【正文】 成2個RS232C接收器。4 基于DTMF報警系統(tǒng)軟件設計 分機主程序的設計圖19 分機程序流程圖分機程序主要解決一下幾個問題：首先是每5分鐘發(fā)一次通信碼，已解決斷路報警問題。通過檢測Time5flag標志位來進行發(fā)送。Time5flag主要是在定時其中斷程序中定時，每5分鐘置一次該標志位。其次是解決斷路報警問題，當報一次警后，紅外對射仍為報警的情況下，繼續(xù)報警，但如果三次報警后仍為報警狀態(tài)，則停止報警。 分機中斷處理子程序的設計圖20 分機中斷處理子程序流程圖分機中斷程序主要是通過定時器中斷進行定時，主要完成兩個定時：一個是5分鐘定時，沒有條件，只要到5分鐘就置Time5flag標志位。一個是1分鐘定時，有條件定時，當有紅外報警信號觸發(fā)時，報警后一分鐘在進行檢測。 主機主程序的設計圖21 主機主程序流程圖主機程序主要解決一下幾個問題：首先是檢測超時報警標志dulflag，主要是在定時其中斷程序中定時，每10沒有收到通信碼進行斷路報警，顯示“EEEE”，并通過MAX232發(fā)給計算機。其次時檢測分機摘機，當檢測到分機摘機時，本機摘機，鏈接到電話線上，進行DTMF解碼。最后是解決DTMF譯碼功能，通過累加求和的方法對接收的DTMF信號進行校驗，若校驗正確，則將報警信息通過MAX232發(fā)給計算機。 主機中斷處理子程序的設計圖22 主機中斷處理子程序流程圖主機中斷程序主要是通過定時器中斷進行定時，主要完成10分鐘定時，沒有條件，只要到10分鐘就置Dluflag標志位。但再次期間如果收到通信碼，則清該標志位。5 硬件電路調(diào)試實驗與整體運行調(diào)試本裝置的調(diào)試主要分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試等三大部分。經(jīng)過初步的分析設計后，在制作硬件電路的同時，調(diào)試也在穿插進行。這樣有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，而且不會因為一個小問題而進行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時間。軟件編程中，我是首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。聯(lián)機調(diào)試是最重要的一部分，同時也是本裝置成功的關鍵。有許多新問題都不是很容易解決的。單片機應用系統(tǒng)硬件調(diào)試技巧:在單片機開發(fā)過程中,從硬件設計到軟件設計幾乎是開發(fā)者針對本系統(tǒng)特點親自完成的。這樣雖然可以降低系統(tǒng)成本,提高系統(tǒng)的適應性,但是每個系統(tǒng)的調(diào)試占去了總開發(fā)時間的2／3,可見調(diào)試的工作量比較大。單片機系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是不能分開的,許多硬件錯誤是在軟件調(diào)試中被發(fā)現(xiàn)和糾正的。但通常是先排除明顯的硬件故障以后,再和軟件結合起來調(diào)試以進一步排除故障。可見硬件的調(diào)試是基礎,如果硬件調(diào)試不通過,軟件設計則是無從做起。 分機部分功能的調(diào)試由于分機要實現(xiàn)紅外對射檢測，DTMF發(fā)碼，因此，分機的調(diào)試分為紅外對射報警功能調(diào)試、模擬摘機功能調(diào)試、短路報警功能調(diào)試、斷路報警功能調(diào)試[17]。為防止當人通過時，紅外對射報警信號不能識別，對分機紅外對射報警功能調(diào)試，由于平時無人通過時，該點電平為高電平，當有人通過紅外對射時，該點電平為為低電平。經(jīng)過測試，可以發(fā)現(xiàn)，紅外、對射能夠完成該項功能。為了調(diào)試模擬摘機功能，讓人經(jīng)過紅外對射，如果該點電壓為高電平則表示摘機成功，摘機后電話線上的電壓有48V下降到12V左右。如果為低電平，表示摘機未成功。為了調(diào)試短路報警，在紅外對射上用物體進行遮擋，這時，觀察分機發(fā)射LED的情況，因為程序中已經(jīng)讓LED每發(fā)一次報警碼就閃一次，因此可以通過觀察LED閃的情況來檢測該功能。實際測試中，當把紅外對射遮上時，LED每個1分鐘閃了一次，共閃了3次。說明實現(xiàn)了該功能，即當紅外對射被物體遮擋時，分機每1分鐘發(fā)一次報警碼，發(fā)3次就不再發(fā)送，以免總發(fā)送而使得真正的報警信息被干擾掉。