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目录第一章序言第二章计划任务书1、设计题目……………………………………………………………………32、设计任务及要求……………………………………………………………33、设计内容……………………………………………………………………34、元器件清单…………………………………………………………………35、设计过程和有关说明………………………………………………………45.1警情探测5.2报警设计第三章芯片介绍1、MCS-51单片机……………………………………………………………42、四位一体七段共阴极显示数码管…………………………………………5第四章设计及制作1、硬件电路设计………………………………………………………………61.1时钟电路1.2复位电路1.3串口电路1.4四位7段LED数码管1.5报警电路1.6声光报警输出电路2、程序设计2.1、程序流程图……………………………………………………………92.2、程序……………………………………………………………………103、硬件制作及调试……………………………………………………………143.1硬件制作3.2程序调试2第一章序言近年来，随着我国经济的迅速发展，城乡居民的生活水平有了显著提高，尤其是城镇居民的居住条件不断改善，人们在解决了居住问题后，日益关心的是居住是否安全。在购房时，安全性是考察物业管理水平是否完善的一个重要条件。尤其是那些流窜作案的犯罪分子，往往选择居民小区作为攻击目标，入室盗窃抢劫案件屡屡发生，以往的依赖小区保安人防为主的防范措施已满足不了人们的要求。利用安全防范技术进行防范首先对犯罪分子有种威慑作用，使其不敢轻易作案。如我们这次设计的简易安防声光报警器，可以安装在门口或玄关处，当有不法分子闯入时，利用门禁报警和红外报警双重保险，一方面可以提醒主人危险发生，另一方面也可以震慑不法分子。火灾声光警报器是一种安装在现场的声光报警设备，当现场发生火灾并确认后，安装在现场的火灾声光警报器可由消防控制中心的火灾报警控制器启动，发出强烈的声光报警信号，以达到提醒现场人员注意的目的。声光警报器是设置在公共场所，当发生事故或者特殊情况时发出声音报警，并且发有闪灯闪烁以提醒人注意的设备，一般的声光警报器在消防系统中用的比较多。1.火灾声光警报器用于产生事故的现场的声音报警和闪光报警，尤其适用于报警时能见低或事故现场有烟雾产生的场所。32.可应用在所有DC24V电压工作的火灾报警控制系统、安防监控报警系统及其他报警系统中，只需接通DC24V电源即可工作，发出刺眼的闪光信号和大于85dB的声报警信号。3.通过控制模块可接入编码/模拟量火灾报警控制系统中。4.通过智能控制模块可接入分布智能火灾自动报警控制系统中。5.作为气体灭火报警控制系统中的声、光报警装置。6.具有低功耗、长寿命、声报警音调可选择及安装灵活、方便等特点单片机课程设计是一门实践课程，要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力，能够掌握单片机内部资源的使用。单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试，学生在熟练掌握焊接技术的基础上，能熟练使用单片机软件开发环境KeilC51编程调试，并使用STCISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分，基本部分即单片机最小系统部分，扩展部分是对单片机内部资源及外部IO口的功能扩展，使制作的单片机系统具有一定的功能。将自己的所学知识应用到生活实践,更能为了4第二章计划任务书1、设计题目：简易安防声光报警器2、设计任务及要求自制一个单片机最小系统，包括串口下载、复位电路，采用两路外部中断输入门禁，和报警输入,采用两个小按键模拟.中断信号输入后能将报警信息在四位一体数码管上显示，并输出声光报警信号。3、设计内容1、芯片简介2、电路各部分的组成和工作原理。3、元器件的选取及其电路逻辑图和功能。4、电路各部分的调试方法。5、在整机电路的设计调试过程中，遇到什么问题，其原因及解决的办法。4、元件清单STC89C54单片机、串口芯片MAX232、无极性电容、极性电容、发光二极管、电阻、小按键、芯片插座、插座、晶振、驱动5、设计过程和有关说明5.1警情探测在该设计中，需采用两路外部中断输入门禁报警和红外报警，分别采用两个小按键模拟。其中一个按键模拟门禁报警，对应外部中断1；另一个按键模拟报警接触按钮,对应外部中断2.5.2报警设计正常状态下，数码管不显示，当发生门禁报警时，系统发出声光报警信息并在数码管显示0；，只有由主人按下报警接触按钮或系统复位后，才能解除声光报警并将数码管不显示第三章芯片介绍1、ST89C51单片机MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块心片上，使得数据传送距离大大缩短，可靠性更高，运行速度更块。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最5优化，抗干扰能力加强，工作亦相对稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。8051是MCS-51系列单片机的典型产品。8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，其引脚图如图一：引脚介绍：电源：VCC-芯片电源，接+5V；VSS-接地端；时钟：XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端控制线：⑴ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲：①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址；②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。