多功能數(shù)字時鐘畢業(yè)設(shè)計

-PAGE60-一引言 2二硬件系統(tǒng)方案設(shè)計 22.1電話撥號防盜報警器硬件系統(tǒng)方案 22.1.1硬件系統(tǒng)方案設(shè)計 22.1.2脈沖撥號原理 32.1.3脈沖撥號實現(xiàn)過程 42.1.4AT89S2052單片機的功能特點 52.2時鐘計時器的硬件設(shè)計方案論證分析 82.2.1功能要求 82.2.2方案論證 82.2.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 84.1.2時鐘計時器的硬件電路設(shè)計描述 9三系統(tǒng)的軟件設(shè)計 103.1電話撥號防盜報警器程序設(shè)計 103.1.1主程序設(shè)計 113.2時鐘顯示程序設(shè)計 123.2.1主函數(shù) 123.2.2LED顯示子函數(shù) 133.2.3定時器T0中斷函數(shù) 133.2.4中斷函數(shù) 143.2.5功能函數(shù) 14四系統(tǒng)的調(diào)試部分 154.1時鐘系統(tǒng)的調(diào)試 154.1.1時鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試 154.1.2時鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試 154.1.3性能分析 154.2撥號報警器功能調(diào)試 15五總結(jié) 16參考文獻 17附錄 18附錄1程序清單 18附錄2系統(tǒng)使用說明 18附錄3英文資料 18附錄4系統(tǒng)PCB板圖 18附錄1：程序清單 19附錄2：系統(tǒng)使用說明 36一引言隨著人們生活水平的不斷提高，大家對住宅和辦公室的安全意識也日益增加。因此，研究和開發(fā)防盜報警裝置引起了科研單位和生產(chǎn)廠家的重視，特別是面對普通居民、價格低、運行可靠的自動報警系統(tǒng)。長期以來，一些電子雜志介紹的廉價防盜報警均無電話撥號報警功能，而市售的可自動撥號報警的防盜器材又價格高昂。這里介紹的電話撥號防盜報警器可在這兩者之間找到平衡，即兼具高性能和低價位。為了以低成本實現(xiàn)高性能，設(shè)計時利用了電信局的交換機支持脈沖撥號方式來實現(xiàn)撥號報警，這樣可利用單片機直接發(fā)出撥號脈沖，精簡了電路，降低了成本。電話撥號防盜報警器作為家庭防盜報警器材的一員，非常經(jīng)濟實用。它進入工作警戒后，主控CPU不斷檢查觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)盜賊入室觸發(fā)開關(guān)時，立即啟動電話撥號報警程序向主人告警（當(dāng)然也可以通過修改軟件使其在現(xiàn)場發(fā)出高分貝報警音）。實踐證明，該系統(tǒng)報警快速、準(zhǔn)確。由于該系統(tǒng)電路簡單，而且利用的是公共通信網(wǎng)，因此不存在建立的報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問題，具有成本低、體積小、能耗極低、體積小、能耗極低且不影響正常打電話等突出優(yōu)點。平時可以作為時鐘計時器來使用，真是一舉兩得。二硬件系統(tǒng)方案設(shè)計2.1電話撥號防盜報警器硬件系統(tǒng)方案2.1.1硬件系統(tǒng)方案設(shè)計圖2.1為電話撥號報警器的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖，由單片機控制器、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、觸發(fā)電路、撥號電路及電源等6部分組成。單片機控制器是整個系統(tǒng)的核心，負責(zé)控制檢測輸入/輸出顯示、模擬摘機、撥號摘機、撥號報警、掛機等一系列的程序動作。這里使用了小引腳、高性能、低價位的AT89S2052。鍵盤輸入電路負責(zé)輸入電片機中一系列工作參數(shù)及功能設(shè)定。發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示器在整個系統(tǒng)工作過程中充當(dāng)一個簡單的人機界面，用以顯示工作狀況及輸入/輸出的數(shù)據(jù)等。電話撥號防盜報警器的觸發(fā)電路用磁性開關(guān)（門磁開關(guān)），簡單可靠，也可用紅外探測器或無線門磁，以實現(xiàn)全方位遠距離監(jiān)測。報警器應(yīng)采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。撥號及報警電路用來完成模擬摘機、撥號、發(fā)出報警音、掛機等工作過程，它的工作由單片機控制。電源部分負責(zé)對整個系統(tǒng)供電。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉(zhuǎn)由后備電池供電。鍵盤鍵盤單片機控制器觸發(fā)開關(guān)電源撥號電路顯示模塊圖2.1電話撥號防盜報警器方框圖2.1.2脈沖撥號原理脈沖撥號是目前電話機兩種撥號方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號方式。脈沖撥號就是指在電話機上撥入的電話號碼以脈沖個數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經(jīng)通以直流電流的回路上，利用撥號盤及發(fā)號電路將回路斷開、再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入電話號碼的發(fā)送。在操作中，若用戶撥1，則送出1個脈沖，回路中斷一次、接通一次；撥2，則發(fā)出2個脈沖，回路斷一次、接通一次、再斷一次；……；而撥0時，則發(fā)出10個脈沖，回路斷、接通輪流10次。圖2.2為電話號碼“32”的脈沖波形。時間號碼字間間隔時間時間號碼字間間隔時間tID號碼2的脈沖號碼3的脈沖斷通圖2.2電話號碼“32”正常撥號時，電路電流中斷的時間一般在58～65ms之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。電路電流接通的時間（即在同一位號碼中的2個斷脈沖之間的接通電流時間）約在32～42ms之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時間和脈沖接通時間之和，每一個周期的時間為100ms左右?？焖贀芴枙r，在50ms左右。2位號碼（即2組脈沖串）之間的最小時間間隔，通常為800ms左右；而快速撥號時，其值減半，為400ms左右。我國目前采用的電話脈沖撥號的速率是10PPS（每秒的脈沖數(shù)），即每秒發(fā)出10個脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號時的值。