【文章內(nèi)容簡介】 的報警電路采用蜂鳴器，如圖 25所示。當(dāng)連續(xù) 3次輸入錯誤密碼后，F(xiàn)MQ 引腳有高電平變?yōu)榈碗娖綇亩龢O管處于導(dǎo)通狀態(tài) 就會驅(qū)動報警電路， 二極管點亮、 蜂鳴器不停地響，以示警報。其中， R２ 阻值為 1kΩ 。三極管為 8550。 8550是 PNP 型中功率高頻三極管，最大耗散功率為 700mW，在此電路中起功率放大作用。 圖 25 聲光 報警電路 電源輸入電路 電源輸入電路如圖 26 所示， 由于目前那種 5V 輸出的直流電源 普遍 使用 因此本基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 8 系統(tǒng)采用這種供電方式 當(dāng) 接入該電源后再經(jīng)過一個大電容濾波使輸入電流更加平穩(wěn) ， 該電源的設(shè)計 方便，易用，可重復(fù)利用。 圖 26 電源輸入電路 圖 27 電源實物圖 AT24C02 存儲電路 按 I2C 總線電氣標(biāo)準(zhǔn)， AT24C02 與硬件接口如圖 28 所示。 SDA 與 SCL 線 接 10K的上拉電阻 接到 5V 的電源 VCC，三根地址線均接地。 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 9 圖 28 AT24C02 存儲 電路 LCD 1602 顯示電路 LCD1602 液晶顯示模塊基本技術(shù)： 1）、主要功能 A、 40通道點陣 LCD 驅(qū)動 。 B、 可 選擇當(dāng)作行驅(qū)動或列驅(qū)動 。 C、 輸入 /輸出信號 :輸出 ,能產(chǎn)生 202 個 LCD驅(qū)動波形 。輸入 ,接受控制器送出的串行數(shù)據(jù)和控制信號 ,偏壓 (V1∽V6)。 D 、 通過單片機控制將所測的頻率信號讀數(shù)顯示出來 2）、技術(shù)參數(shù) 1 VSS 電源地 2 VDD 電源正極 3 VL 液晶顯示偏壓 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 5 R/W 讀 /寫選擇 6 E 使能信號 714 D0— D7 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 16 BLK 背光源負(fù)極 表 29 LCD1602 引腳接口說明表 該報警器的顯示模塊是采用 LCD1602 液晶顯示 ， LCD_01—— LCD_08 接到單片機的 P0 口， RS、 RW、 EN 接到 引腳、 R1 為調(diào)節(jié) LCD1602 的背光亮度。具體如下圖所示： 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 10 圖 210 LCD1602 的外接電路 檢測電路 (1)為了使該裝置具有更高的安全性能、根據(jù)環(huán)境的變化設(shè)計了在沒有密碼的情況下使用暴力手段破壞保險箱，在這種情況下，一直處在黑暗的光敏電阻受到強光照射阻值 會變小由 LM741 比較器輸出低電平、檢測到 LM741 輸出端口電平變化就發(fā)出報警信號、若是在正常輸入密碼而且正確的情況下就解除發(fā)出報警信號、電路如下圖： 圖 211 亮度 檢測電路 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 11 (2)LM741 引腳圖管腳圖通用型集成單運放 LM741。 LM741 的管腳圖如 212所示，其特點是電壓適應(yīng)范圍較寬，可在 177。5 ～ 177。18V 范圍內(nèi)選用；具有很高的輸入共模、差模電壓，電壓范圍分別為 177。15V 和 177。30V ；內(nèi)含頻率補償和過載、短路保護(hù)電路；可通過外接電位器進(jìn)行調(diào)零，如附圖 212 所示。 圖 212 LM741 管腳 圖 震動傳感器模塊 圖 213 震動傳感器模塊 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 12 一 、主要芯片： LM39振動檢測探頭 二 、工作電壓：直流 35V 三 、特點： 具有信號輸出指示； 單路信號輸出； 輸出有效信號為低電平，指示燈亮； 帶安裝孔，安裝方便，靈活； 可用于檢測振動的場合等； 電路板輸出開關(guān)量，傳感器發(fā)生振動時，傳感器會輸出 TTL電 平信號，產(chǎn)品靈敏度高； 電路板的繪制于生產(chǎn) 采用 Protel DXP 2021 軟件繪制原理圖和 PCB 板。使用濕膜制版工藝制版 具體過程如下圖： 圖214 PCB 板 制作過程圖 裁板 拋光 刷油墨 烘烤 鉆孔 鍍錫 烘干 顯影 打印菲林 曝光 退膜 蝕刻 刷阻焊 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 13 第三章 軟件程序設(shè)計 軟件總設(shè)計流程圖 該保險箱報警器的 軟件總設(shè)計流程圖如圖 31 所示。 