單片機(jī)課程設(shè)計(jì)_變頻報(bào)警器[1]

1、 本文由csztianxin貢獻(xiàn) doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 變頻報(bào)警器 摘 要：報(bào)警器廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)等領(lǐng)域以及日常生活中，其研究具有一 定的學(xué)術(shù)價(jià)值和廣泛的市場(chǎng)前景。本文介紹了基于 AT89S52 單片機(jī)設(shè)計(jì)的變頻報(bào)警器， 通過(guò)對(duì)其編程使其 P3.4 口產(chǎn)生兩種不同頻率的方波， 經(jīng)過(guò)三極管放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲， 以示報(bào)警。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞：報(bào)警器 AT89S52 變頻 蜂鳴器 1 目 錄 1 設(shè)計(jì)背景4 1.1 報(bào)警器概述4 1.2 單片機(jī)概述4 2 設(shè)計(jì)方案5 2.1 設(shè)計(jì)原理5 2.2 程序設(shè)計(jì)5 3 方案實(shí)施5 3.

2、1 電源電路5 3.2 時(shí)鐘電路6 3.3 復(fù)位電路6 3.4 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路7 4 結(jié)果與結(jié)論8 4.1 結(jié)果8 4.2 結(jié)論8 5 收獲與致謝8 6 參考文獻(xiàn)8 7 附件9 2 1. 設(shè)計(jì)背景 1.1 報(bào)警器概述 報(bào)警器(alarm) ， 又稱防盜器。是對(duì)用于發(fā)生警情、危險(xiǎn)、緊急情況等狀況 下以聲音、光線、氣壓等形式發(fā)出警報(bào)的電子產(chǎn)品的統(tǒng)稱。隨著科技的進(jìn)步，機(jī) 械式報(bào)警器越來(lái)越多地被先進(jìn)的電子報(bào)警器代替，經(jīng)常應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防 范、交通運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、應(yīng)急救災(zāi)等領(lǐng)域，與社會(huì)生產(chǎn)、生活密不可分。 1.2 單片機(jī)概述 單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們

3、的重視和關(guān) 注，應(yīng)用很廣，發(fā)展很快。單片機(jī)體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格低廉，環(huán)境要 求不高，可靠性高，靈活性好，開(kāi)發(fā)較為容易。由于具有上述優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)以 廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制，自動(dòng)化檢測(cè)，智能儀器儀表，家用電器，電力電子，機(jī) 電一體化設(shè)備等個(gè)方面。 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造， 與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引 腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片 上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編

4、程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效 的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 字節(jié) Flash， 8k 256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù) 據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中 斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選 擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定 時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止， 直到下一個(gè)中斷或硬

5、件復(fù)位為止。 圖 1 AT89S52 管腳圖 3 2.設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)原理 無(wú)源蜂鳴器需要輸入一定頻率的信號(hào)，才發(fā)出該頻率的聲音。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過(guò)編程 使 AT89S52 單片機(jī)的 P3.4 口輸出相應(yīng)頻率的信號(hào)， 再通過(guò)三 極管放大驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出兩種頻率的聲音，以示報(bào)警。 系統(tǒng)框圖如圖 1 所示。 圖 2 系統(tǒng)框圖 2.2 程序設(shè)計(jì) 程序的流程圖如圖 3 所示。聲音的頻率通過(guò)延時(shí)程序控 制，延時(shí)可以采用中斷延時(shí)和指令延時(shí)。 參考程序見(jiàn)附件。 圖 3 程序流程圖 3. 方案實(shí)施 3.1 電源電路 電源電路如圖 4 所示，220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓器，再經(jīng)過(guò)橋堆 2W10 整流，然后由電

6、容 C6 濾波后變?yōu)槊}動(dòng)比較穩(wěn)定的直流電，最后通過(guò)三端穩(wěn)壓器 7805 輸出穩(wěn)定的 5V 直 流電壓。圖中 C5 用于抵消輸入線產(chǎn)生的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩其容較小， 一般小于 1F。電容 C4 用于消除輸出電壓的高頻噪聲，可取小于 1F 的電容，也可取幾 微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈動(dòng)電流。圖中二極管起保護(hù)作用。 4 D1 T1 D1 2W10 VR1 7805 +5V 220V 1000F C5 0.33F C6 Vin Vout GND 1F C4 圖 4 電源電路 3.2 時(shí)鐘電路 AT89S52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器,該高增益反相放大器的輸

7、入 端為芯片引腳 XTAL1,輸出端為引腳 XTAL2， 這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容, 就構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 5 為內(nèi)部時(shí) 圖 鐘方式的振蕩器電路。 晶振和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯 片靠近， 以減少寄生電容， 更好的保證振蕩器 穩(wěn)定、可靠地工作。為了提高溫度溫度性，應(yīng) 該選用溫度穩(wěn)定性能好的電容。 XTAL1 2 Y1 1 XTAL2 33pF 33pF C3 11.0592 C2 圖 5 時(shí)鐘電路 3.3 復(fù)位電路 圖 6 為按鍵電平復(fù)位電路，接至單片機(jī)復(fù)位端。 5 VCC C1 22F R1 200 S1 R2 1K RST 圖 6 復(fù)位電路 3.3 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路

