【正文】 人、家庭、財(cái)產(chǎn)所做的最有效的安全防盜保護(hù)措施。因此 ,小區(qū)安全防范 及報(bào)警系統(tǒng)是具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)和設(shè)備 ,并為小區(qū)住戶的安全提供保障的必要系統(tǒng)。如何解決在當(dāng)前每個(gè)家庭經(jīng)濟(jì)承受能力有限的情況下，建設(shè)滿足防范功能及可靠性需求的安全文明小區(qū)防范防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是當(dāng)前急需解決的課題。本方案是在考慮以上因素的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的可行實(shí)施方案。 我國(guó)的 安防 自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高 。 e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ2 頁 共 45 頁 1 總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)背景 在當(dāng)今高速發(fā)展的社會(huì)中，人們對(duì)自身所 處的環(huán)境越來越關(guān)心，居家安全已成為當(dāng)今小康之家優(yōu)先考慮的問題。本方案是在考慮以上因素的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的可行實(shí)施方案。因?yàn)榇蠖鄶?shù)家庭都是雙職工，白天家里通常沒有人，發(fā)生報(bào)警后，必須要有專人來處理，因此，必須設(shè)立報(bào)警中心。 —— 即要求每個(gè)家庭的防范系統(tǒng)能在實(shí)際可能發(fā)生受侵害的情況下及時(shí)報(bào)警。 即要求系統(tǒng)投資或造價(jià)能控制在小區(qū)家庭能承受的范圍之內(nèi)。 系統(tǒng)功能 設(shè)計(jì)具有防盜并且兼有防火，防煤氣， 防 盜 甚至防病毒等功能的小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)，無疑可以使家庭保安自動(dòng)化。 對(duì)于應(yīng)用區(qū)域： 每個(gè)家庭可實(shí)現(xiàn)：家中無人時(shí)，如上班了，可把家庭報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，使所有的探測(cè)器都工作起來。 (2) 單片機(jī)接收傳感器檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行初步處理，如記錄發(fā)生情況的位置，何種報(bào)警等等，也可以單片機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。 單片機(jī)控制模塊 經(jīng)過比較，作者決定使用常用、廉價(jià)的單片機(jī) AT89C51作為主控制器。其將通用的微處理器和 Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方 式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 此單片機(jī)主要用于控制，包括響應(yīng)中斷、延時(shí)、判斷、發(fā)送對(duì)方號(hào)碼等等。對(duì)于密度大于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的下方。當(dāng)住戶家中無人時(shí) ,可把家庭內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài) ,當(dāng)竊賊闖入時(shí) ,報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并向小區(qū)安保中 心報(bào)警 。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈便會(huì)發(fā)光報(bào)警。 (1) 其 主要性能指標(biāo)為 : ① 分辨率為 8位。 ⑤ 可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL電平兼容。 (2)ADC0809引腳功能 圖 ADC 0808／ 0809引腳圖，參照?qǐng)D ADC 0808／ 0809芯片各引腳功能和電路連接，說明如下； 圖 芯片引腳 ① IN0— IN7—— 8路模擬信號(hào)輸入端。與低 8位地址中 A0— A2連接。時(shí)鐘頻率高， A／ D轉(zhuǎn)換速度快。 表 通入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 A 0 1 0 1 0 1 0 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 0 0 0 1 1 1 1 ④ D0— D7—— 數(shù)字量輸出端。當(dāng) DPTR為 FEFFH，且執(zhí)行 MOVX A，＠ DPTR指令 后， RD和 ，或非后產(chǎn)生高電平，使 0809OE 端有效， 0809將 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)據(jù)總線 Po口， CPU再讀入 A中。當(dāng) START端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，立即啟動(dòng) 0809進(jìn)行A／ D轉(zhuǎn)換。