電子技術(shù)-震動防盜報警器的設(shè)計

...wd......wd......wd...震動報警器設(shè)計專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)2014年11月1日目錄TOC\o"1-3"\u摘要1引言21.緒論31.1設(shè)計的主要內(nèi)容和意義31.1.1設(shè)計防盜報警器的內(nèi)容31.1.2設(shè)計防盜報警器的意義31.2防盜報警器的分類及其介紹31.2.1被動式紅外傳感器31.2.2主動式紅外探測器32.硬件電路的設(shè)計42.1家居防盜報警器的硬件組成42.2家居防盜報警器的硬件設(shè)計42.2.1電源設(shè)計42.2.2人體紅外采集電路設(shè)計52.2.3控制、顯示電路設(shè)計63.軟件的設(shè)計133.1keil應(yīng)用133.2protel99se應(yīng)用133.3程序流程圖154.系統(tǒng)分析與調(diào)試16結(jié)論18參考文獻(xiàn)19致謝20附錄1原理圖21附錄2仿真圖22附錄3源程序23震動報警器設(shè)計摘要：本文中介紹了一些比擬常見的安防報警系統(tǒng)及應(yīng)用。此處來設(shè)計其中比擬實用的振動報警器。提出了兩種設(shè)計方案——純電路式及基于單片機(jī)式。此次主要以基于單片機(jī)的振動報警器為中心，簡要介紹了單片機(jī)的開展和應(yīng)用，闡述了電路與程序的設(shè)計方法。期望可以到達(dá)當(dāng)檢測到有振動時會發(fā)出報警聲的目的。整個系統(tǒng)電路設(shè)計簡單、容易實現(xiàn)，設(shè)計出的振動報警器適用于家庭報警。該報警器具有誤報率較低、安裝和配置容易、本錢低、能量消耗少、使用非常方便的特點。實現(xiàn)的原理是震動傳感器將震動信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，通過LM393電壓比擬器，輸出電平信號，單片機(jī)根據(jù)電平信號做出報警輸出，數(shù)碼管顯示出信號發(fā)出的具體范圍?？梢詰?yīng)用于家居防盜、倉庫防盜等多種防盜場合，具有很強(qiáng)的實用價值和良好的市場前景。關(guān)鍵詞：震動報警，單片機(jī)，防盜系統(tǒng)1.緒論自改革開放以來，隨著科技的普及，人們的生活和文化知識水平得到了很大的提升，但是同時一些不穩(wěn)定的社會因素也隨之而來了，這樣就促成了人們對安防意識的加強(qiáng)。而隨著安防技術(shù)的不斷開展，安防報警系統(tǒng)也開場應(yīng)用于家庭生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通、機(jī)動車、通信、防災(zāi)等領(lǐng)域，安防設(shè)備的種類也越來越多，主要是根據(jù)環(huán)境的需要不同而安裝適宜的安防設(shè)備。而安防設(shè)備中除了如監(jiān)控攝像類的設(shè)備是由人工監(jiān)視并對看到的事情做出相應(yīng)的處理之外，最多見的還是安防報警系統(tǒng)，可以到達(dá)自動報警去提醒人們某個事件的發(fā)生。1.1安防報警系統(tǒng)簡介按照壞境需要來分，安防報警系統(tǒng)主要可以分為電路防盜報警、機(jī)動車用報警器、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用報警器和日常生活用報警器[1]等。1.1.1電路防盜報警器電路防盜報警有很多種類，例如斷線式防盜報警器、感應(yīng)式防盜報警器、紅外線反射式防盜報警器、觸摸式防盜報警器、無線防盜報警器、振動式防盜報警器、聲控式防盜報警器等多種報警器都屬于防盜報警電路。這些報警電路比擬簡單，是由電路來實現(xiàn)報警的，而且實用型比擬普遍。以斷線式防盜報警器為例，它的本錢比擬低，制作比擬容易，可適用的范圍比擬大，它被廣泛應(yīng)用于家庭、商店、倉庫或者果園、魚塘等防盜監(jiān)控場所中。斷線式防盜報警器電路是由檢測電路、報警控制電路、音頻放大電路組成。其檢測電路主要是時時檢測戒備線的狀態(tài)，假設(shè)發(fā)現(xiàn)戒備線被打斷，則發(fā)出報警信號，由報警控制電路來控制報警器工作，聲音經(jīng)過音頻放大電路放大后輸出發(fā)出警報聲音。其他的防盜報警器的工作原理電路組成與斷線式相似，只是其檢測電路局部不一樣。像觸摸式、聲控式的應(yīng)用有樓道感應(yīng)式燈泡等，只是報警電路換成了燈泡電路了。而感應(yīng)式、反射式可以應(yīng)用于監(jiān)測某一點有無生物接近等處，其主要部件為傳感器。無線防盜報警系統(tǒng)則參加了無線信號發(fā)送器及接收器，使得可監(jiān)控的距離更遠(yuǎn)而不受限于電路導(dǎo)線。1.1.2機(jī)動車用報警器在現(xiàn)在的社會中，機(jī)動車的數(shù)量越來越多，而為了機(jī)動車的安全，機(jī)動車用報警器就應(yīng)運而生了。例如可以對汽車油壓、氣壓、溫度及速度進(jìn)展檢測的汽車多功能報警器，它可以在汽車油壓偏低、氣壓偏低或發(fā)動機(jī)溫度過高、車速過快時而發(fā)出警報，提醒駕駛員排出故障、以便行車安全。而事實上，現(xiàn)在的機(jī)車中多已安裝了油量監(jiān)測報警器了，它會對機(jī)車油量進(jìn)展監(jiān)控，當(dāng)油量低于某值時會提示駕駛員加油，而如合肥等城市的公交車上已經(jīng)安裝了機(jī)車超速報警裝置，當(dāng)公交車車速大于某值時，會發(fā)出警報提示駕駛員已超速等。另外，還有一種常見的機(jī)動車報警裝置，即當(dāng)機(jī)動車在倒車時，會發(fā)出“倒車，請注意！〞的語音警示語，以提示車后的人進(jìn)展回避。以及汽車防盜報警器，它具有斷線和聲控觸發(fā)報警功能，當(dāng)車門、車窗被翻開，電源鎖被開啟，車體被移動時，報警器會被觸發(fā)而發(fā)出響亮的警報聲。而現(xiàn)在很多的摩托車、電瓶車等大多都安裝了防盜報警系統(tǒng)。1.1.3工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用報警器在工業(yè)應(yīng)用方面，最常見的應(yīng)該是有毒物質(zhì)超限報警器了。