本科毕业设计说明书
基于MCS-51系列单片机的仓库智能消防系统BASED ON MCS-51 SERIES MICROCONROLLOR STORAGE INTELLIGENT FIRE CONTROL SYSTEM
学院: 机械工程学院
专业班级: 测控08-2班
学生姓名: 毛施影
指导老师: 陈惠
2012年5月31日
基于MCS-51系列单片机的仓库智能消防系统
摘要
随着现代用火、用电量的增加，仓库火灾发生的频率越来越高，火灾报警器也随之被广泛的应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计的智能火灾报警系统。设计目的是设计和实现一种分布式智能火灾报警控制系统，实现系统软硬件的组成和实现。论文中主要针对智能火灾报警器系统中的各个组成部件进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。
设计以MCS-51单片机为硬件核心实现智能火灾报警系统的设计。文中选用MQ-2型半导体烟雾传感器实现烟雾的检测；选用DS18B20数字温度传感器实现温度的检测，使用ADC0809对MQ-2采集的模拟信号进行A/D转换，以便单片机处理。单片机处理数据后，与设定的上限值进行比较，超过上限值时，发出指令，实现报警，达到预期的效果。
关键词：火灾，单片机，报警器，ADC0809，传感器
STORAGE INTELLIGENT FIRE CONTROL SYSTEM
ABSTRACT
With the modern use of fire, electricity consumption increases, storages are more frequent fires, fire alarm also will be widely used in various applications. This design is the use of microcomputer with the sensor technology development and design of intelligent fire alarm system. Design purpose is to design and implementation of a distributed intelligent fire alarm control system, and the composition and realization of hardware and software. The main thesis of intelligent fire alarm system of the component parts have been introduced, its main control circuit and peripheral circuits interface between technology and software were also highlighted.
Designed to MCS-51 microcontroller core for the hardware realization of intelligent fire alarm system . A selection MQ-2-type semiconductor Smoke Sensors detect smoke;optional digital temperature sensor DS18B20 Temperature measurement, use of the MQ-2 ADC0809 analog signals acquisition A/D converter for single chip processing. MCU processing data, and set the upper limit comparison, over the limit, give directions, to achieve sound and light alarm, to achieve the desired results.
KEYWORDS: fire, MCU, alarm apparatus, ADC0809, sensor
目录
摘要.................................................................... I ABSTRACT................................................................ II 1.概述. (1)
1.1火灾报警技术的发展概况 (1)
1.2智能火灾报警系统 (2)
1.3课题研究的意义 (3)
1.4本章小结 (3)
2.系统方案设计 (4)
2.1系统的主要功能及原理 (4)
2.1.1 目的和要求 (4)
2.1.2 系统的工作原理 (4)
2.2系统芯片的选择 (4)
2.2.1 单片机的选择 (4)
2.2.2 A/D转换器的选择 (5)
2.2.3烟雾传感器的选择 (6)
2.2.4温度传感器的选择 (6)
2.3系统的结构原理框图 (7)
2.4本章小结 (7)
3. 硬件设计 (8)
3.1单片机主控处理模块 (8)
3.1.1主要性能参数 (8)
3.1.2 功能特性概述： (11)
3.1.3 工作特性 (12)
3.2A/D转换模块 (13)
3.2.1 ADC0809芯片的基本知识 (13)
3.2.2 ADC0809引脚结构 (13)
3.2.3主要特性 (15)
3.2.4 ADC0809的工作原理简介 (15)
3.2.5 ADC0809应用说明 (16)
3.3数据采集模块 (17)
3.3.1烟雾报警器模块 (17)
3.3.2温度报警器模块 (20)
3.4报警电路模块 (24)
3.4.1光报警 (24)
3.4.2声报警 (24)
3.5本章小结 (24)
4 软件设计 (27)
4.1编程K EIL环境介绍 (27)
4.2系统软件设计 (28)
4.2.1 ADC0809流程图 (28)
4.2.2 DS18B20流程图 (28)
4.2.3 系统软件流程图 (29)
4.3本章小结 (29)
5 系统调试 (30)
5.1系统调试的步骤 (30)
5.2调试过程中遇到的问题及解决方法 (30)
5.3本章小结 (31)
结论 (32)
附录A 系统电路图 (33)
附录B 主要源代码 (34)
参考文献 (40)
致谢 (42)
1.概述
近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益得更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
随着科学技术的不断发展，火灾报警器因其具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点正在向各个领域渗透，在家用电器、安全保卫以及人们日常生活中广泛应用。本文给出STC89C51单片机的工作原理，传感器与ADC0809和C5l的连接方式和单片机软件解码应用程序，并提供了对火灾采集信号检测的应用程序。本文给出用软件方式实现火灾报警的单片机程序，对于硬件电路，采集信号由MQ-2和DS18B20完成，而接受部分则只需要在单片机系统中添加一个A/D芯片就可完成。
1.1火灾报警技术的发展概况
我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发．他们采用集中区域报警控制方式，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种单一或区域联网、廉价实用的智能火灾报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的智能火灾报警器是非常必要的。
火灾报警系统，从发展过程来看，大体可分为三个阶段：
