單片機(jī)控制安防系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30539單片機(jī)控制安防系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試案例 115045第1章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 173181.1軟件介紹 1238971.2系統(tǒng)主程序流程圖 1265261.3按鍵程序流程圖 396191.4ADC0832程序流程圖 4199851.5DS18B20程序流程圖 5882第2章系統(tǒng)測(cè)試 6第1章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，除了硬件的焊接和仿真圖設(shè)計(jì)外，程序的設(shè)計(jì)同樣十分重要，如果將硬件比做載體，程序就賦予其靈魂，只有在程序的驅(qū)動(dòng)下才能使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，同時(shí)，巧妙的程序可以簡(jiǎn)化我們對(duì)單片機(jī)的操作，使系統(tǒng)使用更加方便快捷。單片機(jī)的編程語(yǔ)言使用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)，其具有很強(qiáng)的功能性、結(jié)構(gòu)性和可移植性，是非常實(shí)用的編程語(yǔ)言。1.1軟件介紹KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司（ARM公司之一）出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。與匯編相比，\t"/item/keil%20c51/_blank"C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)\t"/item/keil%20c51/_blank"集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。1.2系統(tǒng)主程序流程圖如圖1.1所示：當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)啟后進(jìn)入主函數(shù)，主函數(shù)分別對(duì)溫度傳感器、RC552射頻模塊、EEPROM、液晶屏進(jìn)行初始化，然后程序會(huì)分別讀取煙霧值和溫度值，并掃描按鍵函數(shù)和讀卡函數(shù)，判斷其工作狀態(tài)，當(dāng)未檢測(cè)到工作狀態(tài)時(shí)，程序會(huì)重新執(zhí)行讀取和掃描操作，直到檢測(cè)到系統(tǒng)工作狀態(tài)后，程序會(huì)將讀取到的實(shí)時(shí)煙霧值和溫度值顯示到液晶屏幕上，并判斷煙霧值和溫度值是否超限，射頻信號(hào)能否被識(shí)別，當(dāng)所檢測(cè)數(shù)值未超限，射頻信號(hào)不能被識(shí)別的時(shí)候，程序繼續(xù)讀取顯示實(shí)時(shí)數(shù)值，并判斷射頻信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)煙霧值或溫度值超限或射頻信號(hào)可以被識(shí)別的情況下，程序執(zhí)行報(bào)警并打開(kāi)對(duì)應(yīng)的繼電器工作，并繼續(xù)執(zhí)行數(shù)值讀取和判斷射頻信號(hào)，并判斷執(zhí)行相應(yīng)操作。由于在本項(xiàng)目中還實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇排煙和水泵模擬灑水的功能，但這兩部分的電路是設(shè)計(jì)連接在繼電器接線端子之外的獨(dú)立電路，其工作模式完全依靠繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以主程序不涉及對(duì)兩個(gè)獨(dú)立電路的控制，只需要控制相對(duì)應(yīng)的繼電器就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇排煙和模擬灑水的功能，即簡(jiǎn)化了電路和程序，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，獨(dú)立電路的設(shè)計(jì)還方便在使用中對(duì)風(fēng)扇水泵等元件的拆卸和更換，不影響主電路的其它功能。圖1.1主程序流程圖1.3按鍵程序流程圖如圖1.2所示：在按鍵程序模塊，當(dāng)設(shè)置按鍵被按下后，系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，程序進(jìn)行加按鍵狀態(tài)檢測(cè)，每當(dāng)檢測(cè)到加按鍵被按下一次時(shí)，設(shè)置報(bào)警值就相應(yīng)+1，當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到加按鍵指令后系統(tǒng)檢測(cè)減按鍵狀態(tài)，每當(dāng)檢測(cè)到減按鍵被按下一次時(shí)，設(shè)置報(bào)警值就相應(yīng)-1，當(dāng)沒(méi)有按鍵指令后，程序運(yùn)行結(jié)束。