【正文】 ..........4 研究?jī)?nèi)容 ...................................................52 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ...........................................5 方案選擇論證 ..........................................5 主控芯片單片機(jī)的選擇 ..................................7 傳感器的選擇 ..........................................7 常見(jiàn)的幾種紅外傳感器介紹 ...................................7 熱釋電紅外傳感器的原理 .....................................9 熱釋電紅外傳感器的選定 .....................................9 振動(dòng)位移傳感器的選定 ......................................10 顯示器工作原理及其選擇 ...............................11 時(shí)鐘芯片 DS1302 的介紹 ................................13 外擴(kuò)存儲(chǔ)器 AT24C02 的介紹 .............................143 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..............................................15基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 用戶(hù)端探測(cè)器設(shè)計(jì) .....................................15 LCD 顯示 電路設(shè)計(jì) ......................................16 報(bào)警執(zhí)行電路設(shè)計(jì) .....................................17 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) .........................................18 晶振與復(fù)位電路設(shè)計(jì) ...................................18 電源電路設(shè)計(jì) .........................................19 外擴(kuò)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì) .....................................20 鍵盤(pán)電路設(shè)計(jì) .........................................224 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ..............................................23 軟件設(shè)計(jì)分析 .........................................23 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) .....................................23 LCD 顯示程序設(shè)計(jì) ..........................................23 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計(jì) ........................................24 報(bào)警系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ..........................................25 查詢(xún)記錄程序設(shè)計(jì) ..........................................25 刪除 記錄程序設(shè)計(jì) ..........................................28 調(diào)整時(shí)間程序設(shè)計(jì) ..........................................28 定時(shí)中斷 0 程序設(shè)計(jì) ........................................30 外部中斷 0 程序設(shè)計(jì) ........................................30 外部中斷 1 的程序設(shè)計(jì) ......................................32 4*4 矩陣掃描鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì) .................................32結(jié)束語(yǔ) ......................................................34致 謝 ......................................................35參考文獻(xiàn) ....................................................36附 錄 ......................................................37基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)I基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為滿(mǎn)足現(xiàn)代住宅防盜的需要所設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。此信號(hào)經(jīng)放大電路、比較電路送至門(mén)限開(kāi)關(guān)，打開(kāi)門(mén)限閥門(mén)送出 TTL 電平，然后經(jīng)鎖存器送至 AT89C51單片機(jī)，又經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲。隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機(jī)以其具有體積小、價(jià)格低、集成度高、性?xún)r(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機(jī)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。 防盜報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對(duì)策的系統(tǒng)。報(bào)警探測(cè)器按探測(cè)范圍的不同又可分為點(diǎn)控報(bào)警探測(cè)器、線(xiàn)控報(bào)警探測(cè)器、面控報(bào)警探測(cè)器和空間防范報(bào)警探測(cè)器。 防盜報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展在我國(guó)，家庭智能報(bào)警是一項(xiàng)重要內(nèi)容，報(bào)警器應(yīng)具有多個(gè)探測(cè)器接口，可接收紅外及微波探測(cè)器、感煙探測(cè)器、溫度探測(cè)器、煤氣泄漏探測(cè)器等傳來(lái)的報(bào)警信號(hào)，然后通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)將報(bào)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(shí)處理，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的電報(bào)公司加入到這個(gè)行業(yè)中，從而使得報(bào)警信息可以通達(dá)到更遠(yuǎn)的地方；不過(guò)，這種電報(bào)方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話(huà)理所當(dāng)然地成為報(bào)警通訊的主要手段。因此，作為新一代的智能安全防盜報(bào)警器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。 研究?jī)?nèi)容本課題需要研究的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：根據(jù)系統(tǒng)功能要求且考慮產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比，進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)。因?yàn)楸鞠到y(tǒng)要存儲(chǔ)每路兩次報(bào)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?jī)H 128B 內(nèi)存空間，需要外擴(kuò)存儲(chǔ)器。用戶(hù)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(bào)警、本地顯示等功能。單片機(jī)在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：體積小，成本低，運(yùn)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(jī)電儀一體化；面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類(lèi)控制任務(wù)，因而能獲得更佳的性能價(jià)格比；抗干擾能力強(qiáng)，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(jī)種無(wú)法比擬的；實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。