基于STC89C51單片機(jī)的智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

孫珊珊 李 欣

（綏化學(xué)院 黑龍江綏化 152061）

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的完善和發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用逐漸廣泛。S T C系列單片機(jī)是美國(guó)S T C公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機(jī)。片內(nèi)含有 F l a s h程 序 存 儲(chǔ) 器 、S R A M、U A R T、S P I、AD、P WM等模塊，在工業(yè)自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)的采集、智能、機(jī)電一體化的研究等方面得到廣泛應(yīng)用[1]。目前，我國(guó)養(yǎng)牛業(yè)正在從傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式中逐漸向自動(dòng)化管理方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，本文討論在奶業(yè)管理系統(tǒng)中S T C 89 C 51單片機(jī)的主要應(yīng)用，從而增加了本管理系統(tǒng)的自動(dòng)化控制能力，具有廣泛的市場(chǎng)前景。

一、奶業(yè)管理系統(tǒng)的功能分析

目前我國(guó)部分牛場(chǎng)在喂養(yǎng)飼料方面還是進(jìn)行人工操作，把精料摻進(jìn)飼料中進(jìn)行喂飼，無(wú)法進(jìn)行精確喂食，并且浪費(fèi)大量的人力物力，所以，奶業(yè)管理系統(tǒng)的研發(fā)能夠減輕奶業(yè)管理人員的人工費(fèi)用，同時(shí)能夠按照每頭牛的體重等情況，進(jìn)行個(gè)體研究。

奶業(yè)管理系統(tǒng)主要包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩方面，軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)奶牛信息的數(shù)據(jù)輸入，包括奶牛的體重、奶牛胎次、產(chǎn)奶量等數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)計(jì)算，信息的輸出等功能；硬件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)奶牛的自動(dòng)擠奶、自動(dòng)喂食、溫度濕度超標(biāo)的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等功能。

本系統(tǒng)通過(guò)使用S T C 89 C 51單片機(jī)進(jìn)行溫度濕度超標(biāo)時(shí)的自動(dòng)報(bào)警功能，系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，當(dāng)奶牛大棚的溫度或者濕度達(dá)到一定程度不適合奶牛生長(zhǎng)和產(chǎn)奶的情況下，系統(tǒng)通過(guò)S T C 89 C 51單片機(jī)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，控制臺(tái)與所有的模塊相連接時(shí)使用總線技術(shù)相連，在技術(shù)上相對(duì)穩(wěn)定，價(jià)格相對(duì)低廉。

二、STC89C51單片機(jī)在自動(dòng)報(bào)警的應(yīng)用

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)由S T C 89 C 51單片機(jī)為主體結(jié)構(gòu)，另外需要連接電源電路，由于使用紅外進(jìn)行探測(cè)接收，所以還需要紅外接收電路，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（二）電源電路的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)中，D S 18 B 2和H S 1101選用5 V直流電壓，單片機(jī)和報(bào)警電路也需要5 V電源，因此，采用輸出電壓為+5 V的穩(wěn)壓電源。把交流電壓轉(zhuǎn)換為的直流電壓，且要求輸出電壓值穩(wěn)定。由于輸出電壓（+5 V）和輸入電壓的有效值（220 V）相差很大，所以需要使用變壓器和整流電路。穩(wěn)壓部分選用固定式三端集成穩(wěn)壓器L M 7805。電路如圖2所示，電源的輸出電壓為+5 V、最大輸出電流為1.5 A，可以滿足系統(tǒng)需求[2]。

圖2 穩(wěn)壓電源電路

（三）紅外線接收電路的設(shè)計(jì)

紅外線遙控系統(tǒng)一般分為發(fā)射和接收兩個(gè)部分，系統(tǒng)中發(fā)射部分的主要元器件是紅外發(fā)光二極管，接收部分的元器件是光敏二極管。它的材料與普通的二極管的材料不同，所以在它的兩端上施加一定的電壓時(shí)，它發(fā)出的是紅外線而不是普通的可見(jiàn)光。由于紅外遙控本身具有不影響其四周的環(huán)境，不干擾其他的設(shè)備的特點(diǎn)，所以一般會(huì)采用紅外線電路系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 紅外線接收電路

（四）超限報(bào)警電路的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中超限報(bào)警電路采用低壓音頻功率放大器，如圖4所示。當(dāng)實(shí)際溫度或濕度超過(guò)設(shè)置的值時(shí)，A T 89 S 51引腳輸出一定頻率的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)音頻功率放大器放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出蜂鳴聲報(bào)警。功率放大器選用音頻集成功放L M 386，它具有功耗低，電源電壓范圍較大，電壓增益可以調(diào)整，元件少和失真小等優(yōu)點(diǎn)[3]。

圖4 低頻功率放大器

（五）最小組合電路

圖5 組合電路

三、結(jié)論

本文主要論述了S T C 89 C 51單片機(jī)在奶業(yè)管理系統(tǒng)中對(duì)于限值超標(biāo)進(jìn)行報(bào)警的設(shè)計(jì)。本電路中，首先列舉的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，在結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)識(shí)本設(shè)計(jì)主要運(yùn)用S T C 89 C 51單片機(jī)和復(fù)位電路、紅外電路、晶振電路、電源電路、報(bào)警電路等組成，其次對(duì)電源電路的選擇進(jìn)行了設(shè)計(jì)闡述，主要的研究點(diǎn)在于穩(wěn)壓部分選用固定式三端集成穩(wěn)壓器L M 7805，電源的輸出電壓為+5 V、最大輸出電流為1.5 A，并且畫(huà)出電路圖進(jìn)行分析，再次簡(jiǎn)介了紅外線接收電路，并對(duì)超限報(bào)警電路進(jìn)行了分析制作，最后產(chǎn)生組合電路。

本系統(tǒng)通過(guò)紅外線接收信息，傳遞給單片機(jī)，根據(jù)程序來(lái)判斷限值是否超標(biāo)，如果超標(biāo)就進(jìn)行報(bào)警，系統(tǒng)以S T C 89 C 51為主要芯片，通過(guò)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)限值判定并傳遞信息的功能，在制作方面價(jià)格低廉，能夠滿足用戶使用的需求，抗干擾能力強(qiáng)[4]。

[1]姜楠.基于STC89C51單片機(jī)的紅外遙控智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012（24）.

[2]張劍平.模擬電子技術(shù)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[3]郭天祥.51單片機(jī)C語(yǔ)言教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[4]王俊峰,薛鴻德.現(xiàn)代遙控技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2005.