电子产品设计实验实验报告.docx
《电子产品设计实验实验报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子产品设计实验实验报告.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
电子产品设计实验实验报告
姓名:
张 键
班级:
电子1202
学号:
201215034
设计题目:
红外防盗报警系统
一、设计意义:
随着社会经济得飞速发展与人民物质生活水平得不断提高,人们对其住宅得要求也越来越高,表现在不仅希望拥有舒适、温馨得住所,而且对其安全性、智能性等方面也提出了更高得要求.随着流动人口迅速增加,盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势,并且危害越来越严重,人们越来越渴望有一个安全生活得空间,但就是犯罪分子得作案手段越来越高明,她们甚至采用一些高科技得作案手段,使得以往那种依靠安装防盗门窗、或靠人防得防范方式越来越不能满足人们日常防范得要求;人们迫切需要一种智能型得家庭安全防范报警系统,及时发现各种险情并通知户主,以便将险情消灭在萌芽状态,保证居民得生命财产不受损失。
目前,国内市场上得防盗报警器系统大部分就是国外品牌,国内防盗报警器产品厂商发展时间比较短,真正取得长足发展也就是在2000年以后,特别就是在2004年国内有些厂商迅速成长,投资规模与企业规模都在迅速发展与扩大。
但就是与国外厂商相比还有很大差距。
现阶段,大部分工程商安装防盗报警产品时倾向于国外品牌,其中,安装得国外产品主要来自于美国、日本与韩国,这三个国家得产品占据我国报警市场得近80%得份额。
这主要就是因为,在产品供给市场上,绝大部分国外品牌来自美国与日韩,防盗报警产品在这些国家得发展已经非常成熟,产品功能稳定,性能完善,再加上进入我国就是时间较早,所以在我国市场上占有相当大得份额.因此我做这个产品得目得在于,使每个人都能用上性价比好得产品,让更少得人受到财产得损失。
2、工作原理:
在门得边框上,安装红外对射管,用以检测就是否有人通过。
在门钥匙处有一个触发开关,用来判断就是否就是正常开门.当门钥匙没有打开,而且有人通过时,也就就是非正常进入,红外对管没有检测到信号,输入高电平到单片机,单片机输出信号到蜂鸣器与红色得LED灯,同时LCD1602显示“WARING!
THETHIEFARE ING”,告诉用户有小偷闯入,提醒注意,只有通过按下复位开关警报才可以解除.当钥匙打开门,并且有人通过时,也就就是正常开门,单片机输出信号到绿色LED灯上,同时LCD1602上显示“SAFETYWELEMASTER"告诉用户就是正常开门,欢迎回来。
三、系统硬件设计:
1)关键器件介绍:
1、LCD1602简介:
1602液晶也叫1602字符型液晶,它就是一种专门用来显示字母、数字、符号等得点阵型液晶模块。
它就是由若干个5x7或者5x11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符,每位之间,有一个点距与行间得作用,正因为如此所以它不能很好地显示图形.LCD1602就是指显示得内容为16*2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块。
字符集:
1602液晶模块内部得字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同得点阵字符图形,这些字符有:
阿拉伯数字,英文字母得大小写,常用得符号,日文假名等,每一个字符都有一个固定得代码,比如大写得英文字母‘A’代码就是41H,显示时模块把地址41H中得点阵字符图形显示出来,我们就能瞧到字母A了。
在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值,如’A’.因为CGROM储存得字符代码与我们PC中得字符代码就是基本一致得,因此我们在向DDRAM写C51字符代码程序时甚至可以直接用P1=‘A’这样得方法。
PC在编译时,就把‘A'先转换为41H代码了。
字符代码0x00~0x0F为用户自定义得字符图形RAM(对于5*8点阵得字符,可以存放8组,对于5*10点阵得字符,可以存放4组),就就是CGROM了。
0x20~0x7F为标准得ASCII码,0xA0~0xFF为日文字符与希腊文字符,其余字符码没有定义.
