【正文】 rison circuit,then open the threshold valves and send out the TTL level,then send it to the AT89C51 SCM via the latch,and make the performing alarm circuit sounding via the processing oprations of the SCM . KEYWORDS SCM。此設(shè)計實現(xiàn)的功能簡單而實用。 防盜報警系統(tǒng)采用了由熱釋電紅外傳感器和振動位移傳感器構(gòu)成的復合式傳感器，這種防盜器安裝隱蔽，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和 PC 機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。 附 錄 .................................................... 37基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 I 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計是為滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要所設(shè)計的家庭式電子防盜系統(tǒng)。軟件部分設(shè)計主要包括中斷、定時等程序設(shè)計來實現(xiàn)聲光報警的作用。此信號經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL 電平，然后經(jīng)鎖存器送至 AT89C51單片機，又經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。alarm circuit 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 1 1 緒論 序言 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對其住宅的要求也越來越高，表現(xiàn)在不僅希望擁有舒適的住所，而且對安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。 隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機以其具有體積小、價格低、集成度高、性價比高等突出優(yōu)點已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機床、數(shù)據(jù)采集以及各種家用電器等方面得到了廣泛應(yīng)用。其中包括被動式熱釋電型紅外報警器 ,還有紅外監(jiān)控無線報警器、超聲波防盜報警器、紅外線防盜報警器、高靈敏紅外報警器、觸摸式延時防盜報警器、 觸摸式防盜報警器、紅外報警器、 紅外線聲光報警器等。 防盜報警系統(tǒng)的構(gòu)成 防盜報警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報警信號，并提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的系統(tǒng)。 防盜報警系統(tǒng)由探測器、傳感器、控制器、報警器、顯示器幾部分構(gòu)成。 報警探測器按探測范圍的不同又可分為點控報警探測器、線控報警探測器、面控報警探測器和空間防范報警探測器。在實際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類型的報警探測器，才能滿足不同的安全防范要求。 防盜報警系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展 在我國，家庭智能報警是一項重要內(nèi)容，報警器應(yīng)具有多個探測器接口，可接收紅外及微波探測器、感煙探測器、溫度探測器、煤氣泄漏探測器等傳來的報警信號，然后通過通訊網(wǎng)絡(luò)將報警信息 傳送到相關(guān)人的通訊設(shè)備上，以使災(zāi)情得到及時處理，保護人們的生命財產(chǎn)安全。 目前我國有關(guān)報警系統(tǒng)主要就是無線式系統(tǒng)。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠程通信服務(wù)的電報公司加入到這個行業(yè)中，從而使得報警信息可以通達到更遠的地方；不過，這種電報方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話理所當然地成為報警通訊的主要手段。到 70年代，它對其產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展方向做了很大的調(diào)整，變?yōu)槁?lián)網(wǎng)報警服務(wù)商，建立了首家網(wǎng)管中心，尤其引用了大量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技 術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進的聯(lián)網(wǎng)報警服務(wù)平臺。因此，作為新一代的智能安全防盜報警器系統(tǒng)就應(yīng)運而生，并日益受到廣泛的重視和運用。防盜報警系統(tǒng)是利用探測器裝置對建筑物內(nèi)外重要地點和區(qū)域進行布防、探測。 研究內(nèi)容 本課題需要研究的內(nèi)容主要有以下幾個方面： 根據(jù)系統(tǒng)功能要求且考慮產(chǎn)品的性價比，進行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計。 下面分 3章從系統(tǒng)總體的方案設(shè)計、系統(tǒng)的硬件設(shè)計、系統(tǒng)的軟件設(shè)計對本設(shè)計做詳細的介紹。