多功能數(shù)字時鐘設(shè)計資料,多功能,數(shù)字,時鐘,設(shè)計,資料
一 引言 2
二 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計 2
2.1電話撥號防盜報警器硬件系統(tǒng)方案 2
2.1.1 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計 2
2.1.2 脈沖撥號原理 3
2.1.3 脈沖撥號實現(xiàn)過程 4
2.1.4 AT89S2052單片機(jī)的功能特點 5
2.2 時鐘計時器的硬件設(shè)計方案論證分析 8
2.2.1 功能要求 8
2.2.2 方案論證 8
2.2.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 8
4.1.2時鐘計時器的硬件電路設(shè)計描述 9
三 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 10
3.1電話撥號防盜報警器程序設(shè)計 10
3.1.1主程序設(shè)計 11
3.2 時鐘顯示程序設(shè)計 12
3.2.1主函數(shù) 12
3.2.2 LED顯示子函數(shù) 13
3.2.3 定時器T0中斷函數(shù) 13
3.2.4 中斷函數(shù) 14
3.2.5 功能函數(shù) 14
四 系統(tǒng)的調(diào)試部分 15
4.1 時鐘系統(tǒng)的調(diào)試 15
4.1.1 時鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試 15
4.1.2 時鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試 15
4.1.3 性能分析 15
4.2 撥號報警器功能調(diào)試 15
五 總結(jié) 16
參考文獻(xiàn) 17
附錄 18
附錄1 程序清單 18
附錄2 系統(tǒng)使用說明 18
附錄3 英文資料 18
附錄4 系統(tǒng)PCB板圖 18
附錄1：程序清單 19
附錄2：系統(tǒng)使用說明 36
一 引言
隨著人們生活水平的不斷提高，大家對住宅和辦公室的安全意識也日益增加。因此，研究和開發(fā)防盜報警裝置引起了科研單位和生產(chǎn)廠家的重視，特別是面對普通居民、價格低、運(yùn)行可靠的自動報警系統(tǒng)。
長期以來，一些電子雜志介紹的廉價防盜報警均無電話撥號報警功能，而市售的可自動撥號報警的防盜器材又價格高昂。這里介紹的電話撥號防盜報警器可在這兩者之間找到平衡，即兼具高性能和低價位。為了以低成本實現(xiàn)高性能，設(shè)計時利用了電信局的交換機(jī)支持脈沖撥號方式來實現(xiàn)撥號報警，這樣可利用單片機(jī)直接發(fā)出撥號脈沖，精簡了電路，降低了成本。
電話撥號防盜報警器作為家庭防盜報警器材的一員，非常經(jīng)濟(jì)實用。它進(jìn)入工作警戒后，主控CPU不斷檢查觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)盜賊入室觸發(fā)開關(guān)時，立即啟動電話撥號報警程序向主人告警（當(dāng)然也可以通過修改軟件使其在現(xiàn)場發(fā)出高分貝報警音）。實踐證明，該系統(tǒng)報警快速、準(zhǔn)確。由于該系統(tǒng)電路簡單，而且利用的是公共通信網(wǎng)，因此不存在建立的報警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)問題，具有成本低、體積小、能耗極低、體積小、能耗極低且不影響正常打電話等突出優(yōu)點。平時可以作為時鐘計時器來使用，真是一舉兩得。
二 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計
2.1電話撥號防盜報警器硬件系統(tǒng)方案
2.1.1 硬件系統(tǒng)方案設(shè)計
圖2.1為電話撥號報警器的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖，由單片機(jī)控制器、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、觸發(fā)電路、撥號電路及電源等6部分組成。
單片機(jī)控制器是整個系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制檢測輸入/輸出顯示、模擬摘機(jī)、撥號摘機(jī)、撥號報警、掛機(jī)等一系列的程序動作。這里使用了小引腳、高性能、低價位的AT89S2052。
鍵盤輸入電路負(fù)責(zé)輸入電片機(jī)中一系列工作參數(shù)及功能設(shè)定。
發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示器在整個系統(tǒng)工作過程中充當(dāng)一個簡單的人機(jī)界面，用以顯示工作狀況及輸入/輸出的數(shù)據(jù)等。
電話撥號防盜報警器的觸發(fā)電路用磁性開關(guān)（門磁開關(guān)），簡單可靠，也可用紅外探測器或無線門磁，以實現(xiàn)全方位遠(yuǎn)距離監(jiān)測。報警器應(yīng)采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。
撥號及報警電路用來完成模擬摘機(jī)、撥號、發(fā)出報警音、掛機(jī)等工作過程，它的工作由單片機(jī)控制。
電源部分負(fù)責(zé)對整個系統(tǒng)供電。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉(zhuǎn)由后備電池供電。
鍵盤
單片機(jī)
控制器
觸發(fā)
開關(guān)
電源
撥號
電路
顯示
模塊
圖2.1 電話撥號防盜報警器方框圖
2.1.2 脈沖撥號原理
脈沖撥號是目前電話機(jī)兩種撥號方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號方式。
