毕业论文基于STC89C52单片机的遥控数显控制系统设计22585.doc
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1、毕 业 设 计(论 文)基于单片机的遥控数显控制系统系别:机电信息学院专业名称:测控技术与仪器学生姓名:xxxx学号:xxxxxxxxxxxxx指导教师姓名、职称: xxxxxxxxxxxxxxx 完成日期 2013 年 12 月 24 日基于单片机的遥控数显控制系统(硬件、软件设计)摘 要近年来,随着人们对生活便利性的需求越来越高,能够对不同类型信号的监测和报警的设备也越来越多。现在的报警器功能也越来越智能化。在感知的信号方面有红外信号、超声波信号、重力信号、震动信号、遥控信号等。本文通过对几种报警器的功能以及实际情况分析,设计了一种安全、实用、方便控制的报警器。本文首先阐述了报警器的研究状
2、况和发展现状,以及不同类型报警器的优点和当前的普及程度。分析了一般报警器的检测原理和物理机制。根据常用的检测信号类型,选取了遥控信号、红外信号和温度信号作为本设计的检测依据。红外技术是一种发展很成熟的技术,由于它是不可见光,用在防盗报警系统上有良好的隐蔽性,而且可以在不同的天气条件下都可以使用,抗干扰能力也比较强。这种报警系统在家庭、场馆以及办公室等场合有广泛的使用。由于红外技术自身的优势,本设计以红外信号作为一种检测信号。温度是日常生活中最经常遇到的一个变量,温度值是很多报警系统所采纳的一个信号。特别是火灾报警设备中,温度信号是必不可少的一个值。对于具体的实物或是环境,温度往往是一个最直观的
3、数据,通过对温度值的监测可以对现场情况做趋势的研判,对后续的操作提供一定的依据。随着设备智能化的发展,遥控技术越来越受到重视。通过遥控方式可以对受控对象进行远距离的控制和监测。在报警系统中占有重要的位置,不仅可以远距离的遥控报警设备,可以远距离的监测终端的基本情况。随着遥控技术的成熟,在报警系统中也得到越来越多的使用。本设计选取遥控信号、红外信号和温度信号作为监测信号。遥控信号用来远程控制报警器的开启与关闭。报警器开启之后,同时监测红外信号和温度信号,两个信号中有一个达到阈值则开始报警。 关键字:报警器;遥控;红外;温度Remote Control Digital Display System
4、 Based on Single Chip MicrocomputerABSTRACTIn recent years, alarm detects more and more signal types and requires more intelligence in order to meet the convenience of human life needs. Alarm can sense infrared signal, ultrasonic signal, gravity signal, vibration signal and remote control signals. T
5、his paper designs a safe, practical and convenient burglar alarm on the analysis of several common alarm functions and the actual situation.This paper describes the research and development of the alarm, the advantages and the disadvantages of several different alarms and theirs popularity. The pape
6、r also analyzes the detection principles and the physical mechanisms of the popular alarms. And this paper chooses remote control signal, infrared signal and temperature signal as the detection signals.Infrared technology is a very mature technology and human eyes can not see infrared light. It can
7、be used under different weather conditions with good concealment, and strong anti-interference ability. This kind of anti-theft alarm system is widely used in homes, offices and other occasions. This design uses infrared signal as a detection signal.Temperature signal is most commonly used in daily
8、life and used in most warning systems. Particularly, temperature signal is an essential signal in the fire alarm device. Temperature signal is one of the most intuitive parameters in the specific environment. It can be monitored to judge the spot situation in order to provide the basis for subsequen