8、 通過(guò)單片機(jī)的 P3.4 口輸出一定頻率方波使蜂鳴器發(fā)聲。 從 P3.4 口輸出不同頻率的方波信號(hào)，經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，聲音的頻率由延時(shí)程 序控制，該模塊電路圖如圖 7 所示。 VCC P3.4 R1 1k Q1 LS1 Speaker 圖 7 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路 6 4. 結(jié)果與結(jié)論 4.1 結(jié)果 成功的完成了本課題的所有要求。 報(bào)警器能夠正常的工作， 當(dāng)按下開(kāi)關(guān)， 指示燈亮， 蜂鳴器發(fā)出兩種頻率的聲音，且循環(huán)不止。 當(dāng)撥動(dòng)復(fù)位鍵，單片機(jī)馬上復(fù)位，蜂鳴器重新發(fā)聲。 4.2 結(jié)論 通過(guò)本設(shè)計(jì)知道，通過(guò)編程單片機(jī)可以產(chǎn)生不同頻率的信號(hào)，所以可以利用單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)發(fā)聲、樂(lè)曲演奏等。 5. 收獲與致謝

9、 通過(guò)這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，加深了對(duì)單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的理解， 也充分的認(rèn)識(shí)到光是理論知識(shí)是不夠的，應(yīng)該多聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)自己的動(dòng)手設(shè)計(jì)能力； 通過(guò)成功的做出產(chǎn)品，增加了我們的自信，也感覺(jué)到了平時(shí)所學(xué)知識(shí)的重要；進(jìn)一步了 解到了單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的作用。 在設(shè)計(jì)原理圖的時(shí)候，不僅加深了理論知識(shí)，而且進(jìn)一步學(xué)習(xí)了 DXP 的功能；在編 寫(xiě)程序時(shí)，掌握了編程指令的應(yīng)用和編程技巧；在繪完原理圖和編完程序后，學(xué)會(huì)了用 proteus 軟件進(jìn)行仿真。 為了這次課程設(shè)計(jì)老師付出了很多，老師們不辭辛苦地為我們解決課程設(shè)計(jì)所遇到 的問(wèn)題，還有同學(xué)們的熱心幫助使我順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)，在此感謝老師

10、和同學(xué) 們的幫助。 6. 參考文獻(xiàn) 1 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.高等教育出版社，2003 2 華成英，童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2006 3 徐愛(ài)鈞.8051 單片機(jī)實(shí)踐教程M.電子工業(yè)出版社，2006 4 池之恒.Protel DXP 電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程.海軍出版社，2004 7 7. 附件 附件 1：電路原理圖 附件 2：程序 附件 3：實(shí)物 U1 1 2 3 4 5 6 7 8 R4 LS1 33pF Speaker Q1 C1 VCC 9 22F R1 200 S1 17 16 R2 1K T1 33pF 1K C3 13 12 15 14 2 VCC 3

11、1 19 18 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5(MOSI) P1.6(MISO) P1.7(SCK) P3.3(INT1) P3.2(INT0) P3.5(T1) P3.4(T0) EA/VPP XTAL1 XTAL2 RST P3.7(RD) P3.6(WR) AT89S52 (AD0)P0.0 (AD1)P0.1 (AD2)P0.2 (AD3)P0.3 (AD4)P0.4 (AD5)P0.5 (AD6)P0.6 (AD7)P0.7 (A8)P2.0 (A9)P2.1 (A10)P2.2 (A11)P2.3 (A12)P2.4 (A13)P2.5 (A14)P2.

12、6 (A15)P2.7 VCC GND (RXD)P3.0 (TXD)P3.1 ALE/PROG PSEN D1 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 40 20 10 11 30 29 DS1 LED0 1 Y1 C2 11.0592 220 R3 S2 D1 2W10 VR1 7805 Vin Vout GND 1000F C5 0.33F C4 1F C6 220V 8 ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序 ORG 001BH ;T1中斷入口 AJMP IT1P ;轉(zhuǎn)T1中斷處理程序IT1P ORG 0

13、100H MAIN: MOV SP,#60H ;設(shè)堆棧指針 MOV R0,#100 ;置1KHz時(shí)計(jì)數(shù)初值 MOV R1,#20 MOV TMOD,#10H ; 設(shè)置T1為方式1 MOV TL1,#34H ;T1置1KHz時(shí)初值 MOV TH1,#0FEH SETB TR1 ;啟動(dòng)T1 SETB ET1 ;允許T1中斷 SETB EA ;CPU開(kāi)中斷 HERE: AJMP HERE ;自身跳轉(zhuǎn) IT1P: ;T1中斷服務(wù)程序 JC IT1P1 ;C=0 1s1KHz方波。C=1，跳轉(zhuǎn)到IT1P1 MOV TL1,#34H MOV TH1,#0FEH DJNZ R0, QF MOV R0,#100 DJNZ R1, QF SETB C MOV R2,#200 ;置2KHz時(shí)計(jì)數(shù)初值 MOV R3,#20 IT1P1: ;1s2 KHz方波程序 MOV TL1,#1AH MOV TH1,#0FFH DJNZ R2,QF MOV R2, #200 DJNZ R3,QF CLR C MOV R0,#100 ;重置1KHz時(shí)計(jì)數(shù)初值 MOV R1,#20 QF: CPL P3.4 ;