滴滴警报器设计方案.docx

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滴滴警报器设计方案

1引言

随着我国经济的快速发展，为了增强社会的安全保障，电子报警这门综合技术的正在进入我们的研究领域。

“嘀、嘀”报警声设计是我们今天的课题，本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，以便使我们掌握有关单片机控制的设计思想和设计方法。

为今后从事单片机控制系统开发工作打下基础。

2设计内容及要求

本课程设计的基本要求是使大家全面掌握单片机控制系统设计的基本理论，熟悉掌握MCS－51系列单片机的编程方法，具体方法是：

用AT89S51单片机产生“嘀、嘀、…”报警声从P1.0端口输出，产生频率为1KHz，

1）1KHZ方波从P1.0输出0.2秒。

2）接着0.2秒从P1.0输出电平信号，如此循环下去，就形成所需的报警声了。

3AT89C51的主要特性和管脚说明

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

3.1主要特性：

·与MCS-51兼容 

·4K字节可编程闪烁存储器 

·寿命：

1000写/擦循环

数据保留时间：

10年

·全静态工作：

0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路

3.2管脚说明：

VCC：

供电电压。

GND：

接地

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

口管脚备选功能：

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2/INT0（外部中断0）

P3.3/INT1（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）

P3.7/RD（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

3.3振荡器特性：

  XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。

3.4芯片擦除：

整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。

在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。

在闲置模式下，CPU停止工作。

但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。

在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。

4电路原理图及仿真分解图

图1

4.1时钟电路设计

TAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。

图2

4.2声音报警电路的设计

图3

4.3Proteus软件绘制电路图

图4

用AT89S51单片机产生“嘀、嘀、…”报警声从P1.0端口输出，产生频率为1KHz，根据上面图可知：

1KHZ方波从P1.0输出0.2秒，接着0.2秒从P1.0输出电平信号，如此循环下去，就形成我们所需的报警声

（1）把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上。

（2）在“音频放大模块”区域中的SPKOUT端口上接上一个8欧或者是16欧的喇叭。

（3）生活中我们常常到各种各样的报警声，例如“嘀、嘀、…”就是常见的一种声音报警声，但对于这种报警声，嘀0.2秒钟，然后断0.2秒钟，如此循环下去，假设嘀声的频率为1KHz，则报警声时序图如下：

图5

（4）由于要产生上面的信号，我们把上面的信号分成两部分，一部分为1KHZ方波，占用时间为0.2秒；另一部分为电平，也是占用0.2秒；因此，我们利用单片机的定时/计数器T0作为定时，可以定时0.2秒；同时，也要用单片机产生1KHZ的方波，对于1KHZ的方波信号周期为1ms，高电平占用0.5ms，低电平占用0.5ms，因此也采用定时器T0来完成0.5ms的定时；最后，可以选定定时/计数器T0的定时时间为0.5ms，而要定时0.2秒则是0.5ms的400倍，也就是以0.5ms定时400次就达到0.2秒的定时时间了。

5软件的程序流程图及程序

5.1程序流程图

按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如下图所示：

主程序框图

中断服务程序框图

5.2汇编源程序

T02SAEQU30H；把30H赋值给T02SA

T02SBEQU31H；把31H赋值给T02SB

FLAGBIT00H；把00H位地址赋值给FLAG

ORG00H

LJMPSTART；上电，转向START

ORG0BH；T0的中断入口地址

LJMPINT_T0；转向中断服务程序

START:

MOVT02SA,#00H；将00H赋值给T02SA

MOVT02SB,#00H；将00H赋值给T02SB

CLRFLAG；清空FLAG

MOVTMOD,#01H；设置定时器T0工作于模式1

MOVTH0,#0FCH；装入T0计数初值

MOVTL0,#06H

SETBTR0；TR0置1，启动T0

SETBET0；打开定时器ET0中断允许标志位

SETBEA；打开CPU中断允许标志位

SJMP$

INT_T0:

MOVTH0,#0FCH；装入T0计数初值

MOVTL0,#06H

INCT02SA；T02SA加1

MOVA,T02SA；将T02SA的内容放入A

CJNEA,#100,NEXT；（A）与100比较，不相等跳转

INCT02SB；T02SB加1

MOVA,T02SB；将T02SB的内容放入A

CJNEA,#04H,NEXT；（A）与4比较，不相等跳转

MOVT02SA,#00H；将00H赋值给TO2SA

MOVT02SB,#00H；将00H赋值给TO2SB

CPLFLAG；将FLAG取反

NEXT:

JBFLAG,DONE；若FLAG=1，跳转到DONE

CPLP1.0；将P1.0取反

DONE:

RETI；中断返回

END

6编译调试及仿真运行

图6

7心得体会

这次单片机课程设计我们历时两个星期，学到了很多的东西。

同时不仅巩固了以前所学过的知识，而且还学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在这次课程设计后我发现自己在一点一滴的努力中对单片机的兴趣也在逐渐增加。

这次的课程设计还让我学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃。

参考文献

[1]孙涵芳.MCS-51/96系列单片机原理及应用（修订版）.北京航空航天大学出版社.1994

[2]李朝青.单片机原理及接口技术（第3版）.北京航空航天大学出版社.2005