為了提高撥號的可靠性及穩(wěn)定性，這里設(shè)計時選定更低的脈沖撥號速率：1個脈沖代表播出1，2個脈沖代表撥出2，……，10個脈沖代表撥出0，每個脈沖的寬度和間隔為100ms。工作時首先進行模擬摘機，然后開始脈沖撥號，撥出1位號碼后停頓500ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥完后再發(fā)報警音，……，最后掛機。2.1.3脈沖撥號實現(xiàn)過程圖2.3為脈沖撥號的實現(xiàn)電路。平時電話線上的電壓約為50～60V左右。未撥號時電片機的P3.0、P3.1均輸出低電平。撥號過程如下：=1\*GB3①單片機的P3.0輸出高電平，使TR1導(dǎo)通，由于電話線路上接入了負載R1，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機。=2\*GB3②單片機的P3.0開始輸出撥號脈沖，使電話線的電壓（電平）也呈高、低變化。1個脈沖代表撥出1，2個脈沖代表撥出2，……，10個脈沖代表撥出0，每個脈沖的寬度和間隔均為100ms。撥出1位號碼后停頓500ms（保持P3.0高電平）再撥下一位，直至全部撥完。=3\*GB3③P3.0保持高電平（保持電話線路接通），P3.1輸出1KHz的報警音脈沖驅(qū)動TR2，以2Hz進行調(diào)制（即接通1kHz信號0.5s、斷開1kHz信號0.5s）,這樣從接聽方的電話中就會聽到“嘟、嘟……”的報警聲。報警音的時間根據(jù)設(shè)計為60s。=4\*GB3④60后，P3.1輸出低電平，TR2截止，停止報警。隨后P3.0也輸出低電平，模擬掛機。完成一次報警過程。圖2.3脈沖撥號實現(xiàn)電路圖2.3脈沖撥號實現(xiàn)電路2.1.4電話撥號防盜報警器的核心控制器是單片機AT89S2052。AT89S2052是美國ATMEL半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種高性能單片機。該單片機以與MCS-51系列單片機高度兼容、低功耗、可以在接近零頻率下工作等諸多優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于各類計算機系統(tǒng)、工業(yè)控制、電信設(shè)備、消費類產(chǎn)品中。由于ATMEL是全球最大的FLASH和EEPROM生產(chǎn)制造公司之一，加之以其EEPROM技術(shù)與INTEL的80C51內(nèi)核技術(shù)交換，使ATMEL擁有了80C51內(nèi)核的使用權(quán)，其生產(chǎn)的AT89系列電片機不僅與80C51有極好的兼容性，而且具有極高的性能價格比。AT89S2051的主要性能特點指令與MCS-51完全兼容；內(nèi)帶2KB可編程閃速存儲器（FLASHMEMORY）可重復(fù)擦寫1000次；數(shù)據(jù)保留10年；工作電壓范圍2.7～6V；工作頻率0～24MHZ；兩極程序加密鎖定；128B內(nèi)部RAM；15條可編程雙向I/O口線；2個16位定時器/計時器；5個中斷源；可編程串行UART通道；輸出口可直接驅(qū)動LED；片內(nèi)含模擬比較器；低功耗的閑置和掉電模式。AT89S2052是AT89系列電片機種的一種精簡產(chǎn)品。它是將TA89C52的P0口、P2口、EA/Vpp、ALE/PROG、PSEN口線省去后，形成的一種僅20個引腳的單片機，相當(dāng)于早期INTEL8031的最小應(yīng)用系統(tǒng)。這對于一些不太復(fù)雜的控制場合，僅用一片AT89S2052就足夠了，是真正意義上的“單片機”。由于將多功能8位CPU和2KB的閃速存儲器集成在單個芯片中，使其成為一種高效的微控制器。AT89S2052的出現(xiàn)為很多規(guī)模不太大的嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種極佳的選擇方案，使傳統(tǒng)的51系列單片機的體積大、功耗大、可選模式少等諸多困擾設(shè)計工程師們的致命弱點不復(fù)存在。引腳功能介紹AT89S2052引腳外形如圖所示。Vcc：電源端。GND：接地。P1口（P1.0～P1.7）：是一個8位雙向I/O口，其中P1.2至P1.7提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0和P1.1需外接上拉電阻。P1.0和P1.1也可作為片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AINO）和反向輸入（AINI）。P1口輸出緩沖器能提供20mA的灌電流，可直接驅(qū)動LED。P1口寫入“1”P3口：引腳P3.0至P3.7（P3.5除外）是7個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口線。原P3.6不能使用，已連接片內(nèi)比較器輸出端。與P1口相同，P3口也能提供20mA的灌電流，并可直接驅(qū)動LED顯示器。與80C51相同，P3口也有第2功能，P3.0作為串行數(shù)據(jù)接收RXD；P3.1作為串行數(shù)據(jù)發(fā)送TXD；P3.2為外部中斷0申請INT0；P3.3為外部中斷1申請INT1；P3.4為定時器/計時器0輸入；P3.5位定時器/計數(shù)器1輸入；P3.7無第2功能RD。RST：復(fù)制輸入。要使芯片可靠復(fù)位，要保持RST引腳2個機器周期的高電平。XTAL1：反向振蕩放大的輸入及內(nèi)部時鐘電路的殊榮。XTAL2：來自反向振蕩放大器的輸出。特殊功能寄存器（SFR）與80C51完全相同程序存儲器鎖定AT89S2052片內(nèi)有2個鎖定位，可以不編程（U），也可以編程（P），以獲得一些附加的特性，如表2.1所示。表2.1程序存儲器鎖定編程鎖定位LB1LB2保護模式1UU沒有編程鎖定特性2PU禁止對閃速存儲器進一步編程3PP同模式2，同時禁止校驗5、閑置模式在閑置模式下，CPU自身處于休眠狀態(tài)，而片內(nèi)所有其他外圍設(shè)備保持工作狀態(tài)。該模式是軟件生成的。在該模式期間，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑置模式可以允許由中斷或硬件復(fù)位終止。如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1應(yīng)置0；如果采用外部上拉，則置1。應(yīng)注意的是，當(dāng)閑置模式被硬件復(fù)位中止時，器件要從閑置處恢復(fù)程序的執(zhí)行，執(zhí)行2個機器周期后，內(nèi)部復(fù)位算法才起作用。此時，硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但允許訪問端口引腳。為了排除閑置被復(fù)位中止時對端口意外寫入的可能性，跟在生成閑置模式后的指令不應(yīng)是對端口引腳的讀/寫操作。6.