事實(shí)上也無法將 A內(nèi)容寫進(jìn) 0809， 0809中沒有一個(gè)寄存器能容納 A中內(nèi)容， 0809的輸入通道是 IN0— IN7，輸出通道是 D0— D7，因此，執(zhí)行 “ MOVX＠DPTR， A” 指令與 A中內(nèi)容無關(guān)，但 DPTR地址應(yīng)指向當(dāng)前 A／ D的通道地址。若MC5— 51型單片機(jī)兩個(gè)中斷源已用完，則 EOC也可與 P1口或四口的一條端線相連，不采用中斷方式，采用查詢方式，查得 EOC為高電平后，再讀 A／ D轉(zhuǎn)換值。當(dāng)模擬信號(hào)電壓較低時(shí)，基準(zhǔn)電壓也可取低于 5v的數(shù)值。 ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)由 CLOCKe8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ10 頁 共 45 頁 端送入 ,其最高頻率為 640MHz,在這個(gè)最高頻率下 ADC0809的 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100uS左右。在 A/D轉(zhuǎn)換期間 ,EOC維持高電平 ,當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí) ,EOC變成高電平。單片機(jī)啟動(dòng) ADC0809后 ,延遲 10uS,檢測(cè) EOC,若 EOC=0則 A/D轉(zhuǎn)換沒有結(jié)束 ,繼續(xù)檢測(cè) EOC直到 EOC=1。 數(shù)據(jù)采集的 電路如圖 所示。圖中 ALE 信號(hào)與 ST 信號(hào)連在一起，在 WR 信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 e8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ11 頁 共 45 頁 圖 數(shù)據(jù)采集模塊 鍵盤顯示模塊 單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤有編碼鍵盤和非編碼鍵盤兩種。 非編碼鍵盤也稱簡(jiǎn)易鍵盤，它的按鍵是排列成行、列矩陣形式的。 單片機(jī)所用的顯示有 LED和 LCD兩種，從設(shè)計(jì)的難度和成本造價(jià)來說 LCD都要高于 LED。 總線協(xié)議 CAN（ Controller Area Network）總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是 Bosch 公司在現(xiàn)代汽車技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種多主機(jī)局域網(wǎng)。對(duì)于不同型號(hào)的 CAN 總線通信控制器，實(shí)現(xiàn)CAN 協(xié)議部分電路的結(jié)構(gòu)和功能大多相同，而與微 處理器接口部分的結(jié)構(gòu)和方式存在一些差異。輸入時(shí)鐘頻率為 16MHZ時(shí)鐘 ,輸出可編程控制。 AT89C51 是 CAN 總線接口電路的核心，其承擔(dān)CAN 控制器的初始化、 CAN 的收發(fā)控制等任務(wù) 。而且它與 “ISO 118 98” 標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。 （ 2） PCA82C250 為 CAN 控制器和物理總線之間的接口，它可以提供向總線的 差動(dòng)發(fā)送能力和 CAN控制器的差動(dòng)接收能力， TXD 和 RXD 引腳分別發(fā)送經(jīng)過驅(qū)動(dòng)后的發(fā)送和接收信號(hào)。 （ 4） 設(shè)計(jì)時(shí)將 SJA1000 的 CLOCKOUT 的時(shí)鐘信號(hào)接至 AT89C51 的時(shí)鐘電路輸 入端，作為 AT89C51 的外部時(shí)鐘輸入，解決了時(shí)鐘同步問題； SJA1000 中斷輸出信號(hào) /INTe8d25cf186cab78f19a9bf96cfb6401c 電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 TXJ13 頁 共 45 頁 接至 AT89C51 的 /INT0 端，通過中斷方式與 AT89C51 通信。嚴(yán)格地說，應(yīng)該區(qū)別檢測(cè)和變換這兩個(gè)概念。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器輸出信號(hào)的形式應(yīng)盡可能是電量。 （ 2） 轉(zhuǎn)換元件 (變換器 ) 它能將其 它物理量直接轉(zhuǎn)換為有確定關(guān)系的電量的元件。 軟件模塊 通過上面分析，決定選用 C51 系列單片機(jī)作為控制器，那么它的軟件編寫就要按照單片機(jī)語言： C語言或匯編語言來編寫，這里選用執(zhí)行效率高的匯編語言編寫。 把數(shù)字溫度傳感器 AS18B20 和煙霧傳感器 NIS09C 分別接到 ADC0809INO 口和 IN1口。當(dāng)進(jìn)行煤氣報(bào)警時(shí)， ADC0809 就將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，并將指針指向下一個(gè)通道。