红外声控报警系统的设计和实现通信技术专业

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1、 摘要 这个红外声控报警系统是由中央控制器、红外传感器、声控传感器、报警器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C52,红外传感部分采用红外发射接收一体化的光电传感器TCRT5000，声控传感部分采用驻极体话筒，扬声器和发光二极管作为报警设备。单片机通过红外传感部分和声控传感部分的传来的信号的变化来判断是否有外来者，如有则通过扬声器或者发给二极管来报警；红外传感器是通过发射管发射红外线到接收管，两个元件之间通过红外线进行连接，当有物体挡在中间时，便把电平的变化传给单片机；同理，声控传感器是把声音信号转换为电信号然后传送给单片机；键盘是用来设置报警触发的条件。 关键词：单片机

2、 ； 汇编语言 ；红外传感器 ；声控传感器 ；AT89C52 Abstract The infrared voice alarm system is composed of a central controller, infrared sensors, voice-activated sensors, alarm devices and keyboard parts. Controller using microcontroller AT89C52, infrar

3、ed sensing part of the integration of infrared transmitting and receiving electro-optical sensors TCRT5000, voice-activated sensor part of the use of electret microphone, speakers and light-emitting diodes as the alarm equipment. Microcontroller through the infrared sensor part and the voice-activat

4、ed sensor part of the coming changes in the signal to determine whether there are outsiders, if sent through the speakers or the diode to the police; infrared sensors, infrared emission through the launch tube to the receiving tube, two between elements of a connecting via infrared, when there are o

5、bjects stand in the middle, they then pass on the changes in level microcontroller; Similarly, voice-activated sensor is converted into electrical signals into acoustic signals and then transmitted to the microcontroller; keyboard is used to set the alarm trigger conditions. Keywords:microcontro

6、ller; assembly language;infrared sensor; voice-activated sensor; AT89C52 目录 摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 设计任务 2 2方案论证与比较 2 2 系统硬件电路设计 3 2.1复位电路 3 2.2晶振电路 3 2.3液晶显示电路设计 4 1 基本操作时序： 5 2 状态字说明 5 3 RAM地址映射图 6 4 指令说明 6 5 初始化过程（复位过程） 7 2.4 温

7、度传感器设计 9 1 DS18B20功能结构 9 2 DS18B20内部结构 11 2.5 存储电路 14 2.6 时钟模块的设计 16 1 引脚功能及结构 16 2 DS1302的控制字节 17 3数据输入输出(I/O) 17 4 DS1302的寄存器 18 5 DS1302实时显示时间的软硬件 18 6 DS1302的应用举例 19 7 结论 26 2.7 键盘接口的设计 26 3 系统原理图： 27 4 软件系统的设计 27 4.1 主程序 27 4.2 时间显示程序 28 4.3 时间调整程序设计 28 4.4 读取温度子程序 29 4.5 温度转

8、换命令子程序 29 4.6 计算温度子程序 30 4.7 显示数据刷新子程序 31 4.8 温度数据的计算处理方法 31 4.9 温度值存储子程序 33 4.10查询子程序 33 5 测试方法与实验数据 34 5.1 测试仪器 34 5.2 硬件调试 34 5.3 软件调试 34 6 测试结果分析 34 7 设计总结： 35 参考文献 36 致 谢 37 附 录： 38 41 引 言 随着社会的快速发展，人们的生活水平也越来越高，因此如何保护人

9、们的生命财产安全也成为了每个人关注的问题，因此，国内外防盗器的发展趋势将会不断发展。随之而来的是各种各样的防盗设备应运而生总体来说死有线的、无线的。从应用领域来进行分类，可以分为家居、汽车和便携防盗器。 红外防盗器是各种防盗设备中应用最广泛的设备之一，应用简单、方便，但是，外界干扰也比较大。单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。因此，采用单片机来控制红外线元件来来达到报警功能，可靠性将大大提高，而且也可以通过编程实现防盗报警的多样性，同时，在红外防盗系统中加入声控防盗模块也可以进一步提高防盗的可靠性。

