單片機(jī)課設(shè)-紅外探測設(shè)計(jì)

word文檔可自由復(fù)制編輯n單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告紅外探測姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：指導(dǎo)老師：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)8051定時(shí)器時(shí)間計(jì)時(shí)處理、按鍵掃描及LED數(shù)碼管顯示的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)描述利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上4個(gè)LED數(shù)碼管、蜂鳴器、LED燈及外加的紅外探測模塊，設(shè)計(jì)帶有時(shí)間顯示功能的紅外探測模塊，要求：在4位數(shù)碼管上顯示當(dāng)前時(shí)間。擁有三個(gè)模式：1、監(jiān)控模式：按key1進(jìn)入監(jiān)控模式，當(dāng)監(jiān)測到有人經(jīng)過時(shí)觸發(fā)5s倒計(jì)時(shí)，在倒計(jì)時(shí)結(jié)束前按key3鍵可以退出，如果沒有按鍵則倒計(jì)時(shí)結(jié)束后開始報(bào)警，按key3鍵結(jié)束報(bào)警；2、歡迎模式：按key2進(jìn)入歡迎模式，當(dāng)監(jiān)測到有人經(jīng)過時(shí)播放音樂，按key2停止播放；3、計(jì)數(shù)模式：按key3進(jìn)入計(jì)數(shù)模式，當(dāng)監(jiān)測到有人經(jīng)過時(shí)計(jì)數(shù)加一，按key2鍵退出計(jì)數(shù)。按鍵4可以調(diào)整當(dāng)前的時(shí)間。硬件設(shè)計(jì)顯示模塊為了將時(shí)間在LED數(shù)碼管上顯示，可采用靜態(tài)顯示法和動(dòng)態(tài)顯示法，由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等較多硬件，可采用動(dòng)態(tài)顯示法實(shí)現(xiàn)LED顯示。方法是將所有位的段選線相應(yīng)并聯(lián)，由一個(gè)8位I/O口控制，從而形成段選線的多路復(fù)用，同時(shí)各位的公共端分別由相應(yīng)的I/O線控制，實(shí)現(xiàn)分時(shí)選通。硬件電路圖如下，圖中10k電阻起到限流作用；三極管起到驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的作用。若不使用三極管，數(shù)碼管發(fā)光微弱。蜂鳴器模塊鬧鈴聲由交流蜂鳴器產(chǎn)生，電路圖如下。當(dāng)P1.7輸出不同頻率的方波，.蜂鳴器便會(huì)發(fā)出不同的聲音。整體硬件電路圖軟件設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)模塊利用單片機(jī)定時(shí)器0完成計(jì)時(shí)功能。定時(shí)器0計(jì)時(shí)中斷程序每隔1ms中斷一次并當(dāng)作一個(gè)計(jì)數(shù)，每中斷一次計(jì)數(shù)加1，當(dāng)計(jì)數(shù)1000次時(shí)，則表示1s到了，秒變量加1。當(dāng)秒變量達(dá)到60時(shí)，秒變量清零同時(shí)分變量加1。分變量達(dá)到60時(shí)，分變量清零同時(shí)時(shí)變量加1。當(dāng)時(shí)變量達(dá)到24時(shí)，時(shí)變量清零。由于實(shí)驗(yàn)要求由LED閃動(dòng)做秒顯示，因此每隔0.5s即計(jì)數(shù)500次時(shí)，P1^1（驅(qū)動(dòng)LED燈）取反一次，從而實(shí)現(xiàn)LED燈閃動(dòng)一次為1s，秒變量加1。該模塊流程圖如下：顯示模塊為在各位LED上分別顯示不同的字符，需要采用循環(huán)掃描顯示的方法，即在某一時(shí)刻只選通一條位選線，并輸出該位的字段碼，其余位則處于關(guān)閉狀態(tài)?？梢姡魑籐ED顯示的字符并不是同時(shí)出現(xiàn)的，但由于人眼的視覺暫留及LED的余輝，可以達(dá)到同時(shí)顯示的效果。程序流程圖如下：采用動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，需要確定LED各位顯示的保持時(shí)間。由于LED從導(dǎo)通到發(fā)光有延時(shí)，時(shí)間太短會(huì)造成發(fā)光微弱，顯示不清晰；如果顯示時(shí)間太長，則會(huì)占用較多的CPU時(shí)間。按鍵判斷及處理程序按鍵的閉合與否，反映在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平。由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合及斷開的瞬間，電壓信號(hào)伴隨有一定時(shí)間的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般是5~10ms。