引脚说明:
第一引脚-GND;第二引脚—Vcc;第三引脚—V0,就是液晶显示器对比度调整端;第四引脚—RS,寄存器选择,高电平为数据寄存器,低电平为指令寄存器;第五引脚-RW为读写信号线,高电进行读操作,低电平进行写操作;第六引脚—E,使能端;第七~第十四引脚—双向数据端;第十五,十六引脚—背光灯;
2、HS0038简介
红外接收头,接收红外信号频率为38kHz,周期约为26us,同时能对信号进行放大、检波、整形,得到TTL电平得编码信号,这样大大简化了接收电路得复杂程度与电路设计工作,方便使用。
外观上瞧,HS0038为直立侧面收光型,黑色环氧树脂封装,不受日光,荧光灯等光源得干扰,内附磁屏蔽,功耗低,灵敏度高.用在小功率发射管发射信号情况下,其接收距离可以达到35m.它能与TTL,S电路兼容。
三个管脚分别为GND,+5v电源,解调信号输出端系统组成与实现体系系统硬件电路主要组成:
1、供电电源电路(给微处理器89c51与红外一体化接收头HS0038ﻩ提供工作需要得+5V电压);
2、微控制器89c51系统;
3、红外接收电路(接收系统所配备遥控器所发出得红外信号);
4、瞧门狗与EEPROM存储电路;
5、执行电路;
3、AT89c51单片机简介:
就是一种带4k字节FLAH存储器得低电压、高性能S8位微处理器,俗称单片机。
128字节内部RAM,32个I/O口线,两个16位定时器/计数器,一个5向量级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。
同时,89c51可降至0Hz得静态逻辑操作,并支持两种软件可选得节电工作模式。
空闲方式停止CPU得工作,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中得内容,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。
2)原理图设计:
如图3、1
图3、1电路原理图设计
3)线路板图设计:
如图3、2
图3、2电路板图设计
四、系统软件设计:
1)流程图设计:
如图4、1
图4、1流程图设计
2)关键程序介绍:
sbit lcden=P2^7;
sbitlcdrs=P2^5;
sbit lcdrw=P2^6;
uchar codetable1[]=" WARING!
!
!
!
”;
ucharcodetable2[]=”THIEFAREING";
ucharcodetable3[]=”SAFETY ”;
uchar code table4[]="WELEMASTER";
ucharcodetable5[]=”*E IN PLEASE*”;
sbitIR=P1^3;
sbitV=P2^0;
sbitLG=P2^1;ﻩ
sbitLR=P2^2;
sbitkey=P2^3;
sbits=P2^4;
sbit f=P1^1; //38k信号发生
sbitp=P1^6;
voiddelay(intx) //延时函数
{
ﻩint i,j;
for(i=x;i>0;i--)
for(j=110;j〉0;j--);
}
voidtx()ﻩﻩﻩﻩﻩ//中断初始化函数
{ﻩTMOD=0x01;
ﻩEA=1;
ﻩET0=1;
TR0=1;
ﻩTH0=(65536—6)/256;
TL0=(65536-6)%256;
}
voidlcd_ (uchar)ﻩ//LCD1602命令初始化函数
{
lcden=0;
ﻩlcdrw=0;
lcdrs=0;
ﻩP0=;
delay(5);
lcden=1;
ﻩdelay(5);
lcden=0;
}
voidlcd_dat(uchardat)ﻩﻩ//LCD1602数据初始化函数
{ﻩlcdrs=1;
ﻩ lcdrw=0;
P0=dat;
ﻩdelay(5);
ﻩlcden=1;
ﻩ delay(5);
ﻩlcden=0;
}
voidinit()
{ﻩ
lcden=0;
ﻩlcdrw=0;
lcd_(0x38);
ﻩdelay(5);
lcd_(0x0c);
ﻩdelay(5);
ﻩlcd_(0x06);
delay(5);
ﻩ lcd_(0x80);
}
main()ﻩﻩ//主函数
{ init();
tx();
while
(1)
ﻩ{ uinti=0;
ﻩp=!
p;
delay(20);
V=1;
ﻩLG=0;
ﻩLR=1;
ﻩﻩif(key==1)ﻩ//正常开门
{ﻩLR=1;
for(i=0;i<16;i++)
{
ﻩlcd_dat(table3[i]);
}
lcd_(0x80+0x40);//换行
delay
(2);
ﻩfor(i=0;i<16;i++)
ﻩ{
ﻩﻩlcd_dat(table4[i]);
ﻩ}ﻩ
ﻩdelay
(2);
ﻩbreak;
ﻩ}
ﻩif(key==0&&IR==0) //非正常开门
ﻩ{LG=0;
ﻩﻩp=0;
ﻩwhile
(1)
{
ﻩLR=!
LR;
V=!
