畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的家用防盜警報(bào)器的設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系 部：電氣工程系 專(zhuān) 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) 題 目： 基于單片機(jī)的家用防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì) 32 / 34畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中文摘要隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)防盜措施提出了新的要求。本次應(yīng)要求設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的家用非法闖入防盜報(bào)警器，它利用單片機(jī)MSP430G2553（launchpad)來(lái)實(shí)現(xiàn)并采用紅外傳感器控制繼電器模塊從而來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。Launchpad是儀器公司推出的一套MSP430G系列16位低功耗單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，它具有簡(jiǎn)易的封裝（DIP），完備的開(kāi)發(fā)環(huán)境，易于學(xué)生進(jìn)行小型開(kāi)發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。本課題使用lauchpad為核心，選用合適的

2、入侵傳感器，完成對(duì)人員進(jìn)出的檢測(cè)，并能根據(jù)探測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。最終能實(shí)現(xiàn)一旦有人員進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，報(bào)警裝置可發(fā)出聲光報(bào)警。關(guān)鍵詞：launchpad 傳感器 繼電器 電源目錄1. 引言11.1 課題的背景與意義11.2 課題設(shè)計(jì)要求與任務(wù)12 總體設(shè)計(jì)方案22.1方案一22.2 方案二23. 分電路設(shè)計(jì)33.1電源電路設(shè)計(jì)33.1.1利用LM7805設(shè)計(jì)供電電源電路33.1.2利用外接電器做電源43.2單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)43.2.1 MCS-51系列單片機(jī)53.2.2 MSP430G2系列單片機(jī)63.3傳感器模塊的選擇與設(shè)計(jì)83.3.1傳感器信號(hào)處理器BISS000183.3.2傳感器RE200

3、B103.4繼電器模塊的設(shè)計(jì)123.4.1繼電器模塊（5V,未采用光耦123.4.2光耦繼電器模塊（12V)134 軟件設(shè)計(jì)144.1 軟件程序144.2 軟件程序流程圖165軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試176 附錄256.1附錄一：電路圖、PCB圖256.2 附錄二：元件清單26結(jié)論27致28參考文獻(xiàn)301. 引言隨著現(xiàn)在社會(huì)的發(fā)展，時(shí)代進(jìn)步，高新技術(shù)的快速融入，人們的生活發(fā)生了巨大的改變，人們置購(gòu)了大量高新技術(shù)的產(chǎn)品，許多高科技產(chǎn)品的使用越來(lái)越成為家庭生活的主旋律，因此人們對(duì)自己所處環(huán)境的安全要求就越來(lái)越高，特別是家居安全，不得不時(shí)刻留意不速之客的光顧?，F(xiàn)在許多小區(qū)都有著保安看管，但在一些農(nóng)村就沒(méi)有這

4、些設(shè)施了，于是，許多家庭都安裝了報(bào)警系統(tǒng)，這有效的保護(hù)了大家的財(cái)產(chǎn)安全。在本文中，介紹一種利用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 1.1 課題的背景與意義該報(bào)警器主要由熱釋電紅外傳感器與繼電器模塊，報(bào)警電路組成1。熱釋電紅外傳感器是報(bào)警器設(shè)計(jì)中的核心器件，它可把人體的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以供信號(hào)處理部分使用。檢測(cè)電路主要是把傳感器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、延遲、比較，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。Launchpad是儀器公司推出的一套MSP430G系列16位低功耗單片機(jī)開(kāi)發(fā)板，它具有簡(jiǎn)易的封裝（DIP），完備的開(kāi)發(fā)環(huán)境，易于學(xué)生進(jìn)行小型開(kāi)發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。本課題使用lauchpad為核心