為了保證CPU確認(rèn)一次按鍵動(dòng)作，既不重復(fù)也不遺漏，必須消除抖動(dòng)的影響。通過軟件消除抖動(dòng)的方法為：在程序執(zhí)行過程中檢測到有按鍵按下時(shí)，調(diào)用一段延時(shí)（約10ms）子程序，然后判斷該按鍵的電平是否仍然保持在閉合狀態(tài)，如果是，則確認(rèn)有鍵按下。按鍵判斷流程圖如下：音樂響鈴模塊音樂鬧鈴程序：單片機(jī)演奏一個(gè)音符，是通過引腳，周期性的輸出一個(gè)特定頻率的方波。這就需要單片機(jī)，在半個(gè)周期內(nèi)輸出低電平、另外半個(gè)周期輸出高電平，周而復(fù)始。眾所周知，周期為頻率的倒數(shù)，可以通過音符的頻率計(jì)算出周期；演奏時(shí)，要根據(jù)音符的不同，把對(duì)應(yīng)的半個(gè)周期的定時(shí)時(shí)間初始值，送入定時(shí)器，再由定時(shí)器按時(shí)輸出高低電平。另外，音樂的節(jié)拍是由延時(shí)實(shí)現(xiàn)的。我所使用的單片機(jī)音樂演奏程序中，包括了兩個(gè)數(shù)據(jù)表，其中存放了事先算好的各種音符頻率所對(duì)應(yīng)的半周期的定時(shí)時(shí)間初始值。有了這些數(shù)據(jù)，單片機(jī)就可以演奏低音、中音、高音，三個(gè)八度共21個(gè)音符。演奏樂曲時(shí)，就根據(jù)音符的不同數(shù)值，從表中找到定時(shí)時(shí)間初始值，送入定時(shí)器即可控制音調(diào)。通過調(diào)用延遲來實(shí)現(xiàn)節(jié)拍數(shù)。樂曲的數(shù)據(jù)，也要寫個(gè)數(shù)據(jù)表：表中每三個(gè)數(shù)字，說明了一個(gè)音符，它們分別代表：第一個(gè)數(shù)字是音符的數(shù)值；第二個(gè)數(shù)字是123之一，代表低音、中音、高音；第三個(gè)數(shù)字是時(shí)間長度，以半拍為單位。樂曲數(shù)據(jù)表的結(jié)尾是三個(gè)0。音節(jié)與頻率的關(guān)系如下表所示音調(diào)X音調(diào)X音調(diào)X低音1F921中音1FC8F高音1FE47低音2F9E1中音2FCEE高音2FE77低音3FA8C中音3FD44高音3FEA2低音4FAD8中音4FD6B高音4FEB6低音5FB68中音5FDB4高音5FEDA低音6FBE9中音6FDF4高音6FEFA低音7FC5B中音7FE2D高音7FF16程序流程圖如下：程序清單/*---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------=======================================基于JD51開發(fā)板的紅外探測程序=======================================************************************程序功能說明************************************************************************ 1、基礎(chǔ)功能為顯示當(dāng)前時(shí)間。 2、監(jiān)控功能，按下key1鍵進(jìn)入監(jiān)控模式，有人時(shí)燈閃動(dòng)提示輸入密碼，輸入三次錯(cuò)誤或超過10秒開始報(bào)警。 3、歡迎功能，按下key2進(jìn)入歡迎模式，有人時(shí)自動(dòng)播放音樂，key2退出。 4、計(jì)數(shù)功能，按下key3進(jìn)入計(jì)數(shù)模式，有人經(jīng)過時(shí)計(jì)數(shù)一人，key2退出。 5、調(diào)整時(shí)間，按key4進(jìn)入，按key3調(diào)整小時(shí)，按key4調(diào)整分鐘，key2退出。************************************************************************************************************************/#include"reg52.h"http://#include"delay.c"#defineucharunsignedcharsbitCE573=P2^5;sbitBUZZER=P2^4;sbitKEY1=P3^2;sbitKEY2=P3^3;sbitKEY3=P3^4;sbitKEY4=P3^5;sbitKEY5=P2^7;codeunsignedchardigseg[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};//0123456789AbCdEFuchardigseg_d[10]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};/*帶點(diǎn)數(shù)碼管的段碼編碼(0-9)*/codeunsignedcharsegsel[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};//數(shù)碼管段選intsum=0;ints=30; //當(dāng)前時(shí)間秒intmi=0; //當(dāng)前時(shí)間分inth=8; //當(dāng)前時(shí)間時(shí)inta;intb;intchance;intk;intx,y,z,x1,x2;intswt=1;intswt2=1;intge=0; //人數(shù)后兩位intshi=0; //人數(shù)前兩位intm=1; //設(shè)定初始參數(shù)unsignedcharbeat;codeunsignedsong[]={0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4, 