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1、 小学期单片机设计实验报告题目：红外测速报警系统摘要在工程实践中，经常会遇到各种需要测量移动速度的场合，高精度和非接触测量往往给测量提出了高的要求。红外光电传感器的工作原理较为方便易行，且精度较高，在此基础上采用单片机进行计数测量,并用输出设备显示测量结果，为远程检测与监控提供了合理的选择。本次我们制作的是基于pic32单片机的能够自行设置最高限速并进行红外测速报警的测速系统。本方案采用单片机PIC32MX795F512L为控制核心，实现测速报警系统的基本功能。系统的硬件部分主要包括单片机板块、数据采集、人机交互界面三大部分。数据采集由内部计时系统和红外线发射/接收系统实现，人机交互界面主要为
2、44标准输入键盘和RT1602C点阵式液晶显示器，另外再加上与单片机相连受其控制的蜂鸣器，实现报警功能。整个系统中，微控制器采用了Microchip公司的PIC32MX795F512L，软件设计中涉及PORTE、PORTD和PORTG等相关管脚用作普通数字I/O脚。本实验用单片机PORTE和PORTG相关管脚控制液晶显示器的读写；用PORTB和PORTF相关管脚接收键盘的输入高低电位，进而获取输入信息；用PORTD某些管脚来控制蜂鸣器的启动/关闭，以及接受红外对管的电平信号。 关键词：PIC单片机 红外信号 输入/输出 C语言AbstractIn engineering practice, w
3、e often encounter a variety of situations where we need to measure moving speed, and accuracy and non-contact measurement to measurement often require high demand. Infrared optical sensor is convenient and easy to use, and high accuracy, and using single-chip to count on the basis of Infrared optica
4、l sensor and displaying the measurement results with the output device provides a reasonable choice for remote detection and monitoring. This time our production is based on PIC32 microcontroller, which can set the maximum speed limit and measure the speed with the infrared alarm system. The program
5、 take PIC32MX795F512L as controlling core to achieve the basic functions of alarm system and speed measure system.Keyworks:PIC microcontroller Infrared signal Input/Output C目录关键词：2PIC单片机 红外信号 输入/输出 C语言2Abstract21方案论证与比较42系统设计421 总体设计4211 原理模块框图4212 模块工作原理说明522 各模块设计及参数计算62. 2. 1 键盘输入系统62. 2. 2 液晶显示系
6、统82. 2. 3 红外线发射/接收系统92. 2. 4 蜂鸣器报警系统1023 软件系统设计112. 3. 1 系统软件流程图 (摘自组员王渊浩)112. 3. 2各模块子程序流程图及设计说明133系统调试1931硬件调试1932软件调试1933软件硬件联调204系统指标测试2141测试仪器2142技术指标测试215结论216致谢、心得、体会227参考文献238附录23附录1231方案论证与比较本方案名称是红外线测速报警系统，全部组成部分为单片机系统、红外线发射/接收系统、键盘输入系统、液晶显示系统以及蜂鸣警告系统。通过键盘输入系统向测速报警系统输入“速度上限”，当两套红外对管对齐，进入工作
7、状态后，红外系统不断发射/接收红外线信号。被测物体经过红外对管时，两套红外接收系统会受到阻断，测得被测物体经过单位距离S的时间t。进而根据公式： v=S/t求得物体的速度v。若物体速度大于输入的“速度上限”，则启动蜂鸣系统并亮红灯，向操作者发出警报。2系统设计21 总体设计211 原理模块框图液晶显示屏44矩阵键盘正常工作指示绿灯和报警红灯红外线接收系统报警蜂鸣器复位、电源、时钟212 模块工作原理说明单片机开始工作时，首先是键盘输入系统输入“速度上限”，然后单片机判断两套红外发射接收对管是否正常工作。进入正常工作状态后，PIC单片机上的绿灯亮起，代表可以被测物体可以经过红外对管，进行测速工作
8、。根据公式： v=S/t求得物体的速度v后，在液晶屏上显示被测速度的大小。最后系统进行判断，若被测物体速度大于输入的“速度上限”，则启动蜂鸣系统并亮红灯，向操作者发出警报。22 各模块设计及参数计算2. 2. 1 键盘输入系统44标准输入键盘实物图：44标准输入键盘模块框图: RB14 RB13 RF12 RF13RB11RB8RB12RB9 1 2 3 4 5 9 6 7 8 0DABEFC44标准键盘共有8个输出接口，分别对应着4列与4行。连接时，每个接口通过5.1K的电阻接到+5V的电源上，同时与单片机设定的相关管脚相连。2. 2. 2 液晶显示系统RT1602C点阵式液晶显示器实物图：
9、RT1602C点阵式液晶显示器电路图：电源PIC32 89 90 93 94 95 96 97 98 99 1001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16地RT1602C点阵式液晶显示器各接口功能：第 1 脚：VSS 为地电源。第 2 脚：VDD 接5V 正电源。第 3 脚：V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度。第 4 脚：RS 为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。第 5 脚：RW 为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平
10、时进行写操作。当RS和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号，当RS 为高电平RW 为低电平时可以写入数据。第 6 脚：E 端为使能端，当E 端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。第 714 脚：D0D7 为8 位双向数据线。第 1516 脚：空脚1602 液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160 个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H 中的点阵字符图形显
11、示出来，我们就能看到字母“A”。在本实验中，管脚1、3、5均接地，管脚2接+5V电源，管脚15和16置空，其余管脚直接与PIC单片机相关的I/O管脚相连，实现单片机对液晶屏显示字符的控制。2. 2. 3 红外线发射/接收系统红外线发射/接收系统实物图：红外线发射/接收系统电路图：接收管的I/O端直接与单片机的管脚相连接。当红外线接收管接收不到发射管发出的信号时，I/O端输出高电平（3.54V），当接收到红外信号时，则输出低电平（0V）。单片机通过检测红外接收端输出的高低电平，决定计时的开始与结束。2. 2. 4 蜂鸣器报警系统蜂鸣器报警系统实物图：蜂鸣器报警系统电路图：蜂鸣器的整机接到正电源（
12、通过对VCC+5V的分压，使得电源为+4V左右），蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基极B经过限流电阻R1后由单片机的RD5管脚控制。当RD5输出高电平时三极管T1截止，蜂鸣器不发声；当RD5输出低电平时，三极管导通，蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。23 软件系统设计2. 3. 1 系统软件流程图开始系统配置，设置输入/输出端口用键盘输入速度上限在液晶屏上显示输入的速度上限判断两个红外线接受管是否正常接收到红外信号 N 绿灯亮，准备计时 Y Y物体经过红外对管，开始计时计时结束，计算物体速度，并在液晶屏显示判断是否超速 N Y红灯亮，蜂鸣器发出报警 结束 2. 3. 2各模块子程序流程图及设计说明（1）键盘子程序int keyValue()开始端口设置初始化, 列端口为输出，行端口为输入向列端口高四位循环送入低电平行端口低四位是否有低电平？翻译成相应键值是否int keyValue() /键盘输入