5、，選用合適的入侵傳感器，完成對(duì)人員進(jìn)出的檢測(cè)，并能根據(jù)探測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。1.2 課題設(shè)計(jì)要求與任務(wù)本方案設(shè)計(jì)要求：1 在指導(dǎo)下盡快熟悉launchpad開(kāi)發(fā)板電路結(jié)構(gòu)和基本開(kāi)發(fā)調(diào)試；2 選擇合適的多種入侵式，完成調(diào)理電路的設(shè)計(jì)；3 最終能實(shí)現(xiàn)一旦有人員進(jìn)入探測(cè)區(qū)域，報(bào)警裝置可發(fā)出聲光報(bào)警。課題需要完成的任務(wù)：1. 可行性方案分析與方案論述。2. 硬件的框圖與電路設(shè)計(jì)。3. 各主要器件、單元電路等的選用方案，性能分析與功能介紹。4. 設(shè)計(jì)電路的原理圖與印制板圖繪制。5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1方案一方案一：利用固定點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)器、

6、門(mén)磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過(guò)郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩?hù)設(shè)定的固定上，同時(shí)向接警中心報(bào)告，中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過(guò)電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、電腦語(yǔ)音提示、監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）經(jīng)歷分布2，與時(shí)調(diào)動(dòng)警力做出快速處理。 編程主機(jī) 報(bào)警 門(mén)磁遙控器 探測(cè)器圖1 家庭報(bào)警2.2 方案二 電源 電源報(bào)警器報(bào)警 繼電器模塊 單片機(jī) 初始化 傳感器圖2 基于單片機(jī)的家用報(bào)警器通過(guò)比較，方案二能滿(mǎn)足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡(jiǎn)單有效，固本設(shè)計(jì)選擇方案二。3. 分電路設(shè)計(jì)3.1電源電路設(shè)計(jì)3.1.1利用LM7805設(shè)計(jì)供電電源電路 圖3 電源電路 用

7、LM78三端穩(wěn)壓IC來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路部還有過(guò)流，過(guò)熱的調(diào)整管保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠，方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成IC型號(hào)中的LM78后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如LM7805代表輸出電壓為正5V。因?yàn)槿斯潭ǚ€(wěn)壓電路使用方便，所以在電子制作中經(jīng)常使用3。 圖4 LM7805實(shí)物圖圖5 LM7805原理圖3.1.2利用外接電器做電源可利用實(shí)驗(yàn)室提供的供電器來(lái)提供5V跟12V電壓。直接使用實(shí)驗(yàn)室的電源可是電路更簡(jiǎn)單也更方便。因此比較之下，還是利用實(shí)驗(yàn)室的電源。3.2單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)20世紀(jì)80年代以來(lái)，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就單片機(jī)而言，世界上一些著名的計(jì)算

8、機(jī)廠家已投放市場(chǎng)的產(chǎn)品就有50多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。目前世界上較為著名的8位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和主要機(jī)型如下4：美國(guó)intel 公司：MCS-51系列與其增強(qiáng)型系列美國(guó)Motorola公司：6801系列和6805系列美國(guó)Atmel公司：89C51等單片機(jī)美國(guó)Zilog公司：Z8系列與SUPER8美國(guó)Fairchild公司：F8系列和3870系列美國(guó)Rockwell公司：6500/1系列美國(guó)T1（德克薩司儀器儀表）公司：TMS7000系列NS(美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體)公司：TMS7000系列盡管單片機(jī)的品種很多，本次電路我在MSP430G2系列跟MCS-51系列單片機(jī)中進(jìn)行選擇。3.2.1 MCS-51系

9、列單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型8031、8051/8751。8031部包括一份8位CPU、128個(gè)字節(jié)，21個(gè)特殊功能寄存器（SFR）、4個(gè)8位并行I/O口、1個(gè)全雙工串形口5、2個(gè)16位定時(shí)器，但片無(wú)程序存儲(chǔ)器，外擴(kuò)EPROM芯片。比較麻煩，不予采用。8051是在8031的基礎(chǔ)上，片集成有4KB ROM，作為程序存儲(chǔ)器，是一個(gè)程序不超過(guò)4K字節(jié)的小系統(tǒng)。ROM的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶(hù)燒制的，出廠的8051都是含有特殊用途的單片機(jī)。所以8051適合與應(yīng)用在程序已定，且批量大的單片機(jī)產(chǎn)品中。也不予采用。8751是在8031基礎(chǔ)上，增加了4K字節(jié)的EPROM,它構(gòu)成了程序小于