掉電模式在掉電模式下，振蕩器停止工作，生成掉電狀態(tài)的指令是最后執(zhí)行的一條指令。片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器保持其值不變直到掉電模式終止。從掉電模式退出的唯一辦法是硬件復(fù)位。復(fù)位將重新定義特殊功能寄存器（SFR），但不會影響片內(nèi)RAM。在Vcc沒有恢復(fù)到其正常工作電壓之前，不應(yīng)進行復(fù)位，且復(fù)位的保持時間應(yīng)足夠長，使振蕩器能重新開始工作并穩(wěn)定下來。同樣，如果不采用外部下拉，P1.0和P1.1應(yīng)置0，如果采用外部上拉，則置1。2.2時鐘計時器的硬件設(shè)計方案論證分析2.2.1功能要求時鐘計時器要求用六位LED數(shù)碼管顯示時、分、秒、以二十四小時方式運行,使用按鍵開關(guān)實現(xiàn)時,分調(diào)整功能。2.2.2方案論證為實現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示,可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件,接口復(fù)雜一些,考慮到時鐘顯示只有六位,且系統(tǒng)沒有其它復(fù)雜的處理任務(wù),所以決定用動態(tài)掃描實現(xiàn)LED顯示。單片機采用易購的AT89S52系列,這種單片機可具有足夠的空余硬件資源,以實現(xiàn)其它的擴充功能。若使用電池供電,可采用低電壓的LV系列單片機時鐘計時器電路系統(tǒng)的總體設(shè)計框架如圖3.1所示。單片機控制器單片機控制器AT89S526位LED顯示器列驅(qū)動圖3.1硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計框架2.2.3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計電話撥號防盜報警器的硬件電路設(shè)計描述為了發(fā)揮電片機強大的計算、控制能力，充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，這里極大地簡化了電路，但可實現(xiàn)以前需要幾片甚至十幾片小規(guī)模數(shù)字電路才能完成的任務(wù)。電路原理如圖所示，共有4個按鍵，即rst、ok、up、set。rst:系統(tǒng)復(fù)位鍵。ok：輸入數(shù)據(jù)確認鍵。up：顯示的數(shù)字增加鍵。set：工作模式設(shè)定鍵，可設(shè)定管機、工作、輸入時間t1、輸入時間t2及輸入電話號碼5種模式。磁性開關(guān)即為裝于門或窗口的防盜感應(yīng)開關(guān)，門關(guān)閉時常開，門打開時閉合接通。當(dāng)然也可改用其他的感應(yīng)器件，如激光探測、超聲波感應(yīng)、熱釋電感應(yīng)、主動紅外線探測或無線門磁等，以實現(xiàn)全方位遠距離檢測。為了防止磁性開關(guān)離控制器較遠而產(chǎn)生引入干擾，使用了光耦作信號傳遞，效果良好。LED數(shù)碼管用于工作狀態(tài)指示或輸入數(shù)據(jù)指示。L1、L2接電話線，ZND為擊穿電壓120V的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。平時系統(tǒng)處于低功耗待機狀態(tài)（此時耗電僅2mA左右），由電話線上取電工作，并對3.6V/60mA鎳鉻電池充電，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)進行設(shè)定或進行撥號報警時，耗電會達到10mA，這時主要由鎳鉻電池供電。由于有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會使已輸入的數(shù)據(jù)丟失。該機除用于防盜報警外，若對軟件進行一些修改，也可通過電話線進行遠程數(shù)據(jù)傳遞。三極管T1、T2及電阻R1、R2構(gòu)成撥號及報警電路，其工作原理前面已作詳細介紹。4.1.2時鐘計時器的硬件電路設(shè)計描述時鐘計時器的硬件電路,采用AT89S52單片機最小化應(yīng)用設(shè)計,顯示采用共陽七段LED顯示器,P0口輸出段數(shù)碼數(shù)據(jù),P2.0~P2.5口作列掃描輸出,P1.0,P1.1和P1.2口接三個按鈕開關(guān)用以實現(xiàn)調(diào)時,調(diào)分功能.為了提供共陽LED數(shù)碼管的驅(qū)動電壓,用三極管8550作電源驅(qū)動輸出。采用12MHZ晶振有利于提高秒計時的精確性。硬件電路圖如圖3.2示。圖3.2具有時鐘功能的電話報警器原理圖圖3.2具有時鐘功能的電話報警器原理圖三系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1電話撥號防盜報警器程序設(shè)計3.1.1主程序設(shè)計主程序的工作過程為：先進行初始化工作，隨后根據(jù)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)至對應(yīng)的子程序（管機、警戒工作、輸入時間t1、輸入時間t2、輸入電話號碼）循環(huán)工作。T0為100ms定時中斷服務(wù)子程序，它實現(xiàn)精確的撥號脈沖時序。INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)用于實現(xiàn)功能選擇；而INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)則檢測防盜觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)。主程序狀態(tài)流程圖如圖3.6所示。INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程圖及INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖3.7、圖3.8所示。