课程设计(论文)单片机变频报警控制系统.doc
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1、前 言 单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机简又称为微型控制器,是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片,是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。单片机是靠程序运行的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做
2、到的,有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性! 由于单片机对成本是敏感的,所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言,它是除了二进制机器码以上最低级的语言了,既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单,就是单片机没有家用计算机那样的CPU,也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语
3、言编写的小程序里面即使只有一个按钮,也会达到几十K的尺寸!对于家用PC的硬盘来讲没什么,可是对于单片机来讲是不能接受的。 单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行,所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理,如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行,家用PC的也是承受不了的80年代以来,单片机发展迅速,各类新产品不断涌现,出现了许多高性能新型机种,现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果,以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。随着科技的进步,机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替,经常
4、应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域,与社会生产、生活密不可分。分为:智能家用防盗报警器门磁感应器。家庭盗贼侵入主要是门和窗,门盗的比例又大于窗盗。在每个住户大门上安装有一个门磁感应器。如有盗匪撬门,门磁感应器会即刻将此信息传输给家庭报警主机,主机报警,将此信息传输到控制中心,中心会立即显示报警地点、性质(门盗)。窗盗采用红外线感应探头在每套房的窗口及阳台进行布防,当有盗贼从窗口或阳台进入时,探测器立即通过家庭主机传输至控制中心。同时,家庭主机也报警,控制中心会立即显示出报警地点、性质(窗盗)。煤气泄漏也是现代家庭不得不防的安全措施,这里采用了煤气感应报警器,
5、安装于厨房。当煤气泄漏时,达到一定浓度后,感应器立即将此信号通过家庭主机传输到报警中心。所以本课程设计介绍了简易报警器的设计和运用。掌握单片机的技术和运用到实践中。 目 录一,设计任务及要求二,报警器的设计方框图三,设计方案选择四,8051单片机引脚图与引脚功能简介五,报警器的说明六,在8051中变频的实现七,波特率的确定八,主程序介绍九,子程序的调用十,中断请求心得体会参 考 文 献一,设计任务及要求:题目:变频报警控制系统。要求:利用8051单片机的引脚进行按键报警,接开关1,用小喇叭发出频率为10KHZ报警的声音,持续20S。按开关2,小喇叭发出频率为10KHZ和5KHZ的震荡报警的声音
6、,持续60S。任务:1,涉及硬件电路图,画出电路原理图; 2,画出程序流程图; 3编制程序,写出源程序代码; 4,写出5000子的详细说明书,要求字迹工整,原理叙述正确,会计算主 要元器件的一些参数,并选择元器件。 5,个人总结。二,报警器的设计方框图按下S1指令跳转到ITIP按下S2指令跳转到ITIP1开始JC判断C=0JC判断C=1喇叭报警喇叭报警JC判断C=0指令跳转到ITIP喇叭报警三,设计方案选择方案一用8051单片机的引脚进行按键报警,如下图,按下开关S1按下列程序进行运行,80C51ORG 0000HRESET:AJMP MAINORG 0003HAJMP IT0PORG 001
7、BHAJMP IT1PORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H MOV B,#10MOV TMOD,#11HMOV TL0,#0B0HMOV TH1,#3CHMOV TLI,#34HMOV TH1,#0FEHSETB TR0 SETB TR1 SETB ET0SETB ET1SETB EAHERE: AJMP HEREIT0P: MOV TL0,#0B0HMOV TH1,#3CH DJNZ B,LOOP CPL CLOOP:RETI IT1P: JC IT1P1MOV TL1,#34HMOV TH1,#0FEHAJMP QFIT1P1:MOV TL1,#1AHMOV TH1,#0F
8、FHQF: CPL P3.4RETIRET方案二利用8051单片机的引脚进行按键报警,接开关S1,用小喇叭发出频率为10KHZ报警的声音,持续20S。按开关S2,小喇叭发出频率为10KHZ和5KHZ的震荡报警的声音,持续60S。80C51ORG 0000HRESET:AJMP MAIN ;转主程序ORG 001BH ;T1中断入口AJMP IT1P ;转T1中断处理程序IT1PORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ;设堆栈指针MOV R0,#100 ;置1KHz时计数初值MOV R1,#20MOV TMOD,#10H ; 设置T1为方式1MOV TLI,#34H ;T1置1KH