脈沖撥號就是指在電話機(jī)上撥入的電話號碼以脈沖個數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經(jīng)通以直流電流的回路上，利用撥號盤及發(fā)號電路將回路斷開、再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入電話號碼的發(fā)送。在操作中，若用戶撥1，則送出1個脈沖，回路中斷一次、接通一次；撥2，則發(fā)出2個脈沖，回路斷一次、接通一次、再斷一次；……；而撥0時，則發(fā)出10個脈沖，回路斷、接通輪流10次。圖2.2為電話號碼“32”的脈沖波形。
時間
號碼字間間隔時間
tID
號碼2的脈沖
號碼3
的脈沖
斷
通
圖2.2 電話號碼“32”的脈沖波形
正常撥號時，電路電流中斷的時間一般在58～65ms之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。電路電流接通的時間（即在同一位號碼中的2個斷脈沖之間的接通電流時間）約在32～42ms之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時間和脈沖接通時間之和，每一個周期的時間為100ms左右?？焖贀芴枙r，在50ms左右。2位號碼（即2組脈沖串）之間的最小時間間隔，通常為800ms左右；而快速撥號時，其值減半，為400ms左右。
我國目前采用的電話脈沖撥號的速率是10PPS（每秒的脈沖數(shù)），即每秒發(fā)出10個脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號時的值。
為了提高撥號的可靠性及穩(wěn)定性，這里設(shè)計時選定更低的脈沖撥號速率：1個脈沖代表播出1，2個脈沖代表撥出2，……，10個脈沖代表撥出0，每個脈沖的寬度和間隔為100ms。工作時首先進(jìn)行模擬摘機(jī)，然后開始脈沖撥號，撥出1位號碼后停頓500ms（保持接通）再撥下一位，直至全部撥完后再發(fā)報警音，……，最后掛機(jī)。
2.1.3 脈沖撥號實現(xiàn)過程
圖2.3為脈沖撥號的實現(xiàn)電路。平時電話線上的電壓約為50～60V左右。未撥號時電片機(jī)的P3.0、P3.1 均輸出低電平。
撥號過程如下：
①單片機(jī)的P3.0輸出高電平，使TR1導(dǎo)通，由于電話線路上接入了負(fù)載R1，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機(jī)。
②單片機(jī)的P3.0開始輸出撥號脈沖，使電話線的電壓（電平）也呈高、低變化。1個脈沖代表撥出1，2個脈沖代表撥出2，……，10個脈沖代表撥出0，每個脈沖的寬度和間隔均為100ms。撥出1位號碼后停頓500ms（保持P3.0高電平）再撥下一位，直至全部撥完。
③P3.0 保持高電平（保持電話線路接通），P3.1輸出1KHz的報警音脈沖驅(qū)動TR2，以2Hz進(jìn)行調(diào)制（即接通1kHz信號0.5s、斷開1kHz信號0.5s）,這樣從接聽方的電話中就會聽到“嘟、嘟……”的報警聲。報警音的時間根據(jù)設(shè)計為60s。
④60后，P3.1輸出低電平，TR2 截止，停止報警。隨后P3.0也輸出低電平，模擬掛機(jī)。完成一次報警過程。
圖2.3 脈沖撥號實現(xiàn)電路
2.1.4 AT89S2052單片機(jī)的功能特點
電話撥號防盜報警器的核心控制器是單片機(jī)AT89S2052。AT89S2052 是美國ATMEL半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種高性能單片機(jī)。該單片機(jī)以與MCS-51系列單片機(jī)高度兼容、低功耗、可以在接近零頻率下工作等諸多優(yōu)點，而廣泛應(yīng)用于各類計算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)控制、電信設(shè)備、消費類產(chǎn)品中。由于ATMEL是全球最大的FLASH和EEPROM生產(chǎn)制造公司之一，加之以其EEPROM技術(shù)與INTEL的80C51內(nèi)核技術(shù)交換，使ATMEL擁有了80C51內(nèi)核的使用權(quán)，其生產(chǎn)的AT89系列電片機(jī)不僅與80C51有極好的兼容性，而且具有極高的性能價格比。
1. AT89S2051的主要性能特點
指令與MCS-51完全兼容；內(nèi)帶2KB可編程閃速存儲器（FLASH MEMORY）可重復(fù)擦寫1000次；數(shù)據(jù)保留10年；工作電壓范圍2.7～6V；工作頻率0～24MHZ；兩極程序加密鎖定；128B內(nèi)部RAM；15條可編程雙向I/O口線；2個16位定時器/計時器；5個中斷源；可編程串行UART通道；輸出口可直接驅(qū)動LED；片內(nèi)含模擬比較器；低功耗的閑置和掉電模式。
AT89S2052是AT89 系列電片機(jī)種的一種精簡產(chǎn)品。它是將TA89C52的P0口、P2口、EA/Vpp、ALE/PROG、PSEN口線省去后，形成的一種僅20個引腳的單片機(jī)，相當(dāng)于早期INTEL8031的最小應(yīng)用系統(tǒng)。這對于一些不太復(fù)雜的控制場合，僅用一片AT89S2052就足夠了，是真正意義上的“單片機(jī)”。
由于將多功能8位CPU和2KB的閃速存儲器集成在單個芯片中，使其成為一種高效的微控制器。AT89S2052的出現(xiàn)為很多規(guī)模不太大的嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種極佳的選擇方案，使傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)的體積大、功耗大、可選模式少等諸多困擾設(shè)計工程師們的致命弱點不復(fù)存在。
2. 引腳功能介紹
AT89S2052引腳外形如圖所示。
Vcc：電源端。
GND：接地。
P1 口（P1.0～P1.7）：是一個8位雙向I/O口，其中P1.2至P1.7提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0和P1.1需外接上拉電阻。P1.0和P1.1也可作為片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AINO）和反向輸入（AINI）。P1口輸出緩沖器能提供20mA的灌電流，可直接驅(qū)動LED。P1口寫入“1”后可用作輸入。