9、t operations.Remote control technology is highly attention with the development of the intelligent alarm. Remote control technology can control and monitor remote object. Remote control technology can not only control remote alarm equipment, but also monitor the basic situation of the terminal. It i
10、s used in alarm system because of the maturity of such technology.This anti-theft alarm system selects the remote control signal, the infrared signal and the temperature signal as monitoring signals. Remote control signal is used to remotely control the alarm on and off. The infrared signal and the
11、temperature signal were monitored at the same time after the opening of the alarm. The alarm was triggered when any of these signal reach its threshold.Keywords: alarm;remote control;infrared;temperature目 录 第1章 绪 论II1.1 课题背景及研究意义11.2 遥控数显控制系统的发展概况11.3 本课题研究的主要内容2第2章 遥控数显控制系统的总结32.1 原理介绍32.2 每个模块简单介绍
12、32.2.1 遥控器32.2.2 遥控接收器42.2.3 显示电路42.2.4 温度传感器4第3章 遥控数显控制系统硬件设计63.1总硬件原理图63.2 传感器的选型和特点63.2.1 温度传感器的特点73.2.2 红外对管传感器的特点103.2.3 遥控传感器的特点123.3 单片机单元设计14 3.3.1 STC89C52单片机介绍143.3.2 单片机外围接口电路173.3.3 报警条件设置193.4 报警及控制输出电路193.5 显示电路19第4章 遥控数显控制系统的软件设计214.1 软件结构214.2 软件设计程序214.2.1 主程序224.2.2 温度数据读取程序224.2.3
13、 中断显示程序244.2.4 构成报警条件子程序254.3 软件抗干扰措施26第5章 遥控数显控制系统的调试与结果275.1 硬件调试分析的过程275.2 软件调试分析的过程275.3 故障调试及分析28第6章 总结306.1 本课题的成果和意义306.2 展望30附录A 原理图33附录B 实物图34附录C 程序35参考文献46致谢47第1章 绪 论1.1 课题背景及研究意义近年来,随着经济的高速发展,为了满足人们的生活需要,市面上的防盗报警器越来越多。报警器除了感知遥控信号,往往还会感知其他类型的信号,例如红外信号、超声波信号、重力信号、振动信号等。通过对不同种类的信号感知,报警器可以完成不
14、同的任务。红外信号可以很方便的感知距离和人体的靠近。超声波信号可以比较准确的感知距离。重力信号可以方便的测量与垂线的夹角。而振动信号可以感知异常的振动。对于不同场合的或者是不同信号的感知可以完成特定的报警工作。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分,它在各领域都得到了广泛的应用。由于它不是可见光,因此用来制作防盗报警系统,具有良好的隐蔽性,白天和夜里都能用,而且抗干扰能力强,这种报警装置可以广泛用于博物馆,单位要害部门和家庭的防护。本设计是在对现有的光电防盗报警装置的优缺点的综合研究的基础上进行的,具有价格低廉,安装操作简易,误报率低等特点。通过查找资料,采用无线发射与接收来控制是否进入报
15、警模式,通过红外线判读信号,再将信号通过电路传输给8051单片机处理,由单片机根据检测模块输入的信号来决定是不是对报警电路进行触发。遥控技术是对受控对象进行远距离控制和监测的技术。它是利用自动控制技术,通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。一般都是指对远距离的受控对象的单一的或两种极限动作进行控制的技术,在人们的生产生活中具有广泛的应用空间。温度是日常生活中所经常遇到的一个变量,能测量温度值的传感器有很多种,对温度的测量也是很多报警器必备的功能之一。1.2 遥控数显控制系统的发展概况报警器从出现到现在大致经历的三代。第一代的报警器主要是开关式报警器,通过对开关量的改变而实现的报警。第二代
16、报警器主要是破碎报警器和振动式报警器。由于第二代报警器的价格便宜,在一些车载报警上还大量使用。第三代报警器主要是空间移动报警器(例如超声波、微波、被动红外报警器等),这类报警器的特点是:只要所警戒的空间有人移动就会引起报警。这些防盗报警系统在报警探测器方面有了较快的发展。在报警器产品的设计方面,增加更多的功能,不仅方便安装与使用,还要能够方便的调试。为了使报警器的功能更加全面,现如今的报警器增加了区域管理、语音提醒、生物识别技术、报警自动发彩信图片、远程控制等技术。联网方式也更加多元化,如由以前单一的电话组网扩展到可以IP网络联网、无线化的GSM/GPRS联网等,从而更加可靠的保障了数据的安全
