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1、毕业设计（论文）报告题 目 多功能报警器的设计 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2013年 4月多功能报警器的设计摘要：随着生活水平的不断提高，人们的安全防范意识也在不断的增强，各种智能防盗报警器应运而生，并不断地向各个领域深入，报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、电话提醒等形式来警示或提醒我们应当采取某种行动的电子产品。随着科技的进步，家居安防中的机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，如防盗报警器、防火报警器、煤气天然气泄露报警器等。并且电子报警器在安全智能家居监控报警系统起越来越重要的作用。如家庭、公共地点、企事业单位，公司等。本设计采用智能
2、芯片AT89C51单片机为主控器件，对报警信息进行查询处理，控制报警信息的采集和报警信息的发送显示。当按下其中的任一开关时就产生报警信息，报警信息由4021芯片处理后送入单机片内，经过单机片处理后，将报警信息送入两位数码显示器显示报警点位置，同时触发报警音响，达到报警。关键词：AT89C51单片机、报警器、4021芯片Multi-function alarm designAbstract:With the continuous improvement of living standards, peoples safety awareness and a growing, all kinds o
3、f intelligence and alarm system emerged, and continuously deeply to various fields, Alarm is a kind of to prevent or prevent some event happens the consequences, in the form of sound, phone call etc to alert or reminds us that we should take some action of electronic products. With the progress of s
4、cience and technology, mechanical alarm in the home security is increasingly advanced electronic alarm, burglar alarm, fire alarm, gas, gas leak alarm and etc. And electronic alarm in the security intelligent household monitoring alarm system more and more important role.such as family, public place
5、s, enterprises, company, etc. This design USES the intelligent chip AT89C51 as the controller device to alarm information, control alarm, query processing information collection and alarm information delivery display. When press one of the either switch produce alarm information, alarm information b
6、y single chip 4021 pieces (after through into the single slice processing, will alarm information into two digital display, and emergency alarm triggered alarm sound position, to call the police.Keywords: AT89C51 alarm 4021 chip目录前言1第一章 概述21.1 多功能报警器的发展历程21.2 设计的目的及意义2第二章 多功能报警器的设计原理32.1 多功能报警器设计原理3