10、4KB的小系統(tǒng)。用戶(hù)可以將程序固定在EPROM中，可以反復(fù)修改程序。但是價(jià)格相對(duì)8031較貴。8031為外擴(kuò)一片4KB EPROM的就相當(dāng)于8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。隨著大規(guī)模集成電路不斷發(fā)展6，能裝入片的外圍接口電路也可以是大規(guī)模的。不予采用。3.2.2 MSP430G2系列單片機(jī)MSP430 單片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷汉挽`活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。首先，MSP430 系列單片機(jī)的電源電壓采用的是1.8-3.6V 電壓。因而可使其在1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的電流最低會(huì)在165A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1A。其次，獨(dú)特的時(shí)

11、鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng)：基本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)（FLL 和FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)?？梢灾皇褂靡粋€(gè)晶體振蕩器（32768Hz），也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。由系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下，打開(kāi)和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)總體功耗的控制。由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗有著顯著的不同。在系統(tǒng)中共有一種活動(dòng)模式（AM）和五種低功耗模式（LPM0LPM4）。在實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式下，可達(dá)2.5A ，在RAM 保持模式下，最低可達(dá)0.1A 。7MSP430 系列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富

12、的片外設(shè)。它們分別是看門(mén)狗（WDT）、模擬比較器A、定時(shí)器A0（Timer_A0）、定時(shí)器A1（Timer_A1）、定時(shí)器B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、10位/12位ADC、16位- ADC、DMA、I/O端口，基本定時(shí)器（Basic Timer）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。其中，看門(mén)狗可以使程序失控時(shí)迅速?gòu)?fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出A/D 轉(zhuǎn)換器；16 位定時(shí)器（Timer_ A 和 Timer_ B）具有捕獲/比較功能，大量的捕獲/比較寄存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有

13、的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、同步與多址訪問(wèn)串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的 I/O 端口，P0、P1、P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；10/12位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá)200kbps,能夠滿(mǎn)足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動(dòng)液晶多達(dá) 160 段；實(shí)現(xiàn)兩路的12位 D/A轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器串行擴(kuò)展；以與為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的DMA模塊。MSP430 系列單片機(jī)的這些片外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。另外，MSP430 系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí)靈活方便。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時(shí)，中

14、斷喚醒只需5s。今天我們選用MSP430G2553它具有以后優(yōu)點(diǎn)：(1)低電源電壓圍：1.8v至3.6v。(2)超低功耗運(yùn)行模式：230A（在1MHz 頻率和2.2V 電壓條件下）(3)待機(jī)模式:0.5A(4)關(guān)閉模式（RAM 保持）：0.1A(5)5 種節(jié)能模式·用于模擬信號(hào)比較功能或者斜率模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換的片載比較器·可在不到1s 的時(shí)間里超快速地從待機(jī)模式喚醒·16 位精簡(jiǎn)指令集(RISC)架構(gòu)，62.5ns指令周期時(shí)間·帶部基準(zhǔn)、采樣與保持以與自動(dòng)掃描功能的10位200-ksps模數(shù)(A/D) 轉(zhuǎn)換器· 基本時(shí)鐘模塊配置 具有四種校準(zhǔn)

15、頻率并高達(dá)16MHz 的部頻率·串行板上編程， 部超低功耗低頻(LF) 振蕩器無(wú)需外部編程電壓， 32kHz 晶體護(hù) 外部數(shù)字時(shí)鐘源· 具有兩線制(Spy-Bi-Wire) 接口的片上仿真邏輯電路· 兩個(gè)16 位Timer_ A，分別具有三個(gè)捕獲/比較寄存路器· 多達(dá)24 個(gè)支持觸摸感測(cè)的I/O 引腳 下圖為MSP430G2553單片機(jī)的原理圖：圖6 MSP430G2553原理圖3.3傳感器模塊的選擇與設(shè)計(jì)傳感器有很多種包括：電阻應(yīng)變式傳感器，電感式傳感器，電容式傳感器，壓電式傳感器，磁電式傳感器，熱電式傳感器，光電式傳感器，光纖傳感器， 紅外傳感器等等

