基于51单片机的四通道故障报警仪的设计
摘要：现如今自动化控制系统中，各类工程系统都非常的复杂。工程界高度重视系统的可靠性和安全性，这已成为企业取得经济效益和社会效益的重要保障。故障报警系统已经成为保障机械设备保持安全运行的必不可少的技术，如今大型工业自动化系统已经不可缺少故障检测与报警，一开始企业只重视自动控制系统的设计，而忽视了报警系统的视觉精度设计，这将给自动化控制系统的操作带来不便。正因如此对自动控制系统的故障报警系统显得越来越重要。经过研究之后发现按照实际情况设计的故障报警系统很大程度的提高了工作效率。四路故障报警器由51单片机构成，开发语言为C语言，系统包含A/D转换器。故障报警可以减短设备的停止时间，并且帮着了设备运行的安全性和作业人员的安全性，从而降低企业生产成本。故障报警系统可以使企业规避由机器故障运行引发人员安全问题而造成的损失，给企业带来可观的经济效益。
关键词：故障报警；51单片机；C语言；
Design of four channel fault alarm
Abstract：Nowadays, in the automation control system, all kinds of engineering systems are very complicated. The engineering community attaches great importance to the reliability and safety of the system, which has become an important guarantee for enterprises to achieve economic and social benefits. Fault alarm system has become a guarantee to maintain the safe operation of the indispensable mechanical equipment, large industrial automation systems is now an indispensable fault detection and alarm, the first enterprise only pay attention to the design of the automatic control system, and ignored the visual accuracy of alarm system design, it will bring inconvenience to automation control system of the operation. It is becoming more and more important for the fault alarm system of automatic control system. After the study, it was found that the fault alarm system designed according to the actual situation greatly improved the working efficiency. The four-way fault alarm consists of 51 single chip microcomputer, the development language is C language, and the system contains A/D converter. The fault alarm can reduce the stop time of the equipment, and help the safety of the operation of the equipment and the safety of the operator, thus reducing the production cost of the enterprise. The fault alarm system can avoid the loss caused by the safety problems caused by the machine failure, which can bring considerable economic benefits to the enterprise.
Keywords: fault alarm; 51 MCU; C language.
目录
第1章 绪论 1
1.1课题研究背景和意义 1
1.2课题研究的现状 1
1.3设计的主要内容 1
第2章 总体设计方案确定 2
2.1 设计要求 3
2.2设计方案 3
2.3原理框图 3
第三章 系统硬件设计与实现 3
3.1硬件系统的概括 4
3.2 A/D转换器模块 4
3.2.1ADC0809内部功能 4
3.2.2ADC0809 引脚介绍 5
3.3 四路电压信号输入模块 6
3.4 微处理器模块 7
3.4.1AT89C51单片机 7
3.4.2复位电路 8
3.4.3 振荡电路 9
3.5故障报警模块 10
3.5.1故障通道信号显示报警电路 10
3.5.2光报警模块电路 11
3.5.3声报警模块电路 11
3.6 系统硬件原理图 12
第4章 系统软件设计与实现 14
4.1 流程图及程序设计的说明 14
4.2 程序设计 14
4.2.1创建工程 14
4.2.2 编写程序 18
第5章 系统仿真调试与运行 25