⑵PSEN:外ROM读选通信号。⑶RST/VPD:复位/备用电源：①RST（Reset）功能：复位信号输入端；②VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。⑷EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源：①EA功能：内外ROM选择端；②Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。I/O线：4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。2四位一体七段共阴极显示数码管第四章设计及制作1、硬件电路设计（Proteus仿真）本设计的硬件电路主要包括的模块有：单片机最小系统、七段数码管显示模块、安防报6警器（点触开关模拟）、声光报警（声音由二极管模拟），下面将一一介绍。1.1时钟电路和复位电路时钟电路是单片机的心脏，它用于产生单片机工作所需要的时钟信号。单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。单片机的时钟产生方法有内部时钟方式和外部时钟方式，大多数单片机应用系统采用内部时钟方式，本系统采用的亦是内部时钟方式。在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，XTAL1、XTAL2引脚分别为该反相放大器的输入端和输出端，在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。此电路采用11.0592MHz的石英晶体。时钟电路如图一复位是单片机的初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误是系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键以重新启动。MCS-51单片机的复位电路由片内、片外两部分组成，进行复位操作时，外部电路需在复位引脚RST端产生大于两个机器周期的高电平信号，RST引脚通过片内施密特触发器与复位电路相连（施密特触发器的作用是脉冲整型和抑制噪声）。MCS-51单片机的复位操作有两种方式：上电复位和上电按钮复位，本电路采用的是上电按钮复位，复位电路如图一7图一钟电路复位电路1.48位数码管动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。路图如图二8图二数码管显示电路1.5报警电路本设计的门禁报警采用的是按键报警，当按下按钮时，即输入报警信息。图八：报警电路91.6声光报警输出电路红灯亮表示一切正常。当发生红外报警或门禁报警时，红灯灭，绿灯亮，扬声器发出声音报警。电路图如图九所示：图九：声光报警输出电路组合后的原理图如下图十原理电路图102、程序设计首先单片机上电复位，并进行初始化包括寄存器和数码管，当发生报警事件时，单片机驱动声光报警装置并且在数码管上显示相应的报警信息，退出中断时，单片机检测报警解除按钮，当报警解除按钮被按下时单片机关闭声光报警并清除数码管上的报警信息。2.1、程序流程图图十一主程序流程图上电复位EA=0数码管初始化INT0、INT1均设为下降沿触发EA=1P3.4是否为0？检测P3.4解除报警信息是否终止11图十二中断流程图2.2、程序#includereg51.h#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodetable[]={0xbf,0xbf,0xbf,0xbf};ucharcodetable1[]={0x86,0x86,0x86,0x86};ucharcodetable2[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};uinta,b,c,flag,temp,aa,bb,i=1;uintz=0;sbitred=P0^0;.........................................................//P1^5sbitspe=P1^5;..............................................................//.........................................................................P1^6.............................................................................voiddelay(uintz)中断入口显示报警信息声光报警退出中断12{uintx,y;for(x=z;x0;x--)for(y=40;y0;y--);}voidinit(){EA=1;EX0=1;EX1=1;TCON=0x55;TMOD=0x15;TH0=(65536-1)/256;TL0=(65536-1)%256;ET0=1;ET1=1;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;}voidmain(){while(1){P2=0x0f;init();red=1;while(temp==1){if(aa=1){aa=0;temp=0;}13for(a=0;a4;a++){red=0;spe=~spe;P2=table2[a];P0=table1[a];delay(1);if(a==4)a=0;while(bb=10){red=1;spe=0;P2=0x0f;while(bb==20)bb=0;}}}}}void