P3口：引腳P3.0至P3.7（P3.5除外）是7個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口線。原P3.6不能使用，已連接片內(nèi)比較器輸出端。與P1口相同，P3口也能提供20mA的灌電流，并可直接驅(qū)動LED顯示器。與80C51相同，P3口也有第2功能，P3.0作為串行數(shù)據(jù)接收RXD；P3.1作為串行數(shù)據(jù)發(fā)送TXD；P3.2為外部中斷0申請INT0；P3.3 為外部中斷1申請INT1；P3.4 為定時器/計時器0輸入；P3.5位定時器/計數(shù)器1輸入；P3.7無第2功能RD。
RST：復(fù)制輸入。要使芯片可靠復(fù)位，要保持RST引腳2個機(jī)器周期的高電平。
XTAL1：反向振蕩放大的輸入及內(nèi)部時鐘電路的殊榮。
XTAL2：來自反向振蕩放大器的輸出。
3. 特殊功能寄存器（SFR）與80C51完全相同
4. 程序存儲器鎖定
AT89S2052片內(nèi)有2個鎖定位，可以不編程（U），也可以編程（P），以獲得一些附加的特性，如表2.1所示。
表2.1 程序存儲器鎖定
編程鎖定位
LB1
LB2
保護(hù)模式
1
U
U
沒有編程鎖定特性
2
P
U
禁止對閃速存儲器進(jìn)一步編程
3
P
P
同模式2，同時禁止校驗
5、閑置模式
在閑置模式下，CPU自身處于休眠狀態(tài)，而片內(nèi)所有其他外圍設(shè)備保持工作狀態(tài)。該模式是軟件生成的。在該模式期間，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。閑置模式可以允許由中斷或硬件復(fù)位終止。如果不采用外部上拉，P1.0和P1.1應(yīng)置0；如果采用外部上拉，則置1。應(yīng)注意的是，當(dāng)閑置模式被硬件復(fù)位中止時，器件要從閑置處恢復(fù)程序的執(zhí)行，執(zhí)行2個機(jī)器周期后，內(nèi)部復(fù)位算法才起作用。此時，硬件禁止訪問內(nèi)部RAM，但允許訪問端口引腳。為了排除閑置被復(fù)位中止時對端口意外寫入的可能性，跟在生成閑置模式后的指令不應(yīng)是對端口引腳的讀/寫操作。
6.掉電模式
在掉電模式下，振蕩器停止工作，生成掉電狀態(tài)的指令是最后執(zhí)行的一條指令。片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器保持其值不變直到掉電模式終止。從掉電模式退出的唯一辦法是硬件復(fù)位。復(fù)位將重新定義特殊功能寄存器（SFR），但不會影響片內(nèi)RAM。在Vcc沒有恢復(fù)到其正常工作電壓之前，不應(yīng)進(jìn)行復(fù)位，且復(fù)位的保持時間應(yīng)足夠長，使振蕩器能重新開始工作并穩(wěn)定下來。同樣，如果不采用外部下拉，P1.0和P1.1應(yīng)置0，如果采用外部上拉，則置1。
2.2 時鐘計時器的硬件設(shè)計方案論證分析
2.2.1 功能要求
時鐘計時器要求用六位LED數(shù)碼管顯示時、分、秒、以二十四小時方式運(yùn)行,使用按鍵開關(guān)實現(xiàn)時,分調(diào)整功能。
2.2.2 方案論證
為實現(xiàn)LED顯示器的數(shù)字顯示,可以采用靜態(tài)顯示法和動態(tài)顯示法。由于靜態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存器等硬件,接口復(fù)雜一些,考慮到時鐘顯示只有六位,且系統(tǒng)沒有其它復(fù)雜的處理任務(wù),所以決定用動態(tài)掃描實現(xiàn)LED顯示。單片機(jī)采用易購的AT89S52系列,這種單片機(jī)可具有足夠的空余硬件資源,以實現(xiàn)其它的擴(kuò)充功能。若使用電池供電,可采用低電壓的LV系列單片機(jī)時鐘計時器電路系統(tǒng)的總體設(shè)計框架如圖3.1所示。
單片機(jī)控制器
AT89S52
6位LED顯示器
列驅(qū)動
圖3.1 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計框架
2.2.3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
電話撥號防盜報警器的硬件電路設(shè)計描述
為了發(fā)揮電片機(jī)強(qiáng)大的計算、控制能力，充分發(fā)揮軟件的優(yōu)勢，這里極大地簡化了電路，但可實現(xiàn)以前需要幾片甚至十幾片小規(guī)模數(shù)字電路才能完成的任務(wù)。
電路原理如圖所示，共有4個按鍵，即rst、ok、up、set。
rst:系統(tǒng)復(fù)位鍵。
ok：輸入數(shù)據(jù)確認(rèn)鍵。
up：顯示的數(shù)字增加鍵。
set：工作模式設(shè)定鍵，可設(shè)定管機(jī)、工作、輸入時間t1、輸入時間t2及輸入電話號碼5種模式。
磁性開關(guān)即為裝于門或窗口的防盜感應(yīng)開關(guān)，門關(guān)閉時常開，門打開時閉合接通。當(dāng)然也可改用其他的感應(yīng)器件，如激光探測、超聲波感應(yīng)、熱釋電感應(yīng)、主動紅外線探測或無線門磁等，以實現(xiàn)全方位遠(yuǎn)距離檢測。為了防止磁性開關(guān)離控制器較遠(yuǎn)而產(chǎn)生引入干擾，使用了光耦作信號傳遞，效果良好。LED數(shù)碼管用于工作狀態(tài)指示或輸入數(shù)據(jù)指示。L1、L2接電話線，ZND為擊穿電壓120V的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。平時系統(tǒng)處于低功耗待機(jī)狀態(tài)（此時耗電僅2mA左右），由電話線上取電工作，并對3.6V/60mA鎳鉻電池充電，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定或進(jìn)行撥號報警時，耗電會達(dá)到10mA，這時主要由鎳鉻電池供電。由于有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會使已輸入的數(shù)據(jù)丟失。該機(jī)除用于防盜報警外，若對軟件進(jìn)行一些修改，也可通過電話線進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳遞。三極管T1、T2及電阻R1、R2構(gòu)成撥號及報警電路，其工作原理前面已作詳細(xì)介紹。
4.1.2時鐘計時器的硬件電路設(shè)計描述
