单片机课程设计电压报警器 .doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流单片机课程设计电压报警器 .精品文档.河北工业大学计算机硬件技术基础（MCS-51单片机原理及应用）课程设计报告书 一、设计题目：电压报警器的单片机模拟二、总体设计 （1） 所实现的功能描述：为防止电压波动会导致电器工作异常并烧毁，用ADC模拟电压波动的过程，程序检测并通过八段显示器显示出当前电压值，当电压过低或者过高以后使用闪动的灯光加蜂鸣报警。 （2）设计方案的描述： 本试验采用实验板自带的ADC转换来模拟电压检测，通过多次采集取平均值的方法得到比较时效且较准确的电压值，然后计算出所测的值对应的实际值，并通过八段显示器显示出当前电压值，电

2、压在1-4V范围（可以在不同情况下方便的设置你需要的电压范围值）内属于正常，否则报警，报警灯光使用的是闪动的LED发光二极管来模拟，报警鸣笛使用的是蜂鸣器来模拟，通过一个定时器0的中断模式并采用软件延时使二极管和蜂鸣器得到两个各自适用的不同频率，通过INT0外部中断来启动静音模式，并且用户可操作电压旋转按钮来改变电压模拟波动的过程，如果报警过程中电压恢复正常，则报警结束，而当报警超过一定时间后可以自动切断电源，关闭系统。三、硬件系统设计，包括所需设备，接线方式，以及资源分配。1设备： IBM PC机 一台 DP - 51PROC 单片机综合仿真实验仪 一台2接线方式：单通道采集接线 使用210

3、的排线连接D7区的J28接到A7区的J84； 将D2区10K电位器的左端金属孔通过导线连接到该区的GND金属孔，而右端金属孔通过导线连接到该区的VCC金属孔； D2区10K电位器的中间金属孔连接到A7区的P2_IO2金属孔（IN0）； 将A7区的P2_IO3P2_IO5分别连接到A2区的A2A0； 将A7区的P2_CS连接到A2区的A15； 将D1区LED1连接到A2区的P10 将D1区SW1连接到A2区的INT0(8) 将A2区的P16与B5区的BUZZ相连P1.0P1.6P2_IO3 P2_IO4P2_IO5P2_CS_INTOJ28 LED1BUZZ A2A1A0A15SW1J84 3、

4、资源分配： 通过一个定时器0的中断模式并采用软件延时使二极管和蜂鸣器得到两个各自适用的不同频率，通过INT0外部中断来启动静音模式，通过八段显示器显示出当前电压的实际数值。四、软件系统的设计 选择电压工作范围功能模块数据采集功能模块数据运算转换模块1、功能模块 数据判断功能模块定时器0中断功能模块 外部中断0功能模块/外部中断1功能模块 显示功能模块系统自动关闭功能模块 2、各个功能模块实现的功能：1、 选择电压工作范围功能模块：根据输入电压的实际范围转换成条件所需要的数值范围2、 数据采集功能模块：多次采集电压求取平均值3、 数据运算转换功能模块：计算出所测的值对应的实际值4、 数据判断功能

5、模块：判断电压处于什么工作范围并相应的响应什么状态5、 定时器0中断功能模块：通过一个定时器0的中断模式并采用软件延时使二极管和蜂鸣器得到两个各自适用的不同频率，达到二极管闪烁和蜂鸣器蜂鸣的效果6、 外部中断功能模块：通过INT0外部中断来启动静音模式7、 显示功能模块：通过八段显示器显示出当前电压值8、 系统自动关闭功能模块：当报警超过一定时间后可以自动切断电源，关闭系统。 3、程序流程图开始 设置所需要的电压范围多次采集数据开始计算平均值计算转换成显示需要的电压值显示电压当前实际值 4V ?数字量送A YYN有中断请求？N 1 V蜂鸣报警灯闪亮报警NY安全有中断请求？NY蜂鸣报警灯闪亮报警

6、4、ADC0809的内部逻辑结构五、程序清单：ORG 8000H LJMP MAIN ；转入主程序 ORG 8003H LJMP INTVS ；转入外部中断程序 ORG 800BH LJMP TCOS ；转入定时程序 ORG 8100HMAIN: MOV SP,#70H ；给堆栈指针赋初值 MOV 20H,#00H ；给判断定时器的位清零 MOV TMOD,#01H ；确定定时器工作方式 MOV TH0,#0FFH ；给定时器赋初值 MOV TL0,#60H MOV R2,#00H MOV R0,#00HMOV IE,#10000010B ；开中断SETB ET0SETB EASETB EX0