開始開始定時器T0初始化定時器T0初始化關(guān)閉撥號、報警線路關(guān)閉撥號、報警線路輸入t2輸入t1工作輸入t2輸入t1工作根據(jù)se根據(jù)set鍵值散轉(zhuǎn)關(guān)關(guān)機圖3.6主程序狀態(tài)流程圖3.6主程序狀態(tài)流程INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)開始INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)開始如set鍵按下，則set鍵值加1如set鍵按下，則set鍵值加1如鍵值大于5，則鍵值回0如鍵值大于5，則鍵值回0系統(tǒng)進入低功耗待機狀態(tài)系統(tǒng)進入低功耗待機狀態(tài)INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束圖3.7INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程圖3.7INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束查詢門控開關(guān)共10次INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)開始INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束查詢門控開關(guān)共10次INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)開始圖3.8INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束圖3.8INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束3.2時鐘顯示程序設(shè)計3.2.1主函數(shù)本設(shè)計中計時采用定時器T0中斷完成，其余狀態(tài)循環(huán)調(diào)用顯示子函數(shù)及鍵掃描子函數(shù)，當(dāng)端口開關(guān)按下時，轉(zhuǎn)入相應(yīng)調(diào)時功能。其主函數(shù)執(zhí)行流程如圖3.3所示。開開始顯示單元清0顯示單元清0T0、T1設(shè)為16位計數(shù)器模式T0、T1設(shè)為16位計數(shù)器模式允許T0中斷允許T0中斷NN調(diào)用顯示子函數(shù)調(diào)用顯示子函數(shù)鍵按下鍵按下？進入調(diào)進入調(diào)時功能圖3.3主函數(shù)流程圖圖3.3主函數(shù)流程圖3.2.2LED顯示子函數(shù)數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元dis[0]~dis[5]中，其中dis[0]~dis[1]存放秒數(shù)據(jù)，dis[2]~dis[3]存放分數(shù)據(jù)，dis[4]~dis[5]存放時數(shù)據(jù)，每一單元內(nèi)均為十進制BCD碼。由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用的十進制BCD碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在ROM表（dis7[11]）中，顯示時，先取出dis[0]~dis[5]中的某一數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)得顯示段碼從P0口輸出，P2口將對應(yīng)得數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。3.2.3定時器T0中斷函數(shù)定時器T0用于時間計時。定時溢出中斷周期可設(shè)為50ms，中斷進入后先判斷，中斷計時累計20次（即1ms）時對妙計數(shù)單元進行加1操作。時鐘計數(shù)單元在義的6個單元（timedata[6]）中。timedata[0]~timedata[1]存放秒數(shù)據(jù)，timedata[2]~timedata[3]存放分數(shù)據(jù)，timedata[4]~timedata[5]存放時數(shù)據(jù)。最大計時值為23小時59分59秒。在計數(shù)單元中采用十進制BCD碼計數(shù)，秒，分、時之間滿60進位。T0中斷服務(wù)程序執(zhí)行流程如圖3.4所示。T0中斷T0中斷保護現(xiàn)場保護現(xiàn)場1s到？1s到？加1處理加1處理恢復(fù)現(xiàn)場，中斷返回恢復(fù)現(xiàn)場，中斷返回圖3.4T0中斷函數(shù)圖3.4T0中斷函數(shù)3.2.4中斷函數(shù)T1中斷服務(wù)程序用于指示調(diào)整數(shù)字單元的亮閃，在時間調(diào)整狀態(tài)下，每過0.4s，將對應(yīng)單元的顯示數(shù)據(jù)換成“熄滅符”數(shù)據(jù)（0x0a）。這樣，在調(diào)整時間時，對應(yīng)調(diào)整單元的顯示數(shù)據(jù)會間隔閃亮。3.2.5功能函數(shù)調(diào)時功能函數(shù)的設(shè)計方法是：按下T0鍵，進入調(diào)分狀態(tài)，時鐘停止走動；按T1或T2鍵可進行加1或減1操作；繼續(xù)按T0鍵可分別進行分十位、時個位和時十位調(diào)整；最后按T0建將退出調(diào)整狀態(tài)，時鐘開始計時運行。四系統(tǒng)的調(diào)試部分4.1時鐘系統(tǒng)的調(diào)試4.1.1時鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試硬件調(diào)試時可先檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤后可通電檢查LED顯示器的點亮狀況。若亮度不理想，可以調(diào)整P0口的電阻大小，一般情況下取200歐姆電阻即可獲得滿意的亮度效果。4.1.2時鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試軟件調(diào)試KeilC51編譯器，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子函數(shù)為單位一個個地進行，最后可結(jié)合硬件實時運行調(diào)試。4.1.3性能分析按照設(shè)計程序分析，LED顯示器動態(tài)掃描頻率約為167Hz，實際使用觀察時完全沒有閃爍，實際計時時精度較高，可滿足一般場合的應(yīng)用需要。4.2撥號報警器功能調(diào)試通電前應(yīng)檢查焊接質(zhì)量，確認無短路、虛焊等故障。將撥碼開關(guān)J2指向下側(cè)，即斷開3.6V鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接。將外部直流可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)整為3.6V。接入系統(tǒng)的Vcc與地。如果系統(tǒng)耗電小于15mA為正常，否則應(yīng)檢查是否有短路、元器件不良或錯焊現(xiàn)象存在。隨后取下外接直流穩(wěn)壓電源，恢復(fù)3.6V鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接，進行軟、硬件統(tǒng)調(diào)測試。由于AT89S52的I/O引腳有限，故數(shù)碼管只設(shè)一位，因此輸入數(shù)字時只能分階段一位一位輸入。