振动传感警报装置.docx
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振动传感警报装置
湖南大学
课设题目：
振动传感警报装置
学生姓名：
邹雄
专业班级：
信息安全一班
学号：
201208060128
学院：
信息科学与工程学院
“振动传感警报装置”设计报告说明
（1）：
设计思路和方法
“警报器”是利用流水灯、振动传感器、无源蜂鸣器组成的一种装置，当振动传感器受到振动时，流水灯和蜂鸣器会同时工作，以此来提醒客户；而客户可通过按钮Key1能够停止其工作或等待歌曲播放完为止，而按下复位键后再次振动其又会工作。
（2）：
“警报器”电路原理图
（3）：
电路工作原理
振动传感器是一种简单的器件，管内有一跟固定的导线，在这根导线的周围有另一根较细的导线以螺旋状环绕它。
可以想象为一个弹簧中间有一跟导线。
在不震动时，两根导线不会相碰，一旦振动发生，两根导线就会短接。
所以我们只需判断导线是否短接了，就可以知道振动是否发生。
P0口的8位输出分别控制8个发光二极管L0~L7的阳极；而P2.3经反相器U4C控制8个发光管阴极E3；电阻R15～R22为限流电阻。
当振动传感器短接时，对应的二极管将会发光。
只需改变Beep端口的电平，产生一个周期性的方波即可使蜂鸣器发生声音，不同的频率发出的声音不同。
其中，ULN2003是一个功放，用于放大电流。
电阻R14和电容C21是用来保护电路的。
若人为将Beep端口的电平一直置为高电平，在没有保护电路的情况下，容易烧毁电路，但即使有保护电路也应该注意不要讲Beep端口长时间之余高电平，这对器件也是有一定损害的。
每一个音符的发声频率是不同的，我们需要用计时器来精确计时，用以产生方波，这样才能发出不用的音符声音。
C调各音符频率与计数值如下图所示，以下的简谱码是在晶振为12MHz的情况下计算的，换算为16进制的简谱码如程序中quzi[]数组所示。
本程序中，数组music[]即是要播放的音乐，格式为音符，节拍，音符，节拍，如此循环下去。
音符为要发出的音调，而节拍则是声音的持续时间。
如图，在数组music[]中，音符表示的格式为：
十位代表是低八度，中八度还是高八度，1代表高八度，2代表中八度，3代表高八度，个位代表简谱的音符，例如，0x15代表低八度的S0，如图即是低5S0，0x21代表中八度的DO，如图即是中1D0。
音符中，0x00代表结束符，表示整首歌曲演唱完毕，而0xff代表休止符，表示要休止100ms。
遇到这两种情况，都应该重新执行循环中的第一步。
其余情况则是正常播放。
程序烧入单片机后，需要振动传感器振动才会进行演奏。
（4）：
程序总框图设计流程
（5）：
相关寄存器及IO引脚的配置
1.P0（8位）和P2.3需要设置成推挽输出，以驱动电路正常发光。
涉及寄存器及配置值如下：
P2M1=0x00;
P2M0=0xff;
P0M1=0x00;
P0M0=0xff;
2.蜂鸣器引脚：
sbitbeep=P3^4;//蜂鸣器
3.按键1引脚：
sbitkey1=P3^2;//定义按键1
4.振动传感器引脚：
sbitvibrate=P2^4;//振动传感器
（六）：
详细设计参见后续工程代码
（七）：
测试方法
1.用STCISP默认设置，打开工程中的HEX并下载；
2.敲动一下振动传感器，流水灯随着蜂鸣器的歌曲节奏从右至左依次闪动；
3.按下Key1键，蜂鸣器及流水灯均都停下工作。
源代码：
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitbeep=P3^4;//蜂鸣器
sbitKey1=P3^2;//Key1对应触发外部中断0
sbitvibrate=P2^4;//振动传感器
/**********************
引脚别名定义
***********************/
sbitLed_sel=P2^3;
/**********************
变量定义
***********************/
ucharG_value;
uchartimeh,timel,zanting=0;//定义定时器的重装值
ucharcodemusic[]={//音乐代码，歌曲为《同一首歌》，格式为:
音符,节拍,音符,节拍,
0x16,0x05,0x17,0x05,
0x21,0x15,0x17,0x05,
0x21,0x10,0x23,0x10,
0x17,0x30,0x23,0x10,
0x16,0x15,0x15,0x05,
0x16,0x10,0x21,0x10,
0x15,0x30,0x13,0x10,
0x14,0x15,0x13,0x05,
0x14,0x05,0x21,0x05,
0x21,0x10,0x13,0x30,
0x21,0x10,0x17,0x10,
0x14,0x05,0x14,0x10,
0x17,0x10,0x17,0x20,
0xff,
0x16,0x05,0x17,0x05,
0x21,0x15,0x17,0x05,
0x21,0x10,0x23,0x10,
0x17,0x30,0x13,0x05,
0x13,0x05,0x16,0x15,
0x15,0x05,0x16,0x10,
0x21,0x10,0x15,0x30,
0x13,0x10,0x14,0x10,
0x21,0x05,0x17,0x05,