10、 1 设计任务 设计制作一个红外声控模块电路，具有当有人通过时实现报警，并通过发光二极管和扬声器来报警。 1.1 基本部分 ① 当红外声控模块处于待机时，发光二极管和扬声器不发光也没有声响。 ② 键盘可设置防盗模块的开始工作和结束的时间，也可手动直接开启和结束其工作。 ③ 合理布局安装防盗设备，减少红外、声控设备误报警的发生。 1.2 发挥部分 ① 可再加上一块单片机控制模块，实现两个单片机控制模块的通信，这样可把一个安置在家里，实现远程控制，可使防盗器的

11、使用更方便，更人性化。 方案论证与比较 2.1 主控制器选择 按照系统的设计功能要求，本系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来配合按键控制，来控制红外、声控模块及显示、扬声器。 对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小，这里我们用AT89S52，它有8K字节在系统可编程Flash存储器,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。 2.2 计时控制方案 方案1：使用专用时钟芯片 使用微控制器控制专用时钟芯片实现计时控制

12、，这种方案有着计时精度高、控制简单的优点，而且更易于实现日期/时间显示、定时烹调等计时扩展功能。 方案2：采用MCU内部定时器。 AT89S52内部含有3个定时器，可以利用一个定时器与程序计数器相结合的方式，在系统晶振的驱动下，产生标准时钟频率。 由于方案2具有较好的灵活性、较少的电路器件和较高的性价比，而且通过精确的软件补偿使精度完全可以满足控制需要，所以选择该方案完成设计。 2.3 红外元件选择 方案1：使用发射接收一体化元件 这是一个把接收与发射做在一起的元件如TCRT5000，使用时不用考虑接收端与发射端是否对齐，因此使用这种元件，会使电路变的更方便。 方

13、案2：使用独立的发射、接收红外元件 这是两个元件，一个是接收的，一个是发射的，在使用安装这种元件时，要把接收端与发射端的对齐才能使用，这样会带来给多的不便。 由于方案1使用起来会更方便，所以选择该方案来完成设计。 2.4 键盘电路方案 方案1：独立式键盘电路 独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立地与一根数据输入线（即单片机并行口或其他接口芯片的并行口相连）。在按键较多的情况下由于其占用的I/O口线多而不采用独立式键盘电路。 方案2：矩阵式键盘电路 矩阵式键盘采用行列式结构，按键设置在行列的交点上，当口线数量为8时，可以将4根口线定义为行线，另4根口线定义为列线，形

14、成4×4键盘，可以配置16个按键。 由于设计中采用数个键盘，故采用方案2。 系统总体电路设计及IC资料 1.3 系统总体电路设计 AT89S52 单片机 声控模块 LED显示 扬声器 红外模块 键盘电路 系统由声控模块、红外模块、单片机控制模块、扬声器和LED模块及键盘显示电路组成。 用户可以通过键盘设置报警的条件，如启动时间和结束时间，然后通过采集红外、声控的信号，然后通过led灯和扬声器来报警。 3.2 IC资料介绍 3

15、.2.1单片机AT89S52 （1）主要性能： ① 与MCS-51单片机产品兼容 ② 8K字节在系统可编程Flash存储器 ③ 1000次擦写周期 ④ 全静态操作：0Hz~33Hz ⑤ 三级加密程序存储器 ⑥ 32个可编程I/O口线 ⑦ 三个16位定时器/计数器 ⑧ 八个中断源 ⑨ 全双工UART串行通道 ⑩ 低功耗空闲和掉电模式 ⑪ 掉电后中断可唤醒 ⑫ 看门狗定时器 ⑬ 双数据指针 ⑭ 掉电标识符 （2）功能特性描述： AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K在系统可编程 Fl

16、ash存储器。使用 Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业 80C51产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的 8位 CPU和在系统可编程Flash,使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash, 256字节RAM, 32位 I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针,三个 16位 定时器/计数器,一个6向量 2级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至 0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电

