人們生活息息相關(guān)。
針對這類現(xiàn)象，今利用單片機(jī)的原理，特設(shè)計(jì)了一款簡易報(bào)警器，來解決這些問題。
二、設(shè)計(jì)規(guī)劃
1、整體構(gòu)思系統(tǒng)，確定工作原理。
2、用Protel99設(shè)計(jì)電路圖，確定所需元件參數(shù)，并由此設(shè)計(jì)PCB圖。
3、購買所需元件和實(shí)驗(yàn)板，依據(jù)PCB焊接電路。
4、用KeilC51編寫程序，并用仿真器仿真通過，下載至芯片AT89S52。
5、調(diào)試硬件系統(tǒng)，符合預(yù)期構(gòu)想。
6、創(chuàng)新改進(jìn)系統(tǒng)。
三、原理設(shè)計(jì)
原理簡介
通過單片機(jī)AT89S52控制紅色LED2、綠色LED1、蜂鳴器U1和監(jiān)測信號端口J2，C3排除干擾信號。圖中S2、EC1和R2組成單片機(jī)復(fù)位電路，三極管Q0起音頻放大作用，晶振Y0為12MHz，J1接DC5V電源。
工作描述
安全情況下，綠燈點(diǎn)亮，紅燈熄滅，喇叭無聲;一旦信號監(jiān)測端口有脈沖或電平變化(依場合設(shè)置為高脈沖或低脈沖，高電平或低電平)出現(xiàn)，即觸發(fā)報(bào)警器進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)，紅綠燈交替閃爍，喇叭發(fā)出警報(bào)聲。
除非關(guān)閉電源或按下復(fù)位鍵，否則會報(bào)警不止，從而達(dá)到報(bào)警目的。
四、硬件設(shè)計(jì)
1、PCB的設(shè)計(jì)
PCB屬性：單面板7.62×5.08cm2 (可依場合小型化)
2、元器件清單
3、元件安裝圖
4、布線圖
五、單片機(jī)程序
1、程序流程圖
2、C語言程序
#include
#define Signal 0x00 //脈沖信號定義
sbit LED_G=P0^0; //綠燈驅(qū)動(dòng)端口
sbit LED_R=P0^1; //紅燈驅(qū)動(dòng)端口
sbit Pulse=P2^0; //脈沖信號檢測端口
sbit Buzzer=P2^1; //喇叭驅(qū)動(dòng)端口
unsigned int Count=0;//閃爍時(shí)間計(jì)數(shù)
//延時(shí)1毫秒函數(shù)
void Delay_ms(unsigned int ms)
{
unsigned char Temp;
while(ms--)
for(Temp=0;Temp<120;Temp++);
}
//高脈沖信號掃描函數(shù)
unsigned char Key_Scan()
{
if(Pulse==0)
{
Delay_ms(100);
if(Pulse==1)
{
Delay_ms(200);
return Signal;
}
else return 0xff;
}
else return 0xff;
}
//定時(shí)器0初始化
void Timer_Start()
{
TMOD=0x01;
TH0=0xfc;
TL0=0x18;
TR0=0;
ET0=1;
EA=1;
}
//定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)，閃燈和鳴喇叭
void Timer0_Serve()interrupt 1
{
TH0=0xfc;
TL0=0x18;
Count++;
if(Count>=200)
{
Count=0;
LED_G=~LED_G;
LED_R=~LED_G;
Buzzer=~Buzzer;
}
}
//主函數(shù)
void main()
{
unsigned char Key_Code;
Timer_Start();
LED_G=0;
LED_R=1;
Buzzer=1;
Pulse=1;
while(1)
{
Key_Code=Key_Scan();
switch(Key_Code)
{
case Signal:TR0=1;break;
default:break;
}
}
}
3、匯編程序
;程序名稱：
; 簡易報(bào)警器
;硬件資源：
; 紅色LED-------------P2.3
; 綠色LED-------------P2.4
; 蜂鳴器--------------P2.0
; 脈沖輸入------------P3.4
;-------------------------------------
;端口定義
ledg equ p2.4
ledr equ p2.3
bzzr equ p2.0
pls equ p3.4
;-------------------------------------
;數(shù)據(jù)存儲
pulse equ 20h.0
;-------------------------------------
;程序代碼
org 0000h
jmp main
org 0100h
;系統(tǒng)初始化
init :
clr pulse
setb ledr
clr ledg
setb bzzr
setb pls
ret
;延時(shí)ms毫秒
delay_ms:
mov r7,a
delay1 :mov r6,#5
delay2 :mov r5,#100
djnz r5,$
djnz r6,delay2
djnz r7,delay1
ret
;脈沖檢測
pls_ch :
jb pls,fail
mov a,#1
call delay_ms
jnb pls,succ
jmp fail
succ :setb pulse
jmp exit
fail :clr pulse
exit :ret
;報(bào)警信號產(chǎn)生
alarm :
cpl bzzr
cpl ledr
mov c,ledr
cpl c
mov ledg,c
ret
;主程序
main :
call init
scan :call pls_ch
jb pulse,start
jmp scan
start :call alarm
mov a,#200
call delay_ms
jmp start
end
說明：匯編程序的設(shè)計(jì)思路與C語言的有所不同，程序更高效和緊湊，建議選用。
六、應(yīng)用舉例
1、家庭安全：在J2端口接一個(gè)大面積按鍵，置于門口地毯之下，夜間打開報(bào)警器，只要有人踏上地毯，J2獲得一個(gè)低脈沖，即觸發(fā)報(bào)警，如果再在窗欞上安置一個(gè)滑觸開關(guān)，一同接入J2端口，則可達(dá)到綜合防盜目的。
2、文物安全：在J2端口接一個(gè)小按鍵，置于博物館文物之下，全天打開報(bào)警器，只要有人拿起文物，按鍵彈起，J2端口立即獲得一個(gè)高脈沖，即觸發(fā)報(bào)警，如果再增加同樣的檢測端口和指示燈，則可對多個(gè)文物同時(shí)監(jiān)控。
3、水利安全：在J2端口接一個(gè)浮力觸發(fā)裝置，放置在江邊，設(shè)定水位報(bào)警點(diǎn)，一旦達(dá)到危險(xiǎn)水位，同樣報(bào)警，如果在江邊安置一個(gè)水位到電壓的傳感器，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測水位變化。
……
七、功能擴(kuò)展
在脈沖端口接入一個(gè)溫度傳感器，如DS18B20，單片機(jī)通過對溫度采樣，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度超限報(bào)警。
……
說明：本報(bào)警器作為一個(gè)簡單的單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)，而且可依據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)。
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