如礦井中的瓦斯氣體超限報警器等。它能時時地去測量礦井中瓦斯氣體的濃度，并可以在含量即將超標(biāo)，可能會發(fā)生危險時便發(fā)出警報，以提醒工人們可以迅速的離開。相似的還有可燃?xì)怏w報警器等。在農(nóng)業(yè)方面，有溫度、濕度超限報警器等。例如在大棚生產(chǎn)中，必須要保持一個適宜的溫度和濕度，此類報警器則是時時地測量大棚中的空氣濕度和溫度，并在過低或者過高時發(fā)出警報，提示人們做出相應(yīng)得對策。另外一方面，由于現(xiàn)在自然災(zāi)害比擬嚴(yán)重，而且發(fā)生的很突然，所以一些報警器也被制造出來，例如火山口溫度超限報警器、地震報警器等等。它們可以檢測火山口的溫度或者地殼中的變化，并采集數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的處理、比擬和推測，來預(yù)測當(dāng)?shù)厥欠駮l(fā)生自然災(zāi)害，以提前發(fā)出警報，減少傷亡。1.1.4日常生活用報警器報警器的應(yīng)用已經(jīng)深入到了我們的日常生活中，除了有水開報警器、制止吸煙報警器等等，比擬常見的有視力保護(hù)報警器。此報警器已經(jīng)普遍嵌入在臺燈中，它通過感應(yīng)一定范圍內(nèi)是否有物體進(jìn)入來判斷人們是否離書本距離太近了。當(dāng)感應(yīng)到時，則會發(fā)出警報，提示人們注意視力。而另外一個常見的應(yīng)用之處事在醫(yī)院中，為病人呼叫報警器。有的時候，醫(yī)生和護(hù)士是無法時刻呆在病人的身邊的，這樣的話，病人假設(shè)想有什么要求，需要醫(yī)生或者護(hù)士的時候，便可以按下報警器啟動按鈕，總控制室會顯示“報警〞的病房號、病床號等并提供應(yīng)醫(yī)生和護(hù)士，這樣，他們就可以迅速的趕往病人處了。綜上所述，安防報警系統(tǒng)得應(yīng)用是很廣泛的?，F(xiàn)在除了保安等一些以人力為中心的安防部門之外，還有一種比擬流行的智能報警系統(tǒng)。在此處，將會設(shè)計一款智能振動報警器。振動報警器可以用于家庭門窗防盜2.硬件電路的設(shè)計2.1震動報警器的硬件組成家居防盜報警器主要是由人體探測器(紅外探測信號)、中央控制單元、數(shù)字顯示單元、報警電路、按鍵控制電路和電源電路等局部組成。其框圖如圖1所示。聲光報警模塊震動傳感器模塊數(shù)碼管顯示模塊電源模塊按鍵模塊晶振電路單片機(jī)聲光報警模塊震動傳感器模塊數(shù)碼管顯示模塊電源模塊按鍵模塊晶振電路單片機(jī)復(fù)位電路復(fù)位電路圖1震動報警器的組成框圖按鍵的功能就是對報警器進(jìn)展布防或撤防，震動報警傳感器有震動檢測局部和LM393電壓比擬器組成。工作方式是通過LM393判斷震動傳感器是否有信號，有信號就輸出電平給單片機(jī)。單片機(jī)處理后再判斷接收的是否為按鍵的信號還是探測器的異常信號，再分別處理，假設(shè)是異常信號則開啟報警電路與顯示電路，假設(shè)是按鍵的信號就是實現(xiàn)撤防或布防的功能。2.2家居防盜報警器的硬件設(shè)計2.2.1電源設(shè)計考慮采用典型的變壓器降壓，全波整流，電容濾涉及集成電路穩(wěn)壓的思路進(jìn)展設(shè)計。由于單片機(jī)及后續(xù)的無線接收電路等都用5V作為工作電源，所以在經(jīng)整流和濾波電路后再用三端集成穩(wěn)壓電路進(jìn)展穩(wěn)壓，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定可靠的5V直流電源，三端穩(wěn)壓集成電路采用LM7805。具體電路圖如圖5。圖5電源電路圖2.2.2震動采集電路設(shè)計使用振動傳感器來檢測門窗的振動，并使用LM393比擬器比擬傳感器電壓和設(shè)置電壓值，當(dāng)有震動時，輸出信號，單片機(jī)來承受LM393傳遞來的信號，并根據(jù)信號來控制報警電路。原理框圖如以下列圖。圖2方案二原理框圖用程序使單片機(jī)時刻檢測傳感器傳來的信號，并根據(jù)此信號來控制報警電路是否報警。震動檢測局部原理圖如以下列圖：2.2.3控制、顯示電路設(shè)計由于控制、顯示、報警電路都是圍繞單片機(jī)進(jìn)展，所以放在一起闡述。STC89C51為主要的中央處理系統(tǒng)，單片機(jī)是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計算機(jī)，這些元件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時鐘部件的集成和I/O接口電路。由于單片機(jī)具有體積小、價格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機(jī)是應(yīng)用最多、最活潑的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計算機(jī)的底本錢、小體積、運行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，提高計算機(jī)的運算速度，簡化儀器儀表的硬件構(gòu)造，提高其性能價格比?！惨弧砈TC89C51主要功能、性能參數(shù)如下：〔1〕內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核，機(jī)器周期：增強(qiáng)型為6時鐘，普通型為12時鐘;〔2〕工作頻率范圍：0~40MHZ，相當(dāng)于普通8051的0~80MHZ;〔3〕STC89C51RC對應(yīng)Flash空間：4KB;〔4〕內(nèi)部存儲器〔RAM)：256B;〔5〕定時器\計數(shù)器：3個16位；〔6〕通用異步通信口〔UART〕1個；〔7〕中斷源:8個；〔8〕有ISP(在系統(tǒng)可編程〕\IAP(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器\仿真器；〔9〕通用I\O口：32\36個；〔10〕工作電壓：3.8~5.5V；〔11〕外形封裝：40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等。