【正文】 個電源，并保證其良好的共地。軟件抗干擾屬于單片機系統(tǒng)自身防御行為，其前提條件是：系統(tǒng)中抗干擾軟件不會因干擾而損壞。（1）程序結構化，功能模塊化編程時不能讓程序任意跳轉，否則整個程序會糾纏在一起，便于程序維護，而且對軟件抗干擾方案的實施有著十分重要的意義。在系統(tǒng)中把整個程序分解為若干個功能模塊，每個功能模塊是一個正規(guī)程序。（2）狀態(tài)信號的抗干擾輸入方法干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，在采集某一狀態(tài)信號時，可以多次重復采集，只有連續(xù)兩次采集結果一致時才視為有效；在各次采集狀態(tài)信號之間增加一段延時，能對抗較寬的干擾。（3）CPU抗干擾技術CPU屬于高速數字器件，易受干擾的有運算器、控制器以及控制寄存器，當外界干擾串入時，很可能通過三總線改寫CPU寄存器的內容，導致初始化錯誤。尋址失敗乃至系統(tǒng)癱瘓；當程序受到干擾后，和可能打亂CPU的正常執(zhí)行程序。如果攔截失去控制的程序流程，如果使系統(tǒng)的損失減少，盡可能恢復系統(tǒng)的正常狀態(tài)是本系統(tǒng)需要考慮的一項重要內容。系統(tǒng)采取的措施是在各段程序中，對單片機及片外擴展器件的各種功能、斷口、方式、狀態(tài)等采集永久性或臨時性的設置。系統(tǒng)不僅要保證上電后系統(tǒng)要初始化，而且在程序中每次使用某種功能，都要再一次對相應的控制寄存器設定動作模式。 提高元器件的可靠性提高單片機應用系統(tǒng)中所有元件的質量，以提高系統(tǒng)內在的可靠性，這也是關鍵性的措施。采取的措施有：（1）選用質量好的接插件，并設計好工藝結構，如選用帶屏蔽的接插件；（2）選用合格的電子元件，并進行嚴格的測試、篩選；（3）設計時，技術參數留有一定的余量；（4）提高印刷板的組裝質量。 容錯技術在提高系統(tǒng)可靠性的同時，采取一些容錯技術，當系統(tǒng)工作出錯時，系統(tǒng)可自動糾正錯誤。在系統(tǒng)中主要應用了信息冗余技術。（1）奇偶校驗。系統(tǒng)通信時采用偶校驗，收方根據校驗結果，決定是否要求對方重發(fā)。 （2）循環(huán)碼校驗。在發(fā)送數據時按一定的規(guī)則產生循環(huán)冗余碼，并附加在數據后一起發(fā)送；接收方按同樣的規(guī)則根據接收的數據產生循環(huán)冗余碼，并和接收到的循環(huán)冗余碼進行必比較，校驗數據傳送是否正確。6 系統(tǒng)調試 整體調試分析整個調試所使用的測試儀器儀表和工具：1． 微機一臺；2． 示波器；3． 萬用表；4． 直流穩(wěn)壓電源；5． 單片機開發(fā)系統(tǒng)一套；本系統(tǒng)的調試主要分為硬件調試、軟件調試和聯(lián)機調試三大部分。經過初步的分析設計后，在制作硬件電路的同時，軟件調試也在穿插進行。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需要檢查整體電路，從而可以節(jié)約大量的調試時間。軟件編程中，作者首先完成的是單元功能模塊的調試，然后進行系統(tǒng)調試，整體上與硬件調試的方法差不多。聯(lián)機調試是最重要的一部分，同時也是本裝置成功的關鍵，有許多問題都比較棘手。 硬件單元電路調試首先檢測所制作的電路板是否有虛焊，短路等現象。然后接上+5V電源，檢測各個芯片的電源是否為+5V，如果是+5V的話，說明供電正確。接上電壓，看單片機是否發(fā)熱，如不發(fā)熱說明電源連接正確。