16、。其中紅外技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)為大家所熟知，這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)代科技、國(guó)防科技和工農(nóng)業(yè)科技等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。3.3.1傳感器信號(hào)處理器BISS0001特點(diǎn)(1) CMOS 數(shù)?；旌蠈?zhuān)用集成電路。(2) 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號(hào)與處理。(3) 雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。(4) 設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解圍寬。(5) 置參考電壓。(6) 工作電壓圍+3V+5V。(7) 采用 16 腳 DIP 封裝。BISS0001 時(shí)有運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器即參考電壓等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈?zhuān)用集成電路?？蓮V

17、泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。各引腳的定義和功能如下：VDD工作電源正端。圍為 35V。Vs s工作電源負(fù)端。一般接 0V。IB運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng) RB接 VSS端，RB取值為 1M左右。11N-第一級(jí)運(yùn)放放大器的反相輸入端。11N+第一級(jí)運(yùn)放放大器的同相輸入端。1oUT第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。2IN第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸出端。2OUT第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。VC觸發(fā)禁止端。當(dāng) V cVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) VCVR時(shí)允許觸發(fā)。VR0.2VDD。VRF參考電壓與復(fù)位輸入端。一般接 VDD。接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位。A可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端。當(dāng) A=“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)，

18、當(dāng) A=“0”時(shí)，不可重復(fù)觸發(fā)。Vo控制信號(hào)輸出端。由Vs上跳邊沿觸發(fā)使Vo從低電平跳變到高電平時(shí)為有效觸發(fā)。圖7 BISS 0001原理圖3.3.2傳感器RE200B圖8 RE200BRE200B是傳感器的一種，RE200B采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，并配合雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。表1 RE200B的各項(xiàng)指標(biāo)靈敏圓面積2.0mm*1.1mm*Gap0.9mm Dual 雙元基片材料硅SI基片厚度0.5mm窗口尺度4*3mm工作波長(zhǎng)514um平均透過(guò)率>75%輸出信號(hào)>2.2V(420°K黑體1HZ調(diào)制頻率0.

19、3-3.0HZ帶寬72.5db增益）靈敏度3300V/W探測(cè)率1.5*10cmHZ噪聲<200mV(mvp-p)(25°C)平衡度<20%工作電壓2.2-15V工作電流8.524uA(vd=10v,rs=47k,25°C)源極電流0.4-1.1V(v d=10v,rs=47k,25°C)工作溫度-20°C-+70°C保存溫度-35°C-+80°C視場(chǎng)中心角138°*125°經(jīng)過(guò)比較我決定選用熱釋紅外傳感器BISS0001來(lái)構(gòu)成人體感應(yīng)模塊. 圖9 HC-SR501人體感應(yīng)模塊表2 HC-SR5

20、01人體感應(yīng)模塊的各項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)品型號(hào)HC-SR501人體感應(yīng)模塊工作電壓圍直流電壓4.5-20V靜態(tài)電流<50uA電平輸出高3.3V/低0V觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間0.5-200S(可調(diào)）可制造圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘封鎖時(shí)間2.5S(默認(rèn)）可制作圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應(yīng)角度<100度錐角工作溫度-15-+70°感應(yīng)透鏡尺寸直徑23mm(默認(rèn)）3.4繼電器模塊的設(shè)計(jì)3.4.1繼電器模塊（5V,未采用光耦圖10 JZC-23F繼電器模塊此款繼電器模塊是由繼電器是采用繼電器JZC-23F,電阻，發(fā)光二極管，以與三極管構(gòu)成。繼電器JZC

