畢業設計_基于單片機控制的紅外報警器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 軟件仿真 ： 支持當前的主流單片機，如 51系列、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列、 68000 系列等。 1）提供軟件調 試功能 2）提供豐富的外圍接口器件及其仿真 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC器件。這樣很接近實際。在訓練學生時，可以選擇不同的方案，這樣更利于培養學生。 3） 提供豐富的虛擬儀器 利用虛擬儀器在仿真過程中可以測量外圍電路的特性，培養學生實際硬件的調試能力。 電路功能仿真 ： 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） 在 PROTUES 繪制好原理圖后，調入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX，可以在 PROTUES 的原理圖中看到模擬的實物運行狀態和過程。 通過以上介紹讓我深入了解了該軟件的使用，本 次課設的仿真原理圖參見附錄。 keil 軟件簡介： 一 . 系統概述 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C 語言軟件開發系統，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發，體會更加深刻。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，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 Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數語句 生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。下面詳細介紹 Keil C51 開發系統各部分功能和使用。 二 . Keil C51 單片機軟件開發系統的整體結構 C51工具包的整體結構，其中 uVision與 Ishell分別是 C51 for Windows和 for Dos 的集成開發環境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發流程。開發人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。目標文件可由 LIB51 創 建生成庫文件，也可以與庫文件一起經 L51 連接定位生成絕對目標文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉換成標準的 Hex 文件，以供調試器dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 使用獨立的 Keil 仿真器時，注意事項 ： * 仿真器標配 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 * 仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統。 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） * 仿真芯片的 31腳（ /EA）已接至高電平， 所以仿真時只能使用片內 ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31腳并不與仿真芯片的 31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部 ROM（其 CPU 的 /EA 引腳接至低電平）的目標系統中使用 。 三． 應用 Keil 進行軟件仿真開發的主要步驟 編寫源程序并保存 — 建立工程并添加源文件 — 設置工程 — 編譯 /匯編、連接，產生目標文件 — 程序調試。 Keil 使用 “ 工程 ” （ Project）的概念，對工程（而不能對單一的源程序）進行編譯 /匯編、連接等操作。工程的建立、設置、編譯 /匯編及連接產生目標文件的方法非常易于掌握。首先選擇菜單FileNew? ，在源程序編輯器中輸入匯編語言或 C 語言源程序（或選擇FileOpen? ，直接打開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，注意保存時必須在文件名后加上擴展名 .asm（ .a51）或 .c；然后選擇菜單ProjectNew Project? ，建立新工程并保存（保存時無需加擴展名，也可加上擴展名 .uv2）；工程保存后會立即彈出一個設備選擇對話框，選擇 CPU 后點確定返回主界面。這時工程管理窗口的文件頁（ Files）會出現 “Target1” ，將其前面 +號展開，接著選擇 Source Group1，右 擊鼠標彈出快捷菜單，選擇“Add File to Group ‘Source Group1’” ，出現一個對話框，要求尋找并加入源文件（在加入一個源文件后，該對話框不會消失，而是等待繼續加入其它文件）。加入文件后點 close 返回主界面，展開 “Source Group1” 前面 +號，就會看到所加入的文件，雙擊文件名，即可打開該源程序文件。緊接 著 對工程進行設置，選擇工程管理窗口的 Target1，再選擇 ProjectOption for Target‘Target1’ （或點右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項），打開工程屬 性設置對話框，共有 8 個選項卡，主要設置工作包括在 Target 選項卡中設置晶振頻率、在 Debug 選項卡中設置實驗仿真板等，如要寫片，還必須在 Output選項卡中選中 “Creat Hex Fi” ；其它選項卡內容一般可取默認值。工程設置后按 F7 鍵（或點擊編譯工具欄上相應圖標）進行編譯 /匯編、連接以及產生目標文件。 成功編譯 /匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session（或按 Ctrl+F5 鍵）進入程序調試狀態 。 