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1、基于单片机的声光报警器的设计 XINYU UNIVERSITY 课程设计报告题 目 基于单片机的声光报警器的设计 二级学院 机械工程学院 专 业 机械制造与自动化 班 级 11级机制(1)班 学 号 1101031* 学生姓名 吴慧毅 指导教师 刘*娟 目 录第1章 序言 1第2章 计划任务书 22.1、课题要求 2 2.1.1任务设计要求 2 2.1.2软件设计要求 22.2设计内容 22.3元器件清单 2第3章 芯片介绍 33.1 AT89C51简介 43.2 主要特性 43.3 特性概述 53.4 管脚说明 53.5 振荡器特性 63.6 芯片擦除 6第4章 设计要求及制作 74.1硬件
2、电路设计 74.1.1 时钟电路 74.1.2 复位电路 7 4.1.3 报警电路 8 4.1.4 声光报警输出电路 84.1.5 设计电路 94.2 总体设计思路与方案 94.2.1 整体方案 94.2.2 程序流程图 104.3 软件程序设计 114.3.1 软件设计框图11 4.3.2 程序设计 11第5章 仿真调试 135.1 系统性能调试与仿真 13 总结 14参考文献(References) 15致谢 15第1章 序言近年来,随着我国经济的迅速发展,城乡居民的生活水平有了显著提高,尤其是城镇居民的居住条件不断改善,人们在解决了居住问题后,日益关心的是居住是否安全。在购房时,安全性是
3、考察物业管理水平是否完善的一个重要条件。尤其是那些流窜作案的犯罪分子,往往选择居民小区作为攻击目标,入室盗窃抢劫案件屡屡发生,以往的依赖小区保安人防为主的防范措施已满足不了人们的要求。利用安全防范技术进行防范首先对犯罪分子有种威慑作用,使其不敢轻易作案。如我们这次设计的简易安防声光报警器,可以安装在门口或玄关处,当有不法分子闯入时,利用门禁报警和红外报警双重保险,一方面可以提醒主人危险发生,另一方面也可以震慑不法分子。单片机课程设计是一门实践课程,要求学生具有制作调试单片机最小系统及外设的能力,能够掌握单片机内部资源的使用。单片机课程设计内容包括硬件设计、制作及软件编写、调试,学生在熟练掌握焊
4、接技术的基础上,能熟练使用单片机软件开发环境Keil C51编程调试,并使用STC ISP调试工具采用串口下载方式联调制作的单片机最小系统。单片机课程设计题目包含基本部分及扩展部分,基本部分即单片机最小系统部分,扩展部分是对单片机内部资源及外部IO口的功能扩展,使制作的单片机系统具有一定的功能。通过本学期对单片机的学习和认识,并通过本次课程设计加以应用,从而达到一个对所学知识的巩固、更深一步的理解,面对一个电子设计,应对出系统的方案,分析出各个板块来,再对各个板块进一步的具体的设计,先进行硬件电路设计,此时一定要考虑好要用什么元件、各个元件的具体参数、是否能实现应有功能,从而得到一个完整的硬件
5、电路在根据该电路设计出软件的功能模块、从而完成程序流程图,在根据流程图完成程序的设计,并通过反复的调试、运行、更正,直至完成既定功能为止,最后将软件、硬件结合进行调试、运行,对其功能进行最终测试,并反复思考其测试中遇到相应问题的原因,并将其一一处理,从而完成本次设计的实验要求,以及本次课程设计的最终目的。第2章 计划任务书2.1课题要求 2.1.1任务设计要求 设计一个声光报警器,当报警按钮按下时扬声器报警,扬声器用1kHZ信号响100ms, 500Hz信号响200ms,交替进行声响报警,在报警期间报警指示灯亮,当报警解除按钮按下则解除报警。2.1.2软件设计要求 利用定时器以方式1工作,产生
6、报警音符对应的1kHZ信号响100ms, 500Hz信号响200ms的方波,由P3.0接报警灯,P3.1接报警喇叭,用P3.2接报警控制按钮,P3.3接报警停止按钮。2.2 设计内容 (1)、芯片简介 (2)、电路各部分的组成和工作原理。 (3)、元器件的选取及其电路逻辑图和功能。(4)、电路各部分的调试方法。2.3 元器件清单表2-1元器件清单元件规格数量单片机AT89C511个按钮3个报警灯LED1个喇叭8/0.25w1个晶振6MHz1个起振电容30pF瓷片电容2个复位电容22Uf 16V电解电容1个电阻100、1k、4.7、220各一个三极管90121个蜂鸣管81个DIP封装插座40脚集
7、成插座1个第3章 芯片介绍3.1 AT89C51简介AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)。图为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见,在这一块芯片上,集成了一台微型计算机的主要组成部分,其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等,各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。外时钟源 外部事件计数振荡器和时序OSC程序存储器4 KB ROM数据存储器256 B RAM/SFR定时器/计数器 2 16 AT
8、89C51CPU64 KB总线 扩展控制器可编程 I/O可编程全双工串行口内中断外部中断 控制 并行口 串行通信图3.1.1 89C51 功能方块图AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。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
9、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,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机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。外形及引脚排列如图所示 图3.1.2 外形及引脚排列AT89C51外形及引脚排列。现在AT89S51/52已经取代了AT89C51/52。3.2 AT89C51主要特性与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器寿命:1000写/擦循环数据保留时间:10年全静态工作:0Hz-24MHz三级程序存储器锁定1288位内部RAM32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
10、模式片内振荡器和时钟电路3.3特性概述 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。3.4 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
11、8TTL门电流。当P0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/地址的低八位。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外部必须接上拉电阻。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口作为低八位地址接收。 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