為了防止斷路報警，解決漏報問題，分機紅外對射報斷路報警功能調(diào)試在最尾端加一個專門發(fā)通信碼的分機，每隔三分鐘發(fā)送一個通信碼。當連上該分機時，當通信碼發(fā)射時，主機的LED顯示器上顯示“LLLL”，表示線路正常，當去掉該分機時，主機10分鐘接收不到該通信碼，主機的LED顯示器上顯示“EEEE”，表示線路短路。 主機部分功能的調(diào)試由于主機要實現(xiàn)DTMF解碼、顯示、送上位機處理顯示，因此，分機的調(diào)試分為顯示器部分調(diào)試、分機摘機檢測功能調(diào)試、主機模擬摘機功能調(diào)試、主機RS232通信功能調(diào)試、主機與分機DTMF通信功能調(diào)試。 顯示器部分調(diào)試顯示器部分調(diào)試為了使調(diào)試順利進行,首先將AT89C2051與LED顯示分離，這樣就可以用靜態(tài)方法先測試LED顯示，分別用規(guī)定的電平加至控制數(shù)碼管段和位顯示的引腳，看數(shù)碼管顯示是否與理論上一致。不一致，一般為LED顯示器接觸不良所致，必須找出故障，排除后再檢測AT89C2051電路工作是否正常。平時電話線電壓為48V直流電壓，所以經(jīng)整流橋之后，電阻R15 ,R21分壓之后，Q1的基極處于高電壓狀態(tài)，所以平時電路導通。當分機摘機以后，用萬用表測試改點電壓，若改點電壓為高點平，則表示分機已經(jīng)摘機，否則，表示為摘機。主要為摘機的原因是電阻R15 ,R21的選擇問題上，經(jīng)過反復測量，R15 選1M，R21選2M。為了調(diào)試模擬摘機功能，當檢測到分機摘機后，如果該點電壓為高電平則表示摘機成功。如果為低電平，表示摘機未成功。為了調(diào)試與上位機通信功能，編寫一個波特率為1200baud串口發(fā)射程序，上位機采用串口調(diào)試助手，選擇波特率1200baud，無校驗位，8位通信位，1位停止位的通信格式，可以通過串口調(diào)試助手觀察主機送的數(shù)據(jù)是否正確。主要出現(xiàn)的問題是主機的通信波特率選擇與上位機不符，經(jīng)調(diào)整下位機軟件程序，最終調(diào)試通過。雙音多頻檢測是整體電路一個比較重要的過程，它的調(diào)試主要圍繞著雙音多頻編碼芯片MT5087和解碼芯片8870展開的。在此部分的制作的前期，我采用的芯片是CM8870CPI。開始連接電路調(diào)試時，整體電路工作很正常，后來這塊芯片使用大約一個星期左右的時間，解碼電路經(jīng)常會出現(xiàn)解碼出錯的情況。經(jīng)過仔細檢查電路，仿真機單步執(zhí)行進行調(diào)試，確認硬件電路無誤，診斷為CM8870CPI的問題。根據(jù)我的初步分析認定可能是芯片老化的原因，后更換為MT8870DE發(fā)現(xiàn)本裝置工作很正常，而且換上MT8870DE工作了將近一個月，整體電路沒有發(fā)生任何解碼誤碼情況，MT8870DE在最后的聯(lián)機調(diào)試過程中也沒有出現(xiàn)任何問題。 整個系統(tǒng)聯(lián)調(diào)采用有線調(diào)試，首先讓人經(jīng)過紅外線對射區(qū)域時，紅外對射被遮擋，會觸發(fā)繼電器給出低電平，分機電路板得到此信號后，將報警信號通過MT5087將報警信號傳到終端主機控制器，主機控制器通過MT8870對分機送來的雙音多頻信號進行解碼，然后在LED上顯示出來，并通過MAX232將報警信息發(fā)送給計算機，通過觀察上位機的管理軟件進行顯示。通過在分級調(diào)試成功的基礎上進行級聯(lián)調(diào)試，一個一個點的測試，保證各個測試點的電壓正常，排除電路中的故障，在簡單數(shù)據(jù)傳輸正常的情況下，逐漸增大軟件的功能，從硬件的調(diào)試過渡到軟件的調(diào)試和軟硬的混合調(diào)試，直到整個系統(tǒng)工作正常。和上位機連調(diào)后的結果如圖23所示：圖23 和上位機連調(diào)后的結果當有人通過1號分機紅外對射時，1號庫顯示紅色，表示一號紅外對射分機檢測到報警，并通過DTMF技術發(fā)給主機控制器，同時主機控制器將該報警信息發(fā)送給上位機，與上位機通信為波特1200baud，無校驗位，8位通信位，1位停止位的通信格式，整個連調(diào)成功。結 論經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我覺得自己學到了不少東西。