本科畢業(yè)設(shè)計(jì)之聲光器設(shè)計(jì)

1、摘 要聲光報(bào)警器在實(shí)際生活中應(yīng)用到的地方有許多，運(yùn)用于生活的方方面面，既有硬件實(shí)現(xiàn)的，也有硬件和軟件同時(shí)控制執(zhí)行。本次單片機(jī)實(shí)訓(xùn)是基于微機(jī)原理與接口技術(shù)的學(xué)習(xí)，運(yùn)用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)聲光報(bào)警器的功能。報(bào)警和發(fā)光同步進(jìn)行，并且燈光旋轉(zhuǎn)閃爍。因此用它進(jìn)行報(bào)警探測(cè)監(jiān)控，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜都可以使用，而且其抗干擾能力強(qiáng)。報(bào)警系統(tǒng)利用單片機(jī)控制技術(shù)，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就會(huì)開(kāi)啟警報(bào)向人們發(fā)出提示，從而讓人即使采取應(yīng)對(duì)措施。本次設(shè)計(jì)的聲光報(bào)警器，當(dāng)報(bào)警按鈕按下時(shí)揚(yáng)聲器報(bào)警，揚(yáng)聲器用1kHZ信號(hào)響100ms， 500Hz信號(hào)響200ms，交替進(jìn)行聲響報(bào)警，在報(bào)警期間報(bào)警指示燈旋轉(zhuǎn)閃爍，當(dāng)報(bào)警解除按鈕按

2、下則解除報(bào)警。通過(guò)課程任務(wù)設(shè)計(jì)，可以很好的對(duì)課本知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)習(xí)于專業(yè)相關(guān)的一些知識(shí)，從而擴(kuò)大自己知識(shí)面的廣度。其次，通過(guò)課題任務(wù)設(shè)計(jì)，在讓我們思考使用學(xué)習(xí)工具的同時(shí)也學(xué)會(huì)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題這一過(guò)程。 關(guān)鍵詞： AT89C51； 引腳； 旋轉(zhuǎn)燈； 聲光報(bào)警器 目 錄1.設(shè)計(jì)任務(wù)11.l設(shè)計(jì)目的11.2設(shè)計(jì)要求及分析11.3整體方案12. 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹及應(yīng)用32.1單片機(jī)的工作過(guò)程42.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)述及結(jié)構(gòu)42.3 AT89C51引腳說(shuō)明62.4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域83.主電路的設(shè)計(jì)103.1 電路圖103.2元器件清單103.3時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)113.4復(fù)位電路

3、的設(shè)計(jì)113.5發(fā)光二極管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)124.軟件程序設(shè)計(jì)1341軟件程序設(shè)計(jì)框圖134.2 程序設(shè)計(jì)14總結(jié)16致謝17參考文獻(xiàn)181設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)聲光報(bào)警器，當(dāng)報(bào)警按鈕按下時(shí)揚(yáng)聲器報(bào)警，揚(yáng)聲器用1kHZ信號(hào)響100ms， 500Hz信號(hào)響200ms，交替進(jìn)行聲響報(bào)警，在報(bào)警期間報(bào)警指示燈旋轉(zhuǎn)閃爍，當(dāng)報(bào)警解除按鈕按下則解除報(bào)警。1.1設(shè)計(jì)目的 首先，通過(guò)課程任務(wù)設(shè)計(jì)，可以很好的對(duì)課本知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)習(xí)于專業(yè)相關(guān)的一些知識(shí)，從而擴(kuò)大自己知識(shí)面的廣度。其次，通過(guò)課題任務(wù)設(shè)計(jì)，在讓我們思考使用學(xué)習(xí)工具的同時(shí)也學(xué)會(huì)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題這一過(guò)程。1.2設(shè)計(jì)要求及分析利用定時(shí)器以方式1

4、工作，產(chǎn)生報(bào)警音符對(duì)應(yīng)的1kHZ信號(hào)響100ms， 500Hz信號(hào)響200ms的方波，由P1.0接報(bào)警燈，P1.1接報(bào)警喇叭，用P3.2接報(bào)警控制按鈕，P3.3接報(bào)警停止按鈕。1.3整體方案P3.2口用來(lái)接按鈕控制報(bào)警器的啟動(dòng)和停止，P1.0口用來(lái)輸出方波、發(fā)聲，P1.1口對(duì)燈進(jìn)行控制為使揚(yáng)聲器用1kHZ信號(hào)響100ms， 500Hz信號(hào)響200ms要用定時(shí)器中斷，利用定時(shí)器T1方式1工作，產(chǎn)生方波，由P1.0輸出驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。聲音的改變調(diào)用延時(shí)子程序的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)晶振頻率為12MHz?；谝魳?lè)播放器基礎(chǔ)上，通過(guò)按鈕控制用于驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)報(bào)警的聲音。P3.2 INT0（外部中斷0）、P3.3