圖1.2按鍵程序流程圖1.4ADC0832程序流程圖如圖1.3所示：在ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊中，先進(jìn)行初始化操作，然后由ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片接收MQ-2煙霧傳感器傳遞的模擬量信號(hào)，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳遞給單片機(jī)。圖1.3ADC0832程序流程圖1.5DS18B20程序流程圖如圖1.4所示：在DS18B20溫度傳感器模塊中，系統(tǒng)對(duì)模塊進(jìn)行初始化操作，當(dāng)只存在一個(gè)溫度傳感器時(shí)，系統(tǒng)不需要讀取序列號(hào)，執(zhí)行跳過(guò)讀取操作，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換后再次將模塊初始化，讀取溫度寄存器并執(zhí)行一系列算法程序后返回最終溫度數(shù)值。圖1.4DS18B20程序流程圖第2章系統(tǒng)測(cè)試2.1硬件調(diào)試在硬件調(diào)試之前，首先要檢查電路原理圖連接是否正確和完整，接線是否合理，確定可以正常使用后，將系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的模塊順序?qū)㈦娮釉附?，每?dāng)焊接完一個(gè)模塊后，就應(yīng)該對(duì)完成的模塊所焊接的功能部件進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容包括引腳焊接是否正確，焊接點(diǎn)是否有虛焊或者短路的現(xiàn)象，線路連接復(fù)雜是否出現(xiàn)裸露部分過(guò)長(zhǎng)且交叉短路等，這樣每個(gè)模塊按順序依次焊接并調(diào)試完成后，再對(duì)整體電路進(jìn)行調(diào)試并檢查功能是否完備，基于51單片機(jī)的圖書(shū)館安防管理系統(tǒng)焊接完成情況，如圖5.1所示：圖5.1焊接完成圖調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法：在煙霧模塊調(diào)試過(guò)程中，液晶屏顯示當(dāng)前環(huán)境下檢測(cè)的煙霧值很高，上網(wǎng)查閱后有人反映在網(wǎng)上購(gòu)買(mǎi)的電子元件會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，在我更換電子元件后問(wèn)題依然沒(méi)有解決，最后在請(qǐng)教指導(dǎo)老師后才明白MQ-2煙霧傳感器要做老化試驗(yàn)，通電時(shí)間達(dá)到數(shù)小時(shí)檢測(cè)結(jié)果才正常且穩(wěn)定。在調(diào)試液晶顯示模塊時(shí)，屏幕顯示很暗幾乎看不見(jiàn)顯示，經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)3腳串聯(lián)的兩個(gè)分壓電阻接反了，脫錫后重新焊接。在繼電器模塊調(diào)試過(guò)程中，可以聽(tīng)到繼電器吸合但風(fēng)扇沒(méi)有進(jìn)行工作，經(jīng)檢查后連接線裸露部分太長(zhǎng)導(dǎo)致交叉短路，將風(fēng)扇取下后重新與繼電器連接線路后恢復(fù)工作。在繼電器模塊調(diào)試過(guò)程中檢測(cè)到電磁鎖元件損壞不能正常工作，在網(wǎng)上重新購(gòu)買(mǎi)換上后可以正常工作。在進(jìn)行系統(tǒng)功能二次檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)初次檢測(cè)的完整功能出現(xiàn)很多問(wèn)題：液晶顯示亮起后數(shù)字顯示很模糊，煙霧示警LED燈間斷性閃爍且蜂鳴器長(zhǎng)鳴。教指導(dǎo)教師指出單片機(jī)連接電腦USB口供電電壓小屏幕顯示模糊，將單片機(jī)平放至桌面導(dǎo)致后面電路短路，在下面墊上一張紙對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，改善后系統(tǒng)故障解除，系統(tǒng)恢復(fù)正常。2.2軟件測(cè)試在軟件運(yùn)行之前，我們首先檢查程序代碼是否正常運(yùn)行無(wú)誤，在確定代碼正常運(yùn)行后，我們準(zhǔn)備程序燒錄工作，程序燒錄需要用到的軟件是STC-ISP，這是一款針對(duì)STC系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的載編程燒錄軟件，另外需要配合編程器（也被稱(chēng)為燒錄