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基于單片機(jī)的防盜警報(bào)器的畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧資料

2025-07-03 19:59本頁面
  

【正文】 pment platform. Journal of Information and Computation Science, 2004,1(3): 129~134.[23] Labcenter Electronics Ltd. Proteus Introduction. 致 謝 附錄Ainclude includedefine uchar unsigned chardefine uint unsigned intdefine NOP _nop_()define NNOP NOP。 用Proteus實(shí)現(xiàn)51單片機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真[J]. 安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)。2006年03期
[11] 鄧力. PROTEUS 51單片機(jī)的電路仿真[J]. 中國科技信息。 參 考 文 獻(xiàn)[1] 王洪建,AT89C2051在小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用.《儀器儀表學(xué)報(bào)》,2005年8期 [2] 王芳,馬幼軍,. 《傳感器技術(shù)》, 2002年10期. [3] 何立民. 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程. 北京航空航天大學(xué)出版社, [4] ——入門、提高、開發(fā)、,[5] ——基于8051+,[6] 朱清慧,張鳳蕊,翟天嵩,王志奎. Proteus教程——電子線路設(shè)計(jì)、制版與仿真. 清華大學(xué)出版社,[7] 李學(xué)禮,林海峰. 基于Proteus軟件的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J]。它不僅需要有豐富的知識(shí),冷靜的頭腦和分析能力,而且需要踏實(shí)、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,同時(shí)更要持之以恒的不懈精神和不斷學(xué)習(xí)的進(jìn)取精神。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,掌握了AT89S52的結(jié)構(gòu)原理和24C04的I2C總線的驅(qū)動(dòng)工作原理,熟悉了Keil程序設(shè)計(jì)軟件和Proteus仿真軟件的使用。本文首先介紹了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求,及所采用的器件和手段,并根據(jù)課題的實(shí)際要求提出了整體的設(shè)計(jì)方案和原理圖。圖48為仿真運(yùn)行時(shí)的整體效果圖。電氣節(jié)點(diǎn)上的紅色代表高電平,蘭色代表低電平,灰色代表不確定電平(floating)。圖46 連接后的Proteus電路圖 添加仿真文件左鍵單擊連好線的AT89S52,出現(xiàn)如圖47所示的Edit Component界面,在 Program File 中單擊出現(xiàn)文件瀏覽對(duì)話框,單擊確定,完成添加文件;在 Clock Frequency 中把頻率改為 12MHz,單擊 OK 退出,就完成仿真文件的添加工作,在Proteus進(jìn)行仿真時(shí)。其余電氣節(jié)點(diǎn),可在在需要連接的兩個(gè)端點(diǎn)單擊鼠標(biāo)左鍵,就可連接兩個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)。再以同樣方式可添加電源VCC的仿真端口。以同樣方式即可放置其他元件。最終結(jié)果如圖44所示。單擊如圖42所示的“P”按鈕,出現(xiàn)挑選元件對(duì)話框,在對(duì)話框的 KEYWORDS 中輸入 AT89C52,即可得到圖43所示結(jié)果。其余各部分可參考有關(guān)書籍。藍(lán)色方框內(nèi)為可編輯區(qū),元件要放到它里面。 Proteus SP3 界面安裝完P(guān)roteus后,打開Proteus軟就就會(huì)出現(xiàn)如圖41所示的操作界面。4 Proteus仿真本系統(tǒng)利用是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件Proteus SP3進(jìn)行系統(tǒng)的仿真,來調(diào)試系統(tǒng)的功能完整性。最后根據(jù)時(shí)序編寫子程序。圖39 24C04的讀連續(xù)讀取時(shí)序 24C04的驅(qū)動(dòng)子程序由上述的分析,可編寫24C04的驅(qū)動(dòng)子程序,首先利用_nop()定義空操作宏,作為等待延時(shí)操作。圖38 24C04的讀任意地址數(shù)據(jù)時(shí)序連續(xù)讀取連續(xù)讀取操作時(shí)只要在上面二種讀取方式中芯片傳送完讀取數(shù)據(jù)后,微處理器回應(yīng)給芯片一個(gè)低電平的ACK應(yīng)答,那么芯片地址指針自動(dòng)加一并傳送數(shù)據(jù),直到微處理器不回應(yīng)并停止操作。這個(gè)偽操作傳送一個(gè)寫指令,但這個(gè)寫指令在地址傳送完成后就要結(jié)束,這時(shí)芯片內(nèi)部的地址指針指到這個(gè)地址上,再用讀當(dāng)前地址指令就可以讀出該地址的數(shù)據(jù)。圖37 24C04的讀當(dāng)前地址數(shù)據(jù)時(shí)序讀任意地址數(shù)據(jù)讀當(dāng)前地址可以說是讀的基本指令,讀任意地址時(shí)只是在這個(gè)基本指令之前加一個(gè)39。在這里要注意的是在微處理器接收完芯片傳送的數(shù)據(jù)后不必發(fā)送給低電平的ACK給芯片,直接拉高SDA等待一個(gè)時(shí)鐘后發(fā)送停止位。圖36 24C04的單字節(jié)寫入時(shí)序讀當(dāng)前地址數(shù)據(jù)這種讀取模式是讀取當(dāng)前芯片內(nèi)部的地址指針指向的數(shù)據(jù)。