V;
delay(20);
ﻩfor(i=0;i<16;i++)
{
lcd_dat(table1[i]);
delay
(2);
}
lcd_(0x80+0x40);
delay(2);
ﻩfor(i=0;i〈16;i++)
ﻩ{
ﻩﻩlcd_dat(table2[i]);
ﻩﻩdelay
(1);
ﻩ}
if(s==0)
ﻩdelay
(2);
if(s==0)
break;
ﻩ}}}
}
txf()interrupt1ﻩ//中断函数,定时器中断
{
ﻩTH0=(65536-6)/256;
ﻩTL0=(65536—6)%256;
f=~f;}
5、总结报告:
经过这次得电子产品设计与制作实验,我才真正明白一个产品从概念到成品这一过程就是多么得不简单。
最开始我得想法就是,不加LCD1602模块得,但就是如果不加得话自己觉得产品太过于简单,于就是我在原来得想法上又自己加以改进,并且我之前没有自学LCD16002得知识,好在我有单片机得资料,自己瞧教学视频,才慢慢得把LCD1602得部分知识掌握了,仅仅就是入门级得,没有学太深.自己得想法有了,然后开始仿真,用得就是Proteus软件.我在原来得电路图上加上一个LCD1602模块,通过上网查资料,将LCD1602得电路原理图瞧明白电路就是怎么接得,需要什么器件都非常清楚.查找相关得资料,明白它得工作原理.将电路图接好后,接下来就就是要进行代码得编写。
因为之前都有查资料,而且我用得就是红外对射管,不就是热释电红外管,所以在使用对管得时候需要特别注意得就是,HS0038红外接收管需要38KHz得信号才可以,否则就是不会正常工作得,因此我需要在单片机上自己产生一个38k信号发射引脚,接到红外发射管上,我选择得就是p1、1口。
HS0038就是有3个引脚得,一个电原,一个接地,还有一个就是输出引脚,而且它输出得信号得TTL信号,可以直接接单片机得引脚,比较方便.在程序里面我加了一个定时器中断函数,用来产生38k信号,所以在程序里面可以找到中断初始化函数,然后还要一个LCD1602得初始化得程序,因为如果不加初始化得函数,那么LCD1602显示得时候将会出现错误。
程序主要得部分几乎就出来了,需要显示得内容我用得就是数组,这样可以连续显示。
经过自己慢慢得调试,在Proteus上仿真,得到了比较满意得效果。
ﻩ接下来就是进行电路原理图得设计,用得就是DXP软件,因为之前仿真原理图已经出来了,在设计电路原理图得时候还就是比较快得,因为只要按照仿真图进行电路图设计。
比较复杂得一项工作就就是电路板得设计,因为我们使用得电路板就是单层得,所以在设计得时候,不能出现双层得布线,因此最为麻烦得就就是布线了,原本打算不自动不显得,因为怕出现多个双层先,后来老师教了我们一点DXP布线得知识,才觉得这个软件功能确实很强大,然后我就自动布线,在布线之前需要将元器件摆好位置,不能随意摆放,不然连出来得线会有很多就是断得,不能打印制作电路板。
布线布好后,需要调节焊盘与线宽,毕竟就是要做出来实物得,所以这方面不能马虎,否则做出来得就就是一个废品。
经过打印,腐蚀,打孔与焊接等一系列工序后,终于将产品做出来得,最后一步就就是实物调试了。
不知道怎么回事,我得产品就就是调不出来,首先红外对管不工作,但就是用遥控器代替红外发射二极管,红外接收管能正常工作,因此,找到不能工作得原因就就是发射二极管驱动不够,没有38k信号,我在实验室测试得时候,也发现了,示波器观察P1、1口输出信号就是46us得,而我需要得就是26us得,实际得要大,所以信号频率就小。
遇事我就修改定时器中断得初值,发现不管怎么修改,输出信号永远都就是46us得,所以觉得就是不就是硬件电路没有设计好,后来我决定用遥控器来代替红外二极管。
在这个问题解决后,新得问题又来了,LCD1602不工作,我仔细对比资料图,发现各个引脚没有接错,在自己得开发板上能够显示正确得信息,说明我得程序就是没有错误得。
将上一个错误与这个错误进行总结,最后觉得就是自己得硬件电路没有设计好,问老师与同学才知道,可能就是自己在设计得时候没有注意电阻得大小,没有正确匹配电阻值,导致单片机与各个元器件工作不正常,所以设计不出来产品。
后来在老师得允许下我重新设计并且制作了第二块电路板,我也将红外发射二极管得驱动电路重新设计,每个电阻与电容我也重新匹配,保证与网上得资料相差不会太大。
在第二块电路板设计完之后,我又开始调试,发现这次比上一次得产品强了很多,LCD1602显示就是正常得,能够显示正确得信息,但就是对比度还就是没有调节好,不管怎么调节,对比度就就是不能调到最好得位置,个人觉得就是电位器没有选好。
这个问题不大,关键还就是发射二极管还就是不能正常工作,这一点就是我意料之外得,因为我就是按照老师画得驱动电路进行设计得,结果还就是不能正常工作。
我也努力得调试,修改我得定时器初值,通过示波器观察还就是不能达到26us得水平,而且蜂鸣器发声不就是特别大,需要接一个上拉电阻,这样才能响亮.ﻩ
最后产品也做出来了,虽然不就是很完美,但就是这都就是我自己从设计到编程全就是自己完成得,学到了很多自己以前没有学过得知识,收获很大。
同时,在设计得时候,得到了同学以及老师得帮助,让我知道了团结得重要性,大家一起做,合作才能出好得作品。
自己在设计得过程中也明白了自己得不足,在今后得学习中会弥补自己得不足,为自己得未来打好基础!
六.产品实物图:
图6、1实物图
图6、2报警 图6、3正常工作