時鐘計時器的硬件電路,采用AT89S52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計,顯示采用共陽七段LED顯示器,P0口輸出段數(shù)碼數(shù)據(jù),P2.0~P2.5口作列掃描輸出,P1.0,P1.1和P1.2口接三個按鈕開關(guān)用以實現(xiàn)調(diào)時,調(diào)分功能.為了提供共陽LED數(shù)碼管的驅(qū)動電壓,用三極管8550作電源驅(qū)動輸出。采用12MHZ晶振有利于提高秒計時的精確性。硬件電路圖如圖3.2示。
圖3.2 具有時鐘功能的電話報警器原理圖
三 系統(tǒng)的軟件設(shè)計
3.1電話撥號防盜報警器程序設(shè)計
3.1.1主程序設(shè)計
主程序的工作過程為：先進(jìn)行初始化工作，隨后根據(jù)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)輸入的鍵值分別散轉(zhuǎn)至對應(yīng)的子程序（管機(jī)、警戒工作、輸入時間t1、輸入時間t2、輸入電話號碼）循環(huán)工作。T0為100ms定時中斷服務(wù)子程序，它實現(xiàn)精確的撥號脈沖時序。INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)用于實現(xiàn)功能選擇；而INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)則檢測防盜觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)。
主程序狀態(tài)流程圖如圖3.6所示。INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程圖及INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖3.7、圖3.8所示。
開始
定時器T0初始化
關(guān)閉撥號、報警線路
輸入號碼
輸入t2
輸入t1
工作
根據(jù)set鍵值散轉(zhuǎn)
關(guān) 機(jī)
圖3.6 主程序狀態(tài)流程
- 40 -
INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)開始
如set鍵按下，則set鍵值加1
如鍵值大于5，則鍵值回0
系統(tǒng)進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)
INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束
圖3.7 INT0外中斷服務(wù)子函數(shù)狀態(tài)流程
INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束
查詢門控開關(guān)共10次
INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)開始
圖3.8 INT1外中斷服務(wù)子函數(shù)結(jié)束
3.2 時鐘顯示程序設(shè)計
3.2.1主函數(shù)
本設(shè)計中計時采用定時器T0中斷完成，其余狀態(tài)循環(huán)調(diào)用顯示子函數(shù)及鍵掃描子函數(shù)，當(dāng)端口開關(guān)按下時，轉(zhuǎn)入相應(yīng)調(diào)時功能。其主函數(shù)執(zhí)行流程如圖3.3所示。
開 始
顯示單元清0
T0、T1設(shè)為16位計數(shù)器模式
允許T0中斷
N
調(diào)用顯示子函數(shù)
鍵按下？
進(jìn)入調(diào)時功能
圖3.3 主函數(shù)流程圖
3.2.2 LED顯示子函數(shù)
數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存單元dis[0]~dis[5]中，其中dis[0]~dis[1]存放秒數(shù)據(jù)，dis[2]~dis[3]存放分?jǐn)?shù)據(jù)，dis[4]~dis[5]存放時數(shù)據(jù)，每一單元內(nèi)均為十進(jìn)制BCD碼。由于采用軟件動態(tài)掃描實現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示功能，顯示用的十進(jìn)制BCD碼數(shù)據(jù)的對應(yīng)段碼存放在ROM表（dis7[11]）中，顯示時，先取出dis[0]~dis[5]中的某一數(shù)據(jù)，然后查得對應(yīng)得顯示段碼從P0口輸出，P2口將對應(yīng)得數(shù)碼管選中供電，就能顯示該地址單元的數(shù)據(jù)值。
3.2.3 定時器T0中斷函數(shù)
定時器T0用于時間計時。定時溢出中斷周期可設(shè)為50ms，中斷進(jìn)入后先判斷，中斷計時累計20次（即1ms）時對妙計數(shù)單元進(jìn)行加1操作。時鐘計數(shù)單元在 義的6個單元（timedata[6]）中。timedata[0]~timedata[1]存放秒數(shù)據(jù)，timedata[2]~timedata[3]存放分?jǐn)?shù)據(jù)，timedata[4]~timedata[5]存放時數(shù)據(jù)。最大計時值為23小時59分59秒。在計數(shù)單元中采用十進(jìn)制BCD碼計數(shù)，秒，分、時之間滿60進(jìn)位。T0中斷服務(wù)程序執(zhí)行流程如圖3.4所示。
T0中斷
保護(hù)現(xiàn)場
1s到？
加1處理
恢復(fù)現(xiàn)場，中斷返回
圖3.4 T0 中斷函數(shù)
3.2.4 中斷函數(shù)
T1中斷服務(wù)程序用于指示調(diào)整數(shù)字單元的亮閃，在時間調(diào)整狀態(tài)下，每過0.4s，將對應(yīng)單元的顯示數(shù)據(jù)換成“熄滅符”數(shù)據(jù)（0x0a）。這樣，在調(diào)整時間時，對應(yīng)調(diào)整單元的顯示數(shù)據(jù)會間隔閃亮。
3.2.5 功能函數(shù)
調(diào)時功能函數(shù)的設(shè)計方法是：按下T0鍵，進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)，時鐘停止走動；按T1或T2鍵可進(jìn)行加1或減1操作 ；繼續(xù)按T0鍵可分別進(jìn)行分十位、時個位和時十位調(diào)整；最后按T0建將退出調(diào)整狀態(tài)，時鐘開始計時運(yùn)行。
