基于C51的聲光報警

1、摘 要本設(shè)計的目的在于把各種現(xiàn)代化的報警系統(tǒng)中的公共部分光電報警部分提取出來，獨立成系統(tǒng)。降低其他設(shè)計者開發(fā)新的報警裝置的時間成本。本設(shè)計的聲光報警系統(tǒng)是以at89c52單片機為核心，完成對輸入信號的條件判斷，并控制相應(yīng)的led和蜂鳴器動作，從而達到根據(jù)外部條件發(fā)出警報的目的。本設(shè)計最終實現(xiàn)了，紅外遙控對報警器進行復位，多種頻率的聲音報警，和流水燈顯示。在此基礎(chǔ)之上又添加了液晶顯示模塊，能夠清楚的顯示單片機當前的狀態(tài)。并增加了喇叭以改善發(fā)聲效果和報警方式。關(guān)鍵詞：聲光報警，at89c52，遙控，液晶顯示abstractsound and light alarm system as a comm

2、on alarm systems is widely used in area of production and human life. the aim of the design is making the public part of the photoelectric alarm in the modern alarm system and lets the part work as a independent system. this design would help other designers reduce time cost for development. the des

3、ign of sound and light alarm system is based on at89c52 mcu core. led corresponding the input signals fuction and buzzer control function to achieve the alarm according to the purpose of external conditions are performed in this design. in the design, infrared remote control of the alarm reset, mult

4、i-frequency sound alarm and the led water flow are finally realizied. additionally, the liquid crystal display module is added to clearly show the current state of scm and a speaker is also designed to improve the sound effects and alarm style .key words: sound and light alarm, at89c52, remote contr

5、ol, lcd display 附錄目 錄摘 要iabstractii目 錄iii1緒論11.1課題開發(fā)背景11.2課題研究目的與意義11.2.1 課題目的11.2.2 課題意義11.2.3 本文主要工作22 聲光報警系統(tǒng)設(shè)計思路及其設(shè)計工具32.1系統(tǒng)總體設(shè)計32.2.1 at89c52單片機功能特性概述42.2.2 at89c52單片機主要引腳功能概述52.2.3 at89c52單片機主要定時/計數(shù)器功能介紹52.3單片機仿真軟件 proteus簡介53 系統(tǒng)方案選擇及論證73.1發(fā)聲方案的選擇73.1.1 方案一：蜂鳴器發(fā)聲73.1.2 方案二：喇叭發(fā)聲73.2控制方案的選擇73.2.1

6、方案一：紅外遙控控制73.2.2方案二：按鍵電路控制73.3 顯示方案的選擇83.3.1方案一：液晶顯示83.3.2方案二：led燈顯示83.3.3 方案三：數(shù)碼管顯示84 聲光報警系統(tǒng)各模塊的設(shè)計94.1硬件部分94.1.1單片機最小系統(tǒng)94.1.2 led流水燈報警模塊104.1.3 蜂鳴器報警模塊114.1.4 喇叭報警模塊124.1.5 lcd液晶顯示報警模塊124.1.6 遠紅外控制模塊144.1.7 按鍵控制模塊164.2.1 主程序部分174.2.2 lcd液晶文字顯示部分174.2.3 紅外控制部分195 聲光報警系統(tǒng)的調(diào)試215.1 proteus和keill的仿真器仿真21

7、5.2 各個模塊系統(tǒng)硬件調(diào)試235.2.1 led流水燈報警模塊235.2.2 lcd液晶顯示報警模塊236 總結(jié)與展望246.1 結(jié)論246.2 展望24參考文獻25致謝26附錄：27附錄a：源程序代碼27附錄c：系統(tǒng)設(shè)計總圖361緒論1.1課題開發(fā)背景隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科技的不斷進步，人類發(fā)明的各種各樣的機器設(shè)備也越來越自動化，在無人或者很少人監(jiān)管的情況下自動進行各種各樣的工作。報警系統(tǒng)在現(xiàn)代種類繁多的各種現(xiàn)代化設(shè)備中的起到了一個人機交換信息的作用，報警是做為一種重要的途徑，實現(xiàn)了機器對外部條件或自身條件達到某個預先設(shè)定值而傳遞給管理者信息。管理者通過對不同的報警信息的判別，做出更高