第一阶段为多线型火灾自动报警系统，每个探测器除需提供两根电源线外，还需提供一根报警信号线，探测器电源由报警器提供，探测器的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点亮相应的指示灯，如日本“日探”公司生产的CPF火灾报警系统。此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能（也为多线制），如驱动蜂鸣器等，其报警器对外围探测器，无故障检测功能，只会对电源线的断线作出故障反应，安装此类系统比较繁琐，特别是校线工作量较大。
第二阶段为总线型火灾自动报警系统，已采用微处理器控制。其线制一般有四线制、三线制、二线制。探测器和模块通过总线与控制器实现信号传送。其探测器的报警形式为开关量，它的灵敏度在制造时，通过硬件决定，不可调整。此类系统可通过各种模块对各联动设备实行较复杂的控制。此类系统已具有系统自检以及对外围器件的故障检验等功能，但对故障类型不能区分。目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品。由于此类产品具有先进的报警和控制功能，施工、安装较为方便，且价格较低，己被大量使用。
第三阶段为智能型火灾自动报警系统，由于采用了先进的计算机控制技术，智能化
程度大大提高，探测器的报警形式采用模拟量，并可通过软件对其灵敏度根据使用场合、时间进行设定和调整，如可设定白天、夜间、休息日不同灵敏度。对探测器的使用环境参数变化较大的场所，灵敏度设定相对低一些，对环境较稳定或一些重要的场所，灵敏度设定相对高一些，这一功能可提高系统的稳定性及可靠性，减少误报。
1.2 智能火灾报警系统
其设置目的是为了防止和减少火灾危害，保护人身和财产安全。火灾报警技术是预防火灾的一项火灾自动报警系统属于楼宇自动化范畴，是当前楼宇自动化的一个主要构成系统。基础工作，应用范围广泛。报警早，损失少，不仅对发生火灾的单位和个人具有重要作用，而且对公安消防监督机构及时扑灭火灾、减少人员伤亡和财产损失同样具有十分重要的现实意义。
火灾自动报警系统由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置及具有其他辅助功能的装置组成。随着电子技术和计算机技术的迅速发展，火灾自报警系统的结构、形式越来越灵活多样，很难精确划分为几种固定的模式。火灾自动报警技术趋向于智能化系统，这种系统可组合成任何形式的火灾自动报警网络形式，既可以是区域报警系统，又可以是集中报警系统或控制中心报警系统形式。
所谓智能火灾自动报警系统，应当是：使用探测器件将火灾发生期间所产生的烟、温等信号以模拟量形式，连同外界相关的环境参数一起传送给报警器，报警器再根据获取的数据及内部存储的大量数据，利用火灾模型判据来判断火灾是否存在，这样的系统称为智能火灾自动报警系统。从传统型走向智能型，是国内外火灾自动报警系统技术发展的必然趋势。智能型火灾报警系统是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统，代表了当前火灾报警系统的发展方向。
随着科学技术的迅猛发展以及国内外经济的迅速增长，市场上迫切需要一种容量大、性能优越、可靠性高、便于安装、使用和维护的智能型火灾报警控制系统。在本次设计中采用了感烟效果好、灵敏度高的MQ-2烟雾传感器和DS18B20数字温度传感器来完成设计要求。
智能火灾自动报警控制系统具有如下特点：
(1)为全面有效地反映被监视环境的各种细微变化，智能系统采用了设有专用芯片的模拟量探测器，对烟雾和灰尘等影响实施自动补偿，同时有数字量的探测器，直接将采集的信号信息送入控制器进行自动处理，从而为实现各种智能特性、解决无灾误报和准确报警奠定了技术基础；
(2)系统采用主从式网络结构，解决了对不同工程的适应性，又提高了运行的可靠性；
(3)利用全总线计算机通信技术，既完成了总线报警，又实现了总线联动控
制，彻底避免了控制输出与执行机构之间的长距离穿线布管，大大方便了系统布线设计
和现场施工。
(4)基于单片机的灵活性，可对整个系统进行扩展，实现更多的功能。
1.3 课题研究的意义
随着生产和生活的迅猛发展，消防安全显得越来越重要。本文就智能火灾报警系统中探测器的选型及单片机联动设计方案的合理选挥等问题，结合在实际工程中的应用，作初步探讨，供参考。伴随着科学技术的不断进步，智能火灾报警系统必将得到更快的发展。智能火灾报警控制器是一种能向火灾探测器供电、接收、显示和传递火灾报警等信号的报警装置，它是智能火灾报警系统的重要组成部分。在智能火灾报警系统中，火灾探测器随时监视着周围环境的情况，是系统的“感觉器官”。火灾报警控制器则是该系统的“躯体”、“大脑”，是系统的核心。火灾报警控制器担负着为火灾探测器提供稳定的工作电源；监视探测器及系统自身的工作状态；接受、转换、处理火灾探测器输出的报警信号；进行声光报警；同时执行相应辅助控制等任务。
1.4 本章小结
传感器技术经过十几年的发展，因其具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点正在向各个领域渗透，而单片机的应用正在随着计算机在社会各个领域的渗透不断地走向深入，将单片机与传感器技术有机的结合起来，既方便了人们的日常生活，又推动了科学的发展。如今，将单片机技术恰当的应用在传感器技术中，是技术进步的必然结果。
2.系统方案设计
2.1 系统的主要功能及原理
2.1.1 目的和要求
本次设计是设计和实现一种分布式智能火灾报警控制系统，实现系统软硬件的组成和实现。实时、准确报警和可靠的联动控制，使系统可靠性高、灵活性强、人机界面友好。设计成果能对室内烟雾(C02，CO，甲烷等)及温度突变进行报警，烟雾和温度同时出现异常，则说明有火灾，发出火灾警报。通过设计熟悉51单片机的使用方法、ADC0809和DS18B20、MQ-2传感器等芯片的工作原理及其使用，并通过Keil量编程往单片机上下载程序，进而实现对外接在单片机上的电路控制报警系统，驱动扬声器，达到预期效果。在智能火灾报警系统设计过程中，根据设计要求编写程序，绘制Protel原理图来达到设计的最优化和理想化、实用化。
2.1.2 系统的工作原理
本文的智能火灾报警系统的工作，首先，通过数据采集模块的MQ-2烟雾传感器采集周围环境的烟雾浓度，经A/D转换送到单片机控制中心进行处理；同时由DS18B20数字温度传感器采集周围环境中的温度，经过信息处理，转化为C51单片机能够处理的数字量。在STC89C51RC单片机中，采集并经过处理的数据要与系统所规定的相关上限值进行比较（上限值是保证系统正常工作同时周围环境处于良好状态时的上限），如果超过了上限值，则说明周围环境异常，要报警，以便人们的正常生活和工作。把信息综合处理，根据实际的需要以及现场的环境，发现和识别警报，构成智能化的监控系统，提高了系统工作的可靠性。此系统的总体模块框图如图2-1所示：
图2-1 模块框图
2.2 系统芯片的选择
2.2.1 单片机的选择
单片机是本方案的灵魂，所以我们选择是需要慎之又慎，下面我们来8031和STC89C51RC做一下比较。8031片内不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储
器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器多为EPROM的2764系列。用户若想对写入到EPROM中的程序进行修改，必须先用一种特殊的紫外线灯将其照射擦除，之后再可写入。写入到外接程序存储器的程序代码没有什么保密性可言。
由于上述类型的单片机应用的早，影响很大，已成为事实上的工业标准。后来很多芯片厂商以各种方式与Intel公司合作，也推出了同类型的单片机，如同一种单片机的多个版本一样，虽都在不断的改变制造工艺，但内核却一样，也就是说这类单片机指令系统完全兼容，绝大多数管脚也兼容；在使用上基本可以直接互换。我们统称这些与8051内核相同的单片机为51系列单片机。
在众多的51系列单片机中，要算ATMEL公司的STC89C51RC更实用，因它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是FLASH工艺的，这种工艺的存储器用户可以用电的方式瞬间擦除、政写，一般专为ATMEL AT89Cx做的编程器均带有这些功能。显而易见，这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密，这又很好地保护了你的劳动成果。而且STC89C51RC 目前的售价比8031还低，市场供应也很充足。
