【文章內(nèi)容簡介】 L E D 閃 爍 報(bào) 警蜂 鳴 器 報(bào) 警G S M 報(bào) 警 圖 1 系統(tǒng)框圖 6 單片機(jī)控制電路 方案（ 1） : AT89C52 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲(chǔ)單元， AT89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 方案（ 2） : AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash， 使得 AT89S52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 方案（ 3）： STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 且具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 512字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810復(fù)位電路，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)， 全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35Mhz， 6T/12T 可選。 綜合比較得出了， STC89C52 操作比較方便，低功耗，高性能，功能多樣，且在以后的拓展中能更方便的使用，估選擇方案（ 3） 顯示模塊 方案（ 1）：采用數(shù)碼管顯示 數(shù)碼管是利用發(fā)光二極管 的特性組合而成的數(shù)字顯示器件，通過控制相應(yīng)的二極管狀態(tài)來顯示相應(yīng)的數(shù)字。要使數(shù)碼管正常顯示就得有驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的段碼。數(shù)碼管顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示，靜態(tài)顯示方式只適合顯示單個(gè)的數(shù)字，因此設(shè)計(jì)應(yīng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示方式利用人眼視覺暫留的特性，掃描的時(shí)間應(yīng)不大于 20 毫秒，占用系統(tǒng)資源大，而且顯示的個(gè)數(shù)和字型有限。 7 方案（ 2）：采用 LCD1602 液晶顯示 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)型液晶模塊。它由若干個(gè) 5 7或者 5 11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn) 陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用。 1602 的驅(qū)動(dòng)電路帶有 11 條指令，可以很方便的控制液晶的顯示效果，如清屏、左移右移、光標(biāo)顯示等。另外 1602 顯示的字符在下一條指令未到來之前不會(huì)改變，也就是能夠維持顯示的字符，其占用的系統(tǒng)資源也少。 綜合比較數(shù)碼管和 LCD1602，由于 LCD1602 占用資源較少并且控制方便，更加能夠滿足本系統(tǒng)顯示模塊的基本要求，最后選用方案（ 2）的 LCD1602 液晶組成本設(shè)計(jì)的顯示模塊。 鍵盤輸入模塊選擇 方案（ 1） ：采用 4 4 薄膜鍵盤 采用薄膜鍵盤具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： (1)外形美觀、新穎； (2)體積小、厚度薄、重量輕； (3)防潮、防塵、防油污及有害氣體，密封性強(qiáng)、耐酸堿抗震； (4)使用壽命長、耐彎折。 方案（ 2）：手動(dòng)焊接 4 4按鍵鍵盤 在密碼輸入方面，可以參照矩陣鍵盤的工作原理，通過布局手動(dòng)焊接 4 4 矩陣鍵盤，以單片機(jī)的 ～ 各管腳作輸入線，以單片機(jī)的 ～ 各管腳作輸出線。手動(dòng)焊接鍵盤可以滿足密碼輸入的基本要求，但硬件電路較麻煩且不如薄膜鍵盤美觀。 通過綜合考慮，決定采用方案（ 2）的 4 4薄膜鍵盤作為門禁密碼鎖的輸入模塊。 密碼存儲(chǔ)模塊 方案（ 1）：采用 Intel 公司的 6264 芯片 Intel 公司 6264 芯片其容量為 8KB，是 28 引腳雙列直插式芯片，采用 CMOS 工藝制造。由于該芯片搭建電路和操作時(shí)序復(fù)雜，因此不適合作為單片機(jī)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 方案（ 2）：采用 Atmel 公司的 AT24C02 芯片 8 AT24C02 是美國 Atmel 公司的低功耗 CMOS 型 E2PROM，內(nèi)含 256 8 位存儲(chǔ)空間，具有工作電壓寬 (~)、擦寫次數(shù)多 (大于 10000 次 )、寫入速度快 (小于 10ms)、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)不易丟失、體積小等特點(diǎn)。它是采用了 I2C 總線式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行器件，占用很少的資源和 I/O 線，并且支持在線編程，進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的存取十分方便（盧旭錦，2021），外部電路也容易實(shí)現(xiàn)。 綜合考慮 6264 芯片和 AT24C02 芯片，宜采用方案（ 2）的 AT24C02 為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊芯片。 下載模塊 方案（ 1）：串口通信口則是用 USB 轉(zhuǎn)串口線或串口線。 方案（ 2）： ISP 下載是用 ISP 下載器加一個(gè) ISP 軟件程序?qū)⒕幒玫某绦驘浀絾纹瑱C(jī)上，實(shí)施方便，性能好。 整體方案確定 綜上，可 知，從方便于實(shí)施，性能相對比較穩(wěn)定，適合使用的方面進(jìn)行考慮。 由上述，我們從個(gè)方面考慮，得出的需要的模塊為： STC89C52 實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制模塊， STC89C52 單片機(jī) P1引腳外接 4 4矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)密碼鎖模塊 , 1602 液晶模塊實(shí)現(xiàn) LCD 模塊 , 串口下載器實(shí)現(xiàn)下載模塊。 電路設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)本組所設(shè)計(jì)的智能家居報(bào)警系統(tǒng)，電路圖如圖 2 所示，由密碼鎖、 LCD 顯示模塊、報(bào)警模塊、通信下載模塊和外圍功能電路等功能模塊組成。 9 圖 2 智能家居報(bào)警系統(tǒng)電路原理圖 4X4鍵盤電路 本設(shè)計(jì)采用的是矩陣式按鍵鍵盤，它由行線和列線組成，也稱行列式鍵盤，按鍵位于行列的交叉點(diǎn)上，密碼鎖的密碼由鍵盤輸入完成，與獨(dú)立式按鍵鍵盤相比，要節(jié)省很多 I/O口。 本設(shè)計(jì)中使用的這個(gè) 4*4鍵盤不但能完成密碼的輸入還能作特別功能鍵使用，比如修改密碼后退功能等。鍵盤的每個(gè)按鍵功能可以在程序設(shè)計(jì)中設(shè)置 。 鍵盤的內(nèi)部原理如圖 3. 圖 3 4*4鍵盤 密碼存儲(chǔ)電路 通過引腳 、 將密碼保存到 AT24C02，使用外部 ROM 儲(chǔ)存可在斷電重啟后仍保存前一次設(shè)置的密碼。地址線全都接地即地址選擇位 A A A0全部為 0，寫入指令10 為 0xa0，讀數(shù)據(jù)指令為 0xa1。如圖 4所示。 圖 4 密碼存儲(chǔ)電路 LCD顯示模塊 LCD 顯示模塊用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)，密碼鎖操作狀態(tài)。顯示模塊使用 LCD1602，是由液晶顯示屏和其譯碼電路組成，能顯示數(shù)字英文，兩行顯示，界面友好。 16 個(gè)對外接口， 8 根數(shù)據(jù)線使用并行連接方式，接單片機(jī) P0 口， 3根控制線分別接單片機(jī) 、 引腳，另外 5根線用于電源、接地以及控制背光，分別接電源、接地和可調(diào)電阻。如圖 8 所示。 11 圖 5 LCD 顯示電路 GSM警報(bào)發(fā)送模塊 利用單片機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換成傳輸命令字的信碼，發(fā)送給 TC35。發(fā)送短信時(shí)，每發(fā)送一條指令給 GSM 模塊， TC35 返回一條指令。打電話時(shí)，同樣的通信方式，不同的通信命令字。 只需設(shè)計(jì)一個(gè) TTL轉(zhuǎn) RS232電平電路 ,連接到 MCU的 UART口