7、2.2 影响设计方案的因素分析32.2.1 分析一32.2.2 分析二32.2.3 分析三4第三章 单片机的选择及硬件电路的分析53.1 单片机的应用及选择53.2.2 4021B芯片介绍83.3电路组成及工作原理83.3.1 硬件原理图及说明83.4 LED数码显示器的结构103.5 主要电路的设计123.5.1整流电路123.5.2 报警电路13第四章 系统的软件设计144.1 软件程序设计要求144.2 软件设计分析144.2.1 I2C串行接口总线技术144.2.2 HD7279串行接口154.3主程序模块164.4中断服务程序设计174.4.1 实时时钟定时器中断服务程序设计184.
8、5子程序模块184.5.1 键盘扫描子程序设计184.5.2显示处理子程序设计194.5.3 通用的I2C通讯子程序20第五章 设计总结22致谢23参考文献24前言随着社会和经济的不断发展，人民的生活水平在不断上升，物质财富不断增长，人们为了维护个人或集体的利益不受损失，营造一个更好的发展环境，安全意识也在不断地增强，现代化建设已经向社会的各个方面深入，各种复杂的环境对安全提出了新的挑战，当然，蓬勃发展的现代化趋势也给安全防盗的发展提供了难得的机遇，胆识挑战和机遇同在。挑战来自于服务对象，也来自于对手，服务对象来自于社会各个领域。带有各自的环境特点，对象有不同的特点，这就要求产品要有大的灵活性
9、，适应复杂的环境，再有就是价格不能高，要尽量的低廉，低的投入却是要求高的产出，为生产者提供了一个大大的难题。近几年，多功能安全防盗体系在不断地摸索中一步步走来，从而使安全防盗体系也日趋完善，但是要给用户提供更完美低廉的防盗产品，追求更大效益，占有更大的同类市场，生产商仍然在不断努力，一款款新的防盗产品在不断地被推出，竞争是残酷的，只有依赖现代化的先进电子技术，预见到未来市场的发展趋势，充分的开拓市场才能在这个弱肉强食的社会占有一席之地，在诸多因素中，性能和价格占的地位可谓重大，本设计在依赖与其他同类产品的基础上，进一步增强了系统的功能，降低了成本，相信可以与先进的防盗系统媲美，值得一提的是它便
10、于堵漏扩展，具有很大的灵活性，突出其多功能特性。 第一章 概述1.1 多功能报警器的发展历程防盗报警产品是最早进入中国市场应用的安防产品，因此防盗报警产品成为中国安防产品生产制造商最早涉足的领域。1985-1995年的诞生萌芽阶段。以福建泉州企业在模仿国外产品基础上，生产出中国自主研发的第一只红外探测器。在这个阶段，报警行业不仅垄断性强，而且发展缓慢，产品更新缓慢，主要代表企业有泉州时刻、科立信。1995-2002年模仿、快速发展阶段。报警产品逐渐开始流行，现在的很多有名的报警企业都在这个时期诞生。在房地产市场的拉动下，报警行业开始快速发展。在这一段，国内防盗报警企业已经能够生产出高质量的产品
11、，不过红外探测器和主机还是以国外产品为主，但也有中国企业研发生产自己的探测器和主机，主要代表企业有深圳慑力、豪恩。2002年到现在自主创新阶段。2002年以后，防盗报警行业继续快速发展。中国防盗报警企业生产的报警配件和红外探测器逐渐能够和国外产品的质量相媲美。这一阶段主要的代表企业有深圳豪恩、美安等。1.2 设计的目的及意义随着改革开放的深入，社会治安已成为人们极为关注的焦点，防盗意识也逐步深入人心，防盗报警器的可靠性理所当然地成为人们关心的问题。人们对居家、工作的概念已从最初满足简单的居住、办公上升至注重对住宅、办公大楼的人性化需求，其中安全性是首要目标。 本设计的目的在于设计出一个具有实用
12、价值的、性能较高的多路防盗报警器。该报警器具有误报率较低、安装和配置容易等特点。该防盗报警器适用于仓库、住宅、机关办公楼等地的防盗报警。在没有人在的情况下它可自动完成报警任务，防止盗窃的发生。自动报警器的设计在一定情况下解决了无人看护仓库、住宅等地物品的保护，使厂家的资产和个人的财产免受损失。本报警器在同一地点可监视多处的安全情况，一旦出现偷盗，将会报警。第二章 多功能报警器的设计原理2.1 多功能报警器设计原理根据原理图3-4所示，有16个开关按键模拟16个报警触发点，如果发现有警情，就会有开关信号(或多个信号)的产生，对应的4021口信号将会发生变化，当P3.6和P3.4输出读允许信号即4
13、021可将数据输入单片机的允许信号时，4021将16位的数据送入单片机，单片机将会通过内部的程序识别出是否是警情，如果是，则会找出对应的地址，调用该位的对应七段码，送到显示单元，并且报警，即为：单片机的P1口输出经单片机处理的七段码地址送入两位LED数码显示器，先由P3.0口控制显示高位，经过短时间的延时，再由P3.1口控制低位显示单元，实现两位动态显示，实现报警显示，报警音响在查找报警地址时已将报警音响触发，如发现多处报警，则会循环显示报警位，一旦出现警情，并且报警，报警将持续工作，直到警情已被处理即人为将报警系统复位，这就是该设计的报警系统的基本原理和系统工作的过程。本设计采用低电平作为报