单对STC89C51RC来说，在实际电路中可以直接互换8051和8751，替换8031只是第31脚有区别，8031因内部没有ROM，31脚需接地，单片机在启动后就到外面程序存储器读取指令；而8051/8751/89c51因内部有程序存储器，31脚接高电平，单片机启动后直接在内部读取指令。也就是51芯片的31脚控制着单片机程序从内部读取还是从外部读取，31脚接电源，程序从内部读取，31脚接地，程序从外部读取，其他无须改动。
由于内部RAM的存在，可以减少I/O扩展芯片、锁存器及片外RAM等等，使整个设计显得简单明了，所以我们选择STC89C51RC。
2.2.2 A/D转换器的选择
A/D转换器的种类很多，就位数来分，有8位、10位、12位、16位等。位数越高．其分辨率也越高，但价格也越贵。而就其结构而言，有单一的A/D转换器，有内含多路开关的A/D转换器。根据本设计的需要，我选择的A/D转换器是ADC0809芯片。
ADC0809是美国Analog Device公司生产的8位逐次逼近式模数转换器，转换速率高，自带三态输出缓冲电路，可直接与各种典型的8位或16位的微处理器相连而无需附加逻辑接口电路，且能与CMOS及TTL兼容，是目前我国应用最广泛，价格便宜的A/D 转换器。加之内部含有三态输入缓冲电路，可直接与各种微处理器连接，且无须附加逻辑接口电路，内部设置的高精参考电压源和时钟电路，使它不需要任何外部电路和时钟信号，就能完成A/D转换功能，应用非常方便。
2.2.3烟雾传感器的选择
烟雾检测报警器主要应用在石油、化工、冶金、油库、液化气站、喷漆作业等易发生可燃烟雾泄漏的场所，根据报警器检测烟雾种类的要求，一般选用接触燃烧式烟雾传感器和半导体烟雾传感器。
使用接触燃烧式传感器，其探头的阻缓及中毒，是不可避免的问题。阻缓是当在烟雾与空气的混合物中含有硫化氢等含硫物质的情况下，则有可能在无焰燃烧的同时，有些固态物质附着在催化元件表面，阻塞载体的微孔，从而引起响应缓慢反应滞缓，灵敏度降低。虽然将阻缓的传感器再放回新鲜空气环境中有得到某种程度的恢复的可能，但是如果长期暴露在达样的环境中，其灵敏度会不断下降，导致传感器最终丧失检测烟雾的能力。中毒是如果环境空气中含有硅烷之类的物质时，则传感器将使催化元件产生不可逆转的中毒，以致灵敏度很快就丧失。当怀疑检测环境中存在这些物质时，经常对探头进行标定，是必须且有效的办法。
因此，经常对传感器进行标定，是保证其准确性的必要的途径。一般连续使用两个月后应对传感器进行量程校准，这种经常性对传感器的维护，无形中加大了工作人员的工作量，同时增加了报警器的维护成本。
半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器，它具有灵敏度高，响应快、体积小、结构简单，使用方便、价格便宜等优点，因而得到广泛应用。半导体烟雾传感器的性能主要看其灵敏度、选择性（抗干扰性）和稳定性（使用寿命）。
经过对比上述两种烟雾传感器的应用特性，发现半导体烟雾传感器的优点更加突出：灵敏度高、响应快、抗干扰性好、使用方便、价格便宜，且不会发生探头阻缓及中毒现象，维护成本较低等。因此，本设计采用半导体烟雾传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。而在众多半导体气体传感器中，本设计选用MQ-2型烟雾传感器，这种型弓的传感器不但具备一般半导体烟雾传感器灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长等优点。
2.2.4温度传感器的选择
温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段：
1).传统的分立式温度传感器（含敏感元件），主要是能够进行非电量和电量之间转换。传统的分立式温度传感器如热电偶传感器。热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精度；测量范围广，可从-50～1600℃进行连续测量，特殊的热电偶如金铁--镍铬，最低可测到-269℃，钨--铼最高可达2800℃。
2).模拟集成温度传感器／控制器。它的主要特点是功能单一（仅测量温度）、测温
误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。
3).智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式想数字式、集成化向智能化及网络化的方向发展。
温度传感器按传感器与被测介质的接触方式可分为两大类：一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这是的示值即为被测对象的湿度。这种测温方法精度比较高，并可测量物体内部的温度分布。但对于运动的、热容量比较小的及对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。
综合以上，我选择数字温度传感器DS18B20。该产品采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。DS18B20一线总线数字式传感器，独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯，用户可定义的非易失性温度报警设置。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，与前一代产品不同，新的产品支持3V～5. 5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。
2.3 系统的结构原理框图
图2-2 原理图
2.4 本章小结
本章主要介绍了系统传感器和控制芯片的选择。本设计首要的一个关键任务就是掌握传感器的工作方法及编码和解码，才能完成对火灾信号的接收，即在了解传感器的是使用方法后，将传感器技术应用到单片机中，发出控制指令，然后实现报警。
3. 硬件设计
在本设计中，最小单片机系统设计选用了STC89C51RC单片机进行控制。下面就将各个部分电路设计给予介绍。
3.1 单片机主控处理模块
STC89C51RC是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机。片内含4K bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大STC89C51RC单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。
3.1.1主要性能参数
STC89C51RC单片机主要包括中央处理器、定时／计数器、并行接口、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线三大总线。
(1).中央处理器：
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等搡作。
(2).定时／计数器(ROM)：
STC89C51RC有两个16位的可编程定时／计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
(3).并行输入输出(I/O)口：
STC89C51RC共有4组8位I/O口(PO、Pl、P2或P3)，用于对外部数据的传输。
(4).程序存储器(ROM)：
STC89C51RC共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。
(5).数据存储器(RAM)：
STC89C51RC内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。
(6).全双工串行口：
STC89C51RC内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。
(7).中断系统：