5、INT1（外部中斷1）。系統(tǒng)初始化聲光報(bào)警結(jié)束是否按報(bào)警開(kāi)關(guān)聲光報(bào)警是否持續(xù)300ms開(kāi)始啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警是否還有按報(bào)警開(kāi)關(guān)結(jié)束YNNYYN圖1.1 系統(tǒng)框圖2. 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹及應(yīng)用單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫(xiě)MCU表示單片機(jī)，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用

6、處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片

7、機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端1的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows和Linux操作系統(tǒng)。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、 、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)

8、有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。 單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。AT89C51單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可

9、反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（EPROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)單片機(jī)的發(fā)展過(guò)程如表2.1所示：時(shí)間產(chǎn)品特點(diǎn)1976年MCS-48無(wú)串行口、RAM、ROM容量小、4K尋址1980年MCS-518位，集成度高、1983年MCS-96集成度高、32位、有A/D轉(zhuǎn)換、速度快1990年全面發(fā)展高速、大容量、外圍集成到內(nèi)部、性能強(qiáng)表2.單片機(jī)發(fā)展過(guò)程2.1單片機(jī)的工作過(guò)程單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程，也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程，所謂指令就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操

10、作；單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就成為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元（最小的存儲(chǔ)單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行就像大樓房的每個(gè)房間的被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址號(hào)，該地址號(hào)稱為存儲(chǔ)單元的地址，這樣只要知道了存儲(chǔ)單元的地址，就可以找到這個(gè)存儲(chǔ)單元，其中存儲(chǔ)的指令就可以被取

11、出，然后再被執(zhí)行。 程序通常是順序執(zhí)行的，所以程序中的指令也是一條條順序存放的，單片機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)要能把這些指令一條條取出并加以執(zhí)行，必須有一個(gè)部件能追蹤指令所在的地址，這一部件就是程序計(jì)數(shù)器PC（包含在CPU中），在開(kāi)始執(zhí)行程序時(shí)，給PC賦以程序中第一條指令所在的地址，然后取得每一條要執(zhí)行的命令，PC在中的內(nèi)容就會(huì)自動(dòng)增加，增加量由本條指令長(zhǎng)度決定，可能是1、2或3，以指向下一條指令的起始地址，保證指令順序執(zhí)行。2.2 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)述及結(jié)構(gòu)圖2.1為AT89C51單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。由圖可見(jiàn)，在這一塊芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程

12、I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等9各部分，各部分通過(guò)內(nèi)部總線相連。振蕩器和時(shí)序OSC程序存儲(chǔ)器4 KB ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256 B RAM/SFR定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 ×16 AT89C51CPU64 KB總線 擴(kuò)展控制器可編程 I/O可編程全雙工串行口內(nèi)中斷外時(shí)鐘源 外部事件計(jì)數(shù)外部中斷 控制 并行口 串行通信圖2.1為AT89C51單片機(jī)的基本組成功能方塊圖（1）一個(gè)8位的微處理器CPU。（2）8KB的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器Flash ROM（基本型的Flash ROM為4KB），用于燒錄運(yùn)行的程序，常用數(shù)據(jù)。（3）256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器Flash ROM（基本型的RAM為128B）,

13、在程序運(yùn)行時(shí)可以隨時(shí)寫(xiě)入和讀出數(shù)據(jù)，用于存放函數(shù)相互傳遞的參數(shù)、接受外部數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果、最后結(jié)果以及顯示的數(shù)據(jù)等；128B特殊功能寄存器（SFR）控制單片機(jī)各個(gè)部件的運(yùn)行。（4）3個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（基本型僅有2個(gè)定時(shí)器），每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以設(shè)置為計(jì)數(shù)方式，用于對(duì)外部事件信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，也可以設(shè)置為定時(shí)方式，滿足各種定時(shí)要求。（5）有一個(gè)管理6個(gè)中斷源（基本型是5個(gè)中斷源）、2個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷控制器。（6）4個(gè)8位并行I/O端口，每個(gè)端口既可以用作輸入，也可以用于輸出。（7）一個(gè)全雙工UART（通用異步接受發(fā)送器）串行I/O口，用于單片機(jī)之間的串行通信，或者單片機(jī)與PC機(jī)、其他設(shè)備

