一、需求分析

現(xiàn)代社會，家庭安全、財產安全和社會公共安全已成為人們普遍關注的問題。盜賊破門而入、爬窗而出，博物館展品無故丟失，江河水位上漲……這一系列問題都和人們生活息息相關。

針對這類現(xiàn)象，今利用單片機的原理，特設計了一款簡易報警器，來解決這些問題。

二、設計規(guī)劃

1、整體構思系統(tǒng)，確定工作原理。

2、用Protel99設計電路圖，確定所需元件參數(shù)，并由此設計PCB圖。

3、購買所需元件和實驗板，依據(jù)PCB焊接電路。

4、用KeilC51編寫程序，并用仿真器仿真通過，下載至芯片AT89S52。

5、調試硬件系統(tǒng)，符合預期構想。

6、創(chuàng)新改進系統(tǒng)。

三、原理設計

原理簡介

通過單片機AT89S52控制紅色LED2、綠色LED1、蜂鳴器U1和監(jiān)測信號端口J2，C3排除干擾信號。圖中S2、EC1和R2組成單片機復位電路，三極管Q0起音頻放大作用，晶振Y0為12MHz，J1接DC5V電源。

工作描述

安全情況下，綠燈點亮，紅燈熄滅，喇叭無聲;一旦信號監(jiān)測端口有脈沖或電平變化(依場合設置為高脈沖或低脈沖，高電平或低電平)出現(xiàn)，即觸發(fā)報警器進入報警狀態(tài)，紅綠燈交替閃爍，喇叭發(fā)出警報聲。

除非關閉電源或按下復位鍵，否則會報警不止，從而達到報警目的。

四、硬件設計

1、PCB的設計

PCB屬性：單面板7.62×5.08cm2 (可依場合小型化)

2、元器件清單

3、元件安裝圖

4、布線圖

五、單片機程序

1、程序流程圖

2、C語言程序

#include

#define Signal 0x00 //脈沖信號定義

sbit LED_G=P0^0; //綠燈驅動端口

sbit LED_R=P0^1; //紅燈驅動端口

sbit Pulse=P2^0; //脈沖信號檢測端口

sbit Buzzer=P2^1; //喇叭驅動端口

unsigned int Count=0;//閃爍時間計數(shù)

//延時1毫秒函數(shù)

void Delay_ms(unsigned int ms)

{

unsigned char Temp;

while(ms--)

for(Temp=0;Temp<120;Temp++);

}

//高脈沖信號掃描函數(shù)

unsigned char Key_Scan()

{

if(Pulse==0)

{

Delay_ms(100);

if(Pulse==1)

{

Delay_ms(200);

return Signal;

}

else return 0xff;

}

else return 0xff;

}

//定時器0初始化

void Timer_Start()

{

TMOD=0x01;

TH0=0xfc;

TL0=0x18;

TR0=0;

ET0=1;

EA=1;

}

//定時器0中斷服務函數(shù)，閃燈和鳴喇叭

void Timer0_Serve()interrupt 1

{

TH0=0xfc;

TL0=0x18;

Count++;

if(Count>=200)

{

Count=0;

LED_G=~LED_G;

LED_R=~LED_G;

Buzzer=~Buzzer;

}

}

//主函數(shù)

void main()

{

unsigned char Key_Code;

Timer_Start();

LED_G=0;

LED_R=1;

Buzzer=1;

Pulse=1;

while(1)

{

Key_Code=Key_Scan();

switch(Key_Code)

{

case Signal:TR0=1;break;

default:break;

}

}

}

3、匯編程序

;程序名稱：

; 簡易報警器

;硬件資源：

; 紅色LED-------------P2.3

; 綠色LED-------------P2.4

; 蜂鳴器--------------P2.0

; 脈沖輸入------------P3.4

;-------------------------------------

;端口定義

ledg equ p2.4

ledr equ p2.3

bzzr equ p2.0

pls equ p3.4

;-------------------------------------

;數(shù)據(jù)存儲

pulse equ 20h.0

;-------------------------------------

;程序代碼

org 0000h

jmp main

org 0100h

;系統(tǒng)初始化

init :

clr pulse

setb ledr

clr ledg

setb bzzr

setb pls

ret

;延時ms毫秒

delay_ms:

mov r7,a

delay1 :mov r6,#5

delay2 :mov r5,#100

djnz r5,$

djnz r6,delay2

djnz r7,delay1

ret

;脈沖檢測

pls_ch :

jb pls,fail

mov a,#1

call delay_ms

jnb pls,succ

jmp fail

succ :setb pulse

jmp exit

fail :clr pulse

exit :ret

;報警信號產生

alarm :

cpl bzzr

cpl ledr

mov c,ledr

cpl c

mov ledg,c

ret

;主程序

main :

call init

scan :call pls_ch

jb pulse,start

jmp scan

start :call alarm

mov a,#200

call delay_ms

jmp start

end

說明：匯編程序的設計思路與C語言的有所不同，程序更高效和緊湊，建議選用。

六、應用舉例

1、家庭安全：在J2端口接一個大面積按鍵，置于門口地毯之下，夜間打開報警器，只要有人踏上地毯，J2獲得一個低脈沖，即觸發(fā)報警，如果再在窗欞上安置一個滑觸開關，一同接入J2端口，則可達到綜合防盜目的。

2、文物安全：在J2端口接一個小按鍵，置于博物館文物之下，全天打開報警器，只要有人拿起文物，按鍵彈起，J2端口立即獲得一個高脈沖，即觸發(fā)報警，如果再增加同樣的檢測端口和指示燈，則可對多個文物同時監(jiān)控。

3、水利安全：在J2端口接一個浮力觸發(fā)裝置，放置在江邊，設定水位報警點，一旦達到危險水位，同樣報警，如果在江邊安置一個水位到電壓的傳感器，經AD轉換送入單片機，可實時遠程監(jiān)測水位變化。

……

七、功能擴展

在脈沖端口接入一個溫度傳感器，如DS18B20，單片機通過對溫度采樣，可實現(xiàn)自動溫度超限報警。

……

說明：本報警器作為一個簡單的單片機應用設計，適用于畢業(yè)設計或課程設計，而且可依據(jù)需求進行相應的擴展設計。