STC89C51RC具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时／计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。
STC89C51RC单片机中的芯片均采用40Pin封装的双列直接DIP结构，如图是它们的引脚配置，40个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根，4组8位共32个I/O口，中断口线与P3口线复用。
图3-1 89C51引脚图
引脚的功能加以说明：
PO口：PO口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址／数据总线复用口。作为输出口用时，每位能驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，PO口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉阻。
Pl口：Pl口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，Pl口缓冲器能接收输出4TTL门电流。Pl口管脚写入l后，被内部上拉为高，可用作输入，Pl口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，Pl口作为第八位地址接收。
表3-1 P1口第二功能
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是他的第二功能，见表3-2。
表3-2 P3口第二功能
RST:复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间ALE/PROG:当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
PSEN：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号，当AT89S51从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA／Vpp:访问外部程序存储器控制信号，当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器( OOOOH-FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET;当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(Vpp)。为使能从OOOOH到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接Vcc。
XTALl:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
RESET/Vpd:复位信号复用脚，当STC89C5RC通电，时钟电路开始工作，在RESET 引脚上出现24个时钟周期以上的高电平系统即初始复位。VCC掉电其间，此脚可接备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。
Pin30：ALE当访问外部程序器时，ALE（地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。而访问内部程序存储器时，ALE端将有一个1/6时钟频率的正脉冲信号，这个信号可以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。
Pin29：当访问外部程序存储器时，此脚输出负脉冲选通信号，PC的16位地址数据将出现在PO和P2口上，外部程序存储器则把指令数据放到PO口上，由CPU读入并执行。
Pin31：EA/Vpp程序存储器的内外部选通线，8051和8751单片机，内置有4kB的程序存储器，当EA为高电平并且程序地址小于4kB时，读取内部程序存储器指令数据，而超过4kB地址则读取外部指令数据。在编程时，EA/Vpp脚还需加上21V的编程电压。
VCC:电源电压
GND:接地
3.1.2 功能特性概述：
STC89C51RC提供以下标准功能：4K字节Flash闪存存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时／计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，STC89C51RC可降至OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时／计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容。但振荡器停止工作
并禁止其它所有工作直到下一个硬件复位。
3.1.3 工作特性
(1) 时钟振荡器
STC89C51RC中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见图3-2。
图3-2 内部振荡电路
外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容Cl、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路，对外电容Cl、C2虽然没有十分严格的要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，如果使用右英晶体，我们推荐电容使用22pF(±lOpF)。用户也可以采用外部时钟。此时，外部时钟脉冲接XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。
由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的，所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求，电脑最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。
(2) 复位电路
复位电路是单片机系统必须的，用来为单片机提供正确的复位信号。在整个智能火灾报警系统设计中，要进行试验，必须对整个系统进行复位。复位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要先复位。其作用是是CPU和系统中其它部件都处在一个确定的初始条件，并从这个状态开始工作。因而，复位时一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能进行复位操作的，必须配合相应的外部复位电路来实现复位。
单片机的外部复位电路有上电复位和上电、按键均有效的复位方式两种。图3-3是STC89C51RC的上电和按键复位电路。
图3-3 STC89C51RC的上电和按键复位电路
3.2 A/D转换模块
在智能火灾报警系统设计中，由于C51单片机只能处理数字量，而烟雾传感器采集到的信号确实模拟量，所以要加入A/D转换芯片-ADC0809芯片。
3.2.1 ADC0809芯片的基本知识
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻
辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。ADC0809
的内部逻辑结构如图3-4。
由上图可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
3.2.2 ADC0809引脚结构
由图可知ADC0809为28引脚为双列直插式封装。引脚结构图如图3-5所示。
对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下：
IN0～IN7-模拟量输入通道。
ALE-地址锁存允许信号。ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。
