单片机课程设计报警器.docx

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单片机课程设计报警器

单片机课程设计

课题：

报警器设计

系别：

电气与电子工程系

专业：

姓名：

学号：

2010年12月29日

成绩评定·

一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。

二、评分

评分项目

设计报告评分

答辩评分

平时表现评分

合计

（100分）

任务完成

情况

（20分）

课程设计

报告质量

（40分）

表达情况

（10分）

回答问题

情况

（10分）

工作态度与纪律

（10分）

独立工作

能力

（10分）

得分

课程设计成绩评定

一、设计目的

1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。

2.掌握单片机的内部功能模块的应用及汇编程序的编写，内部功能模块如定时器/计数器、中断、片内外存储器、I/O口、串行口通讯等。

3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。

4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

5.使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。

6.通过在图书馆查阅各种单片机资料,培养自学和独立思考的能力。

与同学交流研究,懂得更多以前不明白的知识.

7.在课程设计过程中,不断调试程序和修改程序,提高了对单片机的应用能力，分析问题和解决问题的能力。

二、设计要求

设计一个报警器，当第一次触发时发出报警信号，延时六秒后报警信号停止，十秒内没有第二次触发则自动复位，十秒内触发第二次则持续报警，此时只可由复位键复位。

三、总体设计

1.系统结构框图：

2.单片机的选择

单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。

单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：

中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

目前，我国生产很多型号的单片机，在此设计中，我们采用型号为AT89C51的单片机。

AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可提供许多应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

3．单片机的基本结构

主要性能参数：

·与MCS-51产品指令系统完全兼容

·4k字节可重擦写Flash闪速存储器

·1000次擦写周期

·全静态操作：

0Hz－24MHz

·三级加密程序存储器

·128×8字节内部RAM

·32个可编程I／O口线

·2个16位定时／计数器

·6个中断源

·可编程串行UART通道

·低功耗空闲和掉电模式

功能概述：

AT89C51提供以下标准功能：

4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I／O口线，两个16位定时／计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

4.软件设计

4.1程序流程图

主程序流程图

中断程序流程图

4.2设计程序

ORG0000H

SJMPMAIN

ORG0050H

SJMPINT

MAIN:

CLR20H

SETBEA；中断初始化

SETBEX0

SETBIT0

MOVR6,#00H；延时

DJNZR6,$

JB20H,NEXT；查询标志位

SJMPMAIN

NEXT:

ACALLTEN；调用

SJMPMAIN

INT:

CLRP3.7；报警

JB20H,DE

ACALLSIX

SJMPSAFE

DE:

ACALLTIME

SAFE:

SETBP3.7

SETB20H；停止报警

RETI

TEN:

MOVR7,#05H

T2:

MOVR6,#64H

T3:

MOVR5,#64H

T4:

MOVR4,#64H

T5:

DJNZR4,T5

DJNZR5,T4

DJNZR6,T3

DJNZR7,T2

RET

TIME:

MOVR7,#05H

S2:

MOVR6,#64H

S3:

MOVR5,#64H

S4:

MOVR4,#64H

S5:

DJNZR4,S5

DJNZR5,S4

DJNZR6,S3

DJNZR7,S2

SJMPTIME

SIX:

MOVR7,#03H

S6:

MOVR6,#64H

S7:

MOVR5,#64H

S8:

MOVR4,#64H

S9:

DJNZR4,S9

DJNZR5,S8

DJNZR6,S7

DJNZR7,S6

OUTE:

RET

END

四、各部分电路设计

1．复位电路

MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。

复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。

上电复位：

上电复位电路是—种简单的复位电路，只要在RST复位引脚接一个电容到VCC，接一个电阻到地就可以了。

上电复位是指在给系统上电时，复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号，这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落，所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。

为了保证系统安全可靠的复位，RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。

只要Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位。

本设计中用按钮控制复位。

电路图如下：

2．时钟电路

时钟是单片机的心脏，单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。

因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。

常用的时钟电路有两种方式：

一种是内部时钟方式，另一种为外部时钟方式。

本文用的是内部时钟方式。

电路图如下：

MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。

这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。

3．报警电路

报警电路是整个电路成功的体现。

报警电路用了两个三极管（一个PNP型一个NPN型）对电路进行放大驱动蜂鸣器。

电路图如下：

五、整体电路图

六、设计总结

1.设计过程中遇到的问题及解决方法

设计过程中首先遇到的是程序问题，因为之前没有接触过汇编语言，仅是在上单片机课时学习了，但是基本上就没有自己编过程序，设计开始阶段为了解决程序问题，我参阅了很多有关方面的书籍；其次，程序调试用到的软件以前从来没有接触过，为了能熟练操作相关软件，我在网上下载了相关教程，也在图书馆查阅了相关书籍；最后，在焊接电路时由于之前没有焊接经验，这一步也是几经周折。

2.设计体会

我在这一次单片机报警器的设计过程中受益匪浅。

设计过程中我又回顾了大学三年所学的课程及相关知识。

加深了对所学知识的理解。

这为自己今后进一步深化学习，积累了宝贵的经验也培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。

通过这次课程设计我发现，只有理论水平提高了；才能够正确的指导实践。

而且通过这次课程设计，我们更深刻的感受到了理论和实际的距离，也知道了理论和实际想结合的重要性。

3.对设计的建议

通过这次设计我认为：

以后做设计应该给我们更充足的时间来调试软件和焊接硬件电路。

参考文献

《单片机原理及应用》杨恢先黄辉先人民邮电出版社

《单片机控制实习与专题制作》蔡朝阳北京航空航天大学出版社

《数字电子技术》阎石高等教育出版社

《单片机课程设计》谭浩强清华大学出版社