〔二〕STC89C51單片機(jī)的引腳說明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向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，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)展校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(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TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1〞時，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，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)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1〞時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)展讀寫時，P2口輸出其特殊功能存放器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個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〔ILL〕這是由于上拉的緣故。P3.0RXD〔串行輸入口〕P3.1TXD〔串行輸出口〕P3.2/INT0〔外部中斷0〕P3.3/INT1〔外部中斷1〕P3.4T0〔記時器0外部輸入〕P3.5T1〔記時器1外部輸入〕P3.6/WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通〕P3.7/RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通〕P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。I/O口作為輸入口時有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。這是由硬件自動完成的，不需要我們操心，1然后再實行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯，為什么看上面的圖，如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1，該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗，此時即使引腳上輸入的信號為1，也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1。假設(shè)先執(zhí)行置1操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時還必須附加一個準(zhǔn)備動作，所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口。STC89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時都是準(zhǔn)雙向口。接下來讓我們再看另一個問題，從圖中可以看出這四個端口還有一個差異，除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE制止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器〔0000H-FFFFH〕，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源〔VPP〕。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。STC89C51單片機(jī)的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。在STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體〔簡稱晶振〕，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。電容的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5-30pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2-12MHz間選擇，典型值為12MHz和11.0592MHz。當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個機(jī)器周期時，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)過電阻與電源VCC接通而實現(xiàn)的。最小系統(tǒng)如圖10所示。圖10單片機(jī)最小系統(tǒng)電路最小系統(tǒng)包括單片機(jī)及其所需的必要的電源、時鐘、復(fù)位等部件，能使單片機(jī)始終處于正常的運行狀態(tài)。電源、時鐘等電路是使單片機(jī)能運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心局部，通過對其進(jìn)展存儲器擴(kuò)展、A/D擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。STC89C51是片內(nèi)有ROM/EPROM的單片機(jī)，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。用STC89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，構(gòu)造如圖2-3所示，由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。