獨(dú)立按鍵 S4 設(shè)定為啟動(dòng)/停止按鍵;當(dāng) S4 按下后,繼電器接通,“傳送裝置”
啟動(dòng);再次按下“傳送裝置”停止,繼電器關(guān)斷。同時(shí)保存計(jì)件數(shù)值到 EEPROM
中。
獨(dú)立按鍵 S5 設(shè)定為正向/反向傳送控制按鍵;S5 在“傳送裝置”啟動(dòng)后才被 使能,當(dāng) S5 按下后,發(fā)光二極管從 L1 到 L8 以 0.5 秒為間隔依次循環(huán)點(diǎn)亮,“傳 送裝置”開始正向傳送“貨物”;再次按下發(fā)光二極管從 L8 到 L1 以 0.5 秒為間 隔依次循環(huán)點(diǎn)亮,“傳送裝置”開始反向傳送“貨物”;
2.2 讀取數(shù)據(jù)模式
獨(dú)立按鍵 S6 用于讀取存放于 EEPROM中記錄的下一個(gè)超重?cái)?shù)據(jù)。共計(jì) 20 個(gè) 數(shù)據(jù)循環(huán)顯示,顯示格式如圖 2-2所示。
獨(dú)立按鍵 S5 用于對貨物計(jì)數(shù)值進(jìn)行清零。
|
0 |
5 |
5 |
0 |
|
0 |
5 |
熄滅
|
超重?cái)?shù)據(jù) |
熄滅
|
記錄的序號
|
圖 2-2 工作顯示界面
2.3 重量閥值設(shè)定模式
獨(dú)立按鍵S4 為“+1”鍵位,S5 為“-1”鍵,S6 為確認(rèn)鍵。如圖 2-3所示,按 下確認(rèn)鍵后,返回到工作模式。
圖 2-3 閥值設(shè)定界面
3. 超重報(bào)警單元
設(shè)定“傳送裝置”額定載重為 750kg,若“貨物”重量超出此額定值,傳送裝 置自動(dòng)停止(繼電器斷開、所有發(fā)光二極管熄滅),蜂鳴器開始報(bào)警;“貨物”重量 小于額定載重后,傳送裝置自動(dòng)恢復(fù)到工作狀態(tài)(繼電器接通、發(fā)光二極管重新循環(huán)點(diǎn)亮),同時(shí)關(guān)閉蜂鳴器報(bào)警。
4. 超重記錄單元
當(dāng)“傳送裝置”載重超過額定載重后,自動(dòng)將 A/D 轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存 EEPROM 中(20 個(gè)數(shù)據(jù)),若“貨物”重量未發(fā)生變化,僅存儲(chǔ)一次測量結(jié)果。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格 式如圖 2-4 所示:
地址 |
0x00
|
0x01
|
0x02
|
„„
|
0xFF
|
數(shù)據(jù) |
記錄 1
|
記錄 2
|
記錄 3
|
„„ |
|
圖 2-4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式
5. 計(jì)數(shù)單元
正向傳送時(shí),檢測到貨物,則計(jì)數(shù)值加1;反向傳送時(shí),檢測到貨物,則計(jì)數(shù)值減 1;其他情況維持計(jì)數(shù)值不變。
6. 系統(tǒng)初始狀態(tài)說明 系統(tǒng)上電后,自動(dòng)檢測當(dāng)前“貨物”重量,并通過數(shù)碼管顯示;“傳送裝置”處
于停止?fàn)顟B(tài)(繼電器斷開),此時(shí)系統(tǒng)不能夠自動(dòng)恢復(fù)到工作狀態(tài)(繼電器接通)。
注:系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲(chǔ)重量閾值和計(jì)件值。掉電重啟后,數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值和計(jì)件值不變。
三、模擬智能灌溉系統(tǒng)
訓(xùn)練要求
要求“模擬智能灌溉系統(tǒng)”能夠?qū)崿F(xiàn)土壤濕度測量、土壤濕度和時(shí)間顯示、濕 度閾值設(shè)定及存儲(chǔ)等基本功能。通過電位器Rb2 輸出電壓信號,模擬濕度傳感器 輸出信號,再通過 A/D 采集完成濕度測量功能;通過 DS1302 芯片提供時(shí)間信息; 通過按鍵完成灌溉系統(tǒng)控制和濕度閾值調(diào)整功能,通過 LED 完成系統(tǒng)工作狀態(tài)指示功能。系統(tǒng)硬件電路主要由單片機(jī)控制電路、顯示單元、ADC 采集單元、RTC 單 元、EEPROM 存儲(chǔ)單元、繼電器控制電路及報(bào)警輸出電路組成,具體要求如下:
1. 系統(tǒng)工作及初始化狀態(tài)說明
1.1 自動(dòng)工作狀態(tài),根據(jù)濕度數(shù)據(jù)自動(dòng)控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備,以 L1 點(diǎn)亮指 示;
1.2 手動(dòng)工作狀態(tài),通過按鍵控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備,以 L2 點(diǎn)亮指示;
1.3 定時(shí)工作狀態(tài),根據(jù)設(shè)定時(shí)間自動(dòng)控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備,以 L3 點(diǎn)亮指 示;
1.4 系統(tǒng)上電后處于自動(dòng)工作狀態(tài),系統(tǒng)初始濕度閾值為 EEPROM 中的保存值, 此時(shí)若濕度低于設(shè)定閥值,灌溉設(shè)備自動(dòng)打開,達(dá)到 設(shè)定閥值后,灌溉設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉;
1.5 灌溉設(shè)備打開或關(guān)閉通過繼電器工作狀態(tài)模擬。
2. 數(shù)碼管單元 當(dāng)前時(shí)間及濕度數(shù)據(jù)顯示格式如下圖所示:
0 |
8.