四 系統(tǒng)的調(diào)試部分
4.1 時鐘系統(tǒng)的調(diào)試
4.1.1 時鐘系統(tǒng)的硬件調(diào)試
硬件調(diào)試時可先檢查印制板及焊接的質(zhì)量情況，在檢查無誤后可通電檢查LED顯示器的點亮狀況。若亮度不理想，可以調(diào)整P0口的電阻大小，一般情況下取200歐姆電阻即可獲得滿意的亮度效果。
4.1.2 時鐘系統(tǒng)的軟件調(diào)試
軟件調(diào)試Keil C51編譯器，源程序編譯及仿真調(diào)試應(yīng)分段或以子函數(shù)為單位一個個地進(jìn)行，最后可結(jié)合硬件實時運(yùn)行調(diào)試。
4.1.3 性能分析
按照設(shè)計程序分析，LED顯示器動態(tài)掃描頻率約為167Hz，實際使用觀察時完全沒有閃爍，實際計時時精度較高，可滿足一般場合的應(yīng)用需要。
4.2 撥號報警器功能調(diào)試
通電前應(yīng)檢查焊接質(zhì)量，確認(rèn)無短路、虛焊等故障。將撥碼開關(guān)J2指向下側(cè)，即斷開3.6V鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接。將外部直流可調(diào)穩(wěn)壓電源調(diào)整為3.6V。接入系統(tǒng)的Vcc與地。如果系統(tǒng)耗電小于15mA為正常，否則應(yīng)檢查是否有短路、元器件不良或錯焊現(xiàn)象存在。隨后取下外接直流穩(wěn)壓電源，恢復(fù)3.6V鎳鉻電池與系統(tǒng)的連接，進(jìn)行軟、硬件統(tǒng)調(diào)測試。
由于AT89S52的I/O引腳有限，故數(shù)碼管只設(shè)一位，因此輸入數(shù)字時只能分階段一位一位輸入。
假設(shè)需輸入t1=061，t2=025，電話號碼=12345678，在此詳述如下：
地1步：接上電話線（也即接上電源）后，數(shù)碼管顯示“E”，意為數(shù)據(jù)錯誤，因為此時我們尚未輸入任何數(shù)據(jù)。
第2步：
①點按一下set鍵，鍵值加1，即此時set=1.這時數(shù)碼管最下的一橫點亮，顯示“_”，意為可輸入時間t1，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。
②按下up鍵后，數(shù)字開始從0~9循環(huán)遞增，調(diào)至0后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。
③按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至1后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“6”存入內(nèi)存。
④按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至1后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時個位數(shù)字“6”存入內(nèi)存。
這樣就完成了將061（代表t1=61s）存入內(nèi)存的過程。同時數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“_”
。
第3步：
①點按一下set鍵，鍵值加1，即此時set=2。這時數(shù)碼管下面的二橫點亮，顯示“二”，意為可輸入時間t2，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。
②按下up鍵后，數(shù)字開始從從0~9循環(huán)遞增，調(diào)至0后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時百位數(shù)字“0”存入內(nèi)存。
③按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至２后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“２”存入內(nèi)存。
④按下up鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調(diào)至５后松開up鍵，點按ok鍵確認(rèn)（小數(shù)點被同時點亮）。此時個位數(shù)字“５”存入內(nèi)存。
這樣就完成了將０２５（代表t1=２５s）存入內(nèi)存的過程。同時數(shù)碼管又恢復(fù)顯示“二”
以后的調(diào)試同前面的方法相同。
五 總結(jié)
本系統(tǒng)以單片機(jī)89S52作為核心部件，利用單片機(jī)實現(xiàn)了電話撥號報警、時鐘顯示等功能，最終使系統(tǒng)完成設(shè)計要求的各項任務(wù)。在系統(tǒng)設(shè)計過程中，力求硬件線路簡單，并綜合運(yùn)用了C語言、單片機(jī)等各種知識，采用了一些特別的方法使磁電檢測達(dá)到最佳的效果 ，充分發(fā)揮軟件編程方便靈活的特點，來滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。
在設(shè)計過程中主要遇到幾個關(guān)鍵性問題。如檢測部分信號不穩(wěn)定，經(jīng)檢查該問題與周圍的干擾有密切相關(guān)，將檢測部分的外圍進(jìn)行了合理，使檢測信號很準(zhǔn)確地檢測到。還有撥號電路模塊起初方案采用電橋和三極管進(jìn)行控制，此設(shè)計采用單片機(jī)I/O口直接控制指示燈以及開關(guān)來進(jìn)行控制。不僅節(jié)省了硬件資源，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
變量定義及初始化模塊
參考文獻(xiàn)
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[10]黃河，鮑宏亞.Protel DXP 培訓(xùn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2004.9
致 謝