8、層次的操作。報警系統(tǒng)自古有之，像古代在門上安裝一個鈴鐺達到防盜的作用。鈴鐺在有人進入的條件下，就發(fā)出響聲，這就是個最簡單的聲音報警器?？萍歼M步，帶動了報警系統(tǒng)的不斷的升級換代，出現(xiàn)了種類繁多的報警系統(tǒng)，如防盜報警系統(tǒng)，門禁報警系統(tǒng)，火災(zāi)報警系統(tǒng)等等。這些報警系統(tǒng)中，幾乎都有是通過聲光來傳遞給管理者報警信息的。例如，在火災(zāi)報警系統(tǒng)中，發(fā)生火災(zāi)時，燃燒所產(chǎn)生的濃煙和高溫，安裝在建筑物內(nèi)部的感煙或感溫的探測器檢測到空氣中顆粒物濃度或溫度超過了預先設(shè)定的正常值，整個報警系統(tǒng)就會啟動，若在報警過后五分鐘內(nèi)并無人對火情進行查看，自動滅火系統(tǒng)就會啟動，同時進行人員的疏散。這就是現(xiàn)代自動報警系統(tǒng)的一個典型的應(yīng)

9、用。又例如，我們在廚房等處安裝了一氧化碳的報警系統(tǒng)。當煤氣發(fā)生泄漏時，煤氣感應(yīng)探頭就檢測到co的含量的變化。當達到預先的值，就發(fā)出警報，或者短息發(fā)到特定的手機上。1.2課題研究目的與意義1.2.1 課題目的 把現(xiàn)有的各種報警系統(tǒng)的公共的報警部分獨立出來，單獨獨立進行開發(fā)設(shè)計，在外部信號的達到某個預先設(shè)定好的條件時，實現(xiàn)聲音報警和光報警。1.2.2 課題意義本系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：本設(shè)計是采用采用模塊化的設(shè)計方法開發(fā)的，每一模塊均選用成熟的電路方案，進行有機的集成，形成的總體電路方案，具有很高的可靠性。硬件電路設(shè)計簡潔，既可用于眾多的其他報警裝置中，也可用添加不同的傳感器及信號放大處理電路，獨立工作

10、，適用范圍極廣。以單片機作為報警系統(tǒng)的核心，可根據(jù)實際的需求來設(shè)定報警方式，除去多余的硬件，從而使得整體成本很低。本設(shè)計具有很大的擴展性，單片機的程序通過升級可以實現(xiàn)更高級的方式。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)紅外遙控控制，而且很多情況下， 因此，本設(shè)計的意義就在于，把眾多的報警系統(tǒng)中用的最多的聲光報警單獨作為一個系統(tǒng)進行設(shè)計、開發(fā)。從而減少了開發(fā)其他報警器的生產(chǎn)設(shè)計周期，及設(shè)計成本，在現(xiàn)實生產(chǎn)中具有極大的現(xiàn)實意義。1.2.3 本文主要工作本文講述了我在本次實習中的整個設(shè)計過程及收獲。講述了聲光報警工作原理以及其各個組成部分，記述了我在整個設(shè)計過程中對各個部分的設(shè)計思路、對各部分電路設(shè)計方案的選擇、元器件的篩選

11、、以及對它們的調(diào)試、對調(diào)試結(jié)果的分析，到最后得到實驗結(jié)果的方方面面。本設(shè)計是一個以單片機89c52為核心設(shè)計并制作一個聲光報警系統(tǒng)。各功能模塊采用中小規(guī)模集成電路，該系統(tǒng)主要由單片機最小系統(tǒng)電路、led流水燈報警電路模塊、蜂鳴器報警電路、喇叭報警電路、液晶顯示報警電路、遠紅外控制電路、 按鍵控制電路組成。本設(shè)計能實現(xiàn)能夠利用單片機對led燈和蜂鳴器進行控制，led燈能夠進行流水燈顯示。液晶能夠顯示當前輸入信號的值。能夠進行紅外線遙控控制報警。蜂鳴器鳴叫頻率分別為2hz、1hz和0.5hz。362 聲光報警系統(tǒng)設(shè)計思路及其設(shè)計工具2.1系統(tǒng)總體設(shè)計單片機對輸入的外部信號進行判斷并在液晶顯示屏上顯

12、示，如果此時外部的輸入信號達到預先設(shè)定的某個條件，單片機就會按照預先設(shè)計好的程序?qū)ν獠康牧魉疅艉桶l(fā)聲電路的電路進行控制。操作者接到警報后，可以通過紅外遙控器，對報警器進行消音和復位操作。系統(tǒng)框圖如圖2.1所示lcd液晶顯示單片機led流水燈發(fā)聲電路紅外線接收器紅外線發(fā)射器外部信號圖2.1 系統(tǒng)框圖2.2 at89c52單片機的介紹at89c52是美國atmel公司生產(chǎn)的低電壓,高性能cmos 8位單片機,片內(nèi)含8kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器(perom)和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(ram),器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，與標準mcs-51指令系