START-转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809; START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换：在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST。
A、B、C-地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB及ADDC。
图3-5 ADC0809引脚结构图
ADDB ADDC ADDA
IN 0 IN 4 IN 2 IN 6 IN 1 IN 7
IN 3 IN 5 ALE
图3-4 ADC0809内部逻辑结构
CLK-时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号。
EOC-转换结束信号。EOC=O，正在进行转换；EOC=1，转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。
D7～DO-数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。DO 为最低位，D7为最高。
OE-输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=O，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。
VCC—-5V电源。
Vref-参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型值为+5V (Vref(+)=+5V．Vref（-）=-5V)。
3.2.3主要特性
(1)8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
(2)具有转换起停控制端。
(3)转换时间为lOO ps。
(4)单个+5V电源供电。
(5)模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准。
(6)工作温度范围为-40～+85摄氏度。
(7)低功耗，约15mW。
3.2.4 ADC0809的工作原理简介
ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0-5v，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
ADC0809有4条地址输入和控制线。ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0--IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。
火灾自动报警系统方案 ●本系统采用控制中心型智能消防报警系统，具有火灾报警、联动控制等功能。系统包括以下内 容：手动报警按钮、感烟探测器、感温探测器、警铃和水流指示器等报警装置，系统同时监视 消火栓按钮、报警阀、压力开关、水流指示器及信号阀等的动作信号。 ●为了便于控制和管理，所有消防信号将显示于总控制屏上，以便一旦发生火灾时，可迅速报告 消防局。 ●消防总控制室内有以下设备：消防系统主机（工作站）、火灾视屏显示屏（LED）、火灾自动报警 系统总控制屏、消防联动控制盘、消防专用电话主机、应急电源配电盘和UPS电源、消防系统 运行记录打印机等。消防控制室可监听所有消防电源设备的状态。另外，消防总控制室内设置 一部直拨消防单位的外线电话，并同时提供与消防电话插孔匹配的手提电话。 （1）火灾报警系统保护目标 ●快速火灾探测 ●准确定位火灾地点 ●及时发出火灾报警信号 ●警示相关人员以实现： ●快速疏散建筑物内人群 ●通知相关部门采取救援措施 ●指示相关消防设备动作以实现： ●自动启动消防泵、喷淋泵等水系统灭火设备 ●联动火灾隔断手段如关闭防火卷帘门和防火阀等 ●开启排烟风机、正压风机等防排烟设备 ●开启应急广播、应急照明和疏散指示系统 （2）系统设计原则 ●系统应符合中国有关法律法规，符合消防管理条例和标准。 ●遵照安全第一、预防为主的原则，火灾自动报警系统应严格保证设备可靠性和系统可靠性，避 免误报。 ●系统应具有先进性和适用性：系统的技术性能和质量指标均达到国际先进水平，且在安装调试、 软件编程和操作使用各方面均简便易行，并适合建筑特点，达到最佳的性能价格比。 ●在系统设计时应明确与建筑设备监控系统、安防系统之间的接口界面，且系统的各项技术规范 均符合相应要求。 ●在设计火灾自动报警系统时应预留该系统与综合信息共享管理系统之间信息数据交换接口，系 统的各项技术规范均符合相应要求。 ●在系统设计时应尽量优化设备配置，考虑了整个建筑全系统的统筹配置，避免设备的重复购置 和管线的混乱局面。 在系统设计时应保留足够的冗余度：探测点与控制点的容量上及回路卡的设置上均应保留不少于20％的扩展余地。报警系统施工主要程序：
论基于51单片机控制的智能LED灯 前言 随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，照明在能耗中所占的比例日益增加，照明也早已成为我们生活的不可或缺的一部分。在当今社会中，比较普遍使用的有通过声音、触摸、光感等来控制的照明灯具。然而这些都有一定的局限性，不能得到最大化的利用。 LED灯寿命比较长、省电、比较环保，正式由于这些优点的存在以及等下对LED灯的大力研究，因而LED灯走上了历史的舞台。采用LED灯作为我们社会的首选照明用具，肯定可以节约很多电能，节电的意义非凡，不但减少发电过程中的污染，还能为我们的后代留下财富。因此节电是件利国、利民、利己的好事。而本设计能最大限度的节省日常照明所消耗的电能，有着巨大的经济环境效用。 1.硬件介绍 1.1控制板 控制板主要由以下几个部分组成： MCS-51单片机、8位的微处理器、片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节数据存储器、程序存储器、5个中断源，2级中断优先权的中断系统、2个16位的定时器/计数器、1个全双工的串行口、4个并行8位I/O口、21个特殊功能寄存器。 1.2光照检测 方案一、采用光敏二极管或三极管等光传感器件把环境亮度转换成
相应的数字电平，然后直接接入单片机IO引脚。 方案二、采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值(模拟值)，然后通过运放后给单片机输入一个标准的数字信号。由于光敏电阻属于纯阻性器件，所以采用方案一。 1.3人体检测 人体检测主要通过菲涅尔透镜来完成，当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在某个同心环上，然后生成一个光信号，再通过探头将光信号转换成电信号来工作。 1.4热释电传感器 热释电红外线传感器用于检测人体辐射的红外线，然后通过一定的方式转换成电压信号，将电压信号投入到工作中。 人体热释电检测电路图如下： 检测对象菲涅尔透镜热释电红外传感器信号处理电路Vm 1.5照明设备驱动 方案一、采用可控硅控制。可控硅又称晶闸管，是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件。其具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。 方案二、采用继电器控制。继电器是一种当输入电、磁、声、光、热等达到一定值时，输出量发生跳跃式变化的自动控制器件。其动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小，所以广泛应用于运动、遥控、电力保护、自动化、测量和通信等装置中。根据不同的结构，可以将其分为电磁继电器、热敏干簧继电器、固态继电器、磁簧继电器、光
单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................