圖 31 軟件總設(shè)計流程圖 4 4 矩陣鍵盤掃描程序 當(dāng)鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少對 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，也稱為行列鍵盤，這是一種常見的連接方式。矩陣式鍵盤接口見圖 32所示，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。當(dāng)鍵被按下時，其交點的行線和列線接通，相應(yīng)的行線或列線上的電平發(fā)生變化， MCU 通過檢測行或列線上的電平變化可以確定哪個按鍵被按下。 開始 系統(tǒng)初始化 環(huán)境亮度檢測 鍵盤檢測 輸入密碼 密碼是否正確 num++ Num=3 密碼正確開啟保險箱 是 否 否 暗 結(jié)束 蜂鳴器報警 是 蜂鳴器報警 亮 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 14 圖 32 4 4矩陣鍵盤 圖 32 為一個 4 4行列結(jié)構(gòu)，可以構(gòu)成 16個鍵的鍵盤。很明顯，在按鍵數(shù)量多的場合，矩 陣鍵盤與獨立式按鍵鍵盤相比可以節(jié)省很多的 I/O 口線。 矩陣鍵盤不僅在連接上比單獨式按鍵復(fù)雜，它的按鍵識別方法也比單獨式按鍵復(fù)雜。在矩陣鍵盤的軟件接口程序中，常使用的按鍵識別方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法。這兩種方法的基本思路是采用循環(huán)查循的方法，反復(fù)查詢按鍵的狀態(tài)，因此會大量占用 MCU 的時間，所以較好的方式是采用狀態(tài)機的方法來設(shè)計，盡量減少鍵盤查詢過程對 MCU 的占用時間。 圖 32中， JP0 JP0 JP0 JP08 為 4 根列線，作為鍵盤的輸入口（工作于輸入方式）。 JP0 JP0 JP0 JP04 為 4 根 行線，工作于輸出方式，由 MCU（掃描）控制其輸出的電平值。 行掃描法也稱為逐行掃描查詢法，其按鍵識別的過程如下： (1)將全部行線 JP01－ JP04 置低電平輸出，然后讀 JP05－ JP08 四根輸入列線中有無低電平出現(xiàn)。只要有低電平出現(xiàn)，則說明有鍵按下（實際編程時，還要考慮按鍵的消抖）。如讀到的都是高電平，則表示無鍵按下。 (2)在確認(rèn)有鍵按下后，需要進(jìn)入確定具體哪一個鍵閉合的過程。其思路是：依次將行線置為低電平，并檢測列線的輸入（掃描），進(jìn)而確認(rèn)具體的按鍵位置。如當(dāng)JP05 輸出低電平時（ JP05=0、 JP06= JP07= JP08=1），測到 JP02 的輸入為低電平（ JP01= JP02=0、 JP03= JP04=1），則可確認(rèn)按鍵 S3 處于閉合狀態(tài)。通過以上分析可以看出， MCU 對矩陣鍵盤的按鍵識別，是采用掃描方式控制行線的輸出和檢測列線輸入的信號相配合實現(xiàn)的。 (3)矩陣按鍵的識別僅僅是確認(rèn)和定位了行和列的交叉點上的按鍵，接下來還要考慮鍵盤的編碼，即對各個按鍵進(jìn)行編號。在軟件中常通過計算的方法或查表的方法對按鍵進(jìn)行具體的定義和編號。 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 15 顯示 子 程序 本系統(tǒng)使用 LCD1602 實現(xiàn)顯示，只 要參照 LCD1602 的使用手冊進(jìn)行初始化和程序編寫就可以顯示，即在程序編寫中添加 LCD1602 的驅(qū)動程序。這里的驅(qū)動程序主要包括：初始化函數(shù)、設(shè)置顯示坐標(biāo)、寫字符函數(shù)及寫字符串函數(shù)。在時鐘界面時顯示時間的運行，在密碼鎖界面時主要顯示提示信息和輸入的密碼，當(dāng)然，當(dāng)輸入密碼數(shù)字時，輸出不是顯示數(shù)字，而是用“ *”顯示代替。 密碼修改子程序 修改密碼時，先輸入舊密碼，如果輸入的密碼正確，再輸入新密碼，否則返回；輸入新密碼后要求再次輸入新密碼，當(dāng)兩次輸入的新密碼一致時，然后存儲到AT24C02 中，否則重新輸入 新密碼。修改密碼時，如果連續(xù) 二 次輸入的舊密碼都不正確，報警電路響應(yīng)。 修改密碼程序流程圖如圖 34所示 。 讀 /寫 AT24C02子程序 當(dāng)對 AT24C02 操作時，在總線空閑狀態(tài)下發(fā)送起始信號后，主器件向總線傳送第一個字節(jié)始器件的寫地址，第二個字節(jié)是要操作的器件內(nèi)部 RAM 地址，如果是寫操作，則在第三個字節(jié)傳送開始數(shù)據(jù)，最后是停止信號；如果是主器件向從器件的讀操作，第三個字節(jié)寫入從器件的地址，然后等待讀數(shù)據(jù)，最后是停止信號。每傳送一個字節(jié)信號后，接收器將使 SDA 拉低，以產(chǎn)生應(yīng)答信號 。 