13、統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲單元，功能強大at89c52單片機適合于許多較為復雜控制應(yīng)用場合。其外部引腳如圖2.2所示。圖2.2 at89c52管腳圖2.2.1 at89c52單片機功能特性概述 at89c52提供以下標準功能：8k字節(jié)flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部ram，32個i/o口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。同時，at89c52了降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止cpu的工作，但允許ram，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工

14、作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容。2.2.2 at89c52單片機主要引腳功能概述at89s52單片機共有4個雙向的8位并行i/o端口（port），分別記作p0-p3，共有32根口線，各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器所組成。這四個口除了按字節(jié)尋址以外，還可以按位尋址。由于它們在結(jié)構(gòu)上有一些差異，故各口的性質(zhì)和功能有一些差異。2.2.3 at89c52單片機主要定時/計數(shù)器功能介紹在c52的8位單片機中，除了片內(nèi)rom比c51單片機增加一倍外，還增加了一個定時/計數(shù)器t2，t2除了具備和定時/計數(shù)器t0,t1的定時計數(shù)功能外，還具有16位自動重裝載，捕獲方式和加 減計數(shù)方式。定時/計

15、數(shù)器簡稱定時器，定時器0（t0）和定時器1（t1）。它們都有定時器或事件計數(shù)的功能，可用于定時控制、延時、對外部事件計數(shù)和檢測等場合。我們只用了此單片機的t0,t1，所以在此介主要紹這兩個定時/計數(shù)器的功能。t0由2個特殊功能寄存器th0和tl0構(gòu)成，t1則由th1和tl1構(gòu)成。作計數(shù)器時，通過引腳t0（p3.4）和t1（p3.5）對外部脈沖信號計數(shù)，當輸入脈沖信號從1到0的負跳變時，計數(shù)器就自動加1。計數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的1/24。2.3單片機仿真軟件 proteus簡介proteus軟件是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件，proteus軟件有近

16、20年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它eda工具一樣的原理布圖、pcb自動或人工布線及電路仿真的功能外，其革命性的功能是，他的電路仿真是互動的，針對微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并實現(xiàn)軟件源碼級的實時調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運行后輸入輸出的效果，配合系統(tǒng)配置的虛擬儀器如示波器、邏輯分析儀等，proteus能夠很容易的為用戶建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 proteus 產(chǎn)品系列也包含了革命性的vsm技術(shù)，用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同所有的周圍電子器件一起仿真。不愧為一款非常優(yōu)秀的單片機仿真軟件。prospice 仿真器的一個擴展proteus vsm

17、:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕，led甚至lcd顯示cpu模型. 支持許多通用的微控制器,如pic,hc11以及8051。 交互的裝置模型包括:led和lcd顯示,rs232終端,通用鍵盤。強大的調(diào)試工具,包括寄存器和存儲器,斷點和單步模式。iar c-spy 和keil uvision2等開發(fā)工具的源層調(diào)試。應(yīng)用特殊模型的dll界面-提供有關(guān)元件庫的全部文件 proteus與其它單片機仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機cpu的工作情況，也能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)

18、試時，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時單片機寄存器和存儲器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運行和電路工作的過程和結(jié)果。對于這樣的仿真實驗，從某種意義上講，是彌補了實驗和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。3 系統(tǒng)方案選擇及論證3.1發(fā)聲方案的選擇3.1.1蜂鳴器發(fā)聲蜂鳴器體積小、質(zhì)量輕、價格低、結(jié)構(gòu)牢靠、用直流就可以進行驅(qū)動等優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用到各種發(fā)聲的電器設(shè)備中，而且聲音非常尖銳，能夠達到很好的警示報警作用。同時由于不需要一個變化的交流來驅(qū)動，在軟件編寫上非常方便，只需要給某個輸出腳一個某個電平就可以。但是，蜂鳴器的發(fā)生頻率是固定的，也就是只有一種聲調(diào)的響聲。雖然，可以通過改用不同的交流來驅(qū)動，但是

19、這樣做即喪失了蜂鳴器最重要的優(yōu)點（直流驅(qū)動）又得不到很好聽的聲音。3.1.2喇叭發(fā)聲喇叭是一種交流驅(qū)動的裝置，只有通上交流的信號才能聽到聲音。所以在應(yīng)用中要驅(qū)動它就要編寫發(fā)生交變信號的程序，這無疑在設(shè)計上增加了成本，同時在給單片機編寫程序常常要得到某個頻率的聲音，就要占用一個定時計數(shù)器。不過，喇叭的成本非常低。發(fā)聲效果要比蜂鳴器好的多。而且通過編寫程序還可以發(fā)出動聽的音樂。經(jīng)過對比，兩種發(fā)聲方案各有長處。因此本設(shè)計兩種方案都有應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)實際需要及成本考慮對本系統(tǒng)進行刪減。3.2控制方案的選擇3.2.1紅外遙控控制采用紅外遙控的優(yōu)點很多，這樣一來報警系統(tǒng)可以安裝在人不方便觸及的