測單片機30腳（ALE）是否有脈沖波形輸出，如果有說明單片機正常工作。先對A/D進行編程調試，通過后才能繼續(xù)完成其他模塊的調試，這一步很關鍵，也是最難調試的一步。給AT89C51燒入A/D轉換程序先調試A/D轉換電路。A/D轉換電路調試步驟如下：1）、給四路模擬電壓輸入信號和一路數字電壓輸入信號分別輸入相應的直流電壓，用萬用表檢測電壓是否采集過來，也就是輸入端電壓與電源所給電壓是否一致。2）檢測ADC0809的啟動信號和輸出使能信號輸出是否正確。3）測得輸入端電壓與電源所給電壓一致后，再檢測ADC0809的通道選擇是否正確：如：給IN5輸入0~5V的電壓，ADC0809的通道選擇端，如果addrc=5V,addrb=0V,addra=5V, 也即：addrc=1,addrb=0,addra=1。表示該通道選擇正確，否則不正確。如果不正確，檢查程序是否正確，如果程序沒有問題，再檢查電路是否接對了。4）測得通道選擇正確后，再測量數字量輸出，也即ADC0809的D0~D7輸出端的數字量是否與輸入模擬量相對應。改變模擬電壓量輸入，看數字信號變化是否和模擬量變化對應，如果輸出數字量與輸入模擬量相對應說明A/D轉換正確。首先先檢查發(fā)光二極管的正負極有沒有接錯，發(fā)光二極管有缺口的是負極。當出現低電平時，發(fā)光二極管亮。當接收到傳感器所檢測的信號有異樣時，所相應的發(fā)光二極管是否亮。例如，當溫度傳感器所檢測到的溫度高于所設定的最高溫度時，所對應的發(fā)光二極管就發(fā)亮。在調試前，值得提到的是三極管的幾個極的判斷和數碼管的a至g所對應的管腳的測試，這是十分重要的，這直接關系到此部分的成敗。判斷基極和管子類型（PNP或NPN）：由于基極與發(fā)射極、基極與集電極，分別是兩上PN結，它們之間的反向電阻值都很小，所以用萬用表歐姆檔（R100或R1K）測量時，先將任一表黑筆接到某一個認定的管腳上，另一表筆先后接到其余兩個管腳上。如果測量得到的阻值都很大（或都很?。?，然后對換表筆，重復上述測量時，阻值恰好與上述相反。都很小（或都很大）。則可斷定所認定的管腳為基極。若不符合上述結果，應另換一個認定管腳重新測量，直至符合上述結果為止。測量時注意管腳和表筆的極性。當黑筆接在基極，紅表筆分別接在其它兩極時，測得的電阻值都較小，則可判定該三極管為NPN型，反之即為PNP型。判斷集電極和發(fā)射極：判斷集電極和發(fā)射極的基本原理是把三極管接成基本單管放大電路。利用測量管子的電流放大系數β的大小來判斷集電極和發(fā)射極。對于常用的NPN型小功率硅管。若集電極接電源正極，發(fā)射極接電源負極，這時表針偏較大。如果電壓極性反接，則表針偏轉就比較小。由此即可判斷出集電極和發(fā)射極。另一種更可靠的辦法是，當肯定被測為NPN型硅管后，將黑表筆接于一個待測的管腳，紅表筆接另一個管腳，基極懸空，觀察表針偏轉情況。然后將黑表筆所接管腳與已斷定的基極用手捏住（注意不能使其相碰，這時的人體電阻相當于電阻Rb，比較測量出的阻值變化。然后更換黑、紅表筆，再觀察阻值變化。如前者的變化比較大，則前者黑表筆所接管腳就是集電極。紅表筆所接管腳為發(fā)射極。如為PNP管子與上述情況相反。根據上面的方法，測得所使用的三極管是PNP管，其管腳平面對向自己，管腳從左到右為e，b，c。數碼管腳的測試就顯得比較簡單：如果是共陰極的數碼管就讓位選接地，然后點亮其它的管腳，通過顯示結果來斷定引腳是a，b，c等，位選也是拿萬用表的黑表筆去探試的。如果是共陽極的話就用紅表筆來探試位選，其它的與共陰極的一致。經過以上的判斷，得到正確的管腳接入電路中。