一、實驗目的

1. 了解霍爾傳感器工作原理

2. 了解雨滴傳感器工作原理

3. 學會使用霍爾傳感器檢測門窗是否關好

4. 學會使用雨滴傳感器檢測是否下雨

5. 學會使用蜂鳴器發出報警聲

二、實驗設備

1. 51單片機實驗板，以及電源線、下載線、杜邦線等

2. 霍爾傳感器、雨滴傳感器、蜂鳴器

三、實驗項目要求

請設計一款下雨關窗報警器，當檢測到下雨時，若用戶窗戶沒有關，則發出報警聲提醒用戶關窗戶。

請按要求設計一個可行方案，包括設備選型、系統連接圖等，并編寫程序實現上述功能。

四、實驗步驟

1. 設計方案

①方案：采用雨滴傳感器來判斷是否下雨沒，霍爾傳感器來模擬是否關窗沒，通過這兩個傳感器采集的信息交給單片機做處理，如果下雨沒關窗，蜂鳴器響，其他情況蜂鳴器都不響

②設備選型：

1、雨滴傳感器（DO）
功能介紹：

DO TTL數字輸出也可以連接單片機檢測是否有雨。

接上5V電源，電源指示燈亮，感應板上沒有水滴時，

DO輸出為高電平，開關指示燈滅；滴上一滴水，DO輸出為低電平，開關指示燈亮；              刷掉上              面的水滴，又輸出高電平狀態

AO模擬輸出，可以連接單片機的AD口檢測滴在上面的雨量大小。

接線方式：
                            1、VCC:接電源正極（3-5V）
                            2、GND:接電源負極
                            3、DO:TTL開關信號輸出
                            4、AO:模擬信號輸出

2、霍爾傳感器

電路設計如圖：

傳感器附近無磁場時，P0.4 輸出高電平。當傳感器附件有磁場時，P0.4 輸出低電平。

3、TX51單片機實驗板（帶LCD1602、LED燈、蜂鳴器）

③系統連接圖：

2. 編寫源程序，編譯，生成hex文件

源程序：

Main.c
//本工程基于普中單片機開發板，晶振12MHz
#include <config.h>

#include <uart.h>

sbit beep=P1^5;//蜂鳴器
sbit rain=P1^1;//雨滴傳感器開關輸出引腳：無雨滴輸出1，否則輸出0
sbit hall=P1^2;//霍爾傳感器開關輸出引腳：有磁場輸出1，否則輸出0


u8 flag=0;              //0:叮,1:咚
u16 n0=0,n1=0;  //n0:叮周期計數，n1:咚周期計數

void delay_us(u16 n)//微秒延時
{
    while(--n);
}

void delay_ms(u16 x)//毫秒延時函數
{u16 i,j;
for(i=0;i<x;i++)
    for(j=0;j<115;j++);
}

void Alarm(u8 t) //蜂鳴器報警,持續t秒,軟件延時
{
u8 k;
u16 i,j;                           
for(k=0;k<t;k++)
{ for(i=0;i<200;i++)//叮
      {beep=0;delay_us(50);beep=1;delay_us(50);}
   for(j=0;j<100;j++)//咚
      {beep=0;delay_us(110);beep=1;delay_us(110);}
}
}

void Alarm_Init() //蜂鳴器報警,定時器T0
{
              TMOD&=0xf0;//定時器T0設為方式2,8位自動裝載模式
    TMOD|=0x02;
              TH0=0X00;
              TL0=0X00; //定時250us
              EA=1;
              ET0=1;
}

void Alarm_Power(u8 t) //打開/關閉蜂鳴器報警,定時器T0,1：打開，0：關閉
{
              TR0=t;
}

void main()
{
            
              uart_init(4800);
            
              while(1)
              {   
                            if(rain==0) //下雨
                            {
                                          delay_ms(10);                //消抖動
                                          if(rain==0)                //確認觸發
                                          {
                                                        if(hall==1)              //確認沒有磁場，表示窗戶沒關
                                                        {
                                                           uart_send_str("rain");
                                                           uart_send_str("close the door");
                                                           Alarm(1);//啟動報警響5秒                                                      
                                                        }
                                                        else            
                                                        {
                                                                      uart_send_str("rain");
                                                                      beep =0;
                                                        }
                                          }
                            }                                                         
              }
}

//叮(一個周期高250us低250us，共500個周期，0.25秒)，咚(一個周期高500us低500us，共250個周期，0.25秒)
void time0() interrupt 1
{
              if(flag==0)
              {
                            n0++;
                            if(n0==1000)                           
                            {
                                          n0=0;
                                          flag=1;
                            }
                            else
                            {
                                          beep=~beep;
                            }
              }
              else
              {                                                                         //通過改變定時計數時間可以改變門鈴的聲音
                            n1++;                                            //叮
                            if(n1==1000)
                            {
                                          n1=0;
                                          TR0=0;
                                          flag=0;
                            }
                            else
                            {
                                          if(n1%2==0)              beep=~beep;
                            }
              }
}
3. 將hex文件下載到實驗板運行，描述實驗現象
實驗現象：
當雨滴傳感器的out腳輸出低電平時，或霍爾傳感器out腳輸出低電平時，蜂鳴器響，提示下雨了沒關窗，其他情況蜂鳴器不響。

實驗總結
通過本次實驗了解了霍爾傳感器工作原理了解雨滴傳感器工作原理，學會了使用霍爾傳感器以及雨滴傳感器的基本編程思維。