20、地方，增強了報警系統(tǒng)的。而且采用紅外遙控可以不用再另外設(shè)計鍵盤電路，僅占用單片機一個輸入引腳，簡化了硬件電路的設(shè)計難度。紅外發(fā)射部分采用的是已經(jīng)工業(yè)化的生產(chǎn)的遙控器，其可靠性得到很好的保證。但是采用了遙控器也是造成了成本的增加。3.2.2方案二：按鍵電路控制采用按鍵電路來控制，可以自由選擇所需要的按鍵數(shù)量，也可以構(gòu)成矩陣鍵盤來增加按鍵數(shù)量。需要占用很多輸入輸出口，使得單片機擴展其他芯片收到限制。本設(shè)計由于要實現(xiàn)液晶顯示和led流水燈的顯示，所剩的端口數(shù)目已經(jīng)非常有限了，采用方案二有一定困難。因此采用方案一。3.3 顯示方案的選擇3.3.1液晶顯示 液晶特別是具有英文字母字庫功能的液晶顯示器，來

21、實現(xiàn)顯示功能，不僅可以實現(xiàn)基本的顯示信息，而且可以顯示豐富的符號指示信息以及文字指示信息，信息量豐富且直觀易懂。而且液晶顯示有功耗低，體積小，重量輕，壽命長，不產(chǎn)生電磁輻射污染等優(yōu)點。市場上有成熟的產(chǎn)品種類繁多，選擇的空間和設(shè)計的靈活性很大。但是，液晶的操作需要嚴格按照時序來進行，并且操作上和編程上具有一定的難度。液晶本身并不能發(fā)光，所以在應(yīng)用中往往添加背光電路，同時液晶的成本也比led和數(shù)碼管高的多。3.3.2 led燈顯示 led燈是這幾種方案中成本最低的，而且具有體積小，重量輕，壽命長，更換方便，對系統(tǒng)要求低。這種方案的缺點也是顯而易見的。因為led燈只有亮和滅兩種狀態(tài)，雖然可以通過增加

22、數(shù)量，增加閃爍功能來增加可以表示的狀態(tài)的數(shù)量，但是信息量還是非常有限且難懂需要專門定義張表格來說明意義。這種方案只能用于需要傳遞的信息量少的情況。3.3.3數(shù)碼管顯示數(shù)碼管是利用二極管發(fā)光顯示數(shù)字和字母，具有亮度大、接口設(shè)計比較容易，價格相對較便宜等優(yōu)點。但是由于它工作電流較大、并且模塊所占用板面比較大，因此在設(shè)計中應(yīng)用就會受到很大的限制。共陽極型led 數(shù)碼管的ga,dp8個發(fā)光二極管因加負電壓而發(fā)光,因加高電壓而不能亮,不同亮暗的組合即可組成不同的字型,這種組合稱之為字型碼。led數(shù)碼管每段需要1020ma的驅(qū)動電流,可用ttl或cmos器件驅(qū)動。這種方案比液晶成本低，也能表示數(shù)字或英文，

23、但是由于其發(fā)光需要的驅(qū)動電流較大，功耗很大，跟液晶相比并不適合在便攜設(shè)備中使用。而且占用的端口數(shù)也比較多，雖然可以采用動態(tài)顯示來解決端口占用問題，但是無疑大大增加了系統(tǒng)負擔和系統(tǒng)復雜度。通過對比，因為設(shè)計要求系統(tǒng)具有便攜性和能耗低的特點，因此采用液晶顯示方案。4 聲光報警系統(tǒng)各模塊的設(shè)計4.1硬件部分4.1.1單片機最小系統(tǒng)1)復位模塊上電后，由于電容充電，rst引腳持續(xù)一段時間的高電平，從而使得單片機復位。當單片機處于運行中時，按下復位按鍵rst處于高電平，此時電容放電。松開按鍵，電容要進行充電，rst一腳還將持續(xù)一段時間高電平，使得單片機復位。復位電路如圖4.1所示。圖4.1 單片機復位電