14、警信号，单机片扫描到报警信号，一个扫描周期结束后，关闭4021然后单机片对报警信号做进一步分析，为查找报警点和报警。2.2 影响设计方案的因素分析多功能防盗报警器可以有很多种的设计方法，可以通过模电，电路进行搭建，数电，也可以由可编程控制器作为主控制，还可以用单机片作为主控制器件。不同的设计有着各自的优缺点，具体分析如下： 2.2.1 分析一用可编程控制器作为主控单元的报警器，此类设计过程大部分为程序软件部分的设计，但是此类设计依靠大量的硬件支持，如继电器、触发器、定时器等。这些器件在实际工作过程中，往往达不到理论上的特性。在价格上一个普通的可编程控制器的主机在千元以上，其他的器件也比较昂贵，
15、所以这样设计的报警器几乎没有。 2.2.2 分析二由数电、模电等搭建出的报警电路，这些硬件搭建起的电路本身的可靠性就很低，很容易出现报警疏漏或错误报警等现象，电路的本身就较复杂，此类设计没有模电搭建的电路或可编程控制器作为主控单元的报警器具有的灵活性，同时可靠性也降低，成本很高，难以维护，因此在现实生活中，几乎没有这类产品。应用此类设计一般都是进行简单的控制，或者是用来实现简单的功能。主要是用此类设计方法设计出的系统，难以扩展，灵活性很低，所以，本设计不采用此类方法。 2.2.3 分析三由单片机作为主控器件的报警器设计，具有结构简单、方便进行扩展、并能体现出多功能的特性。符合本论文的要求、它具
16、有可靠性高、成本低廉，功能强大等特点，在电子智能系统开发中得到广泛应用，并发挥出了重要的作用，本设计的要求只有通过单片机的控制才能达到预期的设计目标。相比其他的设计方案，该方案更是表现出了优良的特性，所以本设计基于AT89C51芯片使用广泛，使用具有代表性的单片机进行设计。第三章 单片机的选择及硬件电路的分析3.1 单片机的应用及选择8051是MCS-51系列单片机中的代表产品，它内部集成了功能强大的处理器，包括硬件乘除法器、21个专用控制寄存器、4KB的程序存储器、128字节的数据存储器、4组8位的并行口、两个16位的可编程定时计数器、一个全双工的串行口以及布尔处理器。MCS-51具有比较大
17、的寻址空间，地址线宽达16条，即外部数据存储器和程序存储器的寻址范围达216=64KB，这作为单片机控制来说已是比较大的，这同时具备了I/O口的访问能力。此外，MCS-51采用模块化结构，可方便的增删一个模块就可使引脚和指令兼容得到提高，这给应用提供了极大的便利。MCS-51的指令系统近乎完善，指令系统中包含了全面的数据传送指令、完善的算数和逻辑运算指令、方便的逻辑操作和控制指令，对于编程来说，是相当灵活和方便的。MCS-51单片机的工作频率为212MHZ，当振荡频率为12MHZ时，一个机器周期为1us，这个速度应该说是比较快的。8051中集成了完善的各种中断源，用户可以十分方便的控制和使用其
18、功能。使得它的应用范围加大，可以说它可以满足绝大部分的应用场合。MCS-51把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大偏短、可靠性更高、运行速度更快。由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达最优化，抗干扰能力强，工作亦稳定。因此，在工业测控系统中，使用单片机是最理想的选择。单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。MCS-51的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，介绍其他功能特性书籍和开发软件随处可取，只需配合一台PC(对电脑配置基本上无要求) ，一台仿真编程器即可实现产品开发。在众多的单片机中，MCS-51的环境资源是最丰富的，这给MC
19、S-51用户带来极大地便利。所以，本设计采用AT89C51芯片。3.2 芯片简介3.2.1 AT98C51芯片介绍(1) AT89C51性能简介AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM) 的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATLEM高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATLEM的AT89C51是一种高效控制器，为很多嵌入式控制系统提供一个灵活性高且价廉的的方案。(2) 主要特性1) 8031CPU与MCS-51兼容2)4K字节可编程FLASH