17、模式。空闲模式下,CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下,RAM内容被保存，振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 （3）引脚图 AT89S52单片机有40个引脚，引脚图如图3.1所示 图3.1 AT89S52引脚图 ① VCC：电源 ② GND：地 ③ P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1”时引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下, P0具有内部上拉电阻。在 fl

18、ash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 ④ P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个 TTL逻辑电平。对 P1端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表3.1所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号 第二功能 P1.0

19、T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出 P1.1 T2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制) P1.5 MOSI(在系统编程用) P1.6 MISO(在系统编程用) P1.7 SCK(在系统编程用) 表3.1 P1口引脚的第二功能 ⑤ P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向 I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对 P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(

20、例如执行MOVX @DPTR) 时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI)访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 ⑥ P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向I/O口，p2输出缓冲器能驱动 4个TTL逻辑电平。对 P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表3.2所示。在flas

21、h编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 引脚号 第二功能 P3.0 RXD(串行输入) P3.1 TXD(串行输出) P3.2 INT0(外部中断 0) P3.3 INT1(外部中断 1) P3.4 T0(定时器0外部输入) P3.5 T1(定时器1外部输入) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器写选通) 表3.2 P3口引脚的第二功能 ⑦ RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门 狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUX

22、R(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。 ⑧ ALE/PROG:地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚(PROG)也用作编程输入脉冲。在一般情况下,ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要通过将地址为8EH的SFR的第 0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置 “1”, ALE仅在执行 MOVX或MOVC指令时有效。否则,ALE将被微弱拉高。这个 ALE使能标志位(地址为8

23、EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 ⑨ 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 AT89S52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。 ⑩ EA/VPP：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H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。在flash编程期间,EA也接收12伏VPP电压。 ⑪ XTAL1：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 ⑫ XTAL2：振荡器反相放大

24、器的输出端。 （4）存储器结构 MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以 64K寻址。 程序存储器：如果EA引脚接地,程序读取只从外部存储器开始。 对于 89S52,如果 EA接 VCC,程序读写先从内部存储器(地址为 0000H~1FFFH)开 始,接着从外部寻址,寻址地址为:2000H~FFFFH。 数据存储器：AT89S52有 256字节片内数据存储器。高 128字节与特殊功能寄存器重 叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分开的。 当一条指令访问高于 7FH的地址时，寻址方式决定 CPU访问高 128字节

25、 RAM还是特 殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR)。 例如,下面的直接寻址指令访问0A0H(P2口)存储单元： MOV 0A0H , #data 使用间接寻址方式访问高 128字节 RAM。例如,下面的间接寻址方式中，R0内容为 0A0H,访问的是地址0A0H的寄存器，而不是P2口(它的地址也是0A0H)。 MOV @R0 , #data 堆栈操作也是简介寻址方式。因此,高128字节数据RAM也可用于堆栈空间。 （5）中断 AT89S52有6个中断源：两个外部中断(INT0和INT1),三个定时中断(定时器0、1

26、、2)和一个串行中断。 图3.2 中断允许控制寄存器 每个中断源都可以通过置位或清除特殊寄存器 IE中的相关中断允许控制位分别使得中断源有效或无效。IE还包括一个中断允许总控制位EA,它能一次禁止所有中断。如图3.2所示,IE.6位是不可用的。对于AT89S52, IE.5位也是不能用的。用户软件不应给这些位写1。它们为AT89系列新产品预留。定时器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或逻辑触发。程序进入中断服务后， 这些标志位都可以由硬件清0。实际上,中断服务程序必须判定是否是TF2或 EXF2激活中断，标志位也必须由软件清0。定时器0和定时器 1标志位TF0和 TF1