How time flies！馬上就要畢業(yè)了。在院、系領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)心、教育和幫助下，經(jīng)過五年的努力，已經(jīng)使自己變成一個動手動腦的復(fù)合型人才。我將利用在校學(xué)習(xí)的專業(yè)知識投身職業(yè)教育事業(yè)，為我國的職業(yè)教育發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。
五年來我學(xué)習(xí)到了大量的專業(yè)理論知識和動手實踐技能，畢業(yè)設(shè)計是對我這五年來學(xué)習(xí)的最好總結(jié)。在畢業(yè)設(shè)計過程中我遇到了很多困難，正是因為這些困難使我學(xué)習(xí)到了很多有用的實用知識，加深了書本理論知識和實踐的結(jié)合，這對我以后從事專業(yè)課教學(xué)工作是很有益處的。在大學(xué)的學(xué)習(xí)期間，我意識到了——大學(xué)更重要的是教給我分析和解決問題的方法，這些必將對我以后的工作和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
在畢業(yè)設(shè)計過程中，得到了曲老師的大力支持和幫助，請允許我向曲老師表示誠摯的感謝！五年來我見證了母校的發(fā)展壯大，希望母校再接再厲，健全體制，走向更加輝煌的明天。最后祝愿偉大的母校前程似錦！祝愿所有的老師身體健康，工作順利！
附錄
附錄1 程序清單
附錄2 系統(tǒng)使用說明
附錄3 英文資料
附錄4 系統(tǒng)PCB板圖
附錄1：程序清單
(1) 電話撥號報警程序
程序設(shè)計時需要設(shè)立3個數(shù)組DATA[20]、X[3]、Y[3]。DATA[20]用于存放電話號碼（最長20位），X[3]用于存放時間t1(000~999s),Y[3]用于存放時間t2(000~999s)。
另外還要設(shè)立3個軟件計數(shù)器data_flag、t1_flag、t2_flag。Data_flag用于統(tǒng)計輸入的電話號碼位長，t1_flag用于統(tǒng)計輸入的時間t1位長，t2位長。
uchar DATA[20]; /*存放電話號碼的數(shù)組*/
uchar X[3]; /*存放時間t1數(shù)組*/
uchar Y[3]; /*存放時間t2數(shù)組*/
uchar flag; /*RAM區(qū)防干擾標(biāo)志*/
uchar data＿flag=0; /*輸入電話號碼計數(shù)器（最長20位）*/
uchar set=0; /*功能鍵值*/
uchar m=0; //全局變量
uchar n=0;
uint f;
uchar t1＿flag=0; /*輸入時間t1計數(shù)器（最長3位）*/
uchar t2＿flag=0; /*輸入時間t2計數(shù)器（最長3位）*/
uchar cnt_1=0; /*時間t1單元數(shù)學(xué)運(yùn)算后暫存單元*/
uchar cnt_2=0； /*時間t2單元數(shù)學(xué)運(yùn)算后暫存單元*/
/*定時器T0初始化*/
viod init_timer()
{
TMOD=0x01; //定時器T0方式1
TH0=-(50000/256); //裝載100ms定時初值
TL0=-(50000%256);
IE=0x82; //開中斷
}
啟動報警器子程序模塊
/*---啟動報警器進(jìn)入警戒---*/
void work()
{uchar h;
p1=0xdf; /*數(shù)碼管左上角顯示“1”*/
delay(1);
if(set==1) /*進(jìn)入時間1循環(huán)*/
{while(cnt<=x[0]*100+X[1]*10+X[2])
{
delay(1000);
cnt_1++; /*計數(shù)器cnt_1累加*/
if(set!=1){EX1=0;cnt_1=0;break;}
} /*如按下Set鍵，則推出此循環(huán)*/
}
else {EX1=1;PCON=0x00;}
if(set==1)
{if(cnt_1>=X[0]*100+X[1]*10+X[2])
{EX1=1；cnt_1=0;} /*時間1到，打開外中斷1，計數(shù)器歸零*/
/*進(jìn)入待機(jī)。若有1s以上開關(guān)動作，退出待機(jī)*/
while(1)
{PCON=0x01;if(f>=5{PCON=0x00;break;})
}
/*-----------------------------------------------------------*/
EX1=0； /*關(guān)閉外中斷1*/
if(set==1) /*進(jìn)入時間2循環(huán)*/
{while(cnt_2<=Y[0]*100+Y[1]*10+Y[2])
{
delay(1000);
cnt_2++; /*計時器cnt_2累加*/
if(set!=1){cnt_2=0;break;}
} /*如按下Set鍵，則退出此循環(huán)*/
}
if(set==1)
{
bh(); /*時間2到，調(diào)用撥號子程序*/
delay(3000);
p3_7=0; //控制輸出端為低，可驅(qū)動蜂鳴器等
for(h=0;h<60;h++) /*發(fā)出60s警音*/
{ for(f=0;f<500;f++)
{f++;
P3_1=! P3_1;P1=0x5f;
delay(1);
}
P3_1=0;P1=0x7f;delay(500);
}
P3_7=1;//控制輸出端恢復(fù)高
cnt_1=0;cnt_2=0; /*有關(guān)計數(shù)器、端口回到初始狀態(tài)*/
P3_0=0;P3_1=0;P1_7=1;
for(f=0;f<3;f++)delay(60000); /*關(guān)閉3min,讓接警人進(jìn)行手機(jī)或電話座機(jī)報警*/
}
}
撥號脈沖子程序模塊
/*---撥號---*/
void bh()
{data_flag=0; /*電話號碼計數(shù)器（20位）歸零*/
P3_0=1; /*接通線路*/
p1_7=0; /*數(shù)碼管小數(shù)點亮*/
delay(1000);
while (DATA[data_flag]<10) /*號碼小于10進(jìn)入循環(huán)撥號狀態(tài)*/
{
if(DATA[data_flag]==0) /*若號碼為0*/
{TR0=1; /*啟動T0定時器*/