首先發(fā)送開始位來通知芯片開始進(jìn)行指令傳輸,然后傳送設(shè)置好的器件地址字節(jié),R/W位應(yīng)置0,接著是分開傳送十六位地址的高低字節(jié),再傳送要寫入的數(shù)據(jù),最后發(fā)送停止位表示本次指令結(jié)束。在本設(shè)計(jì)中使用到了寫入單個(gè)字節(jié)、讀當(dāng)前地址數(shù)據(jù)、讀任意地址數(shù)據(jù)、連續(xù)讀取數(shù)據(jù)等操作,以下對(duì)這幾個(gè)操作進(jìn)行介紹。器件地址字節(jié)中的R/W位是用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前操作是讀器件還是寫器件,寫器件時(shí)R/W位設(shè)置0,讀器件時(shí)R/W位設(shè)置1。AA0位是器件地址,它是對(duì)應(yīng)于芯片的AA0引腳。圖34 I2C的ACK信號(hào)I2C總線在操作受控器件時(shí),需要先發(fā)送受控器件的器件地址,24C04也不例外,在每次命令前需要先發(fā)送一個(gè)字節(jié)的器件地址和讀寫標(biāo)識(shí),也可稱為器件錄址。若未收到應(yīng)答信號(hào),由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。時(shí)序參看圖33的“停止”。時(shí)序參看圖33的“保持”。編寫單片機(jī)向總線送數(shù)據(jù)程序時(shí)則可以在SCL還在低電平時(shí),把數(shù)據(jù)電平送到SDA,然后拉高SCL,這時(shí)SDA不應(yīng)有電平跳變,延時(shí)后拉低SCL,再進(jìn)行下一位的數(shù)據(jù)傳送直到完成。數(shù)據(jù)傳輸前,總線要求有一個(gè)START(開始位)位做為數(shù)據(jù)開始的標(biāo)識(shí),它的要求是SCL為高時(shí),SDA有一個(gè)從高到低的電平跳變動(dòng)作,完成這個(gè)動(dòng)作后才可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,時(shí)序圖參看圖33中的“開始”。A0、AA2:器件地址輸入端,用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址,當(dāng)這些腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0 WP:寫保護(hù)管腳,如果 WP 管腳連接到 Vcc,所有的內(nèi)容都被寫保護(hù),只能讀;當(dāng) WP 管腳連接到 Vss 或懸空,允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作。242C04管腳描述如下:SCL:串行時(shí)鐘輸入管腳,用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。通過器件地址輸入端A0、A1的不同設(shè)置,可以實(shí)現(xiàn)將最多4個(gè)24C04器件連接到總線上。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器,但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的模式。 24C04的I2C總線構(gòu)成及其協(xié)議I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線,可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由此在程序中定義sbit Led =P1^7,當(dāng)LED=0時(shí),輸出低電平,LED燈滅,當(dāng)LED=1時(shí),輸出高電平,LED燈亮。 //顯示“” else //表內(nèi) P0=table[data_disp]。由table數(shù)組可知,總共可以顯示0~U、P、b、共14個(gè)字符。整個(gè)uchar state(void) 子程序流程如圖32所示。本系統(tǒng)中把鍵盤的輸入狀態(tài)作為整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài),所以定義一個(gè)uchar state(void)子程序,其返回值為鍵盤的當(dāng)前狀態(tài),其定義如下:define state_null 0 //無按鍵狀態(tài)define state_input 1 //輸號(hào)鍵按下define state_find 2 //查詢鍵按下define state_reset 3 //復(fù)位鍵按下define state_jingbao 4 //報(bào)警鍵按下在uchar state(void)子程序中本設(shè)計(jì)利用變量keycount的條件自加來實(shí)現(xiàn)消抖和長短按鍵的識(shí)別過程。 //復(fù)位sbit key_jingbao=P1^6。 //輸號(hào)sbit key_find =P1^1。在key_input=0時(shí)代表輸號(hào)鍵被按下,其他按鍵同此。 鍵盤輸入模塊的程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用由軟件消抖的非編碼方式獨(dú)立鍵盤電路,所以在進(jìn)行鍵盤輸入模塊的程序設(shè)計(jì)時(shí),需考慮兩個(gè)過程:鍵盤按鍵的識(shí)別;消抖。首先進(jìn)行各個(gè)模塊的初始化工作,如變量定義、單片機(jī)端口和EERPOM端口初始化、顯示模塊初始化等。 3 程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的單片機(jī)程序利用Keil uVision ,以下介紹整個(gè)系統(tǒng)的程序流程,具體程序參見附錄。其所具有的特性如下:l 與400KHz I2C總線兼容l 到 伏工作電壓范圍l 低功耗 CMOS 技術(shù) l 寫保護(hù)功能:當(dāng)WP為高電平時(shí)進(jìn)入寫保護(hù)狀態(tài) l 頁寫緩沖器 l 自定時(shí)擦寫周期 l 1,000,000 編程/擦除周期 l 可保存數(shù)據(jù) 100 年 l 8 腳 DIP、SOIC或TSSOP 封裝 圖210 為24C04的管腳配置,同時(shí)在表22給出了各管腳簡易功能描述。