假設(shè)需輸入t1=061，t2=025，電話號碼=12345678，在此詳述如下：地1步：接上電話線（也即接上電源）后，數(shù)碼管顯示“E”，意為數(shù)據(jù)錯誤，因為此時我們尚未輸入任何數(shù)據(jù)。第2步：=1\*GB3①點按一下set鍵，鍵值加1，即此時set=1.這時數(shù)碼管最下的一橫點亮，顯示“_”，意為可輸入時間t1，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。=2\*GB3②按下up鍵后，數(shù)字開始從0~9循環(huán)遞增，調(diào)至0后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。=3\*GB3③按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至1后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“6”存入內(nèi)存。=4\*GB3④按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至1后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時個位數(shù)字“6”存入內(nèi)存。這樣就完成了將061（代表t1=61s）存入內(nèi)存的過程。同時數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“_”。第3步：=1\*GB3①點按一下set鍵，鍵值加1，即此時set=2。這時數(shù)碼管下面的二橫點亮，顯示“二”，意為可輸入時間t2，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。=2\*GB3②按下up鍵后，數(shù)字開始從從0~9循環(huán)遞增，調(diào)至0后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。=3\*GB3③按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至２后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“２”存入內(nèi)存。=4\*GB3④按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至５后松開up鍵，點按ok鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時個位數(shù)字“５”存入內(nèi)存。這樣就完成了將０２５（代表t1=２５s）存入內(nèi)存的過程。同時數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“二”以后的調(diào)試同前面的方法相同。五總結(jié)本系統(tǒng)以單片機89S52作為核心部件，利用單片機實現(xiàn)了電話撥號報警、時鐘顯示等功能，最終使系統(tǒng)完成設(shè)計要求的各項任務(wù)。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，力求硬件線路簡單，并綜合運用了C語言、單片機等各種知識，采用了一些特別的方法使磁電檢測達到最佳的效果，充分發(fā)揮軟件編程方便靈活的特點，來滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。在設(shè)計過程中主要遇到幾個關(guān)鍵性問題。如檢測部分信號不穩(wěn)定，經(jīng)檢查該問題與周圍的干擾有密切相關(guān)，將檢測部分的外圍進行了合理，使檢測信號很準(zhǔn)確地檢測到。還有撥號電路模塊起初方案采用電橋和三極管進行控制，此設(shè)計采用單片機I/O口直接控制指示燈以及開關(guān)來進行控制。不僅節(jié)省了硬件資源，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。變量定義及初始化模塊參考文獻[1]楊長春.電子報合訂本2002年上：261[2]電子產(chǎn)品世界，2004，9（167）：81-82[3]耿德根，詹衛(wèi)前，李青.單片機創(chuàng)新開發(fā)與機器人制作.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005.3：85-120[4]吳祖峰,葛麗，李剛.傳感器個數(shù)及距離對盲分離影響的分析.電子科技大學(xué)學(xué)報，2006，4，35(2):186-188[5]韋敏，寧方立，韋娟.基于智能功率模塊的無刷直流電機控制器.西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2006，4，24（2）：161-164[6]熊磊，黃玉水.一種改進型PDM調(diào)動控制方式.南昌大學(xué)學(xué)報，2006，3，28（1）：99-102[7]黃智偉.全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽訓(xùn)練教程.北京：電子工業(yè)出版社，2005.1[8]閆志峰，劉立君，崔立彪.管道弧焊機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報，[9]萬光毅，嚴(yán)義.單片機實驗與實踐教程（一）.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.12：123-131[10]黃河，鮑宏亞.ProtelDXP培訓(xùn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2004.9致謝Howtimeflies！馬上就要畢業(yè)了。在院、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心、教育和幫助下，經(jīng)過五年的努力，已經(jīng)使自己變成一個動手動腦的復(fù)合型人才。我將利用在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識投身職業(yè)教育事業(yè)，為我國的職業(yè)教育發(fā)展做出自己的貢獻。五年來我學(xué)習(xí)到了大量的專業(yè)理論知識和動手實踐技能，畢業(yè)設(shè)計是對我這五年來學(xué)習(xí)的最好總結(jié)。在畢業(yè)設(shè)計過程中我遇到了很多困難，正是因為這些困難使我學(xué)習(xí)到了很多有用的實用知識，加深了書本理論知識和實踐的結(jié)合，這對我以后從事專業(yè)課教學(xué)工作是很有益處的。在大學(xué)的學(xué)習(xí)期間，我意識到了——大學(xué)更重要的是教給我分析和解決問題的方法，這些必將對我以后的工作和生活產(chǎn)生深遠的影響。