17、性。报警设备除了满足功能性之外,还要提高设备的易用性,使其像日常家电一样容易使用,在一些报警设备中还增加了语音导航功能,可以不用看屏也能知道如何设置使用系统,方便各类人群操作使用。当有非法侵入防范区时,引起报警,可以用来发出将要出现危险情况的信号。1.3 本课题研究的主要内容本文主要设计的是基于单片机遥控数显防盗报警系统,利用单片机控制报警设备。设计采用模块化设计原则,利用多种集成芯片,将硬件模块和软件系统组合,初步设计一个简易的报警系统,用于车辆方面或者其他方面的报警。设计选用性能价格比较高的单片机STC89C52,对于温度数据的采集系统选用DS18B20,对于距离的感应选用红外传感器。遥控
18、器选用315MHz的PT2262/2272无线遥控模块。通过遥控器来完成报警器的打开与关闭,当遥控器处于打开状态时再来判断温度值和红外值。当两个值有一个达到阈值时,开始报警。第2章 遥控数显控制系统的总结2.1 原理介绍报警器在不同的场合下会有不同的应用。本报警器拥有以下几个部分:遥控器、温度传感器、红外传感器、报警及工作指示电路和显示电路。遥控器用来指示当前报警器是否工作。当报警器开始工作后,显示电路用来显示当前的温度值和红外值。报警器用来提醒当前的温度或是红外值达到阈值了。本设计的硬件框图如图2-1所示。图2-1 报警器原理框图2.2 每个模块简单介绍 2.2.1 遥控器遥控器是一种用来远
19、控机械的装置。现代的遥控器,主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。遥控器是采用最新技术编码解码,以闪断方式控制门泵电磁阀以达到开关自动门的目的。用于客车(大巴、中巴)遥控开、关车门,避免驾驶员每次都需要上车开门的烦恼。遥控器是一种无线发射装置,通过现代的数字编码技术,将按键信息进行编码,通过红外线二极管发射光波,光波经接收机的红外线接收器将收到的红外信号转变成电信号,进处理器进行解码,解调出相应的指令来达到控制机顶盒等设备完成所需的操作要求。 2.2.2 遥控接收器光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选
20、用的是波长接近可见光的红外线光波型。 2.2.3 显示电路 数码管是一种把多个LED显示段集成在一起的显示设备。有两种类型,一种是共阳型,一种是共阴型。共阳型就是把多个LED显示段的阳极接在一起,又称为公共端。共阴型就是把多个LED显示段的阴极接在一起,即为公共商。阳极即为二极管的正极,又称为正极,阴极即为二极管的负极,又称为负极。通常的数码管又分为8段,即8个LED显示段,这是为工程应用方便如设计的,分别为A、B、C、D、E、F、G、DP,其中DP 是小数点位段。而多位数码管,除某一位的公共端会连接在一起,不同位的数码管的相同端也会连接在一起。即,所有的A段都会连在一起,其它的段也是如此,这
21、是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平 一直有效。动态显示的原理是,各个数码管的相同段连接在一起,共同占用8 位段引管线;每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性,依次给出各个数码管公共端加有效信号,在此同时给出该数码管加有效的数据信号,当全段扫描速度大于视觉暂留速度时,显示就会清晰显示出来。 2.2.4 温度传感器DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO92小体积封装形式;温度测量范围为55125,可编程为9位12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625,被测温度用符号扩
22、展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。第3章 遥控数显控制系统硬件设计3.1 总硬件原理图图3-1总硬件原理图3.2 传感器的选型和特点本设计中用到了数字式温度传感器DS18B20, 红外对管传感器,315MHz的PT2622/2722遥控器。DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO92小体积封装形式;温度测量范围为
23、55125,可编程为9位12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625。红外对管传感器是利用被检测物体对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的。物体不限于金属,所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出,接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。315MHz的PT2622/2722无线遥控传感器可以方便的实现单向的遥控控制,遥控发射器内部使用一节12V的电池供电,工作在待机状态时的工作电流仅为15微安。当有键按下时按照一定的编码方式向外发射。接收电路由5V电源供电,当接收到有数
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