基于單片機(jī)的報(bào)警器系統(tǒng)研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-17 12:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 序要求，因此在編程過程中要多加注意，以下為DS18B20典型工作時(shí)序簡介。(1）復(fù)位時(shí)序。使用DS18B20時(shí)，首先需將其復(fù)位，然后才能執(zhí)行其他命令。復(fù)位時(shí)，主機(jī)將數(shù)據(jù)線激發(fā)為低電平并保持480960μs，然后釋放數(shù)據(jù)線，再由上拉電阻將數(shù)據(jù)線拉升1560μs，然后再由DS18B20發(fā)出響應(yīng)信號，以將數(shù)據(jù)線激發(fā)成低電平60240μs，這樣，就完成了復(fù)位操作。圖39 DS18B20復(fù)位時(shí)序圖(2）寫時(shí)序。在主機(jī)對DS18B20寫數(shù)據(jù)（主機(jī)對DS18B20發(fā)送各種命令）時(shí)，現(xiàn)將數(shù)據(jù)線激發(fā)為低電平，該低電平應(yīng)大于1μs。然后根據(jù)寫“0或?qū)憽?”來使數(shù)據(jù)線變高或繼續(xù)為低。DS18B20將在數(shù)據(jù)線變成低電平后1560μs對數(shù)據(jù)線進(jìn)行采樣。要求寫入DS18B20的數(shù)據(jù)持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于60μs而小于120μs，兩次寫數(shù)據(jù)之間的時(shí)間間隔應(yīng)大于1μs。 圖310 寫時(shí)序圖(3）讀時(shí)序。當(dāng)主機(jī)從DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)先向數(shù)據(jù)線激發(fā)出低電平，然后釋放，以使數(shù)據(jù)線再升為高電平。DS18B20在數(shù)據(jù)線從高電平變?yōu)榈碗娖降?5μs內(nèi)將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上。主機(jī)可在15μs后讀取數(shù)據(jù)線以獲得數(shù)據(jù)。 圖311 讀時(shí)序圖選用DS18B20溫度傳感器。DS18B20可以把溫度直接轉(zhuǎn)化為串行數(shù)字信號，使用中不需要附加電路，但與主機(jī)通信有嚴(yán)格的時(shí)序要求。溫度檢測模塊原理圖如下圖211所示，DS18B20選用默認(rèn)的12位精確的分辨率，此時(shí)輸出端DQ輸出的溫度值為16位二進(jìn)制補(bǔ)碼的表達(dá)形式，將數(shù)據(jù)傳入單片機(jī)進(jìn)行處理。圖312溫度檢測模塊原理圖 溫度顯示模塊驅(qū)動(dòng)模塊選擇，,而74HC245輸出高電平為5V。由于74HC245與74LS245相比價(jià)格較貴，因此設(shè)計(jì)中選用74LS245。限流電阻阻值計(jì)算，由于七段數(shù)碼管工作電壓為2V,。而七段數(shù)碼管每位正常工作的電流為2mA,而4位七段數(shù)碼管的每一個(gè)相同段位又是并聯(lián)的形式連接的，為了保證每位亮度相同，因此每位段位電流應(yīng)該為2Ma*4=8mA，即流過限流電阻的電流為8mA。因此限流電阻的阻值=，實(shí)際設(shè)計(jì)中采用220Ω的電阻作為限流電阻。 如圖314所示，電路采用4位七段共陰LED數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)溫度值，采用74LS245增加I/O口的驅(qū)動(dòng)能力。 74LS245用來驅(qū)動(dòng)LED或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)，74LS245引腳圖如313所示。 （1）74LS245還具有雙向三態(tài)功能，即可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 （2）當(dāng)8951單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過PO最大負(fù)載能力時(shí)必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。 （3）當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號由B向A傳輸（接收）； （4）DIR=“1”，信號由A向B傳輸（發(fā)送）；當(dāng)片選端/CE為高電平時(shí)A、B均為高阻狀態(tài)。