代码收藏家技术教程 2024-12-21

基于51单片机的多路报警器Protues仿真设计

一、设计背景

随着社会的发展和技术的进步，安全问题越来越受到重视。各种工业设施、家庭、商业场所以及公共场所的安全保障成为了重点。报警器作为安全防护系统的重要组成部分，在预防和及时应对各种突发事件中发挥着至关重要的作用。传统的报警器通常在功能上比较单一，仅能处理一种类型的警报事件，难以满足复杂环境下的多样化需求。因此，基于51单片机的多路报警器设计应运而生，以满足现代安全防护系统的需求。

51单片机因其结构简单、功能强大、价格低廉以及开发工具丰富等优点，广泛应用于各种电子项目中。特别是在需要实现多种功能和处理复杂逻辑的场合，51单片机展现了其独特的优势。基于51单片机的多路报警器能够通过其强大的计算和控制能力，支持多种传感器输入，实现多路报警功能，这对于提升报警系统的智能化水平和灵活性具有重要意义。

本设计中，51单片机充当了核心控制器的角色，通过IO口与各个功能模块相连接。4*4矩阵键盘负责模拟16路报警信号，当矩阵键盘某个按键按下时，视为该路触发报警，此时会通过IO口电平的变化通知单片机，单片机会记录发生报警的路数，通过数码管显示当前的报警路数并通过蜂鸣器进行报警提示。

软件系统采用C语言编写程序，包括显示程序，定时中断服务，延时程序等，并在KEIL5中调试运行，硬件系统利用PROTEUS8.11强大的功能来实现，简单切易于观察，在仿真中就可以观察到实际的工作状态。

二、实现功能

以51单片机为控制核心，设计一种多路报警器。整个系统包括MCU、晶振电路、时钟电路、矩阵键盘、蜂鸣器控制电路以及数码管显示电路。该系统通过矩阵键盘不同按键按下模拟不同路数触发报警，利用共阳数码管实时显示发生报警的路数，并通过蜂鸣器进行报警提示。可具体实现以下功能：

（1）使用4*4矩阵键盘模拟16路报警信号。
（2）当某一个按键按下时，即视为该路发生报警，两位数码管显示当前发生报警的路数，并且以方波驱动蜂鸣器实现报警。
（3）16路均未发生报警时，数码管显示00。

三、仿真演示

未运行仿真时，数码管不显示。

运行仿真后，进入非报警界面，此时未触发任何一路报警。

按下矩阵键盘的按键1，表示第1路触发报警，数码管显示01，蜂鸣器“滴答”3声进行报警提示。

按下矩阵键盘的按键6，表示第6路触发报警，数码管显示06，蜂鸣器“滴答”3声进行报警提示。

按下矩阵键盘的按键14，表示第14路触发报警，数码管显示14，蜂鸣器“滴答”3声进行报警提示。

按下矩阵键盘的按键16，表示第16路触发报警，数码管显示16，蜂鸣器“滴答”3声进行报警提示。

四、源程序（部分）

#include "reg52.h"

sbit wei0=P3^2;
sbit wei1=P3^3;
sbit Beep=P0^0;//蜂鸣器

unsigned char a=0;
unsigned char disCode[10] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //数码管段码 0~9
unsigned char Num=0,number=0;//号码
unsigned int Jishu=0,BeepC=0;  //时间计数加
void DisplaySMG();//数码管延时
bit BeepFlag=0;

void Delay1ms(unsigned int n)
{
	unsigned char i, j;	
	for (; n>0; n--)
		for(i=0;i<10;i++)
			for(j=0;j<33;j++);	
}

/**定时器初始化函数**/
void Tim0_Init()
{
	TMOD=0x01;		  //设定定时器状态
	TH0=0xfc;		   //1ms
	TL0=0x18;		   //赋初值	
	ET0=1;			  //打开T0中断允许开关
	EA=1;			  //打开中断总开关
}

void disPlay(unsigned char num)	 //数码管、led显示函数
{
	P2 = 0xff;	//消除重影
	wei0=1;wei1=0; //位码输出
	P2 = disCode[num/10];	//段码输出
	Delay1ms(1);	//增加显示时间，防止显示过暗
	
	P2 = 0xff;	//消除重影
	wei1=1;wei0=0; //位码输出
	P2 = disCode[num%10];	//段码输出
	Delay1ms(1);	//增加显示时间，防止显示过暗
}

void SMGdelay(unsigned int t)
{
   while(t--)
	 {
	   disPlay(a);	 //数码管显示函数
	 }
}

void keycheckdown()				/* 反转法键盘扫描 */
{
	short temp1,temp2,temp;
	P1=0xf0;						/* 输入行值（或列值） */
	SMGdelay(20);				/* 延时 */
	temp1=P1;						/* 读列值（或行值） */
	P1=0xff;
	SMGdelay(20);				/* 延时 */
	P1=0x0f;						/* 输入列值（或行值） */
	SMGdelay(20);				/* 延时 */	
	temp2=P1;						/* 读行值（或列值） */
	P1=0xff;
	temp=(temp1&0xf0)|(temp2&0xf);	/* 将两次读入数据组合 */
	switch(temp)					/* 通过读入数据组合判断按键位置 */
	{
		case 0x7e :a=4;BeepFlag=1;TR0=1;break;// 	按键4
		case 0x7d :a=3;BeepFlag=1;TR0=1;break; //  按键3
		case 0x7b :a=2;BeepFlag=1;TR0=1;break; //  按键2 
		case 0x77 :a=1;BeepFlag=1;TR0=1;break; // 	按键1  

		case 0xbe :a=8;BeepFlag=1;TR0=1;break;//  按键8
		case 0xbd :a=7;BeepFlag=1;TR0=1;break; // 	按键7
		case 0xbb :a=6;BeepFlag=1;TR0=1;break; // 	按键6
		case 0xb7 :a=5;BeepFlag=1;TR0=1;break; // 	按键5

		case 0xde :a=12;BeepFlag=1;TR0=1;break;// 按键12
		case 0xdd :a=11;BeepFlag=1;TR0=1;break;	//  按键11
		case 0xdb :a=10;BeepFlag=1;TR0=1;break;	//  按键10
		case 0xd7 :a=9;BeepFlag=1;TR0=1;break;	//  按键9

		case 0xee :a=16;BeepFlag=1;TR0=1;break;//  按键16   
		case 0xed :a=15;BeepFlag=1;TR0=1;break;// 按键15
		case 0xeb :a=14;BeepFlag=1;TR0=1;break;// 按键14
		case 0xe7 :a=13;BeepFlag=1;TR0=1;break;// 按键13
	}
}

//主函数
void main()
{
	Tim0_Init();
	while(1)
	{
		 keycheckdown();	
     disPlay(a);	
	}
}
/**定时器T0工作函数**/
void Time0() interrupt 1
{
 TH0=0xfc;		   //1ms
 TL0=0x18;		   //重新赋初值
 Jishu++;  //计数加
 if(Jishu==500)//计数大于5000
 {
    Jishu=0;		//数据清零
	  if(BeepFlag==1)
		{
		  Beep=~Beep;
			BeepC++;
			if(BeepC==6)
			{
				 BeepC=0;
				 BeepFlag=0;
				 TR0=0;
			}
		}
  }
}

仿真源文件及源程序百度网盘链接：https://pan.baidu.com/s/1mQ3l7uxPm8QCPjz71WfQFA
提取码：yevc

作者：薄情书生