if(n==20){data_flag++; /*進(jìn)行20次中斷，產(chǎn)生10個脈沖*/
n=0;TR0=0;
P3_0=1;P1_7=0;
delay(500);
}
}
if(DATA[data_flag]>0) /*若號碼〉0但<10*/
{TR=1； /*啟動T0定時器*/
if(n==((DATA[data_flag]*2)) /*進(jìn)行號碼x2次中斷，產(chǎn)生號碼個脈沖*/
{data_flag++;
n=0;TR0=0;
P3_0=1;P1_7=0;
delay(500);
}
}
}
TR0=0;
}
關(guān)機(jī)子程序模塊
void stop() //*關(guān)機(jī)子程序
{if(flag==0x55)P1=0xfb; //*若標(biāo)志為55H，說明內(nèi)存區(qū)未受干擾，數(shù)碼
//管右下角顯示“1”
else P1=0x86; //否則數(shù)碼管顯示“E”
delay(1); //延時1ms再判
if(flag==0x55)PCON=0x01; //進(jìn)入低耗節(jié)電待機(jī)狀態(tài)
delay(1); //延時1ms
}
完整代碼
#include
//器件配置文件
#define uchar unsigned char //變量類型的宏定義
#define uint unsigned int
uchar code DATA_7SEG[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99
0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,}; /*0~9數(shù)碼管段碼*/
uchar DATA[20]； /*存放電話號碼的數(shù)組*/
uchar x[3]; /*存放時間t2數(shù)組*/
uchar flag; /*RAM區(qū)防干擾標(biāo)志*/
uchar data_flag=0; /*輸入電話號碼計數(shù)器（最長20位）*/
uchar set=0; /* 功能鍵值*/
uchar m=0; //全局變量
uchar n=0;
uint f;
uchar t1_flag=0; /*輸入時間1計數(shù)器（最長3位）*/
uchar t2_flag=0; /*輸入時間2 計數(shù)器（最長3位）*/
uchar cnt_1=0; /*時間t1單元數(shù)學(xué)運(yùn)算后暫存單元*/
uchar cnt_2=0; /*時間t2單元數(shù)學(xué)運(yùn)算后暫存單元*/
/*************************************************/
void delay(uint k); /*延時子函數(shù)聲明*/
void stop(); /*關(guān)機(jī)子函數(shù)聲明*/
void bh(); /*撥號子函數(shù)聲明*/
/*************************************************/
/*定時器T0初始化*/
void init_timer()
{
TMOD=0x01;
TH0=-(50000/256);
TL0=-(50000%256);
IE=0x82;
}
/***********************************************************/
/*100ms定時中斷服務(wù)子函數(shù)*/
void zd0()interrupt 1
{
P3_0=! P3_0; //P3.0每100ms取反一次，送出脈沖
P1_7=! P1_7; //數(shù)碼管小數(shù)點同步閃爍
n++;
TH0=-(50000/256);
TL0=-(50000%256);
}
/********************************************************/
/*100ms定時中斷服務(wù)子函數(shù)*/
void zd0()interrupt 1
{
p3_0=!P3_0; //P3.0每100ms取反一次，送出脈沖
P1_7=!P1_7; //數(shù)碼管小數(shù)點同步閃爍
n++;
TH0=-(50000/256);
TL0=-(50000%256);
}
/*********************************************/
/*INT0中斷服務(wù)子函數(shù)*/
viod zd_int0()interrupt 0
{
delay(10);
if(P3_2==0)set++; //功能鍵值遞增
if(set>=5)set=0; //鍵值的范圍0~4
if(set==1)flag=0x55; //向RAM區(qū)的標(biāo)志flag寫入55H
PCON=0x00;f=8;
again:if(P3_2==0)goto again; //若按鍵未釋放，則等待
}
/*****************************************/
/*INT1中斷服務(wù)子函數(shù)*/
void zd_int1()interrupt 2
{uchar h;
f=0;
for(h=0;h<10;h++) /*檢查磁性開關(guān)（P3_3狀態(tài)）10次，共1s*/
{
delay(100)
if(P3_3==0)f++;
}
}
/********************************************************************/
/*---關(guān)機(jī)---*/
void stop()
{if(flag==0x55)P1=0xfb;
elsep1=0x86; //數(shù)碼管右下角顯示“1”。
delay(1);
if(flag==0x55)PCON=0x01; /*進(jìn)入節(jié)電待機(jī)狀態(tài)*/
delay(1);
}
/*********************************************************************/
/*延時1ms*K子函數(shù)*/
void delay(uint k)
{
uint i,j;
for(i=1;j=3)t1_flag=0; /*時間1計數(shù)器>=3時歸零*/
}
/**********************************************************************