熱電式元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí) 將會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 P1． 4～ P1． 7 口 控制的燈依次為正常信號(hào)燈 、煤氣 信號(hào)燈 、火災(zāi) 信號(hào)燈和 防盜 信號(hào)燈。 數(shù)據(jù)采集模塊的工作原理：各類傳感器采集到數(shù)據(jù)后模擬量傳送到 ADC0809， 0809將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量傳給 89C51，最后單片機(jī)將 采集到的數(shù)據(jù)送到 SJA1000 通過 CAN 總線收發(fā)器 82C250 傳上總線，完成數(shù)據(jù)采集工作 ， 并由 CAN 總線通過 RS232 傳給上位機(jī)。 CAN 初始化 ， 其主要是設(shè)置 CAN 的通信參數(shù)。 數(shù)據(jù)接收 ， 整個(gè)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)中的 CAN 控制器檢測(cè)到總線上有數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)自動(dòng)接收總線上的數(shù)據(jù)，存入其接收緩沖區(qū)，并向 AT89C51微控制器發(fā)送接收中斷，啟動(dòng)中斷接收服務(wù)程序， AT89C51通過執(zhí)行中斷接收服務(wù)程序，從 CAN 控制器的接收緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理工作。 元器件的選?。? ADC0809 芯片一塊 插針?biāo)膫€(gè)（三排插針兩個(gè)，兩排插折兩個(gè)） 47K 的電阻一個(gè)， 51歐姆的電阻一個(gè)， 50K 的電阻兩個(gè) AT89C51 與 ADC0809 接口電路 AT89C51 與 ADC0809接口電路 如 所示。 ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào) EOC 接到 AT89C51 的 INT1 引腳，當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換完成后， EOC 變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。 P1． 4～ P1． 7 口 控制的燈依次為正常信號(hào)燈 、煤氣 信號(hào)燈 、火災(zāi) 信號(hào)燈和 防盜 信號(hào)燈 。 圖 圖 具體掃描法：（ 1）將全部行線 Y0Y3（行）置低電平，然后檢測(cè)列的狀態(tài)。在確定有按 鍵按下以后，就可以進(jìn)入確定具體閉合鍵的過程。 元器件的選?。? 按鍵選用我們熟悉的四腳矩形按鍵 8個(gè) 9012PNP放大三極管 4個(gè) 四位共陽 LED數(shù)碼管一塊 4個(gè) AT89C51 與 CAN總線接口電路 AT89C51 與 CAN 總線接口電路圖如圖 所示 。 SJA1000 的 TX1 腳懸空， RX1 引腳的電位必須維持在約 上，否則，將不能形成 CAN協(xié)議所要求的電平邏輯。而在波特率較低、總線較短時(shí)，一般采用斜率控制方式，上升及下降的斜率取決于民的阻值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明 15~200kΩ 為 Rs 較理想的取值范圍，在該方式下，可以使用平行線或雙絞線作總線。 單片機(jī)還要把采集的信號(hào)通過 CAN 總線傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，在上位機(jī)上顯示出來。 CAN 初始化程序代碼為： NODE EQU 30H ；節(jié)點(diǎn)號(hào)緩沖區(qū) NBTR0 EQU 31H ；總線定時(shí)寄存器 0 緩沖區(qū) NBTR1 EQU 32H ；總線定時(shí)寄存器 1 緩沖區(qū) TXBF EQU 40H ； RAM內(nèi)發(fā)送緩沖區(qū) RXBF EQU 50H ； RAM內(nèi)接收緩沖區(qū) CNTR EQU 0BF00H ；控制寄存器 COMD EQU 0BF01H ；命令寄存器 STUS EQU 0BF02H ；狀態(tài)寄存器 INTR EQU 0BF03H ；中斷寄存器 ACOD EQU 0BF04H ；接收碼寄存器 ACMK EQU 0BF05H ；接收碼屏蔽寄存器 BTR0 EQU 0BF06H ；總線定時(shí)寄存器 0 BTR1 EQU 0BF07H ；總線定時(shí)寄存器 1 OCTR EQU 0BF08H ；輸出控制寄存器 MODE EQU 0BF1FH ；時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)寄存器 RXR EQU 0BF14H ；接收緩存器 TXR EQU 0BF0AH ；發(fā)送緩沖器 CANI： MOV DPTR， CNTR 。寫接收碼寄存器 MOV A, NODE 。設(shè)置波特率 MOVX DPTR,A MOV DPTR, BTR1 。將 CAN 總線工作模式設(shè)為 Basic CAN 模式時(shí)鐘 2分頻 MOVX DPTR,A MOV DPTR, CNTR 。讀狀態(tài)寄存器 MOVX A, DPTR 。向發(fā)送緩沖區(qū) 12到 19 送數(shù)據(jù) MOVX DPTR,A DJNZ B, TX2 MOV DPTR, COMD 。將接收的數(shù)據(jù)放在 CPU RAM 區(qū) MOV R0, RXBF MOVX A, DPTR MOV R0, A IN