报警器课程设计.doc

《报警器课程设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《报警器课程设计.doc（12页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流报警器课程设计.精品文档.一设计的总方案（1）用单片机控制一个检测报警系统，与以往用数字逻辑电路组成的控制系统相比，用单片机组成的检测报警系统，应具有更大的灵活性，功能也更强，并具有智能性, 在实际工作中是一种行之有效的方法。因此，从理论上分析利用单片机为核心设计一个工业现场报警器系统是可行的。（2）单片机工业现场报警系统是对工业现场的有害气体进行检测，一旦有害气体的浓度超过容许的气体浓度范围，系统闪光响铃报警。通过传感器对工业现场有害气体浓度的检测从而转换成相应的电压值，又通过A/D模数转换器将传感器的电压值的模拟信号转换为数字信号，然后所

2、转换的数字量接到单片机80C51的P0口，最后单片机对接入的数字信号作出反应，判断所测有害气体的浓度是否超标，超标则做出闪光响铃的报警指示，处于安全范围保持正常状态不变。二系统整体设计思路与原理1. 设计框架图气体传感器被测试气体采样信号处理模数转换器89C51单片机外部报警装置声光报警系统2工作原理单片机工业现场报警器主要由气体传感器、信号调理、A/D模数转换器、80C51单片机和闪光响铃报警等几部分构成。八种有害气体分别对应八个气体传感器，气体传感器对有害气体的浓度进行测量，从而转换成电压量。将气体传感器的输出端接到A/D模数转换器的IN0至IN7端，作为A/D模数转换器的输入。再将A/D

3、模数转换器的输出端D0D7接到80C51单片机的P0口，将闪光响铃报警电路接到80C51单片机的P3.7口，从而构成气体检测报警系统。当气体传感器检测的浓度值大于或等于所设定的气体浓度值，通过A/D模数转换成高电平送到80C51单片机的P0口，从而使P3.7=0，闪光响铃就启动了，从而完成了气体的检测。三系统模块设计1气体浓度信号采集模块要准确地进行工业现场报警，选择合适的气体传感器是准确报警的前提。综合考虑各因素，本文选择集成气体传感器TGS202用作采集系统的敏感元件。TGS202气体传感器能探测CO2，CO，甲烷、煤气等多种气体，他灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。如图4所示，

4、当TGS202探测到CO2或CO时，传感器的内阻变小，VA迅速上升。选择适当的电阻阻值，使得当气体浓度达到一定程度(如CO浓度达到0.06%)时，VA端获得适当的电压(设为3V)。2信号调理模块为信号调理电路，将传感器输出的电信号进行调理(放大、滤波等)，使之满足A/D转换的要求3A/D模数转换模块A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，电路如图5所示。气体传感器的输出分别接到ADC0809的IN0至IN7。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0.0P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809

5、。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。4单片机时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中电容C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围为（2040）pF。晶振这里选择12MHz。5.复位电路单片机的RST管脚为主机提供一个外部复位的信号输入端口。复位电平是高电平有

6、效，高电平持续的时间是应为2个机器周期以上。单片机的复位方式有上电复位和手工复位两种。下图所示是51系列单片机常用的上电复位和手工复位组合电路，只要电源上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。复位以后，单片机内各部件恢复到初始状态。6.光报警系统声光报警电路在单片机P1口的控制下，可以根据不同情况发出不同的声光报警信号。声音信号由专用语音芯片提供。通过给语音芯片的S1和S2端输入不同的逻辑电平(00，01，10，11)，便可以获得4种不同的声音信号。由单片机的P1.0和P1.1控制。另外该芯片还需要一个选通信号，由P1.3提供。只有当该信号为高电平时，芯片才会根据S1和S2端的控制信号发出不

7、同的报警声，否则不会发声报警。由P1口的P1.4P1.7分别控制4个发光二极管，予以光报警，如图6所示。P1.4P1.7控制的灯依次为绿色(正常信号灯)、黄色(故障信号灯)、红色(超标信号灯)和红色(火灾信号灯)。当这些输出端输出低电平时，对应的信号灯便会发光报警。四.系统程序流程图系统复位后，首先要进行初始化，包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。程序流程图如图所示。开始系统初始化气体浓度取样数模转换器信号处理气体浓度超标？报警装置报警返回YN五调试步骤与说明将程序写入WAVE程序编辑界面进行调试。调试步骤如下：1. 设置好程序入口00H，因为程序要用的单片

8、机的INT0中断，所以要设置中断程序入口0013H。2.设置入栈指针SP,初始化R0,R7,赋值外部数据指针DPTR。开放INT0和CPU中断。3. 运行主程序loop。4. 当主程序在运行时，当有外部中断时，程序进入中断服务程序,再重新设置初值，开放CPU和int0中断完后程序返回。控制的可燃气体有毒气体的浓度进行声光报警，并控制相应设备进行工作，以达到安全保护的作用。系统的气体传感器每时都对气体的浓度进行采集。将采集的浓度信号传A/D模数转换器转换成相应的数字信号，送于单片机系统判断。当所采集的有害气体的浓度超标时，单片机系统就做出正确的判断，产生闪光报警，以提示工作人员有险情产生，应该马