0x17,0x10,0x21,0x10,
0x22,0x10,0x23,0x05,
0x21,0x20,0xff,
0x21,0x05,0x17,0x05,
0x16,0x10,0x17,0x10,
0x15,0x10,0x16,0x20,
0xff,
0x21,0x05,0x22,0x05,
0x23,0x15,0x22,0x10,
0x23,0x10,0x24,0x10,
0x25,0x05,0x22,0x30,
0x15,0x10,0x22,0x03,
0x21,0x03,0x17,0x03,
0x21,0x03,0x21,0x10,
0x21,0x05,0x22,0x10,
0x23,0x05,0x23,0x40,
0x16,0x05,0x17,0x05,
0x21,0x10,0x17,0x05,
0x21,0x05,0x22,0x10,
0x21,0x15,0x15,0x05,
0x15,0x20,0x24,0x10,
0x23,0x10,0x22,0x10,
0x21,0x10,0x23,0x30,
0x16,0x05,0x17,0x05,
0x21,0x15,0x17,0x05,
0x21,0x10,0x23,0x10,
0x17,0x30,0x13,0x10,
0x16,0x15,0x15,0x05,
0x16,0x10,0x21,0x10,
0x15,0x30,0x13,0x10,
0x14,0x10,0x21,0x05,
0x17,0x05,0x17,0x10,
0x21,0x10,0x22,0x10,
0x23,0x05,0x21,0x05,
0x21,0x20,0x21,0x05,
0x17,0x05,0x16,0x10,
0x17,0x10,0x15,0x10,
0x16,0x40,0x00,0x00
};
ucharcodequzi[]={//此数组数据为各个音符在定时器中的重装值，第一列是高位，第二列是低位
0xf8,0x8c,//低八度，低1
0xf9,0x5b,
0xfa,0x15,//低3
0xfa,0x67,
0xfb,0x04,//低5
0xfb,0x90,
0xfc,0x0c,//低7
0xfc,0x44,//中央C调
0xfc,0xac,//中2
0xfd,0x09,
0xfd,0x34,//中4
0xfd,0x82,
0xfd,0xc8,//中6
0xfe,0x06,
0xfe,0x22,//高八度，高1
0xfe,0x56,
0xfe,0x6e,//高3
0xfe,0x9a,
0xfe,0xc1,//高5
0xfe,0xe4,
0xff,0x03//高7
};
/**********************
函数名称：
voiddelay（unsignedintxms）
功能描述：
延时
入口参数：
xms：
输入需要延时的毫秒值
出口参数：
无
备注：
***********************/
voiddelay（unsignedintxms）
{
uinti,j;
for（i=xms;i>0;i--）
for（j=124;j>0;j--）;
}
/**********************
函数名称：
ucharquyin（uchartem）
功能描述：
在quzi数组中，找到music数组定义的简谱音符的重装值，并返回其在quzi数组中的位置
入口参数：
tem：
music数组中定义的简谱音符
出口参数：
返回的是tem音符在quzi数组中的位置值
备注：
***********************/
ucharquyin（uchartem）
{
ucharqudiao,jp,weizhi;//定义曲调，音符和位置
qudiao=tem/16;//高4位是曲调值
jp=tem%16;//低4位是音符
if（qudiao==1）//当曲调值为1时，即是低八度，低八度在quzi数组中基址为0
qudiao=0;
elseif（qudiao==2）//当曲调值为2时，即是中八度，中八度在quzi数组中基址为14
qudiao=14;
elseif（qudiao==3）//当曲调值为3时，即是高八度，高八度在quzi数组中，基址为28
qudiao=28;
weizhi=qudiao+（jp-1）*2;//通过基址加上音符作为偏移量，即可定位此音符在quzi数组中的位置
returnweizhi;//返回这一个位置值
}
/**********************
函数名称：
voidplaymusic（）
功能描述：
播放音乐
入口参数：
无
出口参数：
无
备注：
***********************/
voidplaymusic（）
{
ucharp,m,tem;//m为节拍
uchari=0;
while
（1）
{
while（zanting）
beep=0;
p=music[i];//如果碰到结束符,延时1秒,回到开始再来一遍
if（p==0x00）
{
i=0;
delay（100）;
break;
}
elseif（p==0xff）//若碰到休止符,延时100ms,继续取下一音符
{
i=i+1;
delay（100）;
TR0=0;
}
else//正常情况下取音符和节拍
{
tem=quyin（music[i]）;//取出当前音符在quzi数组中
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