0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94,0x84,0xB4,0xA4,0x04,0x82,0x01,0x81,0x94, 0x84,0xC4,0xB4,0x04,0x82,0x01,0x81,0xF4,0xD4,0xB4,0xA4,0x94,0xE2,0x01,0xE1,0xD4,0xB4,0xC4,0xB4,0x04,0x00};codeintnote[]={0x0000,0xFB03,0xFB8E,0xFC0B,0xFC43,0xFCAB,0xFD08,0xFD32,0xFD81,0xFDC7,0xFE05,0xFE21,0xFE55,0xFE83,0xFE99,0xFEC0};unsignedcharhi_note,low_note;voiddelay();voidinitmpu(void)//初始化程序，確定計(jì)數(shù)器工作方式，裝填工作數(shù)，確定確定終端模式。{ TMOD=0x11; //定時(shí)器0和1都以方式一計(jì)數(shù) TL0=0xff; TH0=0xdb; TL1=0xFF; TH1=0xDB; PCON=0x00; IE=0x8f; //開放所有中斷}voidDelay(intm)//延時(shí)程序{ while(--m);}voidDelay1(intm)//延時(shí)程序用來播放音樂{intkk,jj;for(;m>0;m--){for(kk=180;kk>0;kk--) for(jj=125;jj>0;jj--);}}voidtest_led(void)//測試led燈{ inti; P1=0x7F; Delay(40000); for(i=0;i<7;i++) { P1=P1>>1; Delay(40000); } P1=0xFF; Delay(40000); P1=0x00; Delay(40000); P1=0xFF; Delay(40000); P1=0x00; Delay(40000); P1=0xFF;}voidbaojing(void)//LED燈報(bào)警程序{ P1=0x00; Delay(40000); P1=0xFF; Delay(40000);}voidprt(inthour,intmin)//數(shù)碼管顯示子程序{ inta,b,c,d; a=hour/10; b=hour%10; c=min/10; d=min%10; {//P2=0xfe; P2=segsel[0]; P0=digseg[a]; Delay(100); if(P1==0xfe){ P2=segsel[1]; P0=digseg_d[b]; Delay(100);} else{ P2=segsel[1]; P0=digseg[b]; Delay(100); } P2=segsel[2]; P0=digseg[c]; Delay(100); P2=segsel[3]; P0=digseg[d]; Delay(100); }}voidtest_digseg(void)//測試數(shù)碼管{ CE573=1; P2=segsel[0]; P0=digseg[2]; Delay(40000); P2=segsel[1]; P0=digseg[0]; Delay(40000); P2=segsel[2]; P0=digseg[7]; Delay(40000); P2=segsel[3]; P0=digseg[5]; Delay(40000); P2=0xF0;//4只數(shù)碼管同時(shí)開啟 P0=0xFF; Delay(40000); P0=0x00; Delay(40000); P0=0xFF; Delay(40000); P0=0x00; Delay(40000); P0=0xFF;}voidtest_beep(charn)//測試蜂鳴器{chari; for(i=0;i<n;i++){ BUZZER=0; Delay(9000); BUZZER=1; Delay(9000); } }charcheck_K3(void)//按鍵去抖{ if(KEY3==0) { Delay(2000); { if(KEY3==0) { return1; } } } return0; }charcheck_K4(void)//按鍵去抖{ if(KEY4==0) { Delay(2000); { if(KEY4==0) { return1; } } } return0; }charkey1_flag=0;charkey2_flag=0;voidext_int0()interrupt0//外部中斷0服務(wù)程序{ EA=0; Delay(4000); key1_flag=1; EA=1;}voidext_int1()interrupt2//外部中斷1服務(wù)程序{ EA=0; Delay(4000); key2_flag=1; EA=1;}voidtime()interrupt1//計(jì)時(shí)器0計(jì)數(shù)器中斷程序，用于確定當(dāng)前時(shí)間{ EA=0; x1++; TR0=0; swt=1; TL0=0xff; //計(jì)數(shù)一百就是一秒 