火灾自动报警及消防联动控制系统设计说明 1、系统构成： (1)火灾自动报警系统 (2)消防联动控制 (3)火灾应急广播系统 (4)消防直通对讲电话系统 (5)漏电火灾报警系统 (6)大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统） (7)智能消防应急疏散照明指示灯系统 2.系统概况： （1）本工程为一类防火建筑.火灾自动报警的保护等级按特级设置.设控制中心报警系统和消防联动控制系统。 （2）.系统组成:火灾自动报警系统；消防联动控制系统；火灾应急广播系统；消防直通电话对讲系统；漏电火灾报警系统；大空间智能型灭火装置集中控制系统（消防水炮控制系统）；智能消防应急疏散照明指示灯系统。 3.消防控制室: （1）本工程的消防控制室设置在一层西侧，负责本工程全部火灾报警及联动控制系统，设有直接通室外的出口. （2）消防控制室可联动所有与消防有关的设备。 （3）消防控制室的报警联动设备由火灾报警控制主机、联动控制台、CRT显示器、打印机、广播设备、消防直通对讲电话设备、电源设备等组成。 （4）消防控制室可接收感烟、感温、可燃气体等探测器的火灾报警信号及水流指示器、检修阀、压力报警阀、手动报警按钮、消火栓按钮以及消防水炮的动作信号。 （5）消防控制室可显示消防水池、消防水箱水位，显示消防水泵等的电源及运行情况。 4.火灾自动报警系统： （1）本工程采用消防控制室报警控制系统，火灾自动报警系统按四总线设计。 （2）探测器：柴油发电机房、厨房、车库等处设置感温探测器，直燃机房设防爆型可燃气体探测器，其他场所设置感烟探测器。 （3）探测器安装：探测器与灯具的水平净距应大于0.2m；至墙边、梁边或其他遮挡物
基于 AT89S51 单片机的智能 超声波避障小车
姓名： 班级： 学号：
钟洋 08 电子二班 200810330219 张儒
指导老师：
目录
摘要...........................................3 一、总体方案概述.......................................3 二、总体电路原理图....................................3 三、各模块功能介绍.................................4 （一） 、超声波测距模块................................4 （二） 、数码管显示模块................................4 （三） 、步进电机控制模块..............................6 （四） 、语音提示模块..................................7 （五） 、速度自控模块..................................8 （六） 、信号提示模块..................................8 （七） 、单片机控制模块...............................8 四、系统软件设计..................................9 五、元件清单.....................................10 六、应用前景.....................................10 六、参考文献.....................................11
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摘要 摘要 现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。 本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。 关键词：路灯单片机技术设计
ABSTRACT ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology. The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorative Keywords: lamp MCU-technology design
基于51单片机的智能家居控制系统 目录
作品简介 (3) 智能家居服务背景 (4) 技术与工艺创新 (4) 可行性分析 (5) 行业背景 (8) 竞争优势 (9) 市场前景 (10) 投资分析 (12) 参考文献 (14) 基于51单片机的智能家居控制系统
作品简介 21世纪是信息化的世纪，各种电信运营商和互联网新技术推动了社会文明的巨大进步。本文介绍的智能化家居控制系统的出现使得人们可以通过手机在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、电视等）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开调节室温度，这一切的实现都仅仅是发一条简单的短信。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。 实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用STC89C52RC作为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；而且外置红外控制遥控，可以不改变家居摆设情况下随意控制带红外控制功能的家电，如（空调、电视等）。软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。本设计的STC89C52RC与各个芯片和模块的接口、各项标准都严格遵循国家有关标准，为以后的产品化提供了良好的基础。 本系统的远程控制是基于全球移动通信系统（GSM）通信方式，程控交换信令作为系统控制命令，采用Siemens TC35 GSM模块实现，单片机通过Siemens TC35 GSM模块识别接收来自手机的控制信号，用户可以根据设定的指令远程控制；各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送部分采用基于SIEMENS TC35 GSM模块和TI公司的电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端的硬件电路可以完成短消息收发等功能。 一、智能家居的服务背景
项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.doczj.com/doc/2d6984874.html, 结题日期2012年5月
江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称：物联网工程学院填写日期：2012 年5 月
大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月
简介 随着物联网概念的发展，智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中，受此启发，我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统，希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习，也曾初步接触了单片机，我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握，更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能： 在自动模式下，在设定的时间，如早成6点至晚上8点，晚上8点至早晨6点，时间控制，可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制，在设定光照强度围，窗帘拉开，超过设定强度，如夏日中午，为避免房间被光直射造成温度过高，窗帘关闭。在手动模式下，通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机，STC89C51有512字节的数据存储空间，是AT89C51的两倍，并且带有4K字节的EEPROM存储空间，可以断电后保存资料，可以直接使用串口下载，而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输，并根据单片机接收到的信号，结合时钟电路的信号，对步进电机进行控制，通过控制步进电机转向及转动圈数，来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析，以STC89C51作为主控芯片，光信号采集使用光敏模块，数模转换主要使用PCF8591芯片，显示模块采用1602液晶显示器，时钟电路采用DS1302芯片，电机驱动器主要使用ULN2003。
