自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

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1、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)書 第1章 概述 1.1課題背景 聲光報(bào)警器在實(shí)際的生活中可以見(jiàn)到許多,運(yùn)用于生活的許多方面,既有硬件實(shí)現(xiàn)的,也有硬件和軟件同時(shí)控制執(zhí)行。本課題基于微機(jī)原理與接口技術(shù)的學(xué)習(xí),運(yùn)用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)聲光報(bào)警器的功能。報(bào)警和發(fā)光同步進(jìn)行。因此用它進(jìn)行報(bào)警探測(cè)監(jiān)控,具有良好的隱蔽性,白天和黑夜都可以使用,而且其抗干擾能力強(qiáng)。報(bào)警系統(tǒng)利用單片機(jī)控制技術(shù),自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防區(qū)內(nèi)的侵入行為,產(chǎn)生報(bào)警信號(hào),一旦發(fā)生突發(fā)事件,就會(huì)向人們發(fā)出報(bào)警提示,從而讓人即使采取應(yīng)對(duì)措施。 1.1課題意義 首先,通過(guò)課程任務(wù)設(shè)計(jì),可以很好的對(duì)課本知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐,同時(shí)也可以激發(fā)學(xué)習(xí)于專業(yè)相關(guān)的一

2、些知識(shí),從而擴(kuò)大自己知識(shí)面的廣度。其次,通過(guò)課題任務(wù)設(shè)計(jì),在讓我們思考使用學(xué)習(xí)工具的同時(shí)也學(xué)會(huì)去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題這一過(guò)程。 第2章 課題要求 2.1 任務(wù)設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)聲光報(bào)警器,當(dāng)報(bào)警按鈕按下時(shí)揚(yáng)聲器報(bào)警,揚(yáng)聲器用1kHZ信號(hào)響100ms, 500Hz信號(hào)響200ms,交替進(jìn)行聲響報(bào)警,在報(bào)警期間報(bào)警指示燈亮,當(dāng)報(bào)警解除按鈕按下則解除報(bào)警。 2.2軟件設(shè)計(jì)要求 利用定時(shí)器以方式1工作,產(chǎn)生報(bào)警音符對(duì)應(yīng)的1kHZ信號(hào)響100ms, 500Hz信號(hào)響200ms的方波,由P1.0接報(bào)警燈,P1.1接報(bào)警喇叭,用P3.2接報(bào)警控制按鈕,P3.3接報(bào)警停止按鈕。 2.3硬件設(shè)計(jì)要求

3、 根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求,基于單片機(jī)最小系統(tǒng)上按照電路設(shè)計(jì)焊接好各元器件,基于單片機(jī)最小系統(tǒng)上按照電路設(shè)計(jì)焊接好各元器件,利用P1.0接報(bào)警燈,P1.1接報(bào)警喇叭。 報(bào)警電路圖 第3章 總體設(shè)計(jì)思路與方案 3.1 整體方案 P3.2口用來(lái)接按鈕控制報(bào)警器的啟動(dòng)和停止,P1.0口用來(lái)輸出方波、發(fā)聲,P1.1口對(duì)燈進(jìn)行控制為使揚(yáng)聲器用1kHZ信號(hào)響100ms, 500Hz信號(hào)響200ms要用定時(shí)器中斷,利用定時(shí)器T1方式1工作,產(chǎn)生方波,由P1.0輸出驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)聲。聲音的改變調(diào)用延時(shí)子程序的次數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)晶振頻率為12MHz?;谝魳?lè)播放器基礎(chǔ)上,通過(guò)按鈕控制用于驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出報(bào)報(bào)警的聲音。P

4、3.2 INT0(外部中斷0)、P3.3 INT1(外部中斷1) 3.2 框圖 系統(tǒng)初始化 聲光報(bào)警結(jié)束 是否按報(bào)警開(kāi)關(guān) 聲光報(bào)警是否持續(xù)300ms 開(kāi)始 啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警 是否還有按報(bào)警開(kāi)關(guān) 結(jié)束 Y N N Y Y N 第4章 硬件電路設(shè)計(jì) 4.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)述及結(jié)構(gòu)引腳說(shuō)明 AT89C51單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)低電壓,高性能CMOS 8位單片機(jī),片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(EPROM)和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。 圖為AT89C51單片機(jī)的基本組成功能方塊