圖313 74LS245引腳圖 （5)由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時(shí)74LS245的三態(tài)控制端/1G和/2G接地，P2口與驅(qū)動(dòng)器輸入線對應(yīng)相連。P0口與74LS245輸入端相連，/E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。8051的/BD和/PSEN有效時(shí)，74LS245輸入（）其他時(shí)間處于輸出（）。圖314 LED顯示電路 溫度顯示模塊電路設(shè)計(jì)如圖314所示，74LS245的使能端和方向控制端同時(shí)接地，此時(shí)74LS245的工作狀態(tài)為數(shù)據(jù)由B向A傳送。七段數(shù)碼管段選位通過限流電阻接到74LS245的A總線，74LS245的B總線接單片機(jī)的P2口。由于室內(nèi)溫度不會(huì)超過100℃，因此顯示時(shí)百位不加以顯示。而北方有些地區(qū)冬天是較冷，室內(nèi)溫度有可能達(dá)到0℃以下，因此顯示符號位。因此用4位七段數(shù)碼管顯示溫度，4位分別顯示符號位、十位、個(gè)位、一位小數(shù)位。數(shù)碼管的4位位選位接晶體管集電極。 圖315 溫度顯示模塊原理圖 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì):程序開始時(shí)，DS18B20初始化，發(fā)溫度轉(zhuǎn)換器命令，讀溫度值并存儲(chǔ)然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示，,否則重新開始循環(huán)。匯編語言程序源代碼（見附錄C） 。 開始 DS18B20初始化 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令 讀溫度值并存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)處理 顯示 N 是否為0 Y 結(jié)束 圖41主程序設(shè)計(jì) 顯示子程序取溫度，如果溫度為負(fù)值顯示負(fù)號延時(shí)，否則顯示百位延時(shí)，顯示十位延時(shí)，顯示個(gè)位延時(shí)，顯示小數(shù)位延時(shí)然后返回。匯編語言子程序源代碼（見附錄C） 取溫度 溫度為負(fù) Y N 顯示百位，延時(shí) 顯示負(fù)號，延時(shí) 顯示十位，延時(shí) 顯示個(gè)位，延時(shí) 顯示小數(shù)位，延時(shí) 返回 圖42顯示子程序 第五章 系統(tǒng)仿真調(diào)試 由于Proteus軟件元件庫中沒有MQ7氣體傳感器，由于MQ7氣體傳感器兩信號輸出端為電阻信號，由附錄A中MQ7靈敏度特性可得RS阻值范圍為2～20KΩ，所以仿真時(shí)MQ7氣體傳感器由20KΩ的滑動(dòng)變阻器代替。（1）當(dāng)沒有煤氣、天然氣泄漏時(shí)，Rs阻值應(yīng)該在20KΩ左右，此時(shí)該檢測模塊的輸出端為高電平，此時(shí)LED 發(fā)光。（仿真效果見圖51）（2）當(dāng)有煤氣、天然氣泄漏時(shí)，Rs阻值應(yīng)該在2KΩ左右，此時(shí)該檢測模塊的輸出端為低電平，此時(shí)LED 熄滅。 圖51氣體檢測仿真效果 聲光報(bào)警模塊調(diào)試將編輯好的程序通過單片機(jī)下載器下載到單片機(jī)中，將單片機(jī)插入面包板，20腳、40腳分別接地和5V電源。蜂鳴器與LED串聯(lián)，正端接5V電源。當(dāng) ，LED熄滅，蜂鳴器不報(bào)警；，LED閃爍，同時(shí)蜂鳴器以相同頻率發(fā)聲報(bào)警。與理論值之間存在一定的誤差，產(chǎn)生誤差的原因有：（1)，而不是12MHz，從而使單片機(jī)機(jī)器周期大于1μs而理論計(jì)算時(shí)按1μs計(jì)算，從而產(chǎn)生誤差。（2)單片機(jī)定時(shí)程序指令執(zhí)行時(shí)，有一定的執(zhí)行時(shí)間，而此時(shí)間與1s相比較小，編程時(shí)將其忽略，從而導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。（3)同時(shí)，測量信號也受實(shí)驗(yàn)器材、環(huán)境等諸多因素的影響。設(shè)計(jì)中對方波信號的要求不是很高，因?yàn)榉讲ㄐ盘柕闹芷谥挥绊憟?bào)警的頻率，并不影響報(bào)警功能，因此不需要對其進(jìn)行修改。 溫度部分仿真當(dāng)溫度為正值時(shí)，℃，℃，顯示結(jié)果
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