具體調試步驟為：（1）鍵盤是否工作正常（2）當按下鍵盤時，數碼管顯示的數字是否與軟件設計的一樣。在進行傳感器調試時，首先檢查各個傳感器的接線電路是否正確，特別是有三個腳的傳感器。傳感器接到ADC0809時，要接負載電阻，負載電阻的阻值大小有傳感器本身決定。當四個傳感器接收到各種異常信號時，如，溫度過高時，溫度傳感器就接收到信號了，通過ADC0809將溫度轉換成電壓，送單片機，與設定的溫度進行比較，高于設定溫度時，給發(fā)光二極管一個低電平，發(fā)光二極管就亮，顯示報警。其他傳感器的調試也是如此。當四個傳感器都能接收異常信號時，說明傳感器電路是正確的，調試以后就沒問題了。 軟件程序調試對于本系統(tǒng)而言，軟件程序所實現的功能比較少，程序的調試顯得比較簡單。整個程序使用的是匯編語言，在keil c51下編寫調試完成的。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機的軟件開發(fā)系統(tǒng)，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉換成標準的Hex文件，以供調試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。程序要通過燒寫器燒寫到芯片里。燒寫的過程為：假定要寫入的文件是“”。首先，連接編程器主板到計算機并口。然后連接電源。編程器指示燈亮，將89C51插入ZIF插座，鎖緊手柄。(請注意芯片的插入方向：缺口向上，朝扳手方向！ 否則會損壞芯片)然后啟動軟件，鼠標單擊在右邊的“芯片”下拉框，選擇好芯片類型，這里選“89C51”。在“文件”菜單選擇“打開Hex文件”，找到“”文件，單擊“打開”。窗口中顯示文件內容，右下角顯示校驗和。單擊“寫芯片”按鈕，編程器的燒寫指示燈亮，燒寫完畢后報告結果，寫入之前會自動擦除芯片內容，寫入完畢會自動校驗。如果是需要加密，可以選擇加密級別。到此為止整個軟件程序調試環(huán)境就已經配好了。雖然在前面的硬件電路調試過程中每個模塊的調試已經穿插了部分模塊的軟件調試。但是整體單片機系統(tǒng)的調試還是有一定的困難的。例如，在對A/D轉換電路的硬件進行測試時，是分別對單通道采樣測試。而整體系統(tǒng)要求的是分時顯示三個參數以及他們的上下限。因為要顯示的數據比較多，所以比較麻煩。剛開始時由于編程時沒有設置好各通道顯示的標志位，實現不了數碼管分時顯示的功能。于是從主程序開始檢查，發(fā)現A/D轉換子程序所用的標志位與主程序對子程序調用的標志位不一致。 在調試CAN總線的程序時，剛開始是在keil c51下進行調試，編譯老是同不過，后來，改了一些程序后，在CAN總線的發(fā)送程序和接收程序的開頭都加上初始化程序，這樣程序就沒有錯了。 調試過程中發(fā)現的問題及解決方法（1）硬件電路的詳細檢測問題。硬件電路的正確接線是整個系統(tǒng)能夠工作的最基本的前提。在調試前，一定要詳細檢查電路的焊接和接線。杜絕虛焊、短路和斷路等現象。使硬件調試達到事半功倍的效果。在檢查過程中，由于有幾跟焊線比較細，焊盤比較小，在焊的過程中，跟其他線接觸到了，引起了短路。在發(fā)現問題后，又重新焊了一遍，最后檢查無誤。（2）接地問題。作者原先就由于沒有處理好接地問題而嚴重影響了調試的進程。地沒有接好，影響了數據的正確輸出和顯示。 所有的地線都應該接在一起，這樣就不會引起干擾。（3）ADC0809通道選擇問題。通道選擇不正確，就不能把數據采集過來。在調A/D轉換的過程中，開始不能把數據采集過來，通過檢查發(fā)現通道選擇不對應。