20、存储器(寿命100写/擦循环)3)全静态工作：0HZ24KHZ4)三级程序存储器程序锁定5)1288位内部RAM6)32条可编程I/O线7)两个16位定时器/计数器8)6个中断源9)可编程串行通道10)低功耗的闲置和掉电模式11)片内振荡器和时钟电路(3)管脚说明MCS-51系列单片机芯片均为40个引脚，HMOS工艺制造的芯片采用双列直插(DIP)方式封装，其引脚示意及功能分类如图3-1所示：图3-1 MCS-51单片机芯片MCS-51系列单片机的40个引脚中有2个专用于主电源的引脚，2个外接晶体的引脚，4个控制或与其他电源复用的引脚，以及32条输入输出I/O引脚。MCS-51系列单片机的引脚
21、作用可归纳为以下两点：(1)单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚都具有第2功能(2)但评级对外呈3总线形式，有P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用作为数据总线；由ALE、PSEN/、EA/与P3口中的INT0/、INT1/、T0、T1、WR/、RD/共10个引脚组成控制总线。(3)时钟电路与工作时序XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器，石晶震荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接，由于输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。AT89C5
22、1的晶振率6MHZ(4)复位方式与电路复位就是通过某种方式，使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作。AT89C51单片机在时钟电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平就可以复位操作。复位分为上电自动复位和手动复位两种方式。本系统采用上电复位方式。在上电瞬间RST端与VCC电位相同，随着电容上电压的逐渐上升，RST端电位逐渐下降，上电复位所需要的最短时间是振荡器简历时间加2个机器周期。 3.2.2 4021B芯片介绍4021B引脚排列及主要引脚的说明：图3-2 4021B芯片引脚排列图P/S串行并行控制-9脚 电源-16脚SI 串行输入-11脚 接地-8脚Q8 串行输入-3脚
23、CL时钟-10脚并行输入-PI1- PI8脚4021B八位移位寄存器(异步并入) 单机片扫描到报警信号，一个扫描周期结束后关闭4021然后单机片对报警信号做进一步分析，即查找报警点和报警，具体扫描过程为P3.6和P3.4输出读允许信号即4021可将数据输入单片机的允许信号，4021将16位的数据逐位送入单片机，单片机通过内部程序识别是否为警情，若是，则找出对应位的地址，调用该位的对应七段码，送到显示单元，并且报警。3.3电路组成及工作原理 3.3.1 硬件原理图及说明本设计的原理图3-3如下，设计采用AT89C51单片机作为主控器件，两片4021芯片进行数据的采集和输入，两位LED数码显示器，
24、显示报警点的信息，直流蜂鸣作为报警音响，设计中的报警触发点，由原理图中的16个开关代替。当发现有警情出现时，I/O原来的高电平将转变为低时，单片机通过P3.6和P3.4控制4021进行读操作，将警情信息送入单片机内处理，找出检测点，然后将报警点的信息通过P1口送到显示单元，同时将P3.7置低，报警音响的电路开始工作。3.3.2框图及原理图图3-3 报警电路框图 图3-4 多功能报警电路原理图3.4 LED数码显示器的结构LED数码显示器是一种由LED发光二极管组合显示字符的显示器件。它使用了8个LED发光二极管，其中7个用于显示字符，1个用于显示小数点，故通常称之为7段发光二极管数码显示器。其
25、内部结构如图所示： 图3-5 LED数码显示器图 LED数码显示器共有两种连法：(1) 共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成共阳极，使用共阳极时接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连当阴极段输入低电平时，段法发光二极管就导通点亮，而输入高电平时则不点亮。(2) 共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成共阴极，使用公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连，当阳极端输入高电平时，发光二极管就导通点亮。为了显示字符，要为LED数码显示器提供显示段码(或称字形代码) 组成一个“8”字形字符的7段，再加上1个小数点位，共计8段，因此提供给LED数码显示器的显示段码为1个
