單片機(jī)課程設(shè)計(jì)電壓報警器

1、河北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用)課程設(shè)計(jì)報告書、設(shè)計(jì)題目：電壓報警器的單片機(jī)模擬、總體設(shè)計(jì)(1)所實(shí)現(xiàn)的功能描述：為防止電壓波動會導(dǎo)致電器工作異常并燒毀，用ADC模擬電壓波動的過程，程序檢測并通 過八段顯示器顯示出當(dāng)前電壓值，當(dāng)電壓過低或者過高以后使用閃動的燈光加蜂鳴報警。(2)設(shè)計(jì)方案的描述：本試驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)板自帶的ADC轉(zhuǎn)換來模擬電壓檢測，通過多次采集取平均值的方法得到比較時效且較 準(zhǔn)確的電壓值，然后計(jì)算出所測的值對應(yīng)的實(shí)際值，并通過八段顯示器顯示出當(dāng)前電壓值，電壓在1-4V 范圍(可以在不同情況下方便的設(shè)置你需要的電壓范圍值)內(nèi)屬于正常，否則報警，報警燈光使用的

2、是閃 動的LED發(fā)光二極管來模擬，報警鳴笛使用的是蜂鳴器來模擬，通過一個定時器0的中斷模式并采用軟件延時使二極管和蜂鳴器得到兩個各自適用的不同頻率，通過 INTO外部中斷來啟動靜音模式，并且用戶可操作電壓旋轉(zhuǎn)按鈕來改變電壓模擬波動的過程，如果報警過 程中電壓恢復(fù)正常，則報警結(jié)束，而當(dāng)報警超過一定時間后可以自動切斷電源，矢閉系統(tǒng)。三、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括所需設(shè)備，接線方式，以及資源分配。1設(shè)備：IBM PC機(jī)一臺DP51 PROC單片機(jī)綜合仿真實(shí)驗(yàn)儀一臺2接線方式：單通道采集接線使用2X10的排線連接D7區(qū)的J28接到A7區(qū)的J84;(2)將D2區(qū)10K電位器的左端金屬孔通過導(dǎo)線連接到該區(qū)的GND

3、金屬孔，而右端金屬孔通過導(dǎo)線連接到該區(qū)的VCC金屬孔；(3) D2區(qū)10K電位器的中間金屬孔連接到A7區(qū)的P2JO2金屬孔(IN0);(4) 將A7區(qū)的P2JO3-P2JO5分別連接到A2區(qū)的A2A0 ;(5) 將A7區(qū)的P2_CS連接到A2區(qū)的A15;(6) 將D1區(qū)LED1連接到A2區(qū)的P10(7) 將D1區(qū)SW1連接到A2區(qū)的INTO(8)將A2區(qū)的P16與B5區(qū)的BUZZ相連P1.0P1.6P2_IO3P2_IO4P2JO5P2_CSINTO3、資源分配：通過一個定時器0的中斷模式并采用軟件延時使二極管和蜂鳴器得到兩個各自適用的不冋 頻率，通過INTO外部中斷來啟動靜音模式，通過八段顯

4、示器顯示出當(dāng)前電壓的實(shí)際數(shù)值。四、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇電壓工作范圍功能模塊數(shù)據(jù)采集功能模塊數(shù)據(jù)運(yùn)算轉(zhuǎn)換模塊數(shù)據(jù)判斷功能模塊1、功能模塊定時器0中斷功能模塊外部中斷0功能模塊/外部中斷1功能模塊顯示功能模塊系統(tǒng)自動矢閉功能模塊2、各個功能模塊實(shí)現(xiàn)的功能1、選擇電壓工作范圍功能模塊：根據(jù)輸入電壓的實(shí)際范圍轉(zhuǎn)換成條件所需要的數(shù)值范圍2、數(shù)據(jù)采集功能模塊：多次采集電壓求取平均值3、數(shù)據(jù)運(yùn)算轉(zhuǎn)換功能模塊：計(jì)算出所測的值對應(yīng)的實(shí)際值4、數(shù)據(jù)判斷功能模塊：判斷電壓處于什么工作范圍并相應(yīng)的響應(yīng)什么狀態(tài)5、定時器0中斷功能模塊：通過一個定時器0的中斷模式并采用軟件延時使二極管和蜂鳴器得到兩個各自適用的不同頻率，達(dá)

5、到二極管閃爍和蜂鳴器蜂鳴的效果6、夕卜部中斷功能模塊：通過INTO外部中斷來啟動靜音模式7、顯示功能模塊：通過八段顯示器顯示出當(dāng)前電壓值8、系統(tǒng)自動矢閉功能模塊：當(dāng)報警超過一定時間后可以自動切斷電源，矢閉系統(tǒng)。3、程序流程圖4、ADC08091勺內(nèi)部邏輯結(jié)INO8IN1路nn模M3擬IN4INJ開IN6IN71A地址IF鎖存與譯ALE桜碼器五、程序清單:EOCVREFX +)VREFTA)OEORG 8000HLJMP MAIN；轉(zhuǎn)入主程序轉(zhuǎn)入外部中斷程序轉(zhuǎn)入定時程序MOV R0,#00HORG 8003H LJMPINTVS ORG 800BHLJMP TCOS ORG81 OOH MAIN