通過此次設計使我掌握了DTMF雙音多頻工作原理及系統(tǒng)的設計，設計一個可以對報警范圍內(nèi)有效報警的系統(tǒng)，能夠?qū)缶畔⒓皶r準確地上傳，能夠?qū)€路中的短路和斷路情況進行處理，以免誤報和漏報。 研究并設計與本設計有關的應用程序。我覺得通過這次設計對單片機學習方面有所收獲。歸納起來，主要有以下幾點： （1）大學三年多的時間都是在學習通信理論基礎知識，并未真正地去應用和實踐。由于我是校學生科協(xié)的成員，平時已經(jīng)掌握了一定的基礎，動手能力也還可以。但是經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我接觸到了更多平時沒有接觸到的儀器設備、元器件以及相關的使用調(diào)試經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會到了所學理論知識的重要性：知識掌握得越多，設計得就更全面、更順利、更好。（2）了解進行一項相對比較大型的科技設計所必不可少的幾個階段。畢業(yè)設計能夠從理論設計和工程實踐相結合、鞏固基礎知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識相結合、個人作用和集體協(xié)作相結合等方面全面的培養(yǎng)學生的全面素質(zhì)。我經(jīng)過這次系統(tǒng)的畢業(yè)設計，熟悉了對一項課題進行研究、設計和實驗的詳細過程。這些在我們在將來的工作和學習當中都會有很大的幫助。 （3）在這當中也碰到了許多問題，萬事開頭難，一開始也有點無從著手，學會了怎樣查閱資料和利用工具書。平時課堂上所學習的知識大多比較陳舊，作為通信工程的學生，由于專業(yè)特點自己更要積極查閱當前的最新通信資料。一個人不可能什么都學過，什么都懂，因此，當你在設計過程中需要用一些不曾學過的東西時，就要去有針對性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己的應用能力，而且還能增長自己見識，補充最新的專業(yè)知識。（4）實踐能力得到了進一步提高，在調(diào)試過程中積累了一些經(jīng)驗。（5）畢業(yè)設計對以前學過的理論知識起到了回顧作用，并對其加以進一步的消化和鞏固。（6）畢業(yè)設計培養(yǎng)了嚴肅認真和實事求是的科學態(tài)度。而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對應的工程意識，同學之間的友誼互助也充分的在畢業(yè)設計當中體現(xiàn)出來了。通過相互的討論以及同學之間相互幫助，最終問題也能迎刃而解了。（7）在最終的設計中也許有些想法還不是很完善，功能實現(xiàn)也沒有那么的全面，但是本系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了設計的要求，對于還存在著一些不足之處，希望在以后的學習中能繼續(xù)將此系統(tǒng)加以改善。致 謝經(jīng)過這次畢業(yè)設計，我覺得自己學到了不少東西。學會了如何運用Protel繪制電路圖和Keil C語言編程序，從中了解中央控制器AT89C2051，DTMF信號發(fā)生器發(fā)送MT5087和接收MT8870芯片使用，還了解與我同一組的同學做的課題的思路，這對我今后的工作將會有很大的幫助。以后要自己試著動手設計，進行軟件與硬件的結合，自身不斷地加以鍛煉，不斷地提高專業(yè)素質(zhì)，在學校里有著如此優(yōu)異的實踐環(huán)境，要好好地把握機會，不斷地實踐，為以后步入社會打下良好的基礎。最后，由衷地感謝何友國老師在畢業(yè)設計期間對我的精心指導。在課題的研究過程中，老師給予了我細心的指導，多次聽取匯報，多次講解推敲，老師為人師表的高尚品德，實事求是的科學態(tài)度，一絲不茍的治學作風，嚴謹求實的治學態(tài)度和對我的嚴格要求，都對我本次論文的研究工作產(chǎn)生了積極重要的影響，而且使我獲益非淺，終生難忘。參考文獻[1] 李傳南，王建剛，李寶華. 單片機與DTMF信號收發(fā)芯片MT8880的直接接口設計[J]. 電子與自動化, 2007,10(2): 23～24[2] 張有德，趙志英. 單片微機原理應用與實驗[M]. 上海：復旦大學出版社, ： 103105[3] 樊振方，彭愛華. 基于GSM 網(wǎng)絡的汽車防盜報警系統(tǒng)設計[J].電子技術應用, 2007,32(3): 1112[4][J]. 自動化與儀表, 2007,16(6): 4851[5]懷偉，尹志強. 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