26、字节各段码位的对应关系如下：段码位D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dpgfedcba 用LED数码显示器显示十六位进制和空白字符与p的显示段码如下表：字型共阳极段码共阴极段码字型共阳极段码共阴极段码0C0H3FH990H6FH1F9H06HA88H77H2A4H5BHB83H7CH3B0H4FHCC6H39H499H66HDA1H5EH592H6DHE86H79H682H7DHF8EH71H7F8H07H空白FFH00H880H7FHP8CH73H(1) 如果要在同一时刻显示不同的字符，从电路上看，这是办不到的。因此只能利用人眼对视觉的残留效应，采用动态扫描显示的方法，逐个循环点亮各位数
27、码管，每位显示5ms左右，是人看起来就好像在同时显示不同的字符一样。在进行动态扫描显示时，往往是先并不知道应显示什么内容，这样也就无从选择显示字符的显示段码。为此，一般采用查表的方法，由待现实的字符通过查表得到其对应得显示段码。参数说明：流入发光二极管IL范围：10m20Ma； U1范围 ：1.5V2V R=(Vcc-0.7-Ut)/h R范围：135320 PNP管前的限流电阻Ru： Ru=(Vcc-0.7)/Ib Ib=Ic/(Ic=IL) 求出Ib即可算出Ru3.5 主要电路的设计 3.5.1整流电路整流电路(rectifying circuit)把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整
28、流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。桥式整流电路比半波整流电路的效率高，电容滤波比电感滤波的成本低，稳压电路比非稳压电路输出的电压稳定。这种电路，只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构，便具有全波整流电路的优点，而同时在一定程度上克服了它的缺点。下图是一个带有桥式整流电路的电容滤波的7085稳压的稳压电路通过变压器将220伏的交流电经过这些环节得到5伏左右的直流电压，以便提高单片机的工作电压。 图3-6 整流电路图 3.5.2 报警电路当P
29、3.7为低电平即给直流蜂鸣器加一个5V电压，直流蜂鸣器就会发出声音报警。 图3-7 报警电路图参数说明： R=(Vcc-0.7/Ib Ic=(Vcc-0.3)/R Ib=Ic/第四章 系统的软件设计4.1 软件程序设计要求熟悉芯片的编程操作。编程前需详细阅读这两块芯片的内容，包括芯片的管脚、用途、指令码、读写数据的时序图、基本的编程操作等。4.2 软件设计分析软件是系统的指挥中心，由它来配合控制完成各种预定功能。为了充分发挥AT89C51优越的性能价格比，在设计上尽量做到硬件“软化”，进一步体现软件编程的灵活性，使系统硬件设计得到简化。系统软件采用MCS-51单片机汇编语言编写，采用了模块化结
30、构设计。为增强系统的实时性，对那些偶然事件采用中断方式处理，主程序主要用于系统的控制和管理。软件设计时，首先是做好准备工作，即读出每个按键的键值，并检查数码管是否可以正确显示所有数字。电路设计时是按模块设计的，软件设计也一样，采用中断子程序方式，首先编写大概的主程序，然后理出所需设计的子程序并逐个分析和设计子程序，编写出子程序后应给予编译检查错误，若有错误再更正直到通过编译即没有语法错误，等每个子程序编写完以后，再修改主程序完成整体的程序编写，最后在将程序进行调试。4.2.1 I2C串行接口总线技术I2C(Inter-Integrated-Circuit)是Philips公司推出的串行总线技术
31、，它是在器件之间实现同步串行数据传输的技术，是一种采用两线制(数据线和时钟线)通信的标准总线。I2C总线主要有以下几个特征：(1)数据传输只需两根通信线，即数据线SDA和时钟线SCL。(2)总线模式包括主发送模式、主接收模式、从发送模式、从接收模式。(3)每一个连接到I2C总线的器件都必须有唯一的器件地址，通过这个地址，主器件可以对从器件寻址。(4)具有冲突检测和仲裁机制，以保证数据传输的可靠性和完整性。(5)传输速度高，标准模式下数据传输率可达100kb/s，快速模式下可达400kb/s，高速模式下可达3.4Mb/s。(6)由于总线接口引脚内部采用漏极开路工艺，所以总线上要接上拉电阻。连接到
32、总线上器件数量受到总线最大电容负载400pF的限制I2C总线的时序一次完整的I2C总线时序过程由起始信号，地址信号，应答信号，字节数据信号和停止信号等几部分组成。(1)起始和停止信号。在一次通信的过程中，应该有一个起始信号和停止信号。在I2C总线协议中，起始信号(START)和停止信号(STOP)都是又主器件产生的。起始信号表明一次I2C总线传输的开始，停止信号表明I2C通信的结束。当SCL线为高电平时，SDA线由高电平的到低电平的负跳变定义为起始信号，而SDA由低电平到高电平的正跳变被定义为停止信号。(2)器件地址。I2C总线上每一个器件都有唯一的地址，每次发送器发送起始信号后，必须接着发出