熱探測(cè)器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測(cè)元件接收到輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使探基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)8測(cè)器中依賴(lài)于溫度的性能發(fā)生變化。機(jī)內(nèi)設(shè)置電源外撥開(kāi)關(guān)，外出設(shè)防可以接通電源，達(dá)到更加省電的效果。這些器件有效地為控制單元傳送現(xiàn)場(chǎng)的資料，提供報(bào)警控制。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(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測(cè)出物體放出的紅外線(xiàn)能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。如圖 2—3 所示，為熱釋電紅外傳感器 RE200B 的內(nèi)部電路框圖。當(dāng)人體在不斷運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸出為高電平，并通過(guò)內(nèi)部電路延時(shí)，當(dāng)人體停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸出轉(zhuǎn)為低電平。所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地輪流點(diǎn)亮顯示器各個(gè)位（掃描） ，對(duì)于顯示器的每一位來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。1602LCD 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為 162 個(gè)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。基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)1315～16 腳：空腳或背燈電源。3 腳：X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。基于單片機(jī)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)147 腳：SCLK 為時(shí)鐘輸入端。6 腳：SCL 串行時(shí)鐘。此傳感器由一個(gè)熱釋電紅外探測(cè)器和一個(gè)振動(dòng)位移傳感器構(gòu)成，兩個(gè)傳感器通過(guò)一個(gè)或非門(mén)連在一起，任何一個(gè)傳感器接收到報(bào)警信號(hào)，單片機(jī)都會(huì)做出反應(yīng)。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用點(diǎn)陣字符型 LCD 顯示器。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。 RST 是 復(fù) 位 /片選 線(xiàn) ， 通 過(guò) 把 RST 輸 入 驅(qū) 動(dòng) 置 高 電 平 來(lái) 啟 動(dòng) 所 有 的 數(shù) 據(jù) 傳 送 。 DS1302 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于 1mw。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。晶振與復(fù)位電路如圖 3—6 所示。這類(lèi)集成穩(wěn)壓器的輸出電壓有 5V、6V 、9V 和 24V 等幾種。如圖 3—9 為讀/寫(xiě)周期的時(shí)序圖，當(dāng)對(duì) AT24C02 進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，首先向總線(xiàn)發(fā)起始命令（拉低 SDA） ，然后向總線(xiàn)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(hào)，每次向芯片寫(xiě)數(shù)據(jù)/地址后都應(yīng)檢查應(yīng)答信號(hào)，然后發(fā)送片內(nèi)地址，對(duì)芯片進(jìn)行讀寫(xiě)操作，操作完成后發(fā)送結(jié)束信號(hào)（SCL 高電平時(shí)拉高 SDA） 。系統(tǒng)軟件采用 MCS51 單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。顯示模塊主要分為日期顯示、時(shí)間顯示、提示顯示和輸入顯示等。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(shí)中斷 0）和中斷優(yōu)先級(jí) IP 為 01H（外部中斷 0 優(yōu)先級(jí)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(bào)警時(shí)長(zhǎng)，報(bào)警時(shí)長(zhǎng)單位為秒，可設(shè)置范圍為：0—199（其中 199 為不自動(dòng)退出報(bào)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(cuò)，則顯示器右上角會(huì)顯示“E” ；2EH、2FH 分別寫(xiě) FFH，是為了發(fā)生報(bào)警時(shí)，讀取的監(jiān)測(cè)信號(hào)異常的位為 0，將讀取的檢測(cè)信號(hào)與 2EH、2FH 分別相與，則存在異常的位為 0，通過(guò)檢測(cè)位顯示當(dāng)前報(bào)警發(fā)生異常的通道；最后是從 DS1302 獲取當(dāng)前時(shí)間，并且開(kāi)中斷和啟動(dòng)定時(shí)。記錄的總體查詢(xún)可以直觀(guān)的看出歷史記錄。程序從總體查詢(xún)獲得參數(shù)記錄數(shù)地址和通道號(hào) R0 和 R3 ，然后通過(guò)計(jì)算從 AT24C02 獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并顯示出來(lái)。時(shí)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(shí)將此值寫(xiě)入到 DS1302，如圖 4—6 為時(shí)間調(diào)整子程序總體流程圖，啟動(dòng)調(diào)時(shí)時(shí)，將關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)鐘的運(yùn)行，然后設(shè)置調(diào)整時(shí)間的初始化工作，時(shí)間的調(diào)整從年的最高位開(kāi)始，程序結(jié)束時(shí)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?gòu)?DS1302 獲取時(shí)間數(shù)據(jù)，放棄修改僅從 DS1302 獲取時(shí)間數(shù)據(jù)覆蓋此次修改。中斷程序完成了對(duì)異常信號(hào)的判斷和數(shù)據(jù)記錄。在人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)日新月異的今天，相信基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用，為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。LCD 使能T_CLK BIT 。設(shè)置中斷 0 優(yōu)先級(jí)最高SETB IT0 。初始化2E/2FMOV 2FH,0FFHSETB EA 。啟動(dòng)定時(shí)LOOP: JNB 00H,LOOP2CLR 00HMOV A,01HCALL XIEZLMOV A,0CHCALL XIEZLMOV A,82HCALL XIEZLMOV 29H,46HCALL XSRQJNB 02H,LOOP1MOV A,8FHCALL XIEZLMOV A,ECALL XIESJLOOP1: MOV A,0C3HCALL XIEZLMOV 29H,42HCALL XSSJMOV A,0CEHCALL XIEZLMOV A,2DHMOV B,10DIV ABMOV DPTR,CCTABMOVC A,A+DPTRCALL XIESJMOV A,BMOVC A,A+DPTRCALL XIESJLOOP2: LCALL KEYCJNE R4,12,LOOP4CALL ALARMLOOP4: CJNE R4,15,LOOP3CALL DAJDAYLOOP3: CJNE R4,14,LOOP5CALL SETTIMLOOP5: SJMP LOOP 。設(shè)初值MOV TL0,0B9HCALL GET1302CALL D10MS 。時(shí)鐘數(shù)據(jù)T_RST BIT 。在論文撰寫(xiě)過(guò)程中，離不開(kāi)楊學(xué)清老師對(duì)我的不懈指導(dǎo)和積極督促及同學(xué)們無(wú)私的熱心幫助，其中楊學(xué)清老師多次詢(xún)問(wèn)設(shè)計(jì)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究設(shè)計(jì)思路，精心點(diǎn)撥內(nèi)容、熱忱鼓勵(lì)我改掉不足，從而使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)一學(xué)期的忙碌，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有楊學(xué)清老師的指導(dǎo)，以及同學(xué)的支持和幫助，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的,再一次表示最由衷的感謝