時鐘電路復(fù)位電路時鐘電路復(fù)位電路51系列單片機(jī)I/O接口時鐘電路復(fù)位電路STC89C51單片機(jī)I/O口圖11單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖(1)時鐘電路STC89C51單片機(jī)的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時鐘方式，二是外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式如圖2-4所示。在STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1(18)和XTAL2(19)引腳外接石英晶體(簡稱晶振)，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。圖中電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5~30pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2~12MHz間選擇，典型值為12MHz和6MHz。圖12STC89C51內(nèi)部時鐘電路(2)復(fù)位電路當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個機(jī)器周期時，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(假設(shè)該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡單的上電自動復(fù)位電路中上電自動復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充放電來實現(xiàn)的。只要Vcc的上升時間不超過1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST(9)端與電源Vcc接通而實現(xiàn)的。按鍵手動復(fù)位電路見圖2-5。時鐘頻率用11.0592MHZ時C取10uF,R取10kΩ。圖13STC89C51復(fù)位電路〔四〕STC89C51中斷技術(shù)概述中斷技術(shù)主要用于實時監(jiān)測與控制，要求單片機(jī)能及時地響應(yīng)中斷請求源提出的服務(wù)請求，并作出快速響應(yīng)、及時處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)的。當(dāng)中斷請求源發(fā)出中斷請求時，如果中斷請求被允許，單片機(jī)暫時中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請求。中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請求后，再回到原來被中止的程序之處〔斷點〕，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序。圖14為整個中斷響應(yīng)和處理過程。 圖14中斷響應(yīng)和處理過程如果單片機(jī)沒有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時間可能會浪費在查詢是否有服務(wù)請求發(fā)生的定時查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實時性。顯示電路是由一位共陽數(shù)碼管顯示，單片機(jī)控制數(shù)碼管每段的上下電平，從而實現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。常用的七段顯示器的構(gòu)造如圖以下列圖所示。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器(如圖9所示)，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器(如圖c所示)。1位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管a~g控制七個筆畫〔段〕的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)展正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來?！瞐〕外形〔b〕共陽極(C)共陰極圖15數(shù)碼管引腳數(shù)碼管使用本卷須知說明：〔1〕數(shù)碼管外表不要用手觸摸，不要用手去弄引角；〔2〕焊接溫度：260度；焊接時間：5S〔3〕外表有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。該設(shè)計有報警電路，布放狀態(tài)下檢測到人時，蜂鳴器就會發(fā)聲提示，LED同時會亮起，直到主人按下撤防，才會停頓鳴叫，控制引腳接在P1.2引腳上，利用三極管當(dāng)做開關(guān)電路可以保護(hù)單片機(jī)，還可以起到放大電流的作用，當(dāng)三極管基極為高電平時，發(fā)射極截止，為低電平時，發(fā)射極導(dǎo)通。報警模塊如圖16所示。圖16聲光報警模塊3.軟件的設(shè)計3.1keil應(yīng)用KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、構(gòu)造性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達(dá)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹KeilC51開發(fā)系統(tǒng)各局部功能和使用。Keil_c軟件界面如圖17：圖17Keil_c軟件界面該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、C語言及二者的混合編程。