在畢業(yè)設(shè)計過程中，得到了曲老師的大力支持和幫助，請允許我向曲老師表示誠摯的感謝！五年來我見證了母校的發(fā)展壯大，希望母校再接再厲，健全體制，走向更加輝煌的明天。最后祝愿偉大的母校前程似錦！祝愿所有的老師身體健康，工作順利！附錄附錄1程序清單附錄2系統(tǒng)使用說明附錄3英文資料附錄4系統(tǒng)PCB板圖附錄1：程序清單(1)電話撥號報警程序程序設(shè)計時需要設(shè)立3個數(shù)組DATA[20]、X[3]、Y[3]。DATA[20]用于存放電話號碼（最長20位），X[3]用于存放時間t1(000~999s),Y[3]用于存放時間t2(000~999s)。另外還要設(shè)立3個軟件計數(shù)器data_flag、t1_flag、t2_flag。Data_flag用于統(tǒng)計輸入的電話號碼位長，t1_flag用于統(tǒng)計輸入的時間t1位長，t2位長。ucharDATA[20];/*存放電話號碼的數(shù)組*/ucharX[3];/*存放時間t1數(shù)組*/ucharY[3];/*存放時間t2數(shù)組*/ucharflag;/*RAM區(qū)防干擾標(biāo)志*/uchardata＿flag=0;/*輸入電話號碼計數(shù)器（最長20位）*/ucharset=0;/*功能鍵值*/ucharm=0;//全局變量ucharn=0;uintf;uchart1＿flag=0;/*輸入時間t1計數(shù)器（最長3位）*/uchart2＿flag=0;/*輸入時間t2計數(shù)器（最長3位）*/ucharcnt_1=0;/*時間t1單元數(shù)學(xué)運算后暫存單元*/ucharcnt_2=0；/*時間t2單元數(shù)學(xué)運算后暫存單元*//*定時器T0初始化*/viodinit_timer(){TMOD=0x01;//定時器T0方式1TH0=-(50000/256);//裝載100ms定時初值TL0=-(50000%256);IE=0x82;//開中斷}啟動報警器子程序模塊/*啟動報警器進入警戒*/voidwork(){ucharh;p1=0xdf;/*數(shù)碼管左上角顯示“1”delay(1);if(set==1)/*進入時間1循環(huán)*/{while(cnt<=x[0]*100+X[1]*10+X[2]){delay(1000);cnt_1++;/*計數(shù)器cnt_1累加*/if(set!=1){EX1=0;cnt_1=0;break;}}/*如按下Set鍵，則推出此循環(huán)*/}else{EX1=1;PCON=0x00;}if(set==1){if(cnt_1>=X[0]*100+X[1]*10+X[2]){EX1=1；cnt_1=0;}/*時間1到，打開外中斷1，計數(shù)器歸零*//*進入待機。若有1s以上開關(guān)動作，退出待機*/while(1){PCON=0x01;if(f>=5{PCON=0x00;break;})}/**/EX1=0；/*關(guān)閉外中斷1*/if(set==1)/*進入時間2循環(huán)*/{while(cnt_2<=Y[0]*100+Y[1]*10+Y[2]){delay(1000);cnt_2++;/*計時器cnt_2累加*/if(set!=1){cnt_2=0;break;}}/*如按下Set鍵，則退出此循環(huán)*/}if(set==1){bh();/*時間2到，調(diào)用撥號子程序*/delay(3000);p3_7=0;//控制輸出端為低，可驅(qū)動蜂鳴器等for(h=0;h<60;h++)/*發(fā)出60s警音*/{for(f=0;f<500;f++){f++;P3_1=!P3_1;P1=0x5f;delay(1);}P3_1=0;P1=0x7f;delay(500);}P3_7=1;//控制輸出端恢復(fù)高cnt_1=0;cnt_2=0;/*有關(guān)計數(shù)器、端口回到初始狀態(tài)*/P3_0=0;P3_1=0;P1_7=1;for(f=0;f<3;f++)delay(60000);/*關(guān)閉3min,讓接警人進行手機或電話座機報警*/}}撥號脈沖子程序模塊/*撥號*/voidbh(){data_flag=0;/*電話號碼計數(shù)器（20位）歸零*/P3_0=1;/*接通線路*/p1_7=0;/*數(shù)碼管小數(shù)點亮*/delay(1000);while(DATA[data_flag]<10)/*號碼小于10進入循環(huán)撥號狀態(tài)*/{if(DATA[data_flag]==0)/*若號碼為0*/{TR0=1;/*啟動T0定時器*/if(n==20){data_flag++;/*進行20次中斷，產(chǎn)生10個脈沖*/n=0;TR0=0;P3_0=1;P1_7=0;delay(500);}}if(DATA[data_flag]>0)/*若號碼〉0但<10*/{TR=1；/*啟動T0定時器*/if(n==((DATA[data_flag]*2))/*進行號碼x2次中斷，產(chǎn)生號碼個脈沖*/{data_flag++;n=0;TR0=0;P3_0=1;P1_7=0;delay(500);}}}TR0=0;}關(guān)機子程序模塊voidstop()//*關(guān)機子程序{if(flag==0x55)P1=0xfb;//*若標(biāo)志為55H，說明內(nèi)存區(qū)未受干擾，數(shù)碼//管右下角顯示“1elseP1=0x86;//否則數(shù)碼管顯示“E”delay(1);//延時1ms再判if(flag==0x55)PCON=0x01;//進入低耗節(jié)電待機狀態(tài)delay(1);//延時1ms}完整代碼#include<AT89x052.H>//器件配置文件#defineucharunsignedchar//變量類型的宏定義#defineuintunsignedintucharcodeDATA_7SEG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x990x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,};/*0~9數(shù)碼管段碼*/ucharDATA[20]；/*存放電話號碼的數(shù)組*/ucharx[3];/*存放時間t2數(shù)組*/ucharflag;/*RAM區(qū)防干擾標(biāo)志*/uchardata_flag=0;/*輸入電話號碼計數(shù)器（最長20位）*/ucharset=0;/*功能鍵值*/ucharm=0;//全局變量ucharn=0;uintf;uchart1_flag=0;/*輸入時間1計數(shù)器（最長3位）*/uchart2_flag=0;/*輸入時間2計數(shù)器（最長3位）*/ucharcnt_1=0;/*時間t1單元數(shù)學(xué)運算后暫存單元*/ucharcnt_2=0;/*時間