9、z时初值MOV TH1,#0FEHSETB TR1 ;启动T1SETB ET1 ;允许T1中断SETB EA ;CPU开中断HERE: AJMP HERE ;自身跳转IT1P: ;T1中断服务程序JC IT1P1 ;C=0 1s1KHz方波。C=1,跳转到IT1P1MOV TL1,#34HMOV TH1,#0FEHDJNZ R0, QFMOV R0,#100DJNZ R1, QF SETB CMOV R2,#200 ;置2KHz时计数初值MOV R3,#20IT1P1: ;1s2 KHz方波程序MOV TL1,#1AH MOV TH1,#0FFHDJNZ R2,QFMOV R2 #200DIN
10、Z R3,QF CLR CMOV R0,#100 ;重置1KHz时计数初值MOV R1,#20QF: CPL P3.4 ;P3.4的状态取反RETIRET方案一与方案二相比方案二要更为好一些,能够更加好的实现设计课题的要求。接开关S1,用小喇叭发出频率为10KHZ报警的声音,持续20S。按开关S2,小喇叭发出频率为10KHZ和5KHZ的震荡报警的声音,持续60S。所以我们选择的是方案二为本次课程设计的主要方案。四,8051单片机引脚图与引脚功能简介 电源: VCC - 芯片电源,接+5V; VSS - 接地端; 时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线
11、共有4根, 1 ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址 PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入 编程脉冲。 2 PSEN:外ROM读选通信号。 3 RST/VPD:复位/备用电源。 RST(Reset)功能:复位信号输入端。 VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。 4 EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 EA功能:内外ROM选择端。 Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。 I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、
12、P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。80C51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,引脚分布请参照-单片机引脚图: l P0.0P0.7 P0口8位双向口线(在引脚的3932号端子)。 l P1.0P1.7 P1口8位双向口线(在引脚的18号端子)。 l P2.0P2.7 P2口8位双向口线(在引脚的2128号端子)。 l P3.0P3.7 P3口8位双向口线(在引脚的1017号端子)。 运算部件:它包括算术、逻辑部件ALU、布尔处理器、累加器ACC、寄存器B、暂存器TMP1和TMP2、程序状态字寄存器PSW以及十进制调整电路等。运算部件
13、的功能是实现数据的算术逻辑运算、位变址处理和数据传送操作。 MCS-51单片机的ALU功能十分强,它不仅可对8位变量进行逻辑“与”、“或”、“异或”、循环、求补、清零等基本操作,还可以进行加、减、乘、除等基本运算。为了乘除运算的需要,设置了B寄存器。在执行乘法运算指令时,用来存放其中一个乘数和乘积的高8位数;在执行除法运算指令时,B中存入除数及余数。MCS-51单片机的ALU还具有一般微机ALU,如Z80、MCS-48所不具备的功能,即布尔处理功能。单片机指令系统中的布尔指令集、存储器中的位地址空间与CPU中的位操作构成了片内的布尔功能系统,它可对位(bit)变量进行布尔处理,如置位、清零、求
14、补、测试转移及逻辑“与”、“或”等操作。在实现位操作时,借用了程序状态标志器(PSW)中的进位标志Cy作为位操作的“累加器”。 运算部件中的累加器ACC是一个8位的累加器(ACC也可简写为A)。从功能上看,它与一般微机的累加器相比没有什么特别之处,但需要说明的是ACC的进位标志Cy就是布尔处理器进行位操作的一个累加器。MCS-51单片机的程序状态PSW,是一个8位寄存器,它包含了程序的状态信息。 2、控制部件 控制部件是单片机的神经中枢,它包括时钟电路、复位电路、指令寄存器、译码以及信息传送控制部件。它以主振频率为基准发出CPU的时序,对指令进行译码,然后发出各种控制信号,完成一系列定时控制的
15、微操作,用来控制单片机各部分的运行。其中有一些控制信号线能简化应用系统外围控制逻辑,如控制地址锁存的地址锁存信号ALE,控制片外程序存储器运行的片内外存储器选择信号EA,以及片外取指信号PSEN。五,报警器的说明在机壳的一侧装有面板,面板上开设有面板孔,另一侧装有电源端子、信号端子,在机壳内装有变压整流电路和电路板,在电路板上装有逻辑门启动、译码、振荡发声集成电路、上拉电阻、延时阻容元件、限流电阻、驱动三极管、定时阻容元件、隔直电容、扬声器、发光二极管限流电阻、发光二极管;、其电路结构为:信号端子接上拉电阻、逻辑门启动集成电路、译码集成电路,逻辑门启动集成电路接延时阻容元件,延时阻容元件接振荡
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