24、路硬件電路如圖4.2所示圖4.2 單片機最小系統(tǒng)連接圖4.1.2 led流水燈報警模塊led流水燈硬件電路如圖4.3所示，九個led燈組成了，一個圓形的圖案，當外部條件達到預先設(shè)定的條件時，這個led組成的圖形就按照預先編好的圖案進行顯示 。圖形的中間是三個紅色的led燈，外部是六個白色的led燈，其中當白色的led燈亮起的時候，發(fā)出耀眼的強光，達到了光報警的效果。圖4.3 流水燈連接及位置分布圖由于在做紅外遙控時，液晶還沒有焊接，為了檢測紅外線遙控器的按鍵的編碼，特意在p0口焊上了8個綠色的led燈，如圖 所示，當單片機解碼了紅外遙控器的編碼后，輸出到p0口。這樣就能夠讀出每個按鍵的編碼了。

25、為后面編寫遙控控制報警系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ)。 其硬件連接圖如圖4.4所示。圖4.4 遙控器編碼指示led4.1.3 蜂鳴器報警模塊蜂鳴器硬件電路如圖4.5所示，當p30口為低電平的時候，npn型的三級管導通，蜂鳴器上有電流通過，蜂鳴器發(fā)出了尖銳的鳴叫聲，達到了聲報警的目的。這里采用的三級管之所以沒有選用npn型的三極管，是因為單片機在上電復位后，各個輸出端口都是出于高電平狀態(tài)，此時的npn三極管既要導通，蜂鳴器報警，所以要在每次復位后都有給p30低電平。采用pnp型三極管不需要進行軟件的初始化。而且，本系統(tǒng)在每一次成功接收到一個紅外線的控制信號都會給p30口一個短時間的低電平，從而得到嗶嗶聲。作

26、為一個反饋，傳遞信息給操作者。圖4.5 蜂鳴器放大電路示意圖4.1.4 喇叭報警模塊雖然本系統(tǒng)已經(jīng)采用了蜂鳴器作為聲報警的裝置，但是蜂鳴器的發(fā)生頻率是固定的，而且即便采用了軟件改變發(fā)聲的頻率，其發(fā)聲的效果也不是很好，聲音多是很尖銳。為了增加系統(tǒng)的報警方式，便于適應(yīng)不同的工作條件，所以添加了警笛報警。硬件電路如圖4.6所示，p31口發(fā)出一個交變信號，從而使三極管不斷的處于截止和飽和狀態(tài)，喇叭上通過了一個交變的電流，此時改變定時計數(shù)器的定時初值，就可以改變發(fā)音的音調(diào)從而達到警笛報警的效果。圖4.6喇叭放大電路示意圖4.1.5 lcd液晶顯示報警模塊1602是一種可以顯示兩行每行16個英文字符的液晶

27、，能夠顯示豐富的信息，其自帶蔚藍色的背光，價格低廉，自帶字庫。其外形如圖4.7所示。單片機只要直接按照寫時序給1602的ram相應(yīng)的地址寫入相應(yīng)的asii字符便可以在液晶的顯示出來，不用像使用數(shù)碼管動態(tài)顯示時還得在單片機的ram里開辟一個空間來存放顯示字符的編碼。ram與顯示位置對應(yīng)圖如圖4.8所示。圖4.7 lcd1602外觀及管腳分布示意圖000102030405060708090a0b0c0d0e0f404142434445464748494a4b4c4d4e4f圖4.8 lcd1602 ram地址與實際位置的映射圖需要說明的是，由于本報警器系統(tǒng)并不需要經(jīng)常調(diào)整背光燈的亮度所以就使用阻值

28、為30的固定值電阻。在實際調(diào)試中發(fā)現(xiàn)液晶的vl偏壓信號的電壓約為0.7v左右顯示的對比度達到最佳狀態(tài)。1602各個引腳的說明如表 所示。1602液晶引腳說明如表 4.1所示表4.1 1602液晶引腳說明 編號符號引腳說明編號符號引腳說明1vss電源地9d2data i/o2vdd電源正10d3data i/o3vl偏壓信號11d4data i/o4rs數(shù)據(jù)/命令選擇（h/l）12d5data i/o5r/w讀/寫選擇端（h/l）13d6data i/o6e使能信號14d7data i/o7d0data i/o15bla背光正極8d1data i/o16blk背光負極硬件電路如圖4.9所示圖4.

