自動化畢業(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)，自動探測發(fā)生在布防區(qū)內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就會向人們發(fā)出報(bào)警提示，從而讓人即使采取應(yīng)對措施。 1.1課題意義 首先，通過課程任務(wù)設(shè)計(jì)，可以很好的對課本知識運(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，從而擴(kuò)大自己知識面的廣度。其次，通過課題任務(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)會去發(fā)現(xiàn)問題解決問題這一過程。 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信號響100ms， 500Hz信號響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)警音符對應(yīng)的1kHZ信號響100ms， 500Hz信號響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口用來接按鈕控制報(bào)警器的啟動和停止，P1.0口用來輸出方波、發(fā)聲，P1.1口對燈進(jìn)行控制為使揚(yáng)聲器用1kHZ信號響100ms， 500Hz信號響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)動喇叭發(fā)聲。聲音的改變調(diào)用延時(shí)子程序的次數(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)晶振頻率為12MHz。基于音樂播放器基礎(chǔ)上，通過按鈕控制用于驅(qū)動喇叭發(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)警開關(guān) 聲光報(bào)警是否持續(xù)300ms 開始 啟動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警 是否還有按報(bào)警開關(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)簡述及結(jié)構(gòu)引腳說明 AT89C51單片機(jī)是美國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器（EPROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)。 圖為AT89C51單片機(jī)的基本組成功能方塊

5、圖。由圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲器、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 程序存儲器 4 KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器 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(shí)，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)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(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，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(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和控制信號。 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)存儲器寫選通） P3.7 （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 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)訪問外部存儲器時(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，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(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳

10、過一個(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 關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場 INT1端有輸入信號關(guān)閉報(bào)警 恢復(fù)現(xiàn)場、開中斷 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，我們首先對硬件電路進(jìn)行布局，然后確認(rèn)無誤后，在電路板上進(jìn)行焊接，這個(gè)過程做得算比較順利。焊接電路板完工，細(xì)心檢查后，進(jìn)行通電測試。結(jié)果報(bào)警燈一直亮，通過檢查是P1.1口沒連接。并且在調(diào)試過程中按鍵按下等一系列問題。通過在這個(gè)過程中叢設(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)整及測試方法，提高動手能力和排除故障的能力。同時(shí)通過本課題設(shè)計(jì)與裝配、調(diào)試，提高自己的動手能力，鞏固已學(xué)的理論知識，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)整及測試方法。提高動手能力和排除故障的能力 6.2 任務(wù)設(shè)計(jì)說明 聲光報(bào)警器在實(shí)際的生活中可以見到許多，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。本課題用按鍵來代替報(bào)警探測監(jiān)控，報(bào)警解除按鈕按下解除報(bào)警，運(yùn)用匯編語言實(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,所了解的知識還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能被動完成。但通過學(xué)習(xí)這一次課程設(shè)計(jì),增強(qiáng)了我們的動手能力,提高了我們對單片機(jī)知識的了解,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)沒認(rèn)真聽的知識，真正的做到了學(xué)以致用，也使自己對于如何根據(jù)人們的需要設(shè)計(jì)產(chǎn)品，有了一定了解，設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)了不少問題，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)問題，解決問題的能力，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，通過這次課程設(shè)計(jì)，這不僅對我們的專業(yè)知識有相當(dāng)大的幫助，而且我相信這對于我們今后走上社會工作時(shí)一定會有很大的幫助！ 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)課以來一直得到倪老師和同學(xué)們的悉心幫助，從開始到本課題的完成，老師都給予我們細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此，沒有更多華麗的語言，謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意

18、。同時(shí)還要感謝同我一起走過的自控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，在此請大家接受我誠摯的謝意！ 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 共 11 頁