27、在计数溢出的那个周期的S5P2被置位。它们的值一直到下一个周期被电路捕捉下来。然而,定时器2的标志位 TF2在计数溢出的那个周期的S2P2被置位，在同一个周期被电路捕捉下来。 3.2.2 红外元器件 光感测器是利用光敏元件将光讯号转换为电讯号的感测器。现在常用光敏元件的感应波长在可见光波长附近，如红外线波长和紫外线波长。光感测器不只是应用于光的测量，更常用于作为探测元件，组成其它类型的感测器，对飞飞电量（如温度）进行检测，只要将这些非电量转换为光讯号的变化，便可实现对非电量的检测。目前典型的光感测器有红外感测器、紫外线感测器色彩感测器、CCD图像感测器等，但具体每种光感测器采用

28、的光敏元件和工作原理是有一定的差别。 红外线感测器采用热电型红外线光敏元件和量子型红外线光敏元件来制作。我们常用来作防盗报警、来客告知和非接触开关等。红外线领域的热释电感测器就是采用热电型红外线光敏元件来制作。还有一种有两个管即发射管和接收管的红外感应器，这两个管的外型像发光二极管，红外接收管的反向暗阻，一般都在几十兆以上，而在有红外照射的情况下，电阻会降至200k至500k左右（由光照强度和管子的特性决定）。 　　常用的红外系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便

29、发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。 　　接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。 由于红外发光二极管

30、的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路 接收管 PT334性能指标： 有效波长范围：840-1200； 导电电流：2.0mA-20mA； 饱和特性：Vce(sat）<0.4V 上升/下降时间：15us 红外线发射管 IR333-A 电压：1.2-1.5V 3.2.3 驻极体话筒 1.驻极体话筒具有体积小，频率范围宽，高保真和成本低的特点，目前，已在通 讯设备，家用电器等电子产品中广泛应用。话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相

31、对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q =CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。 驻极体话筒的工作原理图： 2.由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。通常用一个专用

32、的场效应管和一个二极管复合组成阻抗变换器 3.驻极体话筒的特性参数 工作电压：1.5-12v 常用的有1.5v，3v，4.5v三种 工作电流：0.1mA-1mA之间 输出阻抗一般小于2K(欧姆) 灵敏度 单位：伏/帕，国产的分为4档，红点（灵敏度最高）黄点，蓝点，白点（灵敏度最低） 频率响应 一般较为平坦 指向性 全向 等效噪声级 小于35分贝 3.2.4 蜂鸣器   蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，它广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型 电磁式蜂鸣器由振荡器

33、、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.5~15V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 此次设计用到的蜂鸣器是电磁式蜂鸣器 4.系统电路设计 4.1报警电路模块 4.1.1 发光二极管模块 系统采用一个发光二极管来

34、作为报警系统，如图4.1所示，当p1.4=1时，二极管获得一个高电平，又因二极管另一端接地，所以二极管被点亮。 图 4.1 显示电路 4.1.2蜂鸣器模块 系统采用一个蜂鸣器来作为报警系统，  蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。S52增强型单片机实验板通过一个三极管2N3906来放大驱动蜂鸣器.。蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射

35、极E，三极管的基级B经过限流电阻R7后由单片机的P1.3引脚控制，当P1.3输出高电平时，三极管Q1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P1.3输出低电平时，三极管Q1导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P1.3脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。 图4.1.2 蜂鸣器模块 4.2红外报警模块 本次采用PT334、IR333红外传感元件，来判断元件之间光线是否有断开的采集并转换成电平信号，直接输出数字量，可以直接和单片机进行通讯，然后单片机根据这个信号做出报警反应，如图4.3所示

36、 图 4.2 红外模块 4.2.1 红外模块功能的实现 电路见上图，电源为电路提供5V的电压。UA741的正向输入端的led既是工作指示又有一定的稳压作用。反向输入端有由红外接收管VD2和R2构成分压器。红外接收管的反向暗阻，一般都在几十兆以上，而在有红外照射的情况下，电阻会降至200k至500k左右（由光照强度和管子的特性决定）。在VD2受到VD1的红外光照时，电阻较小，R2上的分压大于2V，UA741输出低电平，当人走到VD1和VD2之间，挡住红外光线的时候，VD2电阻急剧上升，R2两端分压小于2V，UA741输出高电平。