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） 軟件的程序實現 按上述工作原理和硬件結構分析可知 系統主程 序工作流程圖如下 圖 10 所示 ； 系統初始化 聲光報警結束 檢測外部有 無信號輸入 聲光報警是否持續 10 秒 開始 啟動聲光報警電路開始報警 是否還有檢測信號等待下次 報警 結束 Y N N Y Y N 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） 本程序實現的功能是：當單片機檢測到外部紅外模塊送出的脈沖信號后，表示有人闖入監控區，從而經過單片機內部程序處理后，驅動聲光報警電路開始報警，報警持續 10 秒后自動停止報警，同時顯示報警次數以便人們查詢，然后程序開始循環工作，檢測是否還有下次觸發信號，等待報警從而使報警器進入連續工作狀態。同時利用中段方式可以實現報警持續時間未到 10 秒時，用手工按鍵停止聲光報警的作用。 中斷服務程序工作流程圖 ： 本主程序實現的功能是：當單片機檢測到外部熱釋 電 傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監控區，從而經過單片機內部程序處理后，驅動聲光報警電路開始報警，報警持續 10 秒鐘后自動停止報警 ,然后程序開始循環工作，檢測是否還有下次觸發信號，等待報警從而使報警器進入連續工作狀態。同時，利用中斷方式可以實現報警持續時間未到 10 秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。手工按鍵停止報警中斷服務程序工作流程圖 。 軟件 仿真 本設計通過利用 Proteus 仿真，將所編寫的程序用 Keil 軟件編譯， 所仿真原理圖見附錄 3。 中斷源發出中斷申請 關中斷、保護現場 INTO 端有輸入信號關閉報警 恢復現場、開中斷 中斷返回 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） 本設計所要求達到的目標是在接收到紅外傳感器帶來的低電平信號，可使圖中的綠燈由暗變亮，紅燈產生報警，可觀察到紅燈一閃一閃的。當報警結束后，綠燈亮起。 4 總結與展望 本設計研究了一種基于單片機技術的無線智能防盜報警器。該防盜報警器通過以 AT89C51 單片機為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發出的紅外輻射，并將其轉化為相應的電信號輸出，同時能有效的抑制人體輻射波長以外的紅外光線與可見光的干擾。平時傳感器輸出低電平，當有人 在探測區范圍內移動時輸出低電平變為高電平，此高電平輸入單片機，作為單片機的外部觸發信號處理，經單片機內部軟件編程處理后，單片機輸出控制信號，驅動聲光報警電路開始報警。該報警器的最大特點就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報率低 。 隨著現代人們安全意識的增強以及科學技術的快速發展，相信報警器必將在更廣闊的領域得到更深層次的應用。 本文主要工作概括為以下幾個方面： 1. 闡述了紅外報警器的研究背景及發展趨勢， 說明了報警器 的重要意義和研究價值。 2. 介紹了 熱釋感器的及其工作的基本原理，闡述了 AT89S51 單片機的結構及其引腳功能。 3. 研究了 單片機控制的紅外報警器 的 硬件電路和軟件仿真 。 參考文獻 【 1】江志紅編 .AVR 單片機系統開發實用案例精選 [M].北京：北京航空航天大學出版社， 2021. 【 2】張曉鄉主編 .89C51 單片機實用教程 [M]. 北京：電子工業出版社， 2021. 【 3】雷旭 ,何萬強編 .新型家用防盜報警系統 [J] .西安：現代電子技術出版合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） 社， 2021. 【 4】 姚年春 ,侯玉杰 編 .電路基礎 [M].北京 :人民郵電 出版社 ,2021. 【 5】 閻石 編 .數字電子技術基礎 [M].北京： 高等教育出版社 ， 1997. 【 6】童詩白，華成英主 編 .模擬電子技術基礎 [M].北京 : 高等教育出版社 ,2021. 【 7】 邱關源主編 .電路（上﹑下冊） [M].第四版 .北京 :高等教育出版社 ,1999. 【 8】楊文龍編 .單片機原理及應用 [M].西安 :西安電子科技大學出版社 ,2021. 【 9】 彭軍 編 .傳感器與檢測技術 [M] .西安： 西安電子科技大學出版 ， 2021. 附錄 一 設計編程程序 1. 主程序清單如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） LJMP PINT0 ORG 0200H MAIN: MOV IE,81H 。CPU 開放中斷， INT0 允許中斷 SETB IT0 。外部中斷為邊沿觸發方式 MOV SP,30H 。指針入口地址 SETB CLR MOV P1,0FFH 。使 P1 口全部置 1 MOV P2,00H 。P2 口清零 CLR LP: JNB ,LA 。監測輸入信號，是否有輸入信號 LA: ACALL DELAY 。延時消抖 JNB ,ALARM 。再次監測輸入信號，若有輸入信號轉入報警子程序 AJMP LP DELAY:MOV R1,0AAH LD2:MOV R2,0BBH LD1:NOP DJNZ R2,LD1 DJNZ R1,LD2 RET ALARM:SETB 。開始報警使運行正常綠指示燈熄滅，紅燈 和聲報警啟動 CPL CPL 。10S 鐘定時 : MOV 51H,14H 。10S 循環次數 MOV TMOD,01H 。定時器 T0 定時 方式 1 MOV TL0,0B0H 。置 50ms 定時初值 MOV TH0,3CH 合肥師范學院 2021屆本科生畢業論文（設計） SETB TR0 。啟動 T0 L2:JBC TF0,L1 。查詢記數溢出 SJMP L2 L1:MOV TL0 0B0H MOV TH0 3CH DJNZ 51H,L2 。未到 10S 繼續循環 SETB 。10s 到關閉報警 CLR CLR 。報警結束，正常運行綠指示燈亮 LJMP LP 。循環 ,繼續工作 2. 外部中斷 INTO 服務程序： PINT0: CLR EX0 。外部中斷 0 服務程序開始，屏蔽外部中斷 PUSH PSW PUSH ACC JNB ,LN 。監測是否有中斷輸入 LN: LCALL DELAY 。延時消抖 JNB ,LN1 AJMP LN2 。無中斷輸入 ,中斷返回 LN1: SETB CLR CLR 。使報警結束，綠指示