7、 SETB PX0 ；将外部中断0设置成高级中断CLR IT0MAIN1: MOV 32H,#1 ；输入电压报警实际范围MOV 33H,#4MOV A,#033H ；转换成判断需要的数值MOV B,32HMUL AB MOV 34H,AMOV A,#033HMOV B,33HMUL ABMOV 35H,AMOV A,#00H MOV B,#03HCLR CMOV R1,#30HMOV DPTR,#7FF8H MOVX DPTR,A ；A/D转换，进行三次测量求取平均值CALL DELAYMOVX A,DPTRDIV ABMOV R1,AMOV B,#03HMOVX DPTR,ACALL DEL

8、AYMOVX A,DPTRDIV ABADD A,R1MOV R1,AMOV B,#03HMOVX DPTR,ACALL DELAYMOVX A,DPTRDIV ABADD A,R1MOV R1,ACJNE A,35H,NEQ1 ；与报警范围的最大值进行LJMP L1NEQ1:JNC L1LJMP L2 ；在安全范围时转到L2继续判断L1: JB 20H.1,L4 CLR P1.6L4: ；开启定时器进行报警 CLR P1.0JB 20H.0,L3 ；判断定时器是否已经开启SETB TR0 ；开启定时器MOV TH0,#0FFH ；给定时器重新赋初值MOV TL0,#60HMOV R2,#00

9、H SETB 20H.0 ；将定时器开启标志位置高L3:MOV A,00HSJMP MAIN1L2: ；与报警范围的最小值进行比较CJNE A,34H,NEQ2LJMP L1NEQ2:JC L1CLR TR0 ；电压范围正常关闭定时器CLR 20H.0 ；清空定时器开启标志位SETB P1.6 ；关闭报警 SETB P1.0MOV A,00HLJMP MAIN1 ；返回主程序继续判断TCOS:MOV TH0,#0FFH ；给定时器重新赋初值MOV TL0,#60H JB 20H.1,L5 ；判断是否通过中断启动静音模式 CPL P1.6 ；控制蜂鸣器蜂鸣L5:INC R2 ；软件记数获得灯闪烁

10、需要的频率 CJNE R2,#99,NEXTCPL P1.0 ；控制二极管闪烁MOV R2,#00HINC R0CJNE R0,#0FFH,NEXT ；判断是否长时间没有反应LJMP CUTOFF ；转入关闭系统NEXT:RETIDELAY: ；软件延时MOV R6,#00HDELAY1:MOV R5,#0FFHDJNZ R5,$DJNZ R6,DELAY1RETINTVS: ；启动静音模式关闭蜂鸣器 CPL 20H.1RETICUTOFF: ；关闭系统 SETB P1.0 SETB P1.6SJMP $END六、调试程序的方法 在采集数据之后设置断点，然后将电压旋扭分别旋到最大值、中间值和最

11、小值，并且改变开关的状态，观察存储器里的内容及其二极管和蜂鸣器的工作状态的变化，看中断系统和定时器是否按预期效果响应，并以此不断的进行修改和调试，以达到最佳效果。七、设计问题的不足和改进方案 设计问题的不足：八段显示器显示的是实际电压的十六进制数改进方案：通过十六进制数与BCD码的转换使八段显示器显示十进制数八、自评分和收获体会 收获体会：这次开放性实验的设计使我，掌握通过堆栈保护现场和恢复现场的应用，明白了双定时同时使用时避免相互影响的方法，熟悉了对外部中断的使用和定时器的分时操作及计数，学会了把基本算法运用到实际过程中。通过这次开放性实验的设计，清楚的让我明白书本上的总结和老师所授予知识点

12、是解决一切问题的支柱，落实与消化是关键；在设计过程中，感觉不仅锻炼了自己的动手能力，更是加强了自己对发现问题、分析问题以及解决问题的综合能力；强烈的感受到团体合作的重要性和必要性；这些与这次能取得如此好的成绩是直接相关联的。至此，我真诚的期待着能走更远。这次开放性实验的设计同时使我对外部中断的使用和定时器的分时操作及计数有了更进一步的认识，掌握和明白了双定时同时使用时避免相互影响的方法和通过堆栈保护现场和恢复现场的应用，发现了通过位操作控制定时器开启以避免原状态影响的方法，熟悉了各种运算方法和自己分析发觉算法的能力，复习了多字节与单字节和多字节的乘法，逐渐学会学习和运用新程序发现新算法的方法。发觉在实际应用中，知识并不是最重要的，可以通过查阅资料来完成设计，重要的是要注意设计中的每一个细节，尽量避免由于某一处应用的错误而导致整个程序不能运行。