37、 4.3 声控模块 本次采用声控元件驻极体话筒也叫咪咪头作为声控传感器，来实现对声音的采集和转换，直接输出数字量，可以直接把数据传给单片机，与单片机进行通讯，大大简化了电路的复杂度。 图 4.3 4.4 键盘电路模块 本系统采用行列式矩阵键盘如图4.4所示。键盘的列线一端经电阻接+5V电源，另一端接单片机的输入口，各行线接输出口，另一端悬空。为判断有没有键被按下，可先经输出口向所有列线输出低电平，然后再经输入口输入各行线状态。若各列线状态皆为低电平，则表明没有键按下；若各列线状态中有低电平出现，则表明有键按下

38、 图 4.4 在扫描键盘过程中应该注意一下问题： （1）当操作者按下或松开按键时，按键会产生机械抖动。这种抖动经常发生在按下或松开的瞬间，一般持续几到十几毫秒，抖动时间随按键的结构不同而不同，在扫描键盘键盘过程中，必须想办法消除按键抖动，否则会引起错误。 消除按键抖动可以用硬件电路来实现，例如，用R-S触发器来锁定按键的状态，以消除抖动的影响。也可以利用现成的专用消抖电路，如MC14490就是六路消抖电路。较为简单的方法是用软件延时方法来消除按键的抖动，也就是说一旦发现有键按下，就延时20ms以后再检测按键的状态。这样

39、就避开按键发生抖动的那一段时间，使CPU能可靠地读按键状态。在编制键盘扫描程序时，只要发现按键状态有变化，即无论是按下还是松开，程序都应当延时20ms以后在进行其他操作。 （2）在键盘扫描时，应防止按一次键而有多个对应键值输入的情况。这种情况的发生是由于扫描速度和键处理速度较快，当某一个按下的键还未松开时，键扫描程序和键处理程序已经执行多遍。这样由于程序执行和按键动作不同步而造成按一次键有多个键值输入的错误状态。为避免发生这种情况，必须保证一次键，CPU只对该键作一次处理。为此，在键扫描程序中不仅要检测是否有按键按下，在有按键按下的情况，做一次处理，而且在键处理完毕后，还应检测按下的键是否松

40、开，只有当按下的键松开以后，程序才往下执行。这样每按一个键，只作一个键处理，使两者达到同步，消除按一次按键有多次键值输入的错误情况。 开关编号对应的键值如表4.5所示 开关编号 键值 开关编号 键值 S1 0X11 S9 0X44 S2 0X12 S10 0X81 S3 0X14 S11 0X82 S4 0X21 S12 0X84 S5 0X22 S13 0X18 S6 0X24 S14 0X28 S7 0X41 S15 0X48 S8 0X42 S16 0X88

41、 图 4.5 系统软件设计 5.1 主程序流程图 总设计流程图如图5.1所示。本系统软件设计采用循环查询来处理红外与声控模块，一旦触发就通过中断来处理信息，并给出警报。 开始 初始化 键盘扫描子程序 否 扫描红外声控程序 是 红外或声控触发 数据处理子程序 发光二极管子程序 蜂鸣器子程序 是 键盘扫描子程序 延时程序 5.2 各个子程序流程图 5.2.1 红外线扫描子程序 开始 红外元件扫描 否 是 红外元件触发 发光二极管程序 蜂

42、鸣器程序 5.2.2 声控扫描子程序 开始 声控元件扫描 否 是 声控元件触发 发光二极管程序 蜂鸣器程序 5.2.3键盘处理子程序流程图 键盘扫描程序 是 否 开始（A）键 A 子程序 是 否 暂停（B）键 B子程序 是 设置（C）键 否 C子程序 是 复位（D）键 D 子程序 否 结束（E）键 是 E 子程序 5.2.3.1 键盘程序 A子程序 开始 否 扫描红外声控元件