|
3 |
0 |
— |
0 |
5 |
時(shí)(8 時(shí))
|
分(30 分)
|
分隔符
|
濕度(5%)
|
圖 3-1 顯示界面
3. 報(bào)警輸出單元
系統(tǒng)工作于手動(dòng)工作狀態(tài)下時(shí),若當(dāng)前濕度低于濕度閾值,蜂鳴器發(fā)出提示音, 并可通過按鍵 S6 關(guān)閉提醒功能。
4. 功能按鍵
4.1 按鍵 S7 設(shè)定為系統(tǒng)工作模式或顯示界面切換按鍵;具體如下:手動(dòng)模式、 自動(dòng)模式、定時(shí)灌溉模式(設(shè)定灌溉裝置啟動(dòng)/停止時(shí)間)、閥值設(shè)定界面,實(shí)時(shí)顯 示界面(時(shí)間、當(dāng)前濕度)。
4.2 手動(dòng)工作模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下:
按下 S6 關(guān)閉蜂鳴器提醒功能,再次按下S6 打開蜂鳴器提醒功能,如此循環(huán);
S5 功能設(shè)定為打開灌溉系統(tǒng);
S4 功能設(shè)定為關(guān)閉灌溉系統(tǒng)。
4.3 自動(dòng)工作模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下:
S6 功能設(shè)定為濕度閾值調(diào)整按鍵,按下 S6 后,進(jìn)入濕度閾值調(diào)整界面(如圖
3-2 所示),此時(shí)按下 S5 為濕度閾值加 1,按下 S4 濕度閾值減 1,再次按下 S6 后, 系統(tǒng)將新的濕度閾值保存到 EEPROM 中,并退出濕度閾值設(shè)定界面,并返回圖 3-1 所示界面。
8 |
8.
|
8 |
8 |
— |
0 |
5 |
熄滅 |
熄滅 |
分隔符
|
濕度閥值(5%)
|
圖 3-2 濕度閥值設(shè)定界面
4.4 定時(shí)灌溉模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下:
S6 為設(shè)置開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切換鍵;
首次按下 S6,進(jìn)入圖 3-3所示界面,再次按下,開始時(shí)間四個(gè)數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行時(shí)間調(diào)整;第三次按下S6,開啟時(shí)間數(shù)碼管停 止閃爍,關(guān)閉時(shí)間數(shù)碼管以 0.5 秒間隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行時(shí)間調(diào)整; 第四次按下 S6,為確認(rèn)設(shè)置,此時(shí)將設(shè)定的開機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)間存入 EEPROM中,并 返回工作狀態(tài)界面(圖3-1).
S5 為數(shù)值 時(shí)+ 1 鍵;0-23之間循環(huán)設(shè)置;
S4 為數(shù)值 分+1 鍵;0-59 之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8.