3.2protel99se應(yīng)用Protel99SE是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計軟件，采用設(shè)計庫管理模式，可以網(wǎng)設(shè)計，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源--地層和16個機(jī)加工層。Protel99SE軟件的特點：可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表；強(qiáng)大的全局編輯功能；在原理圖中選擇一級器件，PCB中同樣的器件也將被選中；同時運行原理圖和PCB，在翻開的原理圖和PCB圖間允許雙向穿插查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò)既可以進(jìn)展正向注釋元器件標(biāo)號〔由原理圖到PCB〕，也可以進(jìn)展反向注釋〔由PCB到原理圖〕，以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計上的一致性；滿足國際化設(shè)計要求〔包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728國標(biāo)庫〕；*方便易用的數(shù)?；旌戏抡妗布嫒軸PICE3f5〕；支持用CUPL語言和原理圖設(shè)計PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件；*PCB可設(shè)計32個信號層，16個電源-地層和16個機(jī)加工層；強(qiáng)大的“規(guī)則驅(qū)動〞設(shè)計環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計規(guī)則檢查；智能覆銅功能，覆鈾可以自動重鋪；提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計模版；放置漢字功能；可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)交換；智能封裝導(dǎo)航〔對于建設(shè)復(fù)雜的PGA、BGA封裝很有用〕；方便的打印預(yù)覽功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印結(jié)果；圖18protel99se畫圖界面3.3程序流程圖布防程序延時到否按下撤防鍵啟動報警電路顯示地址報警地址查詢撤防信號布防程序有布防信號無初始化開場布防程序延時到否按下撤防鍵啟動報警電路顯示地址報警地址查詢撤防信號布防程序有布防信號無初始化開場有無信號?有無信號?是是否否是是否否是是否否延時延時是否是否4.系統(tǒng)分析與調(diào)試本設(shè)計是在KeilC環(huán)境下開發(fā)的，KeilC軟件支持C語言的編程及調(diào)試，運用方便，是做C語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解KeilC后，在編譯完KeilC后，再運用STC_ISP_V480軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。在燒錄前要對STC_ISP_V480進(jìn)展一些必要的設(shè)置。第一步：設(shè)置MCUType為STC89C51RC；第二步：翻開編寫好并編譯的程序文件，它是以.hex為后綴的文件；第三步：選擇對應(yīng)的COM端口，〔可在我的電腦的設(shè)備管理處查看COM選項〕；第四步：點擊Download/下載，等提示請給MCU上電時，翻開開發(fā)板上的開關(guān)，它就自行燒錄了。KeilC程序運行如圖4-1所示，下載圖如圖4-2所示：圖19keilC運行圖圖20程序燒錄運行圖在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還要對功能進(jìn)展測試，首先用萬用表測試電源和地有沒有短路，然后再對設(shè)計進(jìn)展通電。最開場要對主控板進(jìn)展測試，因為它是核心，按下按鍵看下數(shù)碼管是否顯示正常，當(dāng)顯示“b〞會顯示30s，當(dāng)“b〞滅掉之后按下“sos〞按鍵看系統(tǒng)會不會報警，如果報警則系統(tǒng)根本正常，再按下“c〞撤防。按鍵功能正常后，在測試人體感應(yīng)局部，按下布放后，將設(shè)計放在無人的地方〔或是用東西蓋住〕，當(dāng)“b〞滅掉之后，讓人體感應(yīng)模塊感應(yīng)人體，主控時機(jī)顯示“一〞。本次設(shè)計出現(xiàn)的問題及解決方法：萬用表檢測是否短路時，發(fā)現(xiàn)有短路顯現(xiàn)，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管接錯，數(shù)碼管的兩個“com〞接口是相通的，都接電源或只接一個。我將兩個分別接了電源和地，改正后，無短路現(xiàn)象。程序燒錄不了，當(dāng)用同學(xué)的電腦燒錄時，可以燒錄，最后發(fā)現(xiàn)是串口的com端口選擇錯誤，每個電腦的端口都不一樣的。要用“串口調(diào)試助手〞測試。蜂鳴器一直在響，問題應(yīng)該出現(xiàn)在驅(qū)動哪里。最后確定是三極管出了問題，設(shè)計中應(yīng)該用pnp型三極管結(jié)果誤選了npn型的，換過之后可以正常報警。當(dāng)布防滅掉之后就報警，人體感應(yīng)模塊根本沒有檢測到人體為什么會報警呢通過電路的排除和查閱資料，最終確定是人體感應(yīng)模塊的延時調(diào)到了最大，由于剛開機(jī)的時候會檢測到人體，就一直有電平輸出，放在無人的地方時，還處于延時狀態(tài)，當(dāng)布防后，還保持輸出信號，所以會報警。結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)的單片機(jī)以及電路制圖等方面的知識得到了穩(wěn)固，并且有了進(jìn)一步的深入了解。通過查閱和收集了大量的相關(guān)資料，通過計算和分析，終于將設(shè)計圓滿的完成。在設(shè)計過程中，讓我發(fā)現(xiàn)僅僅有理論知識是完全不夠的，實踐的東西也是相當(dāng)重要的。只有將理論和實踐很好的