一、需求分析

現(xiàn)代社會，家庭安全、財產(chǎn)安全和社會公共安全已成為人們普遍關(guān)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(guān)。

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

二、設(shè)計(jì)規(guī)劃

1、整體構(gòu)思系統(tǒng)，確定工作原理。

2、用Protel99設(shè)計(jì)電路圖，確定所需元件參數(shù)，并由此設(shè)計(jì)PCB圖。

3、購買所需元件和實(shí)驗(yàn)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(diào)試硬件系統(tǒng)，符合預(yù)期構(gòu)想。

6、創(chuàng)新改進(jìn)系統(tǒng)。

三、原理設(shè)計(jì)

原理簡介

通過單片機(jī)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(jī)復(fù)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(diǎn)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(shè)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(jìn)入報警狀態(tài)，紅綠燈交替閃爍，喇叭發(fā)出警報聲。

除非關(guān)閉電源或按下復(fù)位鍵，否則會報警不止，從而達(dá)到報警目的。

四、硬件設(shè)計(jì)

1、PCB的設(shè)計(jì)

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(jī)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(qū)動端口

sbit LED_R=P0^1; //紅燈驅(qū)動端口

sbit Pulse=P2^0; //脈沖信號檢測端口

sbit Buzzer=P2^1; //喇叭驅(qū)動端口

unsigned int Count=0;//閃爍時間計(jì)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(wù)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(chǎn)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(shè)計(jì)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(yīng)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(guān)，一同接入J2端口，則可達(dá)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(shè)定水位報警點(diǎn)，一旦達(dá)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(jīng)AD轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，可實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)測水位變化。

……

七、功能擴(kuò)展

在脈沖端口接入一個溫度傳感器，如DS18B20，單片機(jī)通過對溫度采樣，可實(shí)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(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)或課程設(shè)計(jì)，而且可依據(jù)需求進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展設(shè)計(jì)。