29、9 1602液晶硬件連接原理圖4.1.6 遠紅外控制模塊本設(shè)計采用了普通的家庭用的遙控進行編碼的發(fā)送。家庭遙控器的發(fā)送編碼方式并不一樣。所以要想知道遙控器上的每個安所對應(yīng)的碼字就要在紅外線接收并解碼后，得到按鍵的編碼，通過查找對應(yīng)的碼表，得知所對應(yīng)的按鍵按下了。經(jīng)過查資料得到遙控器的發(fā)送信號如圖4.10所示。開始位是以3.6ms低電平然后是3.6ms高電平，然后數(shù)據(jù)表示形式是0.9ms低電平0.9ms高電平周期為1.8ms表示“0”， 0.9ms低電平 2.4ms高電平周期為3.3ms表示“1”，編寫程序時，以大于3.4ms小于3.8ms高電平為起始位，以大于2.2ms小于2.7ms高電平表示

30、“1”，大于0.84ms小于1.11ms高電平表示“0”。113.6ms0.9ms2.4ms00010圖4.10 紅外線發(fā)射器信號的時序圖紅外線接收部分硬件電路如圖4.1所示，紅外線接收頭把高頻的紅外線進行處理，得到了高低電平信號，傳給單片機，單片機對高低電平進行識別從而得到按鍵編碼。本設(shè)計采用遙控器信號編碼如表4.2所示。按鍵關(guān)機馬賽克聲音靜音十進制編碼18698916按鍵頻道+音量+上一頁十進制編碼272674按鍵頻道-音量-下一頁十進制編碼313075按鍵主頁退出十進制編碼232517表4.2 紅外線遙控器編碼與實際按鍵位置對照表圖4.11 紅外線接收器與單片機連接圖4.1.7 按鍵控制

31、模塊硬件電路如圖 4.12所示，開關(guān)斷開時，p33口電壓為5v，當開關(guān)閉合時電阻r4上分壓，使得p33口的電壓被拉低，此時設(shè)外部輸入信號為一個電壓的下降沿觸發(fā)。這里做個按鍵的作用就是用按鍵的次數(shù)來作為一個輸入信號給單片機。單片機以此為依據(jù)，進行報警判斷。圖4.12 控制按鍵的原理圖4.2軟件部分4.2.1 主程序部分主程序?qū)崿F(xiàn)了對液晶的初始化和對報警時間間隔的控制。其軟件流程圖如圖4.13所示。開始變量初始化定時器初始化液晶初始化判斷輸入值顯示輸入值軟件延遲更改流水燈發(fā)聲圖4.13 主程序流程圖4.2.2 lcd液晶文字顯示部分由于采用的1602液晶的控制芯片是要和單片機進行通信的，所以必須向

32、1602中寫指令或數(shù)據(jù)時必須嚴格按照讀寫的時序來進行。讀操作時序如圖4.14所示。圖4.14 lcd1602 讀時序圖寫操作時序如圖4.15所示.圖4.15 lcd1602 寫時序圖時序參數(shù)如表4.2所示。表4.2 時序參數(shù)表時序參數(shù)符號極限值單位測試條件最小值典型值最大值e信號周期tc400-ns引腳ee脈沖寬度tpw150-nse上升沿/下降沿時間tr, tf-25ns地址建立時間tsp130-ns引腳e、rs、r/w地址保持時間thd110-ns數(shù)據(jù)建立時間（讀操作）td-100ns引腳db0db7數(shù)據(jù)保持時間（讀操作）thd220-ns數(shù)據(jù)建立時間（寫操作）tsp240-ns數(shù)據(jù)保持時

33、間（寫操作）t hd210-ns液晶的控制芯片在上電后需要做一些初始化的操作，此時不能進行對寫操作，因此要對其進行初始化操作。初始化(復位)操作流程：延時15ms-寫指令38h（不檢測忙信號）-延時15ms-寫指令38h（不檢測忙信號）-延時15ms-寫指令38h（不檢測忙信號）-延時15ms-寫指令38h（不檢測忙信號）-寫指令38h（檢測忙）-寫指令08h（檢測忙）-寫指令01h（檢測忙）-寫指令06h（檢測忙）-寫指令0ch（檢測忙）4.2.3 紅外控制部分由于紅外線遙控器是通過高電平的寬度來表示0或1的。所以在識別編碼開頭以后，就要測量高電平的寬度。軟件流程圖如圖4.16所示。開始初始

34、化定時器等待低電平開啟定時器讀取下一位值是否到3.6msyn2.2ms作為1處理作為0處理0.84ms1.11ms2.7msyynnnnyy圖 4.16 紅外線解碼流程圖5 聲光報警系統(tǒng)的調(diào)試5.1 proteus和keill的仿真器仿真在進行實際焊接硬件之前進行，要進行理論上的驗證，可以在編寫代碼的時候進行仿真，看對應(yīng)的輸入輸出端口有沒有信號變化，同時也能檢查到，定時計數(shù)器內(nèi)的初值是否是按照程序進行。仿真的結(jié)果如圖5.1所示。用keil軟件對設(shè)計的軟件部分進行運行調(diào)試，如圖 所示，檢測沒錯就生成.hex格式的文件，然后再結(jié)合proteus仿真器進行對系統(tǒng)的整體調(diào)試。圖5.1 keil仿真圖使