6、:MOVSP,#70H ； MOV 20H,#00H MOV 給堆棧指針賦初值；給TMOD,#01H MOV判斷定時器的位清零；TH0,#0FFH MOV確定定時器工作方式；TL0,#60H MOV 給定時器賦初值R2,#00HMOV IE,#1000001 OB ；開中斷SETB ETOSETB EASETB EXOSETB PXO ；將外部中斷0設(shè)置成高級中斷CLR IT0MAIN1:MOV 32H,#1 ；輸入電壓報警實(shí)際范圍MOV 33H,#4MOV A,#033H ；轉(zhuǎn)換成判斷需要的數(shù)值MOV B,32HMUL ABMOV 34H,AMOV A,#033HMOV B,33HMUL A

7、BMOV 35H,AMOV A,#00HMOV B,#03HCLRCMOV R1,#30HMOV DPTR,#7FF8HMOVX DPTR,A ； A/D轉(zhuǎn)換，進(jìn)行三次測量求取平均值CALL DELAYMOVX A,DPTRDIV ABMOVR1,AMOV B,#03HMOVX DPTR,ACALL DELAYMOVX A,DPTRDIV ABADD A,R1MOVR1,AMOV B,#03HNEQ1:L1:L4:L3:L2:NEQ2:TCOS:MOVX DPTR,ACALL DELAYMOVX A,DPTRDIV ABADD A,R1MOVR1,ACJNEA,35H,NEQ1 ；與報警范圍的

8、最大值進(jìn)行LJMP L1JNC L1LJMP L2 ；在安全范圍時轉(zhuǎn)到L2繼續(xù)判斷JB20H.1 丄 4CLR P1.6；開啟定時器進(jìn)行報警CLR P1.0JB 20H.0,L3 ；判斷定時器是否已經(jīng)開啟SETB TR0 ；開啟定時器MOV TH0,#0FFH ；給定時器重新賦初值MOV TL0,#60HMOV R2,#00HSETB 20H.0 ；將定時器開啟標(biāo)志位置高M(jìn)OV A,OOHSJMP MAIN1；與報警范圍的最小值進(jìn)行比較CJNE A,34H,NEQ2LJMP L1JC L1CLR TRO ；電壓范圍正常尖閉定時器CLR 20H.0 ；清空定時器開啟標(biāo)志位SETBP1.6 ；矢閉

9、報警SETB P1.0MOV A,OOHLJMP MAIN1 ；返回主程序繼續(xù)判斷MOV TH0,#0FFH ；給定時器重新賦初值MOV TL0,#60HJB 20H.1丄5；判斷是否通過中斷啟動靜音模式CPLP1.6 ；控制蜂鳴器蜂鳴L5:INC R2；軟件記數(shù)獲得燈閃爍需要的頻率CJNE R2,#99,NEXTCPLP1.0；控制二極管閃爍MOV R2,#00HINC ROCJNE R0,#0FFH,NEXT ；判斷是否長時間沒有反應(yīng)LJMP CUTOFF；轉(zhuǎn)入尖閉系統(tǒng)NEXT:RETIDELAY:軟件延時MOV R6,#00HDELAY1:MOV R5,#0FFHDJNZ R5,$DJN

10、Z R6,DELAY1RETINTVS:；啟動靜音模式矢閉蜂鳴器CPL 20H.1RETICUTOFF:矢閉系統(tǒng)SETB P1.0SETB P1.6SJMP$END六、調(diào)試程序的方法在采集數(shù)據(jù)之后設(shè)置斷點(diǎn)，然后將電壓旋扭分別旋到最大值、中間值和最小 值，并且改變開尖的狀態(tài)，觀察存儲器里的內(nèi)容及其二極管和蜂鳴器的工作狀態(tài)的變化，看中斷系統(tǒng) 和定時器是否按預(yù)期效果響應(yīng)，并以此不斷的進(jìn)行修改和調(diào)試，以達(dá)到最佳效果。七、設(shè)計(jì)問題的不足和改進(jìn)方案設(shè)計(jì)問題的不足：八段顯示器顯示的是實(shí)際電壓的十六進(jìn)制數(shù)改進(jìn)方案：通過十六進(jìn)制數(shù)與BCD碼的轉(zhuǎn)換使八段顯示器顯示十進(jìn)制數(shù)八、自評分和收獲體會收獲體會：這次開放性實(shí)

11、驗(yàn)的設(shè)計(jì)使我，掌握通過堆棧保護(hù)現(xiàn)場和 恢復(fù)現(xiàn)場的應(yīng)用，明白了雙定時同時使用時避免相互影響的方法，熟悉了對外部中斷的使用 和定時器的分時操作及計(jì)數(shù)，學(xué)會了把基本算法運(yùn)用到實(shí)際過程中。通過這次開放性實(shí)驗(yàn) 的設(shè)計(jì)，清楚的讓我明白書本上的總結(jié)和老師所授予知識點(diǎn)是解決一切問題的支柱，落實(shí)與 消化是矢鍵；在設(shè)計(jì)過程中，感覺不僅鍛煉了自己的動手能力，更是加強(qiáng)了自己對發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題以及解決問題的綜合能力；強(qiáng)烈的感受到團(tuán)體合作的重要性和必要性；這些與這次 能取得如此好的成績是直接相矢聯(lián)的。至此，我真誠的期待著能走更遠(yuǎn)。這次開放性實(shí)驗(yàn)的 設(shè)計(jì)同時使我對外部中 斷的使用和定時器的分時操作及計(jì)數(shù)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識，掌握和 明白了雙定時同 時使用時避免相互影響的方法和通過堆棧保護(hù)現(xiàn)場和恢復(fù)