1、南通纺织职业技术学院南通纺织职业技术学院毕业设计(论文)基于89C51船舶报警灯柱的设计班 级: 09电信 专 业:电子信息工程技术(智能电子)所 属 系: 机电系 指导老师: 完成时间:2011年10月12日-2011年11月22日目录摘要及关键词-2第一章:绪论-31.1 课题背景-31.2 主要内容-3第二章:产品的功能需求及方案的确定-42.1 产品功能需求分析-42.2 课题方案的确定-5第三章:硬件电路设计-63.1 主控制电路-63.2 信号通讯电路-73.3看门狗电路-93.4 报警音输出电路-103.5 报警灯电路和旋转灯电路-123.6 稳压电源电路-12第四章:软件设计-134.1 软件设计方案-134.2 方案流程图-144.3 主要程序设计-15第五章:系统调试与分析-235.1 硬件电路调试-235.2 软件调试-24第六章:设计总结-25参考文献-26附图:完整电路图-2789C51船舶报警灯柱设计摘要:文章首先介绍了基于89C51船舶报警灯柱设计的背景及主要内容,设计船舶报警灯柱的目标需求以及方案的确定,随后介绍该设计的硬件和软件的搭建,而硬件电路由89
2、C51的主控制电路,信号通讯电路,报警信号输出电路,稳压电路,报警灯柱电路,旋转灯电路构成;另外软件设计包含了软件设计的方案、方案流程图以及程序的编写。接着对硬件和软件进行调试与分析, 从中查找电路的错误,最后是该设计的总结。关键词:报警灯柱;89C51; 第一章 绪论1.1课题意义及背景现代船舶上轮机员的工作岗位一般都是在机舱内,监控、维护船舶主机的运行。机舱内的工作环境十分恶劣,有很强的噪音,在主机等设备的运行过程中由于高温高压下也会产生一些有害气体,这些都对轮机员的人身安全造成了一定的威胁。依据solas国际海上人命安全公约及中国钢制船入海规范条例相关规定,必须对轮机员的安全进行保护。当船舶进入工作状态,报警灯柱的报警系统进入实时控制,对各项指标进行初始化,主控电路自动将每隔0.5ms对各项指标进行检测,以确保报警的有效,及时发现火灾,CO2,大雾等危情,通过本文所设计的报警控制器输出信号,确保船舶及人员安全。1.2课题主要内容本文内容共分六章,第一章为绪论,主要介绍了文章的背景和主要内容。第二章介绍产品方案设计,主要介绍产品目标需求和产品方案的确定,以便于读者更好的认识安全报警
3、系统的设备组成、主要技术性能等。第三章介绍系统的硬件电路设计,分别分析了89C51主控制电路,信号通讯电路,报警音输出电路,稳压电路,旋转灯电路,报警灯柱电路的硬件设计方法。 第四章介绍了基于89C51船舶灯柱报警设计及基本编程思想。第五章介绍了系统的调试分析,主要通过硬件调试和软件调试分别分析了此系统的调试方案。第六章介绍了本人做此论文的设计总结。第二章 产品的功能需求及方案的确定2.1产品功能需求分析功能一:报警信号比较全面,有报警灯(LED灯板)、旋转灯(发出闪烁流走的光信号)、报警声(用喇叭放大),确保轮机员及时知道故障。功能二:自动接收故障信号,采用MAX485通讯接受器。例如当外界发生火灾,通过分线箱的连接单片机进行扫描,然后将信号送入声光报警器确认是火警信号后,以MAX485标准信号接受火警信号,转化成TTL电平发送到单片机,经单片机对报警信号解码后,将从单片机P0.5、P2.2口输出火警信号,经喇叭和LED灯输出最终指示对船舶人员予以提示,设定的其他七种报警信号亦是如此。功能三:声光报警有源触点输出24V,可以直接接报警器的24V声光报警元件。2.1.1主要技术性能环境
4、温度:-10+50 相对湿度:RH95(+40时)碰撞:加速度7g 振动频率:135Hz(振幅0.150.35mm)所有设备具有防潮湿、防盐雾、防霉菌的措施报警输出触点最大容量:AC125V/1A或DC30V/2A工作电压:DC24V20% 2.2产品方案的确定2.2.1产品设计理念设计在硬件上采用模块化结构,电路方便简洁,易于测试,大大减少了故障的发生率;软件上采用前后台控制,更能反应系统的实时性,也便于软件的结构编写、调试。图2.1 系统结构示意图该模拟电路由报警控制器、分线箱、四个声光报警器、报警复位终端组成。其中报警控制器、分线箱、一个声光报警器安装在驾驶室;两个声光报警器安装在船员居住舱;报警复位终端及一个声光报警器安装在机舱。如系统结构图2.1所示。 图2.2 声光报警器控制结构示意图控制报警器结构分析,当有报警信号时,将信号以MAX485标准转化成TTL电平发送给主控电路,将信号解码后,发送控制指令到报警音和报警灯电路,信号将以光和声音输出,电源分别供给主控电路,报警音、灯电路。2.2.2方案的确定系统结构分布在驾驶室、船员居住舱、机舱三个地方。驾驶员在驾驶室启动报警控制
5、器,报警控制器开始工作。当外界发生主机故障、弃船、火灾、二氧化碳、大雾、电话车钟、通用险情时,通过分线箱的连接单片机进行扫描,然后将信号送入声光报警器确认是某一种报警信号,以MAX485标准信号接受报警信号,转化成TTL电平发送到单片机,经单片机对报警信号解码后,将从单片机的P0口或P2.2、P2.5引脚传输到驾驶室、船员居住室、机舱的报警信号终端,当轮机员按下控制器或任一报警终端上的RESET键,系统从设定的安全时间开始重新计时,报警自动撤消。第三章 硬件电路设计硬件电路主要由89C51主控制电路,信号通讯电路,报警音输出电路,稳压电路,旋转灯电路,报警灯电路组成。下面将分别对这些电路的设计过程进行阐述。3.1主控电路3.1.1 作用主要作用是接收报警信号,并将信号解码后发送给报警音、灯电路。同时自带复位信号。 3.1.2 主控电路 图3.1 主控电路3.1.3 工作原理 当启动报警控制器后,89C51单片机的P0、P1、P2、P3口都处于高电平状态,其它引脚都处于低电平,即处于不工作状态;当外界有险情时, 89C51单片机开始工作,对分线箱接口的险情信号进行扫描,确定8种险情中的哪一种(即确定报警信号的标志位)后,单片机将接受到的TTL电平从对应的八种报警信号输出引脚之一输出,控制报警灯。单片机引脚的P0.0到P0.6和P2.5引脚是八种报警信号报警灯的输出通道,P2.2引脚是对报警声控制的输出通道,引脚输出状态为“0”时有效,TXD和RXD分别是接受和发送TTL 电平到485通讯端,X1、X2是晶振电路,提供单片机运行的脉冲信号,RESET是单片机防止程序走错或电源掉电的复位信号,/EA/VP是中断总允许,直接拉高,使其处于“1”状态。3.1.4芯片选型因设计中设定了八种险情,当外界任意发生
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