TH0=0xdb; TR0=1; if(x1==100) {x1=0; s++; if(P1==0xfe) //LED閃爍表示一秒 P1=0xff; else P1=0xfe; } if(s==60) { s=0; m=1; mi++; } if(mi==60) { mi=0; h++; } if(h==24) h=0; EA=1; }voidtime2()interrupt3//計(jì)數(shù)器1中斷程序，用于播放音樂{ TR1=0; TL1=low_note; TH1=hi_note; TR1=1; BUZZER=~BUZZER; }voidsinging() { // unsignedcharbeat,temp; unsignedchartemp; intii=0; while(1) { prt(h,mi); //顯示當(dāng)前時(shí)間 temp=song[ii];//讀出樂譜的一個(gè)byte if(temp==0) { //如果是0就表示音樂結(jié)束 TR1=0;//停止計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1 return;//返回 } beat=temp&0x0f;//取出低階的4位，這是拍子 temp=(temp>>4)&0x0f;//取出高階4位當(dāng)成音符的頻率 if(temp==0) TR1=0; //如果拍子是0就表示休止符 else{ hi_note=note[temp]>>8;//根據(jù)音符的頻率得到Timer1計(jì)數(shù)值 low_note=note[temp]&0x00FF; TR1=1;//啟動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1 } Delay1(beat);//延遲拍子的時(shí)間 TR1=0; //計(jì)時(shí)器1停止計(jì)數(shù) BUZZER=1; ii++; if(key2_flag) //按2鍵退出播放 { key2_flag=0; P2=0xff; m=0; TR1=0; BUZZER=1; break; } } }main()//主程序{ initmpu(); test_beep(1); test_led(); test_digseg(); P0=0XBF; TR0=1; //計(jì)時(shí)器0開始工作 while(1)//不斷刷新程序 { prt(h,mi); //顯示當(dāng)前時(shí)間 if(key1_flag)//以中斷方式響應(yīng)按鍵，監(jiān)控模式 { key1_flag=0;//去除外部中斷1標(biāo)志位 P2=0xff; test_beep(1);//驅(qū)動(dòng)蜂鳴器 while(1) //不斷刷新程序 { P1=0x7f; if(check_K4()) { s=0; while(check_K3()==0) { if(s>=0&&s<=5) { P2=segsel[3]; P0=digseg[5-s]; Delay(100); } if(s>5) { test_beep(10); baojing(); } } Delay(16000); Delay(10000); break; } if(key2_flag) //按2鍵退出 { key2_flag=0; P2=0xff; test_beep(5); Delay(10000); break; } } } elseif(key2_flag)//歡迎模式 { P2=0xff; key2_flag=0; test_beep(1); while(1) { P1=0xbf; prt(h,mi); if(check_K4()) //播放音樂 { singing(); } if(key2_flag) //再按2鍵退出模 { P2=0xff; key2_flag=0; test_beep(5); Delay(10000); break; } } } elseif(check_K3())//數(shù)人數(shù)模式 { P2=0xff; test_beep(1); while(1) { P1=0xdf; prt(shi,ge); //顯示當(dāng)前人數(shù) if(check_K4()) { P2=0xff; ge++; test_beep(1); if(ge==100) shi=1; if(shi==100) { shi=0; ge=0; } Delay(10000); } if(check_K3()) //按3鍵清零 { P2=0xff; ge=0; shi=0; test_beep(1); Delay(10000); } if(key2_flag) //按2鍵退出 { key2_flag=0; P2=0xff; test_beep(5); Delay(10000); break; } } } elseif(check_K4())//調(diào)整當(dāng)前時(shí)間 { P2=0xff; key2_flag=0; test_beep(1); while(1) { prt(h,mi); if(check_K3()) //調(diào)時(shí) { h++; P2=0xff; test_beep(1); if(h==24) h=0; Delay(10000); } if(check_K4()) //調(diào)分 { mi++; P2=0xff; test_beep(1); if(mi==60) { mi=0; h++; } if(h==24) h=0; Delay(10000); } if(key2_flag) //