/
/*-----輸入時間t2-----*/
viod in_time2()
{
P1=0xb7;delay(1); /*數(shù)碼管顯示“二”*/
if(P3_5==0)
{
delay(10); /*按下OK鍵確認(rèn)并點亮小數(shù)點*/
if(P3_5==0){P1=0X7f;m=0;t2_flag=0;delay(500);}
while(t2_flag<3)
{
if(P3_4==0)
{delay(10);if(P3_4==0) /*按下UP鍵數(shù)碼管作0~9遞增顯示*/
{m++;if(m==10)m=0;P1=DATA_7SEG[m];delay(300);}
}
P1=DATA_7SEG[m];delay(1); /*若不按UP鍵數(shù)碼管也作0~9顯示*/
if(P3_5==0)
{delay(10);if(P3_5==0) /*按下OK鍵顯示的數(shù)據(jù)存入數(shù)組Y中*/
{Y[t2_flag=m;t2_flag++;P1=0x7f;delay(500);}
}
}
}
if(t2_flag>=3)t2_flag=0; /*時間2計數(shù)器>=3時歸零*/
}
/***********************************************************************
/
/*----輸入電話號碼----*/
vioa in_data()
{uchar g;
P1=0xb6;delay(1); /*數(shù)碼管顯示三*/
if(P3_5==0)
{delay(10);if(P3_5==0)
{p1=0x7f;m=0;data_flag=0; /*按下OK鍵確認(rèn)并點亮小數(shù)點*/
for(g=0;g<20;g++){DATA[g]=10;}
delay(500); /*同時DATA數(shù)組中全部寫入10*/
while(1)
{
if(P3_4==0){delay(10); /*按下UP鍵數(shù)碼管作0~9遞增顯示*/
if(P3_4==0);{m++;if(m==10)m=0;P1=DATA_7SEG[m];delay(300);}
}
P1=DATA_7SEG[m];delay(1); /*若不按UP鍵數(shù)碼管也作0~9顯示*/
if(P3_5==0)
{delay(10);
if(P3_5==0) /*按下OK鍵顯示的數(shù)據(jù)(號碼)存入數(shù)組DATA中*/
{DATA[data_flag]=m;data_flag++;P1=0x7f;delay(500);}
} /按下OK鍵超過2s則退出向數(shù)組DATA送入號碼*/
if(P3_5==0){delay(2000);if(P3_5==0)break;}
}
}
}
F1:if(P3_5==0){delay(10);if(P3_5==0){P1=0xb6;delay(1);goto F1;}}
/********************************************************************/
/*--主函數(shù)--*/
void main()
{
int_timer(); /*定時器T0初始化*/
EA=1;EX0=1; /*開總中斷，開外中斷0*/
p3_0=0; /*關(guān)閉線路(掛機(jī))*/
p3_1=0;
while(1) /*無限循環(huán)*/
{
switch(set) /*根據(jù)Set標(biāo)志散轉(zhuǎn)*/
{
case 0:stop();break; /*關(guān)機(jī)*/
case 1:work();break; /*警戒工作*/
case 3:in_time2();break; /*輸入時間t1*/
case 4:in_data();break;
}
if(flag!=0x55)
{p1=0x86;delay(1);}
}
}
(2) 時鐘計時器程序
/**************************************************************/
// 采用6位LED動態(tài)掃描時鐘演示程序
// 使用Keil C51
// 2004.03.31
/*************************************************************/
/*使用AT89S52單片機(jī),12MHZ晶振，P0口輸出段碼，P2口作列掃描，用共陽LED數(shù)碼管*/
//key0為調(diào)時位選用，key1為加1鍵，key2為減1鍵
#include "reg51.h"
#define char unsigned char
//
char code dis＿7[11]={0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，0x92，0x82,0xF8，0x80，0x90，0xff};
/*共陽LED段碼表"0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9" "不亮"*/
char code scan＿con[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //列掃描控制字
char data timedata[6]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}; //計時單元數(shù)據(jù)初值，共6個
char data dis[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0a,0x00,}; //顯示單元數(shù)據(jù)，共6個數(shù)據(jù)
char data con1s=0x00,con04s=0x00,con=0x00; //秒定時用
sbit key0=P1^0;
sbit key1=P1^1;
sbit key2=P1^2;
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/************/
//1ms延時函數(shù)//
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dalaylms(int t)
{
int i,j;
for(i=0;i
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