33、1个字节的地址信息，以选取连接在总线上的某个器件。从器件地址占用1个字节，其地址占用用D7D1共7位，D0位是数据传送方向(又称读/写选择位)。当D0=1时，表示主器件向从器件读数据，D0=0表示主器件向从器件写数据。4.2.2 HD7279串行接口HD7279采用串行方式与微处理器通信，串行数据从DATA引脚送入芯片，并由CLK端同步。当片选信号变为低电平后，DATA引脚上的数据在CLK的上升沿被写入HD7279的缓冲寄存器中。HD7279的指令结构有三种类型：1:不带数据的纯指令，指令的宽度为8个bit，即微处理器需发送8个CLK脉冲。2:带有数据的指令，指令宽度为16bit，即微处理器需
34、发送16个CLK指令。3:读取键盘指令，宽度为16bit，前8个位微处理器发送到HD7279的指令，后8个bit为HD7279返回的键盘代码。执行此指令时，HD7279的DATA端在第九个CLK脉冲的上升沿变为输出状态，并与第十六个脉冲的下降沿恢复为输入状态，等待接受下一个指令。串行接口的时序如下图：(1)纯指令(2)带数据指令(3)读键盘指令4.3主程序模块主程序主要完成初始化、显示处理、送7279显示、键盘扫描以及键处理等功能，其中初始化又涉及内存单元，显缓区，堆栈，定时器赋初值，密码初始化及各寄存器的初始化，流程图如图4-3所示：4.4中断服务程序设计在单片机测控系统中，外部设备何时向单
35、片机发出请求，CPU预先是不知道的，若果采用查询方式必将大大降低CPU的工作效率。为了解决快速的CPU和慢速的外设间的矛盾，发展了中断的概念。良好的中断系统能提高计算机实时处理的能力，实现CPU与外设分时操作和自动处理故障。本次设计中门磁何时检测到信号及无线遥控何时发出信号，都是CPU预先不知道的，因此宜都采用外部中断。当两个以上中断开启时，就涉及到中断优先级的问题。51芯片中中断的优先级从先到后排列依次为外部中断0、定时器T0中断、外部中断1、定时器T1中断、串行口中断。此次设计的系统中门磁检测的优先级最高，采用外部中断0处理；无线发射采用外部中断1；另外为了能实时显示时钟，采用单片机内部的
36、定时器中断，该定时器中断可以记录报警的时间，本次采用定时器T0中断。4.4.1 实时时钟定时器中断服务程序设计该部分用来实时时钟显示，当有发生报警时，时钟停止，用来观测报警的时间。入口：000BH保护现场（A、B、DPH、DPL、PSW等）选另一工作寄存区重新设置定时器初值中断次数计数，（建立时间标志）（控制显示更新等）时钟计时恢复现场中断返回图4-4实时时钟中断流程图4.5子程序模块子程序是指能完成某一确定的任务并能被其他程序反复调用的程序段。有时把调用子程序的程序称为主调程序，被调用的子程序称为被调程序。采用子程序结构可使程序简化，便于调试，并可实现程序模块化。但子程序在结构上应具有通用性
37、和独立性。4.5.1 键盘扫描子程序设计键盘处理主要是不断的扫描键盘，若有键按下时，则根据得到的键值查表求出其键号，将键号存放于寄存器供主程序处理。流程图如图4-5所示：键盘处理入口置7279的CS有效，并延时50us发送读键指令码15H到7279，并延时12us接收键值存于A中，CS信号置1置键标志00H由键值表查键号清键标志00H返回A为FFH否？YN图4-5 按键扫描处理子程序流程图4.5.2显示处理子程序设计显示处理子程序主要完成:查表得到所要显示的字符的字形码，然后将字形码送到显示模块显示出来。采用串行接口，每发送一位都要延时，且要对其初始化后才可能正确地显示。流程图如图4-6所示：
38、显示程序入口显缓指针R0、显示码R1、循环次数R6初始化置CS为低电平，并延时50us发显示码到7279，并延时25usR0单元内容查表，将得到的字形码发送至7279延时8us，去除片选信号，修改R0和R1返回R6-1=0？YN图4-6显示处理子程序流程图4.5.3 通用的I2C通讯子程序存储模块主要完成对数据的存入与读出的功能，并要有断电保护作用，首先是将数据(本次设计是将初始密码)写入AT24C02。需注意的利用I2C总线进行数据传送时，传送的字节数是没限制的，但是每个字节必须保证是8位的长度，并且首先发送数据的高位，每传送一个字节数据后都必须跟一位应答脉冲，即接收器发回的应答信号。然后，