35、用proteus仿真器對整個系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)了聲光報警的功能，達到了預期設(shè)計目的，仿真結(jié)果如圖5.2、5.3所示：圖5.2 液晶仿真圖圖5.3 系統(tǒng)仿真圖5.2 各個模塊系統(tǒng)硬件調(diào)試5.2.1 led流水燈報警模塊硬件調(diào)試截圖如圖5.4所示.圖5.4 流水燈實物圖5.2.2 lcd液晶顯示報警模塊硬件調(diào)試截圖如圖5.2所示圖5.2 液晶調(diào)試與總體調(diào)試圖6 總結(jié)與展望6.1 結(jié)論本設(shè)計最終實現(xiàn)了鳴叫頻率分別為1hz和0.5hz的聲音報警，和流水燈的顯示功能。達到了預期目標，我又在此基礎(chǔ)之上增加了的的2hz的警笛報警，紅外線遙控控制和液晶顯示的功能。從而實現(xiàn)了報警器的遠距離復位、控制的功能。在制作遙

36、控功能時候遇到了較大的困難，由于每個遙控器的鍵盤的編碼都不盡相同。所以就在接收到紅外信號后，通過一個八個綠色led燈顯示編碼，最后又在液晶上顯示十進制的編碼。有了這些編碼，便順利完成了紅外部分的制作。6.2 展望通過本次畢業(yè)設(shè)計，我深刻感受到了每一項科技進步對人類生活所產(chǎn)生的巨大的影響，然后人類又利用新的工具制造出更加先進的東西。未來的報警系統(tǒng)的將會朝著智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，報警方式將會更加的多樣。參考文獻1 李群芳，肖看. 單片機原理. 北京，清華大學出版社，2001.32 譚浩強. c語言程序設(shè)計. 北京，清華大學出版社,2006.13 閻石.數(shù)字電子技術(shù).高等教育出版社.20

37、07.14 華成英.模擬電子技術(shù). 高等教育出版社.2006.15 李群芳,張士軍.單片微型計算機與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社2008.56 趙輝.protel99電子線路cad.北京，北京郵電大學出版社，2007.17baidu:lcd1602,lcd1602,ball,2010-52010-5./view/b670ef2f0066f5335a8121ad.html8 楊振尚.基于單片機的紅外解碼器設(shè)計. 廣東湛江海洋大學.2003.7 9丁元杰主編，單片微機原理與應(yīng)用（第2板），機械工業(yè)出版社，1999；10張錚，居峰，一種空氣質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，專利申請

38、號：200620042588.8，2006.6；11咎聽武，符欲梅，周志明等，重慶大學光電工程學院，車內(nèi)空氣等環(huán)境參量監(jiān)測報警儀，專利申請?zhí)枺?3234276.4，2003.4；12劉天水，魏北燕，曾慶堅等，武漢長江融達電子有限公司，車載空氣質(zhì)量傳感控制系統(tǒng)，專利申請?zhí)枺?00420076250.5，2004.8。致謝經(jīng)過兩個多月來的艱苦努力，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計，雖然未能將所有想法都在作品中表現(xiàn)出來。但是我覺的已在這兩個多月之內(nèi)，盡了自己的最大的努力，去鉆研這個系統(tǒng)。從制做原理圖到收集大量的有關(guān)本系統(tǒng)的文獻資料再到周期非常長的軟件調(diào)試，硬件的焊接和最后的調(diào)試。我接觸到了一個簡單電子產(chǎn)品的設(shè)

39、計與制作的全部過程，在此次畢業(yè)設(shè)計的制作中學到了很多實實在在的東西。也鍛煉了自己的獨立研究問題分析問題的能力。經(jīng)歷了不知從何入手的無助，不知程序為什么出錯的苦惱，電路出現(xiàn)各種異常的反應(yīng)?，F(xiàn)在回頭想想，真的是很有意義。非常感謝指導老師劉濤的指導!劉濤老師總是在百忙之中抽出時間來和我們見面探討,傳授經(jīng)驗指點迷津。還經(jīng)常在qq群里面和大家討論問題。劉濤老師總是很認真很耐煩的解答我們提出來的問題，為我們提出了各方面的指導意見，為我們提供各方面的重要資料，是我們的工作進程中的中堅力量。同時也非常感謝本班的諸多兄弟姐妹，他們與我一起分擔這段歲月的酸甜苦辣，一起去買元器件，一起焊電路板，一起研究探討出現(xiàn)的問