5.1 调试内容 25
5.1.1 软件调试 25
5.1.2 软硬件联合调试 25
5.2 运行过程及结果 26
5.2.1系统运行状况 26
5.2.2运行结果分析 31
第6章 总结 32
致谢 33
参考文献 34
第1章 绪论
1.1课题研究背景和意义
随着国内的工业的现代化程度的不断提高，我们对机械化设备的需求越来越多，我们的工作和生活已经离不开各种各样的电子设备，而任何一个电子设备必不可少的需要通电，而系统发生故障产生的故障电压就可能造成我们的人身和财产损失，由此可见故障报警仪在当代生活中必不可少，本科题四通道故障报警仪的设计显得尤为重要且与我们得生活密切相关。
1.2课题研究的现状
为减少和避免大型机组的故障问题，许多国家投入了大量精力和财力资源研究和故障诊断技术的失败机制。根据这些研究的结果，每个研究单位已经开发了许多用于各种应用的故障诊断系统。目前一些故障诊断系统已在工业生产中得到应用，取得了良好的经济效益， 如在美国的 TDM、 DDM系统、3300系统，西屋电气公司的 ChernAID， genaid， TurbinAID系统，还有很多国内名流大学单位研制的故障报警设施。
随着社会的发展，信号处理技术、现代测试技术和计算机技术的迅速进步和更新，故障诊断技术取得了很大的成就。 研究人员研究和开发了很多比较可靠的技术和方法，在工程实践应用过程中起到重要的作用。 然而，工程实践应用中存在着许多问题、复杂和突发性问题。因为当今方法不全面和技术水平不够完善，未能满足设备的所需的要求。 故障诊断技术局限性主要问题如下： （1）不能有效的运用知识和参考这方面专家的经验； （2）推理能力较弱，不能够进行正反向的推导； （3）没有学习机制；（4）欠缺对试验的成果解释，对测试诊断设备维护差。当下人工智能的飞速开展，特别是在人工神经网络、专家系统和知识工程在故障诊断领域的更深入的运用，让人们能够对智能诊断问题实行了更进一步了解和更系统的探索。智能诊断技术是模拟人体专家诊断的庞大系统。 它不仅可以依靠丰富的专家知识和领域专家的经验进行快速推导，而且还可以被广泛应用到不同对象的诊断。它的优点是它整合了许多领域专业人士的经验，其诊断水准甚至超越专业人士，起码也要与专业人士的水准一致，而且比专业人士的诊断还要快。
1.3设计的主要内容
设计一个四通道故障报警仪，可同时接收四路电压信号，能够对工业生产过程中的现场仪器、设备因发生故障而产生的超出正常电压范围的故障电压信号进行超限报警，同时判别发生故障的通道号并送显示器显示，能够根据故障发生与否控制故障报警指示灯或无故障信号指示灯点亮，并控制蜂鸣器在故障时响起报警。
参考文献
[1]叶海涛. 复杂工业过程的故障诊断与报警系统的设计[D].河海大学,2006.
[2]李太寿.基于单片机控制的故障报警系统设计[J].科技资讯,2007(12):121-122.
[3]李梦.51单片机多任务编程设计及运用[J].装备制造技术,2016(08):277-278.
[4]高香梅,刘春梅.基于proteus和keil的仿真技术在单片机教学中的应用[J].电子世界,2017(07):88+90.
[5]张祎.C语言在单片机开发中的应用分析[J].江苏科技信息,2017(18):47-48.
[6]戴慧.地铁安全门故障报警专家系统的设计[J].扬州大学学报(自然科学版),2013,16(04):55-59.
[7]王颖.C语言在单片机技术中的应用[J].电子制作,2015(01):26-27.
[8]岳明道,司志良,李文艺.带式输送机故障自动报警系统设计[J].煤炭技术,2015,34(10):230-232.
[9]周岚.浅析基于C语言的单片机技术[J].软件工程,2016,19(05):30-31.
[10]蔡银河.AT89系列51单片机系统的低功耗设计[J].计算机与现代化,2013(12):177-179+183.
[11]潘夏福.Proteus软件在51单片机教学中的应用[J].电脑知识与技术,2015,11(04):108-110.
[12]张遂强. 机械故障诊断中的自适应报警技术研究[D].郑州大学,2006.
[13]屈俐俐,漆溢.守时设备故障的自动诊断和报警系统设计[J].时间频率学报,2009,32(01):50-55.
[14]赵铭江,安安,孙勇军.大型自动化控制系统故障报警技术应用研究[J].工业控制计算机,2005(09):11-12.
[15]孙珊珊,李欣.基于STC89C51单片机的智能报警系统的设计与实现[J].绥化学院学报,2014,34(05):154-156.
[16]苏维均,张晓明,聂尔豪,于重重.基于GSM的故障实时报警控制系统的设计与实现[J].计算机测量与控制,2012,20(08):2133-2135.
[17]谭炳菊,富钰.单片机C语言编程方法探讨[J].辽宁高职学报,2010,12(04):43-44.
[18]薛庆军,韩进.基于Keil C51嵌入式系统多任务实现技术[J].微计算机信息,2007(05):63-64+77.
[19]殷士勇.Keil和Proteus在单片机实验教学中的应用[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2009,26(06):567-570.
[20]伍冯洁,谢陈跃,谢斌.Proteus与Keil在单片机开放性实验中的应用[J].电子测量技术,2008(06):100-103+107.
[21]宁成军,张江霞.基于Proteus和Keil接口的单片机外围硬件电路仿真[J].现代电子技术,2006(18):142-143+146.