重新修改程序，改正通道選擇標記，使數據得以采集過來。（4）延時問題。本系統(tǒng)為了串口通信的方便采用12M的晶振，延時要比用6M的晶振時要長。如果延時不夠，有可能使得系統(tǒng)顯示不穩(wěn)定。（5）鍵盤顯示程序問題。在第一次把程序燒入到芯片時，接上5V電源后，發(fā)現什么都沒有，檢查硬件電路，是四個三極管的E極沒有接上電源。把四個三極管的E極接上5V電源后，數碼管有顯示。但是不是原先設計的那樣。后來，作者檢查軟件，改了一些程序后，就顯示正確了。（6）CAN總線通信問題。CAN控制器SJA1000的RESET腳是低電平的，AT89C51的RESET是高電平，因此，在連接時要接一個非門。作者在設計電路的時候，忽略了這一點，接上去以后，就正確了。 聯(lián)機調試下位機調試完成后，就進行聯(lián)機調試。聯(lián)機調試所需要的設備：直流穩(wěn)壓電源兩臺；單機兩件；排線若干；聯(lián)機調試是本系統(tǒng)比較關鍵的部分。在整個聯(lián)機調試過程中也遇到了不少問題。例如，沒注意將程序與上位機的接收程序相聯(lián)系，導致數據不能通過CAN總線傳給上位機。在進行聯(lián)機調試時，把所有的程序結合起來，燒到芯片上。在進行編譯時，有一些程序不能匹配，作者就另外修改了一些程序，這樣編譯就通過了。在本系統(tǒng)中，作者所設計的鍵盤用來顯示小區(qū)住戶的門牌房間號，在單獨調試鍵盤時，鍵盤顯示正常。但是，聯(lián)機調試時，發(fā)現鍵盤顯示不正常，確定硬件電路沒問題時，作者就看程序，發(fā)現鍵盤的程序里，存儲器跟ADC0809的存儲器用了同一個。發(fā)現問題后，作者就另外設了一個變量，用來存儲鍵盤的變量。重新編譯后，燒到芯片里，上電后，就顯示正常了。7 系統(tǒng)使用說明本系統(tǒng)使用起來非常方便，下面作者就系統(tǒng)的使用方法作一個簡單的介紹。首先小區(qū)的使用用戶將各個傳感器接在自家的合適位置，例如，將煤氣報警傳感器接在廚房，將溫度傳感器和煙霧傳感器接在客廳，將紅外傳感器接在門口。然后接上電源就能工作了。當有報警時，小區(qū)控制中心的報警燈就會亮。例如當溫度傳感器檢測到室內溫度過高時，就會將這個異常信號由ADC0809采集，送單片機處理，此時，與溫度傳感器相對應的發(fā)光二極管就會亮。其他情況也是如此。當有報警信號時，小區(qū)的住戶可以按下裝在家里的按鍵，按下自己家里的房間號，這樣，房間號就會顯示在小區(qū)控制中心，小區(qū)控制中心就可以知道發(fā)生的具體情況和具體房間號。本裝置使用起來簡單易學，而且功能比較強大。8 結論本文設計和實現了一種基于單片機AT89C51的小區(qū)安防報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要以方便、廉價、可靠和實用等為目的，主要以小區(qū)各個住戶為主要對象，采用了ADC0809數據采集，利用AT89C51作為控制器，通過簡易鍵盤設置報警上限，共陽極四位數碼顯示，由二極管發(fā)光進行報警。同時，此系統(tǒng)與另外一個同學的小區(qū)網站組合成一個完整的系統(tǒng)，能在小區(qū)網站上實現安防實時監(jiān)控。本文的重點是ADC0809的四路模擬電壓采集以及單片機鍵盤顯示最小系統(tǒng)。在實際的實現過程中，遵循從易到難，從硬件到軟件的過程。首先理解設計任務以及系統(tǒng)要求實現的功能，有針對性地查閱相關的資料，熟悉所需芯片以及元器件的工作原理，再著手設計硬件電路并根據硬件電路的