40、題，一起分享心得體會，他們嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，刻苦勤奮的作風，一直都是我學習的榜樣。我要再次感謝以上這些伴隨我共同度過這些艱苦歲月的幕后英雄。附錄：附錄a：源程序代碼#include#include#define uchar unsigned char#define lift_led p1 /定義左側(cè)花燈的輸出管腳#define green_led p0/ 定義流水燈的輸出管腳 #define lcd p2/定義液晶的數(shù)據(jù)口#define key p33/按鍵口sbit buzzer=p30;/定義蜂鳴器管腳 p30sbit speaker=p31;/定義蜂鳴器管腳 p31sbit lift_le

41、d_ex=p34;/ 定義左側(cè)花燈的第九個燈的輸出管腳sbit lcd_rs= p35;sbit lcd_rw = p36;sbit lcd_ep = p37; /定義uchar t1=0;sbit speaker_en=ie1;/喇叭使能sbit irin=p32;/ int0 紅外輸入口uchar ircom4;uchar strings=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;uchar l_f_num=0;uchar temp;/假定 的外部變量unsigned char frq; /全局變量 頻率uchar code lift_led_code=0x8d,0x8f,0x9f,0x9f

42、,0xbf,0xff,0xfe,0xfc,0xec,0xec,0xcc,0x8c,0x73,0x8c,0x88,0xc,0x84,0x00;uchar code lift_led_ex_code=1,1,1,0, 0,0,0,0, 0,1,1,1, 0,1,1,1, 1,0x00;void timer0() interrupt 1 using 1/喇叭發(fā)聲th0 = 0xfe;tl0 = frq;speaker = speaker;void timer1interrupt(void) interrupt 3 t1+;if(t120)t1=0; buzzer=buzzer; ; th1 = 0x

43、3c; tl1 = 0x0b0;return; void inittimer1(void) tmod = 0x11; th1 = 0x3c; tl1 = 0x0b0; ea = 1; et1 = 1; tr1 = 1;void delay500ms() /0.5s 的軟件延時 unsigned char a,b,c;frq=0; for(c=23;c0;c-) frq=frq+2; for(b=152;b0;b-) for(a=70;a0;a-);delay(uchar ms)/ 可軟件延時子程序uchar i;while(ms-)for(i = 0; i 125; i+)_nop_();_n

44、op_();_nop_();_nop_();void delay_ir(unsigned char x) /x*0.14ms紅外的延時 unsigned char i; while(x-) for (i = 0; i13; i+) ；void beep() /蜂鳴器響應(yīng) unsigned char i; for (i=0;i150;i+) delay_ir(4); buzzer=buzzer; /beep取反 buzzer=1; /關(guān)閉蜂鳴器bit lcd_bz()/ 測試lcd忙碌狀態(tài) bit result;lcd_rs = 0;lcd_rw = 1;lcd_ep = 1;_nop_();_

45、nop_();_nop_();_nop_();result = (bit)(lcd & 0x80);lcd_ep = 0;return result; lcd_wcmd(uchar cmd)/ 寫入指令數(shù)據(jù)到lcdwhile(lcd_bz();lcd_rs = 0;lcd_rw = 0;lcd_ep = 0;_nop_();_nop_();lcd = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcd_ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcd_ep = 0;lcd_pos(uchar pos) /設(shè)定顯示位置lcd_wcm

46、d(pos | 0x80); lcd_wdat(uchar dat)/寫入字符顯示數(shù)據(jù)到lcdwhile(lcd_bz();lcd_rs = 1;lcd_rw = 0;lcd_ep = 0;lcd = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcd_ep = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();lcd_ep = 0;lcd_init() /lcd初始化設(shè)定lcd_wcmd(0x38);/delay(2);lcd_wcmd(0x0c);/delay(2);lcd_wcmd(0x06);/delay(2);lcd_wcmd(0x01)

47、;/清除lcd的顯示內(nèi)容delay(2);delay(200);void printlcd(uchar line,uchar pos,uchar strings) /顯示輸出子程序 uchar i=0;/在第幾行，第幾個字符，顯示字符串if(line50)temp=0;strings0=temp/10+0x30;strings1=temp%10+0x30;strings3=0x00;printlcd(2,1, co:);printlcd(2,5,strings) ;printlcd(2,7,% );delay(100);void int_key() interrupt 2key();void lift_flowlight()/基礎(chǔ)聲光報警部分 if(lift_led_codel_f_num|lift_led_ex_codel_f_num) if(!lift_led_ex_codel_f_num)lift_led_ex=1; else lift_led_ex=0;lift_led=lift_led_codel_f_num+; else l_f_num=0;void ir_function(void)/遙控按鍵識別并執(zhí)行 switch(ircom2)