14、、其他芯片之間的串行口。（8）片內(nèi)振蕩電路和時(shí)鐘發(fā)生器，只需外面接上一晶振或輸入振蕩信號(hào)，就可產(chǎn)生單片機(jī)運(yùn)行所需要的各種時(shí)鐘信號(hào)。(9)有一個(gè)可尋址64KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，還可以尋址64KB外部程序存儲(chǔ)器的三總線的控制電路。以上各個(gè)部分通過(guò)片內(nèi)總線相連，在CPU的控制下協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)用戶程序的各種功能。2.3 AT89C51引腳說(shuō)明ATMEL公司的AT89C51是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式。AT89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。圖2.2AT89C51引腳圖40個(gè)引腳按引腳功能大致可分為4個(gè)種類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。

15、1.電源: (1)VCC - 芯片電源，接+5V； (2) VSS - 接地端:注：用萬(wàn)用表測(cè)試單片機(jī)引腳電壓一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平。但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測(cè)試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這是萬(wàn)用表的響應(yīng)速度沒(méi)這么快而已，在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電壓仍保持在0v或者5v。 2.時(shí)鐘:XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 3.控制線:控制線共有4根， (1)ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖 ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址 PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈

16、沖。(2)PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。 (3)RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。 VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 (4)EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 I/O線 80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)

17、/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上

18、拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入1后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： P3口管腳 備選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P

19、3.2 INT0（外部中斷0） P3.3 INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外

20、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：反向振蕩器的輸出,如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，應(yīng)不接。2.4 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤(pán)作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢也是低的，一般不超過(guò)10元即可,用它來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它

21、的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別。單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 1. 在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能

22、比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。例如精密的測(cè)量設(shè)備（功率計(jì)，示波器，各種分析儀）。 2. 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 3. 在家用電器中的應(yīng)用 可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備，五花八門(mén)，無(wú)所不在。 4. 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基

23、本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)， 機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線通信、再到日常工作中隨處可見(jiàn)的移動(dòng) ，集群移動(dòng)通信，無(wú)線電對(duì)講機(jī)等。 5. 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備領(lǐng)域中的應(yīng)用 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 此外，單片機(jī)在工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途3.主電路的設(shè)計(jì) 3.1 電路圖圖3.1 仿真電路圖3.2元器件清單元件規(guī)格數(shù)量單片機(jī)AT89C511個(gè)按鈕1個(gè)報(bào)警燈LED8個(gè)喇叭8/0.25w1個(gè)晶振6MHz1個(gè)起振電容30pF瓷片電容2個(gè)復(fù)位電容22Uf 16V電解電

24、容1個(gè)電阻1k1個(gè)電阻2001個(gè)DIP封裝插座40腳集成插座1個(gè)3.3時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)TAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為1us。如圖3.2所示為時(shí)鐘電路。圖3.2時(shí)鐘電路圖3.4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后, 在RESET端持續(xù)給出

25、2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時(shí)，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于2us。本設(shè)計(jì)采用的是上電自動(dòng)復(fù)位電路。如圖3.3所示為復(fù)位電路。圖3.3復(fù)位電路圖3.5發(fā)光二極管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由8個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的P2.0P2.7的引腳，當(dāng)單片機(jī)的P2.0P2.7引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用。圖3.4所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路圖3.4發(fā)光二極管報(bào)警電路圖4.軟件程序設(shè)計(jì) 41軟件程序設(shè)計(jì)框圖按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖所示：系統(tǒng)初始化聲光報(bào)警結(jié)束是否按報(bào)警開(kāi)關(guān)聲光報(bào)警是否持續(xù)300ms開(kāi)始啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)

26、警是否還有按報(bào)警開(kāi)關(guān)結(jié)束YNNYYN圖4.1軟件的程序流程圖4.2 程序設(shè)計(jì)/*名稱：旋轉(zhuǎn)燈式報(bào)警器說(shuō)明：定時(shí)器控制報(bào)警燈旋轉(zhuǎn)顯示，并發(fā)出仿真警報(bào)聲。*/#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit SPK=P37;uchar FRQ=0x00;/延時(shí)void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-) for(i=0;i<120;i+);/INT0中斷函數(shù)void EX0_INT() interrupt 0TR0=TR0;/開(kāi)啟或停止兩定時(shí)器，分別控制報(bào)警器的聲音和LED旋轉(zhuǎn)TR1=TR1;if(P2=0x00)P2=0xe0;/開(kāi)3個(gè)旋轉(zhuǎn)燈elseP2=0x00;/關(guān)閉所有LED/定時(shí)器0中斷void T0_INT() interrupt 1TH0=0xfe;TL0=FRQ;SPK=SPK;/定時(shí)器1中斷voi