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
開啟時(shí)間 |
關(guān)閉時(shí)間 |
圖 3-3 定時(shí)時(shí)間設(shè)定界面
5. 實(shí)時(shí)時(shí)鐘
“模擬智能灌溉系統(tǒng)”通過讀取DS1302 時(shí)鐘芯片相關(guān)寄存器獲得時(shí)間,DS1302
芯片時(shí)、分、秒寄存器在程序中設(shè)定為系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)定,時(shí)間為 08 時(shí) 30 分。
6. 濕度檢測單元
以電位器 Rb2 輸出電壓信號模擬濕度傳感器輸出信號,且假定電壓信號與濕
度成正比例關(guān)系 H 濕度 = KV Rb2 (K 為常數(shù)),Rb2 電壓輸出為 5V 時(shí)對應(yīng)濕
度為 99%。
7. EEPROM 存儲(chǔ)單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲(chǔ)濕度閾值、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間。掉電重啟后,數(shù)據(jù) 維持上次設(shè)定值不變。
四、簡易溫度控制器
訓(xùn)練要求
設(shè)備按照 1 秒時(shí)間間隔自動(dòng)采集溫度數(shù)據(jù),并具有數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、溫度, 自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等功能,系統(tǒng)硬件部分主要由按鍵電路、電源供電電路、RTC 時(shí)鐘、 傳感器電路和顯示電路,直流電機(jī)、繼電器等組成。具體要求如下:
1. 數(shù)碼管顯示
設(shè)備上電后,自動(dòng)進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面(圖 4-1)并開始采集溫度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
2 |
2 . |
3 |
時(shí)(8 時(shí))
|
分(30 分)
|
分隔符
|
實(shí)時(shí)溫度 |
圖 4-1. 時(shí)鐘顯示界面
要求:時(shí)鐘顯示界面下,時(shí)間小數(shù)點(diǎn)以 0.5秒為間隔閃爍,溫度值小數(shù)點(diǎn)一直點(diǎn)亮。
2. 溫度檢測功能
使用 DS18B20 溫度傳感器完成溫度測量功能。
3. 溫度控制功能 具體要求如下:
(1)獨(dú)立按鍵 S7切換自動(dòng)工作狀態(tài)(L1 點(diǎn)亮)、手動(dòng)工作狀態(tài)(L2 點(diǎn)亮)、定 時(shí)工作狀態(tài)(L3 點(diǎn)亮)。
(2)自動(dòng)工作狀態(tài)下,首次按下 S6 進(jìn)入溫度閥值設(shè)置界面(圖 4-2),按鍵S5
為溫度閥值+鍵,按鍵 S4 為溫度閥值-鍵,再次按下 S6為確認(rèn)鍵,此時(shí)進(jìn)入時(shí)鐘顯
示界面(圖 4-1),若溫度低于閥值,繼電器接通,直流電動(dòng)機(jī)關(guān)閉,若溫度高于閥
值,則直流電機(jī)啟動(dòng),繼電器關(guān)斷。
圖 4-2 溫度閾值設(shè)定界面
(3)手動(dòng)工作狀態(tài)下,S6 為啟動(dòng)/停止直流電機(jī)按鍵;S5 為啟動(dòng)/停止繼電器按 鍵。 此時(shí)界面為圖 4-1.
(4)定時(shí)工作狀態(tài)下,S6 為設(shè)置開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切換鍵;在設(shè)置時(shí)間內(nèi)自動(dòng)打開直流電機(jī)。
首次按下 S6,進(jìn)入圖 4-3所示界面,再次按下,開始時(shí)間四個(gè)數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行開啟時(shí)間調(diào)整;第三次按下S6,開啟時(shí)間數(shù)碼 管停止閃爍,關(guān)閉時(shí)間數(shù)碼管以 0.5秒間隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行關(guān)閉時(shí) 間調(diào)整;第四次按下 S6,為確認(rèn)設(shè)置,此時(shí)將設(shè)定的開機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)間存入 EEPROM 中,并返回工作狀態(tài)界面(圖 4-1).
S5 為數(shù)值 時(shí)+1 鍵;0-23 之間循環(huán)設(shè)置;
S4 為數(shù)值 分+1 鍵;0-59 之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8.