9、上处理。当超标有害气体被处理完后在初始化单片机报警系统。此时整个系统又正常开始工作。六总结拿到这个课题的时候，我完全就懵了，感觉无从下手。尽管如此，我还是认真地去对待。当然我一开始就知道必须得借鉴前辈们的经验获得一点启迪。于是一布置完课题我就去图书馆网上找资料，好不容易才找到一点相关的东西了，下载并打印出来仔细地阅读那些程序，在读懂了它后就开始思考自己要设计的课题，在和小组成员的共同努力下确定了一个设计方案，然后根据方案开始设计，先把每个子模块的流程图画好，根据流程图去编写每个子模块的程序，经过一个多星期的努力，总算有了些收获了！通过这次对报警器的设计,我从中受益匪浅。课程设计不光要懂得理论知

10、识，更多的是要我们动手做，亲自去设计程序和电路图，好多东西看起来十分简单，一看书上的程序都懂，但没有亲自去设计它，你就不会懂理论与实践是有很大区别的，比如说设计显示模块，想起来很简单，设置显示缓冲区，将数据送到P0口再显示，其实并不是这么容易的，要把它要显示的数据放到显示缓冲区，再将数据送到P0口，还要将位选通送给P2口，进行动态显示，否则，显示就不对了。又比如为了降低误报率，系统采用了多次采集、多次判断的方法。每次数据采集后根据得到的数据对现场情况进行判断，然后综合多次判断结果做出最终判断。 两周的课程设计，让我难忘的莫过于这最辛苦的程序设计，这些东西如果没有一定的耐心和清晰的思路还真是棘手

11、，这次的课程设计就是要我们打破理论和实践之间的间隔，跨过理论和实践之间的鸿沟，或许是我们学习生涯中的又一次飞跃我觉得单片机课程设计是一个不错的课程，或者说是一个必须的环节它可以培养我们的动手能力，可以激发我们学生的学习兴趣，也可以使我们掌握基本的理论知识，运用基本知识，训练基本技能，增强实践能力。这次课程设计虽然很辛苦，但我却乐在其中。七参考文献1教材单片微型计算机技术 刘国荣 编 机械工业出版社2单片微型计算机原理、应用及接口技术 张迎新 编 国防工业出版社3单片机实用系统设计技术 房小翠 编 国防工业出版社4单片机应用系统设计 何立民 编 北航出版社5单片机原理及接口技术 曹琳琳编 国防科

12、技大学出版社八附录1系统原理图2程序清单ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT1S ORG 0030HMAIN： MOV SP， #60H MOV R0， #30H MOV R7， #08H SETB IT1 SETB EX1 SETB EA MOV DPTR，#7FF0HLOOP： MOVX DPTR,AWAIT: SJMP WAIT DJNZ R7,LOOPINT1S: MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR RETIORG 8000HRESET: SJMP MAINMAIN: CLR P1.3D1: MOV R6,#

13、FFHD2: MOV R7,#FFHD3: DJNZ R7,D3 DJNZ R6,D2D4: CPL P1.3 JB P1.3,D7 MOV R6,#FFHD5: MOV R7,#FFHD6: DJNZ R7,D6 DJNZ R6,D5D7: SETB P1.4 MOV R6,#FFHD8: MOV R7,#FFHD9: DJNZ R7,D9 DJNZ R6,D8 MOV R5,#02HD10: MOV C,P1.0 JNB P1.3,PINT0 SETB P1.2 MOV R4,#03HD11: MOV R6,#FFHD12: MOV R7,#FFHD13: DJNZ R7,D13 DJNZ

14、 R6,D12 DJNZ R4,D11 ORL C,P1.1 JC PINT1 SETB P1.5 CLR ACC.1 D14: DJNZ R5,D10 CLR P1.2 JNB P1.3,D4 CPL P1.4 SJMP D1PINT0: MOV R4,#03HD15: MOV R6,#FFHD16: MOV R7,#FFHD17: DJNZ R7,D17 DJNZ R6,D16 DJNZ R4,D15 ANL C,P1.1 JNC PINT2 SETB P1.6 SETB P1.7 CLR ACC.2 CLR ACC.3 SJMP D14PINT1: ANL C,ACC.1 JC Y1 C

15、PL ACC.1 SJMP D14Y1: CPL P1.5 SJMP D14PINT2: MOV C,P1.0 ORL C,P1.1 JC PINT3 ORL C,ACC.3 JC Y2 CPL ACC.3Y2: SETB P1.6 CLR P1.7 SJMP D14 PINT3: ANL C,ACC.2 JC Y3 CPL ACC.2 SJMP D14 DJNZ R4,D15 ANL C,P1.1 JNC PINT2 SETB P1.6 SETB P1.7 CLR ACC.2 CLR ACC.3 SJMP D14 PINT1: ANL C,ACC.1 JC Y1 CPL ACC.1 SJMP D14 Y1: CPL P1.5 SJMP D14PINT2: MOV C,P1.0 ORL C,P1.1 JC PINT3 ORL C,ACC.3 JC Y2 CPL ACC.3Y2: SETB P1.6 CLR P1.7 SJMP D14PINT3: ANL C,ACC.2 JC Y3 CPL ACC.2 SJMP D14Y2: SETB P1.6 CLR P1.7 SJMP D14PINT3: ANL C,ACC.2 JC Y3 CPL ACC.2 SJMP D14Y3: SETB P1.7 CLR P1.6 SJMP D14