圖 33 AT24C02 管腳功 圖 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 16 該保險箱報警器的密碼修改流程如下圖所示 ： 圖 34 密碼 修改 程序流程圖 開始 輸入舊密碼 判斷密碼 第一次 與第二次 新密碼輸入 判斷兩次輸入密碼是否一致 修改成功 否 是 否 是 結(jié)束 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 17 結(jié)論 通過本次的基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計與制作的畢業(yè)設(shè)計，使我明白，許多功能模塊與單片機系統(tǒng)結(jié)合起來，設(shè)計了一種基于單片機的保險箱報警器。該裝置精度高，電路簡單，操作靈活，具有良好的應(yīng)用前景。單片機控制的報警器符合電力電子新技術(shù)產(chǎn)品向“四化”方向發(fā)展的要求，即應(yīng)用技術(shù)的高頻化、硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、軟件控 制的數(shù)字化、產(chǎn)品性能的綠色化。 另外，該報警器采用單片機控制，可以在軟件算法上不斷地進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn) 報警器的安全性 ；在硬件上也可以進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)大它的應(yīng)用領(lǐng)域。 在利用單片機設(shè)計簡易 報警器 的整個設(shè)計過程中，從電路的設(shè)計，元器件的采購，電路的調(diào)試，程序的編寫以及最后的電路板的制作親自參與了設(shè)計與制作，這對我對于理論和實際相結(jié)合有了新的認(rèn)識。 單片機目標(biāo)系統(tǒng)裝完之后，應(yīng)該首先認(rèn)真細(xì)致地檢查一遍： 根據(jù)硬件電路原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查線路的正確性，并檢查元器件安裝是否正確。常常要注意的是芯片及放大器和 光敏電阻 的 特性 性、 電容器的耐壓和極性、電阻的阻值和功率是否與設(shè)計圖紙相符，重點檢查系統(tǒng)總線間或總線與其它信號線間是否存在短路； 總之，一個 畢業(yè)課題的 設(shè)計，讓我明白了，如果沒有足夠的理論知識，那么在完成這個課設(shè)的過程中是有很大困難的，還有就是不懂了就要問，勤學(xué)好問才能讓我們越學(xué)越多，最后感謝輔導(dǎo)我的老師和同學(xué)們，他們讓我深切的明白了團(tuán)結(jié)才是力量！ 基于單片機的保險箱報警器的設(shè)計 18 致謝 首先我要向我的指導(dǎo)老師表示感謝，本設(shè)計在彭老師的精心指導(dǎo)下順利完成。在設(shè)計與制作的過程中有許許多多的困難，通過老師的知道與 上網(wǎng)查資料，多次的實踐才最終把這個設(shè)計完成，通過本次的設(shè)計使我學(xué)到了很多的知識，學(xué)到在書本上學(xué)不到的知識，我再次感謝我的知道老師，同時也對曾經(jīng)教導(dǎo)過我的所有老師表示衷心的感謝。 論文得以順利完成，要感謝的人實在太多了。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師王曉楠 老師，您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開闊的思維，循循善誘的指導(dǎo)一直給我很大的幫助。當(dāng)我對論文的思路感到迷茫時，您為我理清思路，指導(dǎo)我往一條比較清晰的思路上進(jìn)行修改。在論文的不斷修改中，我也努力做到及時積極地跟胡老師交流，因為我覺得這樣可以使得我的論文更加完善。在這里還要深 深的對您說上一句抱歉，因為我的懶散和懈怠，令您費盡苦心并且?guī)捉?。論文的最終完成，也是一波三折。在不斷完善和修改的過程中，也讓我更加懂得“一分耕耘才有一分收獲”的道理。再次對您表示感謝，師恩偉大，無以回報。 然后還要感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識的老師，每一位老師的悉心教導(dǎo)都是我完成這篇論文的基礎(chǔ)。特別是何老師一直以來對我的鼓勵和支持，跟我一起討論我們共同的興趣愛好，并在我陷入困境的時候給予我最中肯的指點，大學(xué)里有這兩位恩師的存在讓我少走了很多彎路。何老師，雖然學(xué)生沒有能力和膽量去實踐自己心中的夢想，但是您 對我的寄語會一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實現(xiàn)的那一天。人生是那么的不確定，學(xué)生絕對不會甘于平庸和妥協(xié) 最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝 。 基于單片機的