5、圖。由圖可見(jiàn),在這一塊芯片上,集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分,其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等,各部分通過(guò)內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要振蕩器和時(shí)序 OSC 程序存儲(chǔ)器 4 KB ROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 256 B RAM/SFR 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 16 AT89C51 CPU 64 KB總線 擴(kuò)展控制器 可編程 I/O 可編程全 雙工串行口 內(nèi)中斷 部分。 AT89C51 功能方塊圖 外時(shí)鐘源 外部事件計(jì)數(shù)外部中斷

6、 控制 并行口 串行通信 n AT89C51管腳說(shuō)明 ATMEL公司的AT89C51是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式。AT89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī),因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制,所以有不少引腳具有第二功能。 VCC:供電電壓。 GND:接地。 P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí),P0 口作為原碼輸入口,當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí),P0輸出原碼,此時(shí)P0外部必須被拉高。

7、P1口:P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后,被內(nèi)部上拉為高,可用作輸入,P1口被外部下拉為低電平時(shí),將輸出電流,這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí),P1口作為第八位地址接收。 P2口:P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P2口緩沖器可接收,輸出4個(gè)TTL門電流,當(dāng)P2口被寫1時(shí),其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時(shí),P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí),P2口輸出地址的高八位。在給出地址1時(shí),它利

8、用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì),當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí),P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口:P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口,可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入1后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入。作為輸入,由于外部下拉為低電平,P3口將輸出電流。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示: P3口管腳 備選功能 P3.0 RXD(串行輸入口) P3.1 TXD(串行輸出口) P3.2 INT0(外部中斷0) P3.3 INT1(外部中斷

9、1) P3.4 T0(記時(shí)器0外部輸入) P3.5 T1(記時(shí)器1外部輸入) P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通) P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通) P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/:當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí),地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí),ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào),此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),將跳

10、過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí), ALE只有在執(zhí)行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2:反向振蕩器的輸出,如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件,應(yīng)不接. 4.2 設(shè)計(jì)方案與電路 第5章 軟件程序設(shè)計(jì) 5.1 軟件設(shè)計(jì)框圖 中斷源發(fā)出中斷申請(qǐng) 關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) INT1端有輸入信號(hào)關(guān)閉報(bào)警 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、開(kāi)中斷 中斷返回 5.2 程序設(shè)計(jì) ORG 0000H LJMP MAIN ORG

11、 001BH MOV TH1,R1 MOV TL1,R0 CPl P1.1 RETI ORG 0100H MAIN: JB P3.2,MAIN START:CLR P1.0 MOV TMOD,#10H MOV IE,#88H MOV DPTR,#TAB LOOP: JNB P3.3,WJ CLR A MOVC A,@A+DPT

12、R MOV R1,A INC DPTR CLR A MOVC A,@A+DPTR MOV R0,A ORL A,R1 JZ NEXT0 MOV A,R0 ANL A,R1 CJNE A,#0FFH,NEXT SJMP START NEXT: MOV TH1,R1 MOV TL11,R0

13、 SETB TR1 SJMP NEXT1 NEXT0:CLR TR1 NEXT1:CLR A INC DPTR MOVC A,@A+DPTR MOV R2,A LOOP1:LCALL D200 DJNZ R2,LOOP1 INC DPTR AJMP LOOP WJ: MOV A,#0FFH SETB P1.0 CLR TR1

14、 LJMP MAIN D200: MOV R4,#41H D200B:MOV A,#0FFH D200A:DEC A JNZ D200A DEC R4 CJNE R4,#00H,d200B RET TAB: DB 0FEH,06H,01H, 0FEH,06H,01H, DB 0FCH,0CH,02H, 0FCH,0CH,02H,0FFH,0FFH END 第6章 仿真調(diào)試與功能說(shuō)明 6.1 系統(tǒng)性能調(diào)試與仿真 在電腦