39、由发送器继续发送数据字节或发送停止信号后结束数据的传送。如果接收器不能接受下一个字节，可以把SCL拉成低电平，迫使发送器处于等待状态。当从机准备好接收下一个字节时再释放SCL线，使数据传输继续进行。24WC02 EEPROM每次连续写入数据不能超过8个字节，当超过8个字节时应当分为及次完成。读写N字节的流程图如图4-7所示：读N个数据返回发送开始信号发送写命令字R/W=0 发送内部单元地址重发送开始信号发送应答信号发送停止信号发送非应答信号发送读命令字R/W=1读取数据修改数据指针R0发送完？Acck=0?？Ack=0？Ack=0？写N个数据发送开始信号发送写命令字Ack=0？Ack=0？Ac
40、k=0？发送内部单元地址发送数据修改数据块指针发送完？发送停止信号返回NNNNNNNNYYYYYYYY图4-7 读写N字节子程序流程图第五章 设计总结随着大规模集成电路的发展，单片机具有体积小、价格低、功能强等特点，在工业控制、智能仪表、航天航空设备、机器人、家电产品等领域得到了广泛应用。掌握好单片机应用系统的一般设计方法，对于单片机应用系统各工程设计与开发，有十分重要的意义。通过这次的毕业设计我们得到了很好的学习和锻炼，实际的工作能力得到了提高。在指导老师和同学们的帮助下，我毕业论文也终于告一段落。 在设计写作时遇到一些难题，自己能够去刻苦的钻研，能够谦虚的向老师和同学请教，毕业设计工作现已
41、接近尾声，在这短短的实习过程中，我有着很深的体会，现在我就来谈谈我的体会：(1) 此次毕业设计，给我的感触很大，不再是课本上的原理图和框图，而是由指导老师先给出设计课题，然后由自己通过查找资料，运用所学的知识，在指导老师的指引下拿出设计方案。(2) 在硬件图设计方面，详细的了解课题要实现的功能，通过查找资料，对所需的元件的功能、技术参数及适用范围等有一个比较系统的了解。再由多种方案经过反复的论证，最后得出一个比较经济、实用的方案来。论文的写作是一个不断积累丰富自己的过程，在设计的过程中，在老师的指导和帮助下，独立的完成的这个设计，也对相关的专业知识再一次的巩固。通过这一次毕业设计使我得到了很好
42、的学习和锻炼，实际的工作能力也得到了提高。使我在工作中考虑问题的时候能够更加的深入，懂得了如何把理论知识转化为实践，同时又能从实践中领会理论知识，懂得了实践和理论的相结合，是一次难得的机会，使我在以后的工作和生活中，有了很大的帮助。 致谢在毕业设计即将结束、论文完成之际，在本次毕业设计中，在顾群老师精心指导下，顺利的完成了毕业论文。在此，向顾老师表示衷心的感谢。此期间她认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我受益匪浅。没有她的指导，我就不能较好的完成课题设计的任务。并且要我们把大学这三年来所学到的知识融会贯通、熟练应用，并要求我们能够理论联系实际，培养我们的综合运用能力以及解决
43、实际问题的能力，相信这些对我们以后步入社会都有潜移默化的帮助。再次感谢我们的朱老师！在做论文的过程中多次辅导我们以正确的论文格式和教我们如何把握论文重点。顾老师提出了许多宝贵意见，三年的大学生活，也将随着本次论文的完成，画上一个完美的句号。同时要感谢各位老师的细心评阅，感谢来此参加我毕业答辩的各位老师，感谢你们的指导教育，感谢你们在答辩时对我的论文给予的详尽细致的审阅。在此也感谢同学的支持和帮助，在做毕业设计期间，我们互相讨论，互相借鉴，共同研究，最终使得毕业论文能出色完成。感谢科院三年来对我的培养，感谢我的老师、同学和朋友们在各方面给予我的关心和帮助。有了你们，我的学习生活变得丰富多彩，和你
44、们一起渡过的三年大学生活令我终生受益。再次向你们表达我最诚挚的谢意，谢谢大家！ 参考文献1 康华光.电子技术基础-模拟部分 第五版.北京：高等教育出版社.20062 康华光.电子技术基础-数字部分 第五版.北京：高等教育出版社.2006 3 潘永雄 沙河.电子线路CAD教程 第三版.陕西：西安电子科技大学出版社.2007 4 孙涵芳 徐爱卿.MCS-51系列单片机(修订版)北京：北京航空航天大学出版社.2007 5 柯南电路设计Protel 之Schematic北京：中国铁道出版社，2000 6 路勇电子电路实验及仿真北京:清华大学出版社，2004元器件清单元器件型号数量电阻5.1164.73
45、2207电容10uf1电容30p2LED数码显示器DPY 7-SEG DP2晶振12MHZ1开关SW-PB16导线若干蜂鸣器1三极管90121芯片AT89C511集成电路CD4021BCN2其它参考文献32 徐慧东，谢建华.一类两自由度分段线性非光滑系统的分岔与混沌.振动工程学报，2008，21(3)33 胡海岩，非光滑动力系统周期响应的数值解法，南京航空学院学报，1992，8(1):23-2634 黄安基.非线性振动.西南交通大学出版社， 1993:112一l1535 Galvanetto,U.Some discontinuous bifurcations in a two-block stick-slip system.Journal of S