因為本系統(tǒng)要存儲每路兩次報警歷史記錄，每次記錄占用 7 字節(jié)空間，則共需要 224B 地址空間， AT89C51 內(nèi)部僅 128B 內(nèi)存空間，需要外擴存儲器。采用外部時鐘芯片精確計時，單片機定時中斷同時計時，每過 24點自動從外部時鐘芯片 DS1302 校準時間。用戶終端完成信息采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警、本地顯示等功能。系統(tǒng)的單片機時鐘采用 12MHz晶振； 4*4 矩陣鍵盤輸入行線接入 — 口，列線接入 — 口；時鐘芯信號檢測電路 鍵盤 時鐘電路 外擴存儲電路 單片機 AT89C51 LED 發(fā)光報警 蜂鳴器報警 LCD 顯示 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 7 片 DS1302 時鐘 SCLK 引腳接 MCU 口，復位 RST 引腳接 口，數(shù)據(jù) I/O 引腳接 口； AT24C02 為 I2C 雙總線傳輸方式，時鐘信號 SCK 接 口，數(shù)據(jù)線SDA 接 口； 口接報警系統(tǒng)的蜂鳴器驅(qū)動，蜂鳴器采用三極管驅(qū)動，并聯(lián)續(xù)流二極管防止 三級管擊穿； 口接報警系統(tǒng)的報警指示燈。 單片機在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點：體積小， 成本低，運用靈活，易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機電儀一體化；面向控制，能針對性地解決從簡單到復雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得更佳的性能價格比；抗干擾能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他機種無法比擬的；實現(xiàn)多機和分布式控制，使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。熱探測器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高，進而使探基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 8 測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。 ? 紅外測溫產(chǎn)品 50 多種紅外測溫儀和非接觸紅外測溫系統(tǒng)可滿足不同行業(yè)用戶的特殊需求 ,提供最優(yōu)非接觸紅外測溫解決方案。機內(nèi)設(shè)置電源外撥開關(guān)，外出設(shè)防可以接通電源，達到更加省電的效果。 總而言之，不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為，如人體的移動、物體的震動、玻璃的破碎和門窗的開關(guān)等，系統(tǒng)將所得的信號進行邏輯判斷，發(fā)出警報。這些器件有效地為控制單元傳送現(xiàn)場的資料，提供報警控制。 其工作電路原理及設(shè)計電路如 圖 2— 2 所 示 , 在 VCC 電源端利用 C1 和 R2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸 出。 熱釋電紅外傳感器的選定 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 10 目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有 P22 LHI95 LHI95 RE200B、等。如 圖 2— 3 所示 ，為熱釋電紅外傳感器 RE200B 的內(nèi)部電路框圖。它的技術(shù)指標及 參數(shù)見表 2— 1。當人體在不斷運動時，輸出為高電平，并通過內(nèi)部電路延時，當人體停止運動時，輸出轉(zhuǎn)為低電平。 所謂靜態(tài)顯示就是當顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二級管恒定地導通或截止 。 所謂 動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器各個位（掃描），對于顯示器的每一位來說，每隔一段時間點亮一次。若顯示的位數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共位只需要一個 I/O 口（稱為掃描口），控制顯示器的各位所顯示的字型也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口），為了防止閃爍，顯示的時間在 1～ 2ms。 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為 16 2 個字符；芯片工作電壓為 ~；工作電流為 ()；模塊最佳工作電壓為 ；字符尺寸為 (WH)mm。 4 腳： RS 為 寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 15～ 16 腳：空腳或背燈電源 。 具有 主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供對備 用 電源進行涓細電 流 充 電的能力。 3 腳： X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。傳送過程中 RST 置為低電平，終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 變?yōu)楦咦钁B(tài)。 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 14 7 腳： SCLK 為時鐘輸入端 。 輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，懸空時默認值為 0。 6 腳： SCL 串行時鐘 。當 WP 管腳連接到 GND 或懸空允許器件進行正常的讀 /寫操作 。