15、上進(jìn)行仿真,仿真成功后準(zhǔn)備焊接電路板。在焊接電路板中,我們首先對(duì)硬件電路進(jìn)行布局,然后確認(rèn)無(wú)誤后,在電路板上進(jìn)行焊接,這個(gè)過(guò)程做得算比較順利。焊接電路板完工,細(xì)心檢查后,進(jìn)行通電測(cè)試。結(jié)果報(bào)警燈一直亮,通過(guò)檢查是P1.1口沒(méi)連接。并且在調(diào)試過(guò)程中按鍵按下等一系列問(wèn)題。通過(guò)在這個(gè)過(guò)程中叢設(shè)計(jì)思路到程序設(shè)計(jì)再到硬伯調(diào)試到最后的程序下載,了解了51單片機(jī)的原理,初步掌握單片機(jī)調(diào)整及測(cè)試方法,提高動(dòng)手能力和排除故障的能力。同時(shí)通過(guò)本課題設(shè)計(jì)與裝配、調(diào)試,提高自己的動(dòng)手能力,鞏固已學(xué)的理論知識(shí),建立單片機(jī)理論和實(shí)踐的結(jié)合,了解各單元電路之間的關(guān)系及相互影響,從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算定時(shí)計(jì)數(shù)的各個(gè)單元電路。初

16、步掌握廚房報(bào)警器的調(diào)整及測(cè)試方法。提高動(dòng)手能力和排除故障的能力 6.2 任務(wù)設(shè)計(jì)說(shuō)明 聲光報(bào)警器在實(shí)際的生活中可以見(jiàn)到許多,運(yùn)用于生活的許多方面,既有硬件實(shí)現(xiàn)的,也有硬件和軟件同時(shí)控制執(zhí)行。本課題用按鍵來(lái)代替報(bào)警探測(cè)監(jiān)控,報(bào)警解除按鈕按下解除報(bào)警,運(yùn)用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)一個(gè)聲光報(bào)警器的功能。 第7章 設(shè)計(jì)總結(jié) 從老師給題到設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù),通過(guò)將任務(wù)分成多塊、多節(jié),然后分而治之。在完成單片機(jī)課程設(shè)計(jì)后,我們發(fā)現(xiàn)我們還有許多不足,所了解的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能被動(dòng)完成。但通過(guò)學(xué)習(xí)這一次課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,提高了我們對(duì)單片機(jī)知識(shí)的了解,特別是軟件方面。同時(shí)也讓自己補(bǔ)充了許

17、多的上課時(shí)沒(méi)認(rèn)真聽(tīng)的知識(shí),真正的做到了學(xué)以致用,也使自己對(duì)于如何根據(jù)人們的需要設(shè)計(jì)產(chǎn)品,有了一定了解,設(shè)計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)了不少問(wèn)題,在老師和同學(xué)的共同努力下,最終都得以解決,這鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,這次課程設(shè)計(jì)也在一定程度上鍛煉了我們的學(xué)習(xí)能力。然而我相信,通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),這不僅對(duì)我們的專業(yè)知識(shí)有相當(dāng)大的幫助,而且我相信這對(duì)于我們今后走上社會(huì)工作時(shí)一定會(huì)有很大的幫助! 第8章 附錄 u 致謝 本學(xué)期學(xué)習(xí)單片機(jī)這一專業(yè)課以來(lái)一直得到倪老師和同學(xué)們的悉心幫助,從開(kāi)始到本課題的完成,老師都給予我們細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此,沒(méi)有更多華麗的語(yǔ)言,謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意

18、。同時(shí)還要感謝同我一起走過(guò)的自控0901班的同學(xué)們,不管在什么時(shí)候,也正因?yàn)橛辛四銈兊膸椭椭С?,我才能克服眾多困難和疑惑,直到把本文按時(shí)順利的完成,在此請(qǐng)大家接受我誠(chéng)摯的謝意! u 元器件清單 元件 規(guī)格 數(shù)量 單片機(jī) AT89C51 1個(gè) 按鈕 \ 3個(gè) 報(bào)警燈 LED 1個(gè) 喇叭 8Ω/0.25w 1個(gè) 晶振 6MHz 1個(gè) 起振電容 30pF瓷片電容 2個(gè) 復(fù)位電容 22Uf 16V電解電容 1個(gè) 電阻 100Ω、1kΩ、4.7Ω、220Ω 各一個(gè) 三極管 9012 1個(gè) 蜂鳴管 8Ω 1個(gè) DIP封裝插座 40腳集成插座 1個(gè) 第 11 頁(yè) 共 11 頁(yè)

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