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
開啟時(shí)間
|
關(guān)閉時(shí)間 |
圖 4-3 定時(shí)時(shí)間設(shè)定界面
4. RTC
使用 DS1302 時(shí)鐘芯片完成 RTC 的相關(guān)功能。
5. 設(shè)備工作模式說明
(1)默認(rèn) RTC 時(shí)間:23 時(shí) 59 分 50 秒;
(2)默認(rèn)溫度數(shù)據(jù)采集間隔為 1 秒;
(3)設(shè)備處在不同的顯示界面下,與該界面無關(guān)的按鍵操作無效;
6. EEPROM 存儲(chǔ)單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲(chǔ)溫度閾值、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間。掉電重啟后,數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值不變。
五、自動(dòng)窗簾
訓(xùn)練要求
設(shè)備按照 1 秒時(shí)間間隔自動(dòng)采集光線亮度數(shù)據(jù),并具有數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示時(shí)間、 亮度,打開或關(guān)閉窗簾等功能,系統(tǒng)硬件部分主要由按鍵電路、電源供電電路、傳感器電路和顯示電路,步進(jìn)電機(jī)等組成。具體要求如下:
1. 數(shù)碼管顯示
設(shè)備上電后,自動(dòng)進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面(圖 5-1)并開始采集亮度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
1 |
2 |
3 |
時(shí)(8 時(shí))
|
分(30 分)
|
分隔符
|
實(shí)時(shí)亮度
|
圖 5-1. 時(shí)鐘顯示界面
要求:時(shí)鐘顯示界面下,時(shí)間小數(shù)點(diǎn)以0.5 秒為間隔閃爍。
2. 亮度檢測功能
使用光敏電阻結(jié)合 A/D 轉(zhuǎn)換模塊完成亮度測量功能。
3. 窗簾控制功能 具體要求如下:
(1)獨(dú)立按鍵 S7切換自動(dòng)工作狀態(tài)(L1 點(diǎn)亮)、手動(dòng)工作狀態(tài)(L2 點(diǎn)亮)、定 時(shí)工作狀態(tài)(L3 點(diǎn)亮)。
(2)自動(dòng)工作狀態(tài)下,按下按鍵 S5 進(jìn)入日期顯示界面,如圖 5-2所示,再次按 下回到時(shí)鐘顯示界面圖5-1;首次按下 S6 進(jìn)入亮度閥值設(shè)置界面(圖 5-3),按鍵
S5 為亮度閥值+鍵,按鍵 S4 為亮度閥值-鍵,再次按下 S6 為確認(rèn)鍵,此時(shí)將設(shè)定閾
值存入 EEPROM 中,并進(jìn)入時(shí)鐘顯示界面(圖 5-1),若亮度低于閥值,步進(jìn)電機(jī)正傳(窗簾打開),若亮度高于閥值,則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)(窗簾關(guān)閉)。
2 0 1 7 .
|
0 3 .
|
0 8
|
2017 年 |
3 月 |
8 日 |
圖 5-2 日期顯示界面
圖 5-3 溫度閾值設(shè)定界面
(3) 手動(dòng)工作狀態(tài)下,S6 為啟動(dòng)/停止步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)按鍵;S5 為啟動(dòng)/停止步進(jìn) 電機(jī)反轉(zhuǎn)按鍵。 此時(shí)界面為圖 5-1。
(4) 定時(shí)工作狀態(tài)下,S6 為設(shè)置開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切 換鍵;在設(shè)置時(shí)間內(nèi)自動(dòng)打開步進(jìn)電機(jī)正傳(窗簾打開),其它時(shí)間步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)(窗簾關(guān)閉)。
首次按下 S6,進(jìn)入圖 5-4所示界面,再次按下,開始時(shí)間四個(gè)數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行開啟時(shí)間調(diào)整;第三次按下S6,開啟時(shí)間數(shù)碼 管停止閃爍,關(guān)閉時(shí)間數(shù)碼管以 0.5秒間隔閃爍,此時(shí)通過按鍵 S5,S4 進(jìn)行關(guān)閉時(shí) 間調(diào)整;第四次按下 S6,為確認(rèn)設(shè)置,此時(shí)將設(shè)定的開機(jī)與關(guān)機(jī)時(shí)間存入 EEPROM 中,并返回工作狀態(tài)界面(圖 5-1)。
S5 為數(shù)值 時(shí)+1 鍵;0-23 之間循環(huán)設(shè)置;
S4 為數(shù)值 分+1 鍵;0-59之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8.
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3 |
0 .