t2單元數(shù)學(xué)運算后暫存單元*//*************************************************/voiddelay(uintk);/*延時子函數(shù)聲明*/voidstop();/*關(guān)機子函數(shù)聲明*/voidbh();/*撥號子函數(shù)聲明*//*************************************************//*定時器T0初始化*/voidinit_timer(){TMOD=0x01;TH0=-(50000/256);TL0=-(50000%256);IE=0x82;}/***********************************************************//*100ms定時中斷服務(wù)子函數(shù)*/voidzd0()interrupt1{P3_0=!P3_0;//P3.0每100ms取反一次，送出脈沖P1_7=!P1_7;//數(shù)碼管小數(shù)點同步閃爍n++;TH0=-(50000/256);TL0=-(50000%256);}/********************************************************//*100ms定時中斷服務(wù)子函數(shù)*/voidzd0()interrupt1{p3_0=!P3_0;//P3.0每100ms取反一次，送出脈沖P1_7=!P1_7;//數(shù)碼管小數(shù)點同步閃爍n++;TH0=-(50000/256);TL0=-(50000%256);}/*********************************************//*INT0中斷服務(wù)子函數(shù)*/viodzd_int0()interrupt0{delay(10);if(P3_2==0)set++;//功能鍵值遞增if(set>=5)set=0;//鍵值的范圍0~4if(set==1)flag=0x55;//向RAM區(qū)的標(biāo)志flag寫入55HPCON=0x00;f=8;again:if(P3_2==0)gotoagain;//若按鍵未釋放，則等待}/*****************************************//*INT1中斷服務(wù)子函數(shù)*/voidzd_int1()interrupt2{ucharh;f=0;for(h=0;h<10;h++)/*檢查磁性開關(guān)（P3_3狀態(tài)）10次，共1s*/{delay(100)if(P3_3==0)f++;}}/********************************************************************//*關(guān)機*/voidstop(){if(flag==0x55)P1=0xfb;elsep1=0x86;//數(shù)碼管右下角顯示“1”delay(1);if(flag==0x55)PCON=0x01;/*進入節(jié)電待機狀態(tài)*/delay(1);}/*********************************************************************//*延時1ms*K子函數(shù)*/voiddelay(uintk){uinti,j;for(i=1;j<k;i++){for(j=0;j<60;j++){;}}}/*********************************************************************//*輸入時間t1*/viodin_time1(){P1=0xf7;delay(1);/*數(shù)碼管顯示“—”*/if(P3_5==0){delay(10);/*按下OK鍵確認并點亮小數(shù)點*/if(P3_5==0){P1=0x7f;m=0;t1_flag=0;delay(500);}while(t1_flag<3){if(P3_4==0){delay(10);if(P3_4==0)/*按下UP鍵數(shù)碼管作0~9遞增顯示*/{m++;if(m==10)m=0;P1=DATA_7SEG[m];delay(300);}}P1=DATA_7SEG[m];delay(1);/*若不按下UP鍵數(shù)碼管也作0~9顯示*/if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0)/*按下OK鍵顯示的數(shù)據(jù)存入數(shù)組X中*/{X[t1_flag]=m;t1_flag++;P1=0x7f;delay(500);}}}}if(t1_flag>=3)t1_flag=0;/*時間1計數(shù)器>=3時歸零*/}/**********************************************************************//*輸入時間t2*/viodin_time2(){P1=0xb7;delay(1);/*數(shù)碼管顯示“二”*/if(P3_5==0){delay(10);/*按下OK鍵確認并點亮小數(shù)點*/if(P3_5==0){P1=0X7f;m=0;t2_flag=0;delay(500);}while(t2_flag<3){if(P3_4==0){delay(10);if(P3_4==0)/*按下UP鍵數(shù)碼管作0~9遞增顯示*/{m++;if(m==10)m=0;P1=DATA_7SEG[m];delay(300);}}P1=DATA_7SEG[m];delay(1);/*若不按UP鍵數(shù)碼管也作0~9顯示*/if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0)/*按下OK鍵顯示的數(shù)據(jù)存入數(shù)組Y中*/{Y[t2_flag=m;t2_flag++;P1=0x7f;delay(500);}}}}if(t2_flag>=3)t2_flag=0;/*時間2計數(shù)器>=3時歸零*/}/***********************************************************************//*輸入電話號碼*/vioain_data(){ucharg;P1=0xb6;delay(1);/*數(shù)碼管顯示三*/if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0){p1=0x7f;m=0;data_flag=0;/*按下OK鍵確認并點亮小數(shù)點*/for(g=0;g<20;g++){DATA[g]=10;}delay(500);/*同時DATA數(shù)組中全部寫入10*/while(1){if(P3_4==0){delay(10);/*按下UP鍵數(shù)碼管作0~9遞增顯示*/if(P3_4==0);{m++;if(m==10)m=0;P1=DATA_7SEG[m];delay(300