课题名称智能火灾报警系统的设计 课题来源教师拟定课题类型EX 指导教师XXX 学生姓名XXX 学号XXX 专业XXX 开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条件因素等。） 一、调研资料的准备 智能火灾报警系统由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置及具有其他辅助功能的装置组成。随着电子技术和计算机技术的迅速发展，火灾自动报警系统的结构、形式越来越灵活多样，很难精确划分为几种固定的模式。火灾自动报警技术趋向于智能化系统，这种系统可组合成任何形式的火灾自动报警网络形式，既可以是区域报警系统，又可以是集中报警系统或控制中心报警系统形式。 所谓智能火灾自动报警系统，应当是：使用探测器件将火灾发生期间所产生的烟、温、光等信号以模拟量形式，连同外界相关的环境参数一起传送给报警器，报警器再根据获取的数据及内部存储的大量数据，利用火灾模型判据来判断火灾是否存在，这样的系统称为智能火灾自动报警系统。由于该系统为解决火灾报警系统存在的两个难题（误报、漏报）提供了新的方法和手段，并在处理火灾真伪方面表现出明显的有效性和创新性，这是火灾自动报警系统在技术上的飞跃。从传统型走向智能型，是国内外火灾自动报警系统技术发展的必然趋势。 二、设计目的 在发生火灾的情况下,通过温度传感器和烟雾传感器检测出信号,能够有效的、及时的自动报警 三、设计要求 1.查阅相关文献，熟悉课题任务、背景。 2.掌握温度传感器的工作原理。 3.以单片机为核心控制部件，当有传感器监测到烟雾信号时，控制电路启动报警装置，驱动蜂鸣器发出警报。 4.利用Protel进行原理图绘制，并进行Protus对其进行仿真。 5.毕业设计（论文）中心突出，内容充实，论据充分，论证有力，数据可靠，结构紧凑，层次分明，图表清晰，格式规范，字迹工整，结论正确。 四、设计思路
目录 摘要 (2) ABSTRACT (2) 1.绪论 (3) 2.1单片机主机系统电路 (5) 2.1.1系统电路组成 (5) 2.1.2 系统工作原理 (6) 2.1.3系统控制核心 (6) 2.2红外传感器电路 (7) 2.2.1人体位置检测 (8) 2.2.2环境光检测 (8) 2.2.3过零检测部分 (9) 2.3输出控制部分电路 (9) 2.4电源控制部分 (10) 2.5遥控器部分 (11) 3.系统的软件设计 (12) 3.1系统程序框图 (12) 3.2系统主程序设计 (13) 3.3采样子程序设计 (15) 3.4滤波程序设计 (16) 3.5遥控器程序设计 (17) 4.结语 (19) 参考文献 (20) 附录A (21)
摘要 这个智能台灯的主要设计思想来源于生活。台灯是一般家庭的生活必需品，但由于经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费本文给出了一种基于BISS0001和单片机89C51组成热释电红外传感器控制电路来制作一种智能台灯的设计方法。该方法的控制可以根据台灯旁边是否有人以及光线的强弱来自行控制台灯的关和开，从而使人们使用起来比较方便，而且能起到节能的效果。 基于单片机控制的智能节能台灯，社会在不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展，家用电器也越来越偏向智能化，已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能电饭锅，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，功能上更强，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更节省电能，提高了家用电器的品质。 关键词：智能；省电；方便；保护视力 Abstract The system of the main idea is derived from life. the lamp is the average family necessities of life, but often forgot to turn off the light of energy and enormous waste of this article gives a monolithic integrated circuits 89c51 biss0001 and based on the infrared sensors interpretation of the control circuit to make an intelligent lamp approach. The method of control on the desk next to whether a man and the light of their console to the door and opened, people use more convenient and forms of energy conservation. Revivification control of a lamp energy, the progress, human being, the market has changed, higher technology applications in the product development of new trends and prospects, intellectualized technology in the electronics field of application of far-reaching significance. with the rapid development of electronic products, a combination of household "monolithic integrated circuits, and household functions stronger and more convenient usage and more higher reliability and security, the most important thing is more economical electricity and to improve the quality of the household. Keywords: intelligent;electricity; and preserve your eyesight
目录 内容摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1引言 (1) 2 系统的总体方案 (3) 2.1系统框图 (3) 2.2系统的组成 (6) 3 硬件设计 (16) 3.1远端模块设计 (16) 3.2本地模拟分机部分的设计 (17) 3.3智能显示和温度部分的电路设计 (18) 4 软件设计 (21) 4.1 软件说明 (21) 4.2 软件流程图 (22) 5 系统调试 (25) 5.1 硬件调试 (25) 5.2 软件调试 (27) 5.3 软硬件联调 (28) 结束语 (30) 附录一 .................................................................错误！未定义书签。参考文献: .. (31) 致谢 (33)
内容摘要：设计了一个模拟智能家居系统，该系统以STC单片机作为控制核心，利用双音多频信号作为远距离的通信信号，利用串口进行模块内部的通信。文章详细介绍了系统的组成、工作原理及其软硬件设计。 关键词: 智能家居；DTMF；STC89C52RC；模拟电话 Abstract: The paper designs a system which simulates the intelligent home system. The system takes STC MCU as the control core, uses the DTMF signals as the long-distance communication signals, and serial communication as the communication method between the internal modules. This paper introduces the composition, working principle and the design of hardware and software. Key words: Intelligent home system, DTMF, STC89C52RC, Analogue telephone
简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。
摘要 在仓库设置火灾自动报警及灭火系统，这样在火灾初期可得到报警信号并能采取措施，从而防止火灾蔓延将火灾损失降到最小。本文重点讲述了火灾自动报警控制系统的设计概况，系统的构成等方面做了介绍，根据控制要求，对控制系统的分析给出I/O列表、控制梯形图以及程序的调试，并给出了调试过程和控制系统逻辑控制部分的方法。 关键词：火灾PLC 自动报警灭火系统
Abstract In the warehouse set up automatic fire alarm and fire extinguishing system, which can receive the alarm signals and can take measures in the initial stage of a fire,in order to prevent the spread of fire the fire damage to minimun. This paper focuses on the design of fire automatic alarm control system,system structure are introduced,according to the control requirements,debugging and analysis of control systems to I/O list,control of ladder diagram and the program,and presents the debug method of logic control part of the process and control system.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 KEY WORD:The fire PLC Automatic fire alarm and fire fighting system