24C04是一個(gè)4K位串行CMOS EEPROM,內(nèi)部含有512個(gè)8位字節(jié)。一般用在即插即用。圖29 LED指示電路 EEPROMEEPROM (Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory),電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器,一種掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片。P1口可輸出5V電壓,通常電流限制在10mA以下,所以R5的阻值不小于330歐姆(()V/10mA)。表21abcdefg對(duì)于系統(tǒng)中的指示燈,本設(shè)計(jì)采用如圖29所示的電路。對(duì)照?qǐng)D27所示的字段,字型碼各位定義如表21所示。圖28 數(shù)碼管顯示器連接電路在圖28所示的數(shù)碼管顯示器連接電路中,考慮到單片機(jī)的輸出電流有限,所以在P0端口與數(shù)碼管之間接入一個(gè)上拉電阻到+5V,確使在P0口輸出高電平時(shí),VCC與P0口同時(shí)給數(shù)碼管供電,這樣可以減小P0口的輸出電流保護(hù)端口。其原理圖如下。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型,其實(shí)共陰極就是將八個(gè)LED的陰極連在一起,讓其接地,這樣給任何一個(gè)LED的另一端高電平,它便能點(diǎn)亮。我們最常用的是七段式和八段式LED數(shù)碼管,八段比七段多了一個(gè)小數(shù)點(diǎn),其他的基本相同。本設(shè)計(jì)采用常用的發(fā)光二極管(LED=Light Emitting Diode)顯示器,即7段數(shù)碼管和LED指示燈。圖26 鍵盤輸入模塊在圖26的電路中,按鍵輸入都采用低電平有效,上拉電阻保證了按鍵斷開時(shí)I/O口由確定的高電平。軟件方法具有硬件設(shè)計(jì)簡易、成本低等特點(diǎn)。所以就必須對(duì)按鍵進(jìn)行消抖。在觸點(diǎn)抖動(dòng)期間檢測按鍵的通與斷狀態(tài),可能導(dǎo)致判斷出錯(cuò)。按鍵一般是由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成的。對(duì)于一個(gè)鍵盤或一組按鍵,單片機(jī)系統(tǒng)利用一個(gè)接口電路與CPU相連。全編碼方式有硬件邏輯來提供與被按鍵對(duì)應(yīng)的編碼。鍵盤電路的設(shè)計(jì)應(yīng)使CPU能識(shí)別是否有鍵按下以及是哪一個(gè)鍵按下,并將此鍵所代表的信息翻譯成所能接收的形式,例如ASCII碼或預(yù)定的其他編碼。圖24 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 鍵盤模塊在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,特別是在工業(yè)測控和智能化儀器儀表中,通常都要有人人機(jī)對(duì)話功能,他包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)、數(shù)據(jù)的輸入以及應(yīng)用系統(tǒng)向人報(bào)告運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行結(jié)果,這就需要配接鍵盤和顯示器等外設(shè)。如圖24 所示CCX1組成晶體振蕩電路連接到單片機(jī)的XTALXTAL2引腳上。電源部分有電源模塊提供穩(wěn)定的電壓。掉電保護(hù)方式下,RAM 內(nèi)容被保存,振蕩器被凍結(jié),單片機(jī)一切工作停止,直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外,AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作,支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上,擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash,使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造,與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的的單片機(jī)采用Atmel公司的AT89S52。圖中C1電源濾波電容,穩(wěn)定電源電壓,亦為抗沖擊電容,防止上電時(shí)產(chǎn)生的沖擊電壓過大而影響后續(xù)電路。雖然是固定穩(wěn)壓電路,但使用外接元件,可獲得不同的電壓和電流。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路??梢岳猛獠?V電池然后利用7805進(jìn)行電壓調(diào)整獲得5V穩(wěn)定電壓值。顯示模塊由LED和數(shù)碼管組成,提供了人機(jī)交流的顯示功能。AT89S52最小系統(tǒng)作為控制系統(tǒng),控制著整個(gè)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)。第四章:具體介紹了如何利用Proteus進(jìn)行系統(tǒng)仿真。第二章:概括介紹了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,同時(shí)具體介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)、器件選型及理由。工作要求:(1) 設(shè)計(jì)相應(yīng)的報(bào)警控制器硬件電路;(2) 編寫相應(yīng)的報(bào)警控制器軟件程序;(3) 使用Proteus仿真軟件,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能仿真; 說明書安排本文詳細(xì)介紹了防盜報(bào)警器的控制電路和控制程序的
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