21、-23F，28VDV的線圈電壓，5A/220VAC觸點(diǎn)容量，繼電器驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的作用是放大驅(qū)動(dòng)電流，提供足夠的功率，同時(shí)防止繼電器中的感性原件失電時(shí)產(chǎn)生的反向電壓。固體繼電器是純電子電路控制的強(qiáng)弱電隔離開(kāi)關(guān)，部無(wú)機(jī)械觸電，響應(yīng)速度快。3.4.2光耦繼電器模塊（12V)圖11 SRD-12V光耦繼電器模塊有源光耦固態(tài)繼電器是一種控制端不需要加電信號(hào)的固態(tài)繼電器，它由無(wú)觸點(diǎn)功率可控硅，電源平衡功耗驅(qū)動(dòng)器件（驅(qū)動(dòng)功率<50微秒>)等組成，本器件性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)精巧。圖13 光耦繼電器原理圖本繼電器模塊特點(diǎn)：1. 輸入端不需外加電信號(hào)直接采用電器隔離微功率耗驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)（驅(qū)動(dòng)功率小于50us)與

22、其它開(kāi)關(guān)元件可控硅輸出大功率負(fù)載。因此可簡(jiǎn)化電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)便。2. 輸入端具有極低的工作電壓和電流。因此安全性能好，可用于特殊場(chǎng)合。3. 具有極高的控制靈敏度與功率增益（>500db)。4. 由于有源光耦固態(tài)繼電器采用可控硅，集成模塊，無(wú)觸電功率開(kāi)關(guān)，因此壽命長(zhǎng)，噪音低，工作可靠。從上圖可以看出,當(dāng)輸入為低電平時(shí),光耦未導(dǎo)通,后一級(jí)CE 截止,這時(shí)三級(jí)管基極被R25 下拉電阻拉為低電平,為"截止"狀態(tài),繼電器不動(dòng)作;當(dāng)輸入為高電平時(shí)光耦導(dǎo)通,后一級(jí)CE 導(dǎo)通,從而使三極管導(dǎo)通,這時(shí)候繼電器線圈得電吸合,同時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮.(本版取消繼電器狀態(tài)指示,電路板上的

23、LED 為電源指示燈,繼電器的狀態(tài)可以通過(guò)觸點(diǎn)吸合聲音來(lái)判斷)通過(guò)上述容,我們知道,如果想讓繼電器動(dòng)作,那么只需要在輸入接口接入一個(gè)高電平即可實(shí)現(xiàn)要求,不接或者接低電平繼電器相應(yīng)的不會(huì)產(chǎn)生吸合動(dòng)作.圖中VCC 對(duì)應(yīng)實(shí)物上面的VIN,即繼電器電源正極,繼電器上標(biāo)有"SRD-12VDC"因此使用12V 電源。經(jīng)過(guò)比較我們選用光耦繼電器模塊。4 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件程序/* *baojin.c * * Created on:2013-4-7 * Author:Administrator */#include"msp430g2553.h"#define CPU_

24、 F(double)1000000)/時(shí)鐘定義在1MHZ#definedelay_us(x)_delay_cycles(long)(CPU_F*(double)x/1000000.o)/精確延時(shí)1us#define delay_ms(x)_delay_cycles(long)(CPU_F*(double)x/1000.0)/精確延時(shí)1msvoid cl k_init(void)/配置時(shí)鐘BCSCTL1|=CALBC1_1MHZ;DCOCTL|=CALDCO_1MHZ;/上面兩句將部DCO校準(zhǔn)至1MHZ/while(IFG1&OFIFG) IFG1&=OFIFG; delay_m

25、s(100); BCSCTL2|=SELM_0;/MCLK采用1M的部DCO BCSCTL2|=DIVS_3;/SMCLK采用125K的時(shí)鐘void io_init(void) P1DIR|=BIT0;/P1.0為輸出 P1OUT|=(BIT0);/P1.0初始值為1 P1IES&=(BIT6);/P1.6的中斷是上升沿產(chǎn)生中斷 P1IE|=BIT6;void main(void)WDTCTL=WDTPW+WDTHLOLD;/停止看門(mén)狗 Cl k_init(); io_init(); _EINT(); LPM3;while(1) delay_ms(10000); P1OUT|=BIT0