单片机设计智能避障小车 摘要 利用红外对管检测黑线与障碍物，并以STC89C51单片机为控制芯片控制电动小汽车的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱动由L298N 驱动电路完成，速度由单片机输出的PWM波控制。本文首先介绍了智能车的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，及完整的C语言程序。 关键词：智能小车；51单片机；L298N；红外避障；寻迹行驶 abstract Using infrared detection black and obstacles to the line and STC89C51 microcontroller as the control chip to control the speed of the electric car and steering, so as to realize the function of automatic tracking and obstacle avoidance. Which the car driven by the L298N driver circuit is completed, the speed of the microcontroller output PWM wave control. This article first introduces the development of the intelligent car prospect, then introduces the design idea, the subject selection of each module circuit and working principle of the circuit, the design process of the subject is summarized and prospect with each module circuit principle diagram, and the real figure design, and complete C language program. Key words: smart car; 51 MCU; L298N; infrared obstacle avoidance; track driving
摘要 LED台灯作为LED绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品。随着时代发展，节能环保、健康与人们的日常生活变得密不可分，科技的进步，也使家电更加智能化和人性化。台灯作为家电中基础的，也是必不可少的，所以，提出PWM调光灯设计。 该设计是以STC89C51RC单片机为控制核心的集多种功能于一体的智能LED台灯。该台灯实现了光亮度具有手动、自动两种调节方式；具有呼吸模式功能，还具有红外遥控功能。硬件设计部分分为单片机控制模块、按键模块、照明模块、光敏模块、LED指示模块、遥控模块等多个部分。单片机主控制芯片选用STC89C51RC，LED指示模块选用三种不同颜色的小LED来指示不同的工作模式，通过按键模块来调整工作模式和LED的亮度，照明模块选用12草帽型白光LED，光敏模块选用ADC0809芯片实现对光敏信号的采集，并利用PWM 调光技术对LED进行光度的自动调节。可以通过红外遥控远距离无线遥控，通过单片机C语言编程进行软件设计，综合实现了全部控制功能。 关键词 LED台灯光度PWM调光自动调节
Abstract LED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design. The design is based on STC89C51RC SCM as control core and multi functions in one of the intelligent LED lamp. The table lamp realizes the brightness with manual, automatic two types of regulation;respiratory mode function, but also has the function of infrared remote control. The design of the hardware part consists of MCU control module, keyboard module, lighting module, photosensitive module,LED module, remote control module instruction. The MCU main control chip STC89C51RC, LED indicating module with three kinds ofdifferent colors of small LED to indicate different working modes,brightness through the key module to adjust the working mode and the LED lighting module, using 12 straw hat type white LED,photosensitive module uses ADC0809 chip implementation of a signal acquisition, automatic regulation and luminosity of LED using PWM dimming technology. Through the infrared remote control, wireless remote control, software design of the MCU C language programming,integrated control functions are realized by. Key word LED lamp dimming automatically adjust luminosity of PWM
基于单片机的智能家居控制系统 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用STC89C52单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web界面等在内的多个控制源来控制家用电器。本文的二至四章描述了整个设计的软、硬件部分的具体实现，第五章是根据设计好的功能搭建了一个具体的环境实例。 智能家居控制系统功能分析 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。 总体设计
2.1 整体介绍 本次设计以STC89C52芯片为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以Web 控制为辅助，来制作一个物联网空调监控系统。在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控器与Web 网页远程控制，来控制空调机组（如风机，加湿器，风阀等），实现了远距离，多角度对空调机组进行实时控制。此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制，如自动开关风机，智能调节冷冻水量，自动调节风阀开度等。并能够实现故障诊断，提供报警，数据实时数据与历史数据查询并Excel 表输出。 2.2系统设计方案 根据设计要求，系统提供了包括了核心控制模块，Web 服务器，Web HTML 模块，数据采集模块，继电器模块，按键模块，报警模块，等等。系统的整体框图如图1所示。 系统整体框图 网页 服务器（串口核心控制设备（以 STC8052为数据库设备状态传感器 （温度，LCD 显示 模式，温 度，湿度 继电风 水阀开 新风开 加湿 回风开用户输入 用户控制 环境信按
智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富 【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;
第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学?从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目 一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪 表性能产生了质的飞跃.，品种繁多?目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2