);}}P1=DATA_7SEG[m];delay(1);/*若不按UP鍵數(shù)碼管也作0~9顯示*/if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0)/*按下OK鍵顯示的數(shù)據(jù)(號碼)存入數(shù)組DATA中*/{DATA[data_flag]=m;data_flag++;P1=0x7f;delay(500);}}/按下OK鍵超過2s則退出向數(shù)組DATA送入號碼*/if(P3_5==0){delay(2000);if(P3_5==0)break;}}}}F1:if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0){P1=0xb6;delay(1);gotoF1;}}/********************************************************************//*--主函數(shù)--*/voidmain(){int_timer();/*定時器T0初始化*/EA=1;EX0=1;/*開總中斷，開外中斷0*/p3_0=0;/*關(guān)閉線路(掛機)*/p3_1=0;while(1)/*無限循環(huán)*/{switch(set)/*根據(jù)Set標(biāo)志散轉(zhuǎn)*/{case0:stop();break;/*關(guān)機*/case1:work();break;/*警戒工作*/case3:in_time2();break;/*輸入時間t1*/case4:in_data();break;}if(flag!=0x55){p1=0x86;delay(1);}}}(2)時鐘計時器程序/**************************************************************///采用6位LED動態(tài)掃描時鐘演示程序//使用KeilC51//2004.03.31/*************************************************************//*使用AT89S52單片機,12MHZ晶振，P0口輸出段碼，P2口作列掃描，用共陽LED數(shù)碼管*///key0為調(diào)時位選用，key1為加1鍵，key2為減1鍵#include"reg51.h"#definecharunsignedchar//charcodedis＿7[11]={0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，0x92，0x82,0xF8，0x80，0x90，0xff};/*共陽LED段碼表"0""1""2""3""4""5""6""7""8""9""不亮"*/charcodescan＿con[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//列掃描控制字chardatatimedata[6]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};//計時單元數(shù)據(jù)初值，共6個chardatadis[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0a,0x00,};//顯示單元數(shù)據(jù)，共6個數(shù)據(jù)chardatacon1s=0x00,con04s=0x00,con=0x00;//秒定時用sbitkey0=P1^0;sbitkey1=P1^1;sbitkey2=P1^2;///************///1ms延時函數(shù)///***********/dalaylms(intt){inti,j;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<120;j++);}/*************///鍵掃描子函數(shù)//keyscan(){EA=0;if(key0==0){delaylms(10);while(key0==0);if(dis[con]==10){dis[7]=dis[con];dis[con]=dis[6];dis[6]=dis[7];}con++;TR0=0;ET0=0;TR1=1;ET1=1;if(con>=6){con=0;TR1=0;ET1=0;TR0=1;ET0=1;}}//if(con!=0){if(key1==0){delaylms(10);while(key1==0);timedata[con]++if(timedata[con]>=10){timedata[con]=0;}dis[con]=timedata[con];dis[6]=0x0a;}}//if(con!=0){if(key2==0){delaylms(10);while(key2==0);if(timedata[con]==0){timedata[con]=0x90;}else{timedata[con]--;}dis[con]=timedata[con];dis[6]=0x0a;}}EA=1;}///***********///顯示函數(shù)///***********/scan(){chark;for(k=0;k<6;k++){p0=dis_7[dis[k]];p2=scan_con[k];delaylms(1);p2=0xff;}}/*************///初始化函數(shù)///*************/clearmen(){inti;for(i=0;i<6;i++){dis[i]=timedata[i];}TH0=0x3C;TL0=0xB0;//50ms定時初值(T0計時用)TH1=0x3C;TL1=0xB0;//50ms定時初值(T1計時用)TMOD=0X11;ET0=1;ET1=1;TR1=0;TR0=1;EA=1;}/**********///主函數(shù)///*********/main(){clearmen();while(1){scan()；keyscan()；}}/********************///1s中斷處理函數(shù)///*******************/viodtime_intt0(viod)interrupt1{ET0=0;TR0=0;TH0=0x3C;TL0=0xB0;TR0=1;con1s++;if(con1s==20){con1s=0x00;timedata[0]++;if(timedata[0]>=10){timedata[0]=0;timedata[1]++;if(timedata[1]>=6){timedata[1]=0;timedata[2]++;if(timedata[2]>=10){timedata[2]=0;timedata[3]++;if(timedata[3]>=6){timedata[3]=0;timedata[4]++;if(timedata[4]>=10){timedata[4]=0;timedata[5]++;}if(timedata[5]=