26、;/P1.0恢復(fù)初始值 #pragma vector=PORT1_VECTOR_interruptvoid P1_ISR(void)if(P1IFG&BIT6) P1OUT=BIT0;/P1.0變?yōu)?，報(bào)警器報(bào)警 P1IFG&=BIT6;/清除P1.6的中斷標(biāo)志位_bic_SR_register_on_exit(CPUOFF);/開(kāi)啟CPU,進(jìn)入while循環(huán) 4.2 軟件程序流程圖表3 程序流程圖 初始化 傳感器 P1.6產(chǎn)生中斷 ？ P1.0=0 P1.0=1 延時(shí) 保持初始值 報(bào)警5軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試5.1 硬件設(shè)計(jì)硬件調(diào)試：通過(guò)查找資料設(shè)計(jì)了如下電路圖，自己買(mǎi)萬(wàn)能板，繼電

27、器模塊，傳感器模塊老師給我們的畫(huà)圖場(chǎng)所提供了方便，首先我將元器件都安裝在萬(wàn)能板上為了確保自己焊接工藝的完美，先將電阻焊上，然后將繼電器模塊，傳感器以與launchpad固定到萬(wàn)能板上。因?yàn)橛幸欢螘r(shí)間沒(méi)有焊接所以有些生疏，這次焊接也是比較認(rèn)真的，第一次在老師辦公室里焊接跟別人一起合作的，這次焊接主要也是講究團(tuán)結(jié)合作，跟同學(xué)直接也有一定的交流，每個(gè)人的分工也是不一樣的在這次設(shè)計(jì)中不斷提高自己的焊接水平，同時(shí)我對(duì)自己的設(shè)計(jì)理念也有了一部分的信心，我相信通過(guò)這次的設(shè)計(jì)我可以提高自己的動(dòng)手能力更創(chuàng)新思維能力。剛開(kāi)始用萬(wàn)用表測(cè)試選用的繼電器模塊時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)證明這款繼電器模塊是可以使用的，根據(jù)上圖紅線與+5

28、V相連，黑線接地，灰線與單片機(jī)的I/O端口相連，因?yàn)榇丝钅K是低電平觸發(fā)接入電路中所以需要絕對(duì)的低電平才會(huì)報(bào)警，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試電壓，電壓應(yīng)為0，但測(cè)出來(lái)的電壓卻是6.5V，經(jīng)檢查未使用光耦離合器，導(dǎo)致繼電器模塊對(duì)單片機(jī)有反噬作用，所以不行。后來(lái)采用另一款繼電器，無(wú)論是傳感器的靈敏度還是繼電器的敏感程度都是不錯(cuò)的。在下圖中傳感器橙色的線接+12V,淡黃色接地，灰色的線與單片機(jī)的P1.0端口相連，單片機(jī)的P1.6口需上拉電阻與繼電器模塊的IN1口相連，繼電器模塊的DNG接地，繼電器模塊的VIN與+5V相連，灰黑白相間的端口與報(bào)警器相連。基本分為以下四個(gè)步驟：1） 檢查電路： 對(duì)照電路圖，按照一定

29、的順序進(jìn)行逐級(jí)檢查。首先，先檢查電源線與地線是否接錯(cuò)，是否短路。然后，看單片機(jī)，繼電器模塊，傳感器之間的引腳是否接錯(cuò)。最后檢查各焊點(diǎn)是否牢固，有無(wú)虛焊現(xiàn)象。檢查完后進(jìn)行通電觀察。2） 通電觀察：在直流穩(wěn)壓電源上調(diào)好+5V電壓與+12V，然后分別給傳感器與繼電器模塊，單片機(jī)通上相應(yīng)的電源進(jìn)行觀察。最后，用數(shù)字萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量傳感器引腳是否正常供電。之后進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試。 3） 靜態(tài)調(diào)試：先不加輸入信號(hào)，測(cè)量各級(jí)的工作電壓，電流是否符合要求。本課題使用的是直流電源，所以比較簡(jiǎn)單，可以直接進(jìn)行測(cè)量。4） 動(dòng)態(tài)調(diào)試： 加上輸入信號(hào)，觀測(cè)電路輸出信號(hào)是否符合要求。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)傳感器的電壓為3V通過(guò)單片機(jī)

30、控制繼電器從而開(kāi)始實(shí)現(xiàn)報(bào)警器報(bào)警，當(dāng)沒(méi)人的時(shí)候傳感器電壓為初始狀態(tài)，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)，我的傳感器靈敏度度比較高，根據(jù)電路輸出是否報(bào)警來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過(guò)以上四個(gè)步驟的檢查，測(cè)量參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)要求。圖14 實(shí)物圖5.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是運(yùn)用Code Composer Studio v5這款軟件進(jìn)行調(diào)試的。1） CCS的安裝12： （1）運(yùn)行下載的安裝程序ccs_setup_5.1.1.00031.exe，當(dāng)運(yùn)行到如圖15處時(shí)，選擇Custom選項(xiàng)，進(jìn)入手動(dòng)選擇安裝通道。 圖15 安裝過(guò)程1（2） 單擊Next得到如下所示的窗口，為了安裝快捷，在此只選擇支持MSP430 Low Power

31、MCUs的選項(xiàng)。單擊Next，保持默認(rèn)配置，繼續(xù)安裝。圖16 安裝過(guò)程2圖17 安裝進(jìn)行中圖18 安裝完成(3) 單擊Finish，將運(yùn)行CCS，彈出如圖19所示窗口。圖19 Workspace選擇過(guò)程(4）單擊OK，第一次運(yùn)行CCS需進(jìn)行軟件許可的選擇，如圖所示。在此，選擇CODE SIZE LIMITED(MSP430)選項(xiàng)，在該選項(xiàng)下，單擊Finish即可進(jìn)入CCSv5.1 軟件開(kāi)發(fā)集成環(huán)境，如圖20所示。圖20 許可證選擇界面圖21 CCS開(kāi)發(fā)集成界面2）CCS新建工程：（1）首先打開(kāi)CCSv5.1并確定工作區(qū)間，然后選擇project->New CCS Project彈出對(duì)話框

32、。（2）在project name中輸入新建工程名稱(chēng)baojin。（3） 在Device部分中，Variant中選擇MSP430G××× Family，芯片選擇MSP430G2553，其余選擇默認(rèn)。（4）選擇空工程，然后單擊Finish，完成新工程的創(chuàng)建。（5）創(chuàng)建工程. ( 6 )然后選擇File->New->Source File，新建一個(gè)C文件，并且命名為baojin.C，并在工程名上右擊選擇Add Files，創(chuàng)建工程.（7）經(jīng)過(guò)以上步驟，一個(gè)CCS工程就創(chuàng)建好了。3) CCS調(diào)試：（1） 調(diào)試之前，先確定目標(biāo)配置文件是否已經(jīng)創(chuàng)建并且配置正確。

33、（2） 首先進(jìn)行工程編譯：選擇Project->Build Project，編譯目標(biāo)工程。編譯結(jié)果如圖22所示，表示沒(méi)有錯(cuò)誤，可以進(jìn)行下載調(diào)試，如果有錯(cuò)誤，知道調(diào)試到?jīng)]錯(cuò)誤為止。圖22 工程調(diào)試結(jié)果(3) 單擊按鈕進(jìn)行下載調(diào)試。如圖23界面所示。圖23 下載調(diào)試界面（4）單擊運(yùn)行圖標(biāo) 運(yùn)行程序，可以觀察顯示的結(jié)果。在程序調(diào)試的過(guò)程中，也可通過(guò)設(shè)置斷點(diǎn)來(lái)調(diào)試程序，選擇需要設(shè)置斷點(diǎn)的位置，右擊鼠標(biāo)選擇Breakpoints->àBreakpoint，斷點(diǎn)設(shè)置成功后顯示圖標(biāo)可以通過(guò)雙擊該圖標(biāo)來(lái)取消該斷點(diǎn)。程序運(yùn)行的過(guò)程中還可以通過(guò)單步調(diào)試按鈕進(jìn)行調(diào)試。（5）當(dāng)然在在程序調(diào)試的過(guò)