此傳感器由一個熱釋電紅外探測器和一個振動位移傳感器構(gòu)成，兩個傳感器通過一個或非門連在一起，任何一個傳感器接收到報警信號，單片機都會做出反應(yīng)。檢測信號正常情況下為高電平，當一路或者多路信號異常，即跳低電平時，或非門輸出低電平，下降沿對外部中斷 0 申請中斷，同時74LS373 LE 端低電平鎖存 Dn 端信號。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用點陣字符型 LCD 顯示器。 1602 的驅(qū)動程序包含讀顯示模塊狀態(tài)（ DUZT） 、讀數(shù)據(jù) (DUSJ)、寫狀態(tài) (XIEZT)和寫數(shù)據(jù) (XIESJ)，接口為 A。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。聲光報警電路結(jié)構(gòu) 如圖 3— 4 所 示。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。上電運行時，在 VCC之前， RST 必須保持低電平。 DS1302 工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mw。利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 19 10 秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。單片機在時鐘電路工作以后 , 在 RST 端持續(xù)給出 2 個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。晶振與復位電路如 圖 3— 6 所示。大電容是濾除低頻，小電容是濾除高頻。這類集成穩(wěn)壓器的輸出電壓有 5V、 6V、 9V 和 24V 等幾種。在 以內(nèi)的 ,選用 CWM00 系列的 。如圖 3— 9 為 讀 /寫周期的時序圖，當對 AT24C02 進行讀寫操作時，首先向總線發(fā)起始命令（拉低 SDA），然后向總線發(fā)送芯片地址，相應(yīng)芯片收到呼叫后將返回應(yīng)答信號，每次向芯片寫數(shù)據(jù) /地址后都應(yīng)檢查應(yīng)答信號，然后發(fā)送片內(nèi)地址，對芯片進行讀寫操作，操作完成后發(fā)送結(jié)束信號（ SCL 高電平時拉高 SDA） 。鍵盤采用掃描方式，當需要輸入時調(diào)用鍵盤子程序掃描鍵盤，判斷是否有按鍵按下并判斷鍵 值，并將鍵值放入寄存器 R4 。系統(tǒng)軟件采用 MCS51 單片機 匯編語言編寫，采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 LCD 顯示程序設(shè)計 本系統(tǒng)顯示采用 1602 顯示模塊， 1062 正常工作前對其進行初始化，分為硬件初始化和軟件初始化。 顯示模塊主要分為日期顯示、時間顯示、提示顯示和輸入顯示等。每次刷新顯示前都執(zhí)行清屏 指令，基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 24 然后向顯示寄存器寫數(shù)據(jù)，每寫一次數(shù)據(jù)或指令之前都要讀顯示模塊的狀態(tài)字，確定顯示模塊處于空閑狀態(tài)（狀態(tài)字第 7 位為 0）。 如 圖 4— 2 為初始化的流 程圖，初始化程序首先設(shè)置堆棧 SP 為 60H，設(shè)置 IE為 07H（外部中斷 0、外部中斷 1 和定時中斷 0）和中斷優(yōu)先級 IP 為 01H（外部中斷 0 優(yōu)先級最高）；然后初始化 LCD 顯示屏；顯示屏初始化完畢則顯示設(shè)置報警時長，報警時長單位為秒，可設(shè)置范圍為： 0— 199（其中 199 為不自動退出報警）；設(shè)置完成后系統(tǒng)檢查 I2C 的數(shù)據(jù)通信，若數(shù)據(jù)通信失敗或者出錯，則顯示器右上角會顯示“ E”； 2EH、 2FH 分別寫 FFH，是為了發(fā)生報警時，讀取的監(jiān)測信號異常的位為 0，將讀取的檢測信號與 2EH、 2FH 分別相與，則存在異常 的位為 0，通過檢測位顯示當前報警發(fā)生異常的通道；最后是從 DS1302 獲取當前時間，并且開中斷和啟動定時。由硬件圖可知：當 16 監(jiān)測信號發(fā)生異常時，則此路電平拉低，將對單片機申請中斷，同時低電平通知 74LS373 鎖存異常信號；單片機進入中斷，分別從兩片 74LS373 取出信號，通過分析處理，將當前報警的通道數(shù)存入2EH、 2FH，并記錄當前異常時間到 AT24C02；處理完成后通知外部中斷 1 產(chǎn)生報警。 記錄的總體查詢可以直觀的看出歷史記錄。當相應(yīng)按鍵按下時，則程序?qū)⒆鱿鄳?yīng)的跳轉(zhuǎn)，執(zhí)行相應(yīng)動作。程序從總體查詢獲得參數(shù)記錄數(shù)地址和通道號 R0 和 R3 ，然后通過計算從 AT24C02 獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并顯示出來。清空內(nèi)存數(shù)據(jù)要對存儲芯片進行寫操作，將減少芯片的壽命，而且占用機時，故采用刪除記錄的首地址，若刪除的是兩條中最早的記錄，則后一條記錄代替前一條。時間的調(diào)整即為修改此內(nèi)存段的內(nèi)容，然后在子程序結(jié)束時將此值寫入到 DS1302，如 圖 4— 6 為時間調(diào)整子程序總體流程圖，啟動調(diào)時時，將關(guān)閉系統(tǒng)時鐘的運行，然后設(shè)置調(diào)整時間的初始化工作，時間的調(diào)整從年的最高位開始，程序結(jié)束時可選擇保存此次修改或者直接返回丟棄此次修改，保存修改即為將修改保存到 DS1302，然后再從 DS1302 獲取時間數(shù)據(jù)，放棄修改僅從 DS1302 獲取時 間數(shù)據(jù)覆蓋此次修改。當時間為 24 時時，中斷會從 DS1302 時鐘芯片校準時間，包括年、月、日、時、分、秒的校準。中斷程序完成了對異常信號的判斷和數(shù)據(jù)