任务3-3 声光报警器设计(课件）-《单片机技术与应用》同步教学（电子工业版）

任务3-3 声光报警器设计 1 一、任务导入 任务要求 通过单片机控制蜂鸣器发出声音、发光二极管发光，向人们发出警示信号。 采用一个弹性按键K模拟报警开关，K按下时启动报警，K放开时解除报警；一个绿色发光二极管D1和一个红色发光二极管D2模拟光报警，绿色D1亮，表示正常状态，红色D2闪烁表示报警；采用蜂鸣器模拟声音报警，当报警启动时，蜂鸣器闹响。 硬件电路 P0.0引脚通过上拉电阻与+5V电源连接，当K没有按下时，P0.0引脚保持高电平，当K按下时，P0.0 引脚接地，因此通过读取P0.0引脚的状态，就可以得知按键K是否被按下，启动报警信号。 P1.0引脚控制蜂鸣器进行声音报警，P1.1引脚控制绿色发光二极管模拟的报警灯，P1.2引脚控制绿色发光二极管模拟的报警灯。 二、程序设计 #include <reg51.h> //包含头文件reg51.h，定义了51单片机专用寄存器 sbit K=P0^0; //按键控制端 sbit beep=P1^0; //蜂鸣器控制端，采用无源蜂鸣器 sbit green=P1^1; //绿色发光二极管控制端 sbit red=P1^2; //红色发光二极管控制端 ; void main() { green=0; //点亮绿灯，熄灭红灯，正常工作状态，无报警，无声音 red=1; while(1) { if(K==0) //判断按键是否按下 { delay(200); //延时去抖动 if(K==0) //再次判断是否有键按下 { green=1; //启动报警，绿灯熄灭 red=0; //红灯闪烁 beep=0; //启动发声 delay(100); //调用延时函数 red=1; beep=1; } } else { green=0; red=1; } //报警解除 } } 三、举一反三 采用热释电红外传感器模块取代按键K启动/解除警报，设计人体感应声光报警器。当有人体接近被安全保护的物体目标时，启动报警；当人体离开后，解除关闭报警。 举一反三1 9 什么是热释电红外传感器呢？ 10 是一种能够感应到人体接近并给出电信号的器件。 热释电红外传感器模块感应运动中的人体，有三个引脚，其中标有“＋”端是正电源；标有“－”端是地；标有“OUT”端是输出引脚。当有人靠近时，输出UOUT＝3V；当无人靠近时输出UOUT＝0V。电源工作电压为DC4.5～20V；感应角度为110度；静态电流小于40μA；感应距离为１～5米。 11 当有人靠近时，输出UOUT＝3V， 在P0.0上读到高电平1。 当无人靠近时，输出UOUT＝0V， 在P0.0上读到低电平0 。 硬件设计 12 void main() { green=0; //点亮绿灯，熄灭红灯，正常工作状态，无报警，无声音 red=1; while(1) { if(K==1) //检测到有人靠近 { green=1; //启动报警，绿灯熄灭 red=0; //红灯闪烁 beep=0; //启动发声 delay(100); //调用延时函数 red=1; beep=1; } else { green=0; red=1; } //报警解除 } } 用热释电红外传感器来测试人体接近目标的方法，采用单片机来控制一个直流电机运转，实现垃圾桶盖的闭合控制。 举一反三2 怎么使用直流电机呢？ 15 直流电机只需接上直流电源即可转动，连接在直流电机两个引脚上的直流电源极性决定了电机的转动方向。 16 用单片机I/O端口驱动直流电机时，只要直接在对应的控制I/O端口输出高低电平，电机就能正转和反转。 但单片机的I/O端口能提供的输出电流只有几毫安，驱动能力有限，而直流电机的额定工作电流至少需要几百毫安，所以必须外加驱动电路，提供足以保证直流电机旋转的电流。 17 电机驱动芯片L298 引脚 名称 引脚说明 连接方法 4 Vs 动力电源，2.5~4.6V +12V，接电容滤波 9 Vss 逻辑电源，4.5~7V +5V，接电容滤波 8 GND 地 地 5，7 IN1,IN2 A桥输入引脚，TTL兼容 连接单片机I/O 2，3 OUT1,OUT2 A桥输出引脚 直接连接电机 6 ENA A桥使能端，高电平有效 连接单片机I/O 10，12 IN3,IN4 B桥输入引脚，TTL兼容 连接单片机I/O 13，14 OUT3,OUT4 B桥输出引脚 直接连接电机 11 ENB B桥使能端，高电平有效 连接单片机I/O 1，15 ISENA,ISENB A、B桥输出电流反馈引脚 地 4 通道逻辑驱动电路。可驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。 18 硬件电路 （1）人体感应信号测试功能，测试P0.1引脚的电平状态。 （2）电机正转功能：P1.5=1、P1.3=1、P1.4=0；若要电机停止，只需让P1.3=0即可。 （3）电机反转功能：P1.5=1、P1.3=0、P1.4=1；若要电机停止，只需让P1.4=0即可。 19 #include "reg51.h" //包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器 sbit hw=P0^1; //红外控制端 sbit P1_3=P1^3; //电机驱动控制端 sbit P1_4=P1^4; //电机驱动控制端 sbit P1_5=P1^5; //电机驱动控制端 void main() { bit flag＝0; //桶盖打开标志位变量，为1表示桶盖打开，否则表示桶盖关闭 while(1) { if((hw==1)&&(flag==0)) { P1_3=1; //电机运转，控制打开桶盖 P1_4=0; P1_5=1; delay(20000); //延时，等待桶盖打开完成 P1_3=0; //电机停转，保持桶盖打开状态 flag=1; //设置桶盖打开标志 } else if(hw==0&&flag==1) { P1_3=0; //电机反向运转，关闭桶盖 P1_4=1; P1_5=1; delay(20000); //延时，等待桶盖关闭完成 P1_4=0; //电机停转，保持桶盖关闭状态 flag=0; //设置桶盖关闭标志 } } } $$