43、 是 处理报警程序 B 子程序 开始 暂停扫描红外声控 C 子程序 输入设置值 启动中断 开始运行 扫描红外声控 D 子程序 复位单片机 重新启动 E 子程序 停止程序运行 6系统整机调试及主要技术指标测试 6.1系统使用说明书及整机调试 6.1.1 联机 ①在J2处加上电源并按下按键A键，系统就可以开始工作 6.1.2 主要技术指标出测试 ① 当启动系统时，没有按下A键（

44、开始）的话，系统没有工作，蜂鸣器和发光二极管也不工作 ② 具有5种按键功能，A键 开始，B键 暂停 ，C键 设置系统的运行时间，D键 复位， E键 停止。 ③ C键设置功能，按下C键后，可通过键盘上的1-9的九个数字进行设置启动的时间和结束的时间，时间到后，停止运行。 ④ 报警功能，当电路触发报警时，蜂鸣器会响，发光二极管发亮。 6.2 误差分析 从功能上分析，该系统的误差主要是红外与声控误报警的情况，这两个元件都是传感器，可能会因为其它声音或者物体如飞蛾经过而触发，造成误报警。 结 论 系统以AT89S52芯

45、片为核心部件，根据电子线路综合测试、数字电子技术以及单片机原理的知识，通过软件实现了红外声控报警的可编程智能定时控制，且各项功能基本达到了设计要求，例如实现了按键设置时间倒计时，蜂鸣器和发光二级管的报警，以及结束系统工作等基本要求。在系统的设计过程中，力求硬件线路简单，充分发挥软件编程方便灵活的特点，并最大限度挖掘单片机片内资源，来满足系统设计要求。因时间有限，该系统还有许多值得改进的地方。 参考文献 [1]《电子线路综合设计》[K]，谢自美,华中科技大学出版社, 2006。 [2]《51单片机 C语言应用程序设计》戴佳

46、 戴卫恒 编著电子工业出版社,2006。 [3]《模拟电子技术基本教程》华成英主编,清华大学出版社,2007。 [4]《PROTEUS入门实用教程》[K]，周润景等编著，机械工业出版社,2007。 [5]《单片机控制工程实践技术》[K]，付家才编，化学工业出版社,2004。 [6]《单片机原理与应用》[K]，张桂红，姚建永著，福建科学技术出版社,2007。 [7]《51系列单片机开发宝典》[K]，赵建领著，电子工业出版社,2007。 [8]《单片机原理及应用》[K]，李全利、仲伟峰、徐军，清华大学出版社 [9] 《Protel DXP 电路原理图与PCB设计》[K]，郝文化、黄炜

47、，机械工业出版社,2006 [10] 致 谢 毕业设计从今年2009年11月开题以来，到目前为止已经有快2个月的时间了，在这2个月的毕业设计中，我学到了很多东西，明白了很多道理，也有许多发自内心感受。在整个设计过程当中，有许多人给了我启发和帮助，在毕业论文完成之际，我要在此表达对他们最诚挚的感谢。 首先要感谢赵研老师一个学期以来的精心指导，正是在赵老师的严格要求下使得毕业设计能如期完成，在此对赵老师付出的辛勤劳动表示诚挚感谢。其次要感谢06级电子工程系（2）班同学的细心帮助和指导，才使得我的毕业设计完成的如此完善。 在即将毕业的时刻，要感谢母校仰恩大学四年的培养，感谢张立民、陈鸿、王巧兰老师四年来在学习上给予的帮助；感谢电子工程系所有老师四年以来为06级付出的一切。 还要深深感谢06级电子2班所有同学四年以来在学习、生活上的支持和帮助，感谢陪伴我四年的同窗好友，祝他们今后生活如意，事业有成。 最后，衷心的感谢各评委和教授对本论文的评阅和指导。 附录1：系统硬件原理图