34、程中，可以通過(guò) CCSV5.1查看變量、寄存器、匯編程序或者是Memory等的信息 顯示出程序運(yùn)行的結(jié)果，以和預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比較，從而順利地調(diào)試程序。6 附錄6.1附錄一：電路圖、PCB圖電路圖： 圖24 基于launchpad報(bào)警器原理圖PCB版： 圖25 基于launchpad的家用報(bào)警器PCB版6.2 附錄二：元件清單表4 元器件清單1名稱(chēng)型號(hào)封裝2傳感器模塊HC-SR502cgq3單片機(jī)MSP430G2553Dip164電阻RES2AXIXL1.05繼電器模塊SRD-12VDip66報(bào)警器SPEAKERU1結(jié)論下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題

35、是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目.第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，到圖書(shū)館、書(shū)店、資料室去雖說(shuō)是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過(guò)哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來(lái)以備后用。第三，通過(guò)上面的過(guò)程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來(lái)更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就要?jiǎng)邮謱?shí)現(xiàn)。編寫(xiě)源代碼的時(shí)候最好是編寫(xiě)一個(gè)小模塊就進(jìn)行調(diào)試，這樣可以避免設(shè)計(jì)的最后出現(xiàn)太多的錯(cuò)誤而亂成一團(tuán)糟。一步步地做下去之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來(lái)并不難，只不過(guò)每每做一會(huì)兒會(huì)發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò)誤要修改，就這

36、樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。第五, 寫(xiě)論文能提升以下幾個(gè)方面的能力:1、 文字表述:論文里的語(yǔ)言非常講究，這方面需要繼續(xù)加強(qiáng)。2、 交流、討論:文章的大致容寫(xiě)完后，一定要和老師、其他同學(xué)多交流，讓他們多提點(diǎn)建議。一些計(jì)量軟件使用方法，可以向?qū)W長(zhǎng)們請(qǐng)教。3、 細(xì)心:模型公式編輯、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、文章各段格式等，都需要細(xì)心。4、 搜索:需要搜索很多資料，如何在短時(shí)間找到你想要得資料，得在搜索關(guān)鍵詞上有所設(shè)置才行。一些好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，需要隨時(shí)記錄下來(lái)，以便日后繼續(xù)使用。通過(guò)一定的努力我將初步完成的作品給老師看，老師將初稿修改后與時(shí)反饋給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多，特別是論文的格式，而就設(shè)計(jì)

37、的規(guī)劃來(lái)說(shuō)，提出了幾點(diǎn)建議，如不要全盤(pán)覆蓋課本上的知識(shí)，用一個(gè)章節(jié)作為典型來(lái)表達(dá)你的創(chuàng)新點(diǎn)就可以了。至此，我發(fā)現(xiàn)，要干好一件事并非那么簡(jiǎn)單，但也不是很難，敷衍了事是萬(wàn)萬(wàn)不可的，對(duì)待任何事情都要認(rèn)真去思考，用思想來(lái)完成任務(wù)。 我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。在此要感我的指導(dǎo)老師王艷對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感王老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量

38、有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向王老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 一篇優(yōu)秀的論文不是寫(xiě)出來(lái)的，而是修改出來(lái)的，這需要的是耐心，還要用心。在報(bào)警器的制作過(guò)程中，我遇到的問(wèn)題很多，有些是在自己技術(shù)所在圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互