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0 |
8. |
3 |
5 |
開啟時(shí)間
|
關(guān)閉時(shí)間 |
圖 5-4 定時(shí)時(shí)間設(shè)定界面
注:進(jìn)入三種工作狀態(tài)后,以 S4 按鍵模擬限位開關(guān),用于停止步進(jìn)電機(jī)。
4. 設(shè)備工作模式說明
(1)默認(rèn)日期與時(shí)間為:2017 年 3 月 08日 08 時(shí) 30 分 50 秒;
(2)默認(rèn)亮度度數(shù)據(jù)采集間隔為 1 秒;
(3)設(shè)備處在不同的顯示界面下,與該界面無關(guān)的按鍵操作無效;
5. EEPROM 存儲(chǔ)單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲(chǔ)亮度閾值、當(dāng)前的年月日時(shí)分、開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間。 掉電重啟后,數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值不變。
六、簡易計(jì)算器
訓(xùn)練要求
設(shè)備要求具有加、減、乘、除的 3 位數(shù)運(yùn)算功能、數(shù)字鐘和秒表功能。系統(tǒng)硬 件部分主要由矩陣鍵盤(4*4)電路、E2PROM、蜂鳴器、電源供電電路和液晶顯示
(LCD1602)電路等組成。具體要求如下:
1. 定義一個(gè)模式切換按鍵 K15,由 K15 切換當(dāng)前模式(計(jì)算器模式、數(shù)字鐘模式、秒表模式)。
1.1 計(jì)算器模式
計(jì)算器的按鍵由 K0--K9(0--9),K10(退格)、K11(清零)、K12(等于) 和 K13(加、減、乘、除)組成,實(shí)現(xiàn)最高 3 位數(shù)的加、減、乘、除運(yùn)算, 顯示格式如圖 6-1所示
123*100
=12300
圖 6-1. 運(yùn)算顯示界面
退格鍵用于刪除當(dāng)前輸入的數(shù)字或者運(yùn)算符,清零鍵用于清除運(yùn)算過程中的公 式和結(jié)果,等于鍵用于確認(rèn)輸入完成,進(jìn)行運(yùn)算并顯示結(jié)果。
注:運(yùn)算符按鍵 K13實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除的輸入,即當(dāng) K13按下一次為“+”,在兩秒內(nèi) 再次按下切換為“—”,以此類推。若超過兩秒即為當(dāng)前的運(yùn)算符。
1.2 數(shù)字鐘模式 要求實(shí)現(xiàn)年、月、日、時(shí)、分、秒的顯示,能夠自動(dòng)計(jì)算閏年和大小月,并
具備整點(diǎn)報(bào)時(shí)及鬧鐘功能?梢酝ㄟ^按鍵設(shè)置當(dāng)前時(shí)間、鬧鈴開關(guān)以及鬧鈴時(shí)間。
所有設(shè)置完成按確認(rèn)鍵后,將設(shè)置值保存到E2PROM 中。格式如圖 6-2 所示。
2017 — 03 — 28
08:30:50(當(dāng)前時(shí)間) 09:30(鬧鈴時(shí)間)
圖 6-2 時(shí)鐘顯示界面
注:整點(diǎn)報(bào)時(shí)為當(dāng)前幾時(shí),則蜂鳴器響幾次。鬧鈴時(shí)間到,則蜂鳴器以一秒為間隔發(fā)出 鬧鈴聲,持續(xù)一分鐘,可用按鍵提前停止鬧鈴。要求保存當(dāng)前時(shí)間及鬧鈴時(shí)間到 E2PROM中, 每次開機(jī)后,恢復(fù)年、月、日、時(shí)、分以及鬧鈴時(shí)間的值。
1.3 秒表模式 要求設(shè)置啟動(dòng)按鍵、記錄按鍵、停止按鍵、查詢按鍵和清零鍵。 啟動(dòng)按鍵 按下該鍵秒表開始計(jì)時(shí),此時(shí)顯示界面如圖 6-3 所示:
時(shí)(2位):分(2位):秒(2 位):千分秒(3 位)
00(記錄個(gè)數(shù))
圖 6-3 秒表工作界面
記錄按鍵 按下一次記錄一個(gè)時(shí)間,秒表繼續(xù)工作,再次按下記錄第二個(gè)時(shí)間, 以此類推,最多記錄 10 個(gè)時(shí)間;
停止按鍵 按下該鍵則停止計(jì)時(shí)。
查詢按鍵 按下該鍵可以查看已記錄的時(shí)間。具體顯示格式如圖 6-4 所示。
00(第幾個(gè)記錄)
時(shí)(2 位):分(2 位):秒(2 位):千分秒(3 位)
圖 6-4 秒表查詢界面
清零鍵 按下該鍵則所有顯示清零,即可重新進(jìn)行計(jì)時(shí)。
七、門禁系統(tǒng)
訓(xùn)練要求
“門禁系統(tǒng)”主要有兩種工作模式:
模式 1:7:00—22:00 為自動(dòng)門狀態(tài),該狀態(tài)下門的開和關(guān)是通過超聲波測距來的測距來控制,當(dāng)測到的距離小于 30mc 時(shí)門就開,門開 5 秒后自動(dòng)關(guān)閉。
模式 2:22:00—7:00 密碼門狀態(tài),門的開是通過輸入正確的密碼來起動(dòng),門開啟后 5 秒后自動(dòng)關(guān)閉,密碼輸入錯(cuò)誤達(dá)到3 次時(shí)則通過蜂鳴器來報(bào)警 3 秒。
系統(tǒng)框圖如下: