【正文】 construction machinery。 GPRS。參考文獻[1] 王景景. 基于LM35的溫度測量系統(tǒng)[J]. 山東：現(xiàn)代電子技術(shù)，2007(5)：157159[2] 劉文濤. 單片機應(yīng)用開發(fā)實例[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005[3] 劉寶成等. 單片機多路報警器的設(shè)計[J]. 內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2001[4] 朱長城等. 家庭煤氣泄露無人值守報警系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J]. 湖南：工程科學(xué)(科學(xué)論壇)，2007(2)：2122[5] 張偉. 家庭智能安防報警系統(tǒng)研究[D]. 山東科技大學(xué)工學(xué)碩士論文，2006[6] 李廣弟. 單片機基礎(chǔ)[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001[7] 李伯成. 基于MCS51單片機的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2004[8] 宋浩等. 單片機原理及應(yīng)用[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2005[9] [J]. 上海：上海理工大學(xué)學(xué)報，2004，26(2)：176179[10] 陳穎. 基于C8051F單片機的火災(zāi)智能報警控制系統(tǒng)的設(shè)計[D]. 大連海事大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，2007[11] 歐陽文. ATMEL89系列單片機的原理與開發(fā)實踐[M]. 北京：中國電力出版社，2007[12] 曹君. 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計[D]. 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，2006[13] 魏平俊等. 一種智能家居安防系統(tǒng)的電路設(shè)計[J]. 河南：半導(dǎo)體技術(shù)，2006，31(8)：625628[14] [15] [16] Devdas Shetty，Mechatronics System Design[M]. 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Lett，2002致 謝在論文即將完稿之際，我要感謝我的指導(dǎo)老師李衛(wèi)老師，從論文選題到完成，都離不開李老師的精心指導(dǎo)和幫助，他的嚴謹治學(xué)、平易近人的作風(fēng)，使我終身難忘。小區(qū)安防報警信息集中管理也將會是以后居民小區(qū)發(fā)展的趨勢，小區(qū)值班室內(nèi)主控計算機將對接收到的報警信息準(zhǔn)確顯示，如警情發(fā)生的住戶名稱、地址和所遭受的入侵方式等，提示保安人員迅速確認警情，及時趕赴現(xiàn)場，以確保住戶人身和財產(chǎn)安全。本設(shè)計己經(jīng)完成了對住宅火情、煤氣泄露進行自動監(jiān)測并實現(xiàn)了自動報警功能，完全可以作為一套簡易系統(tǒng)投入使用，但是隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，還將有很大的發(fā)展空間。而我此次設(shè)計的家用安保系統(tǒng)是從另外一個角度考慮，用來顯示與控制室內(nèi)溫度以便判斷屋內(nèi)是否起火，同時檢測煤氣濃度情況判斷是否有煤氣泄露，當(dāng)室內(nèi)溫度超過預(yù)先設(shè)定值或室內(nèi)煤氣濃度達到報警等級時產(chǎn)生聲音報警，同時啟動排氣扇，降低屋內(nèi)的溫度或煤氣量。系統(tǒng)硬件電路簡單、安裝方便、操作簡單，可適用于各種類型的住宅和人群。開 始取設(shè)定的煤氣等級值是4級嗎？4級報警是3級嗎？是2級嗎？3級報警2級報警1級報警取設(shè)定的溫度值高于設(shè)定的溫度值嗎？YYYNNNN報 警Y返 回圖46 報警子程序流程圖結(jié)論與展望家用安保系統(tǒng)采用自動報警方式，與傳統(tǒng)報警網(wǎng)絡(luò)相比，提高了報警的可靠性，降低了費用，并能及時向戶主報告災(zāi)情情況，便于針對性處理。在設(shè)計中，采用逐位比較法來判斷，符合報警要求，就產(chǎn)生報警。開 始設(shè)置溫度狀態(tài)？賦溫度設(shè)定顯示值設(shè)置煤氣濃度等級狀？賦煤氣濃度等級設(shè)定顯示值顯示初始化顯示數(shù)值返回YNYN圖45 顯示子程序流程圖 報警子程序設(shè)計系統(tǒng)中報警包括溫度報警和煤氣泄漏報警，同時排氣電路也會啟動進行排氣。因此，在顯示子程序開始時加兩個控制標(biāo)志位用于是否顯示溫度設(shè)定值或煤氣濃度等級設(shè)定值?；谏鲜鲈O(shè)計思想，設(shè)計的按鍵子程序流程圖如圖44所示，程序見附錄D。設(shè)計的34矩陣鍵盤，除了數(shù)字0，1，2，…9按鍵外，還有“*”和“”功能鍵分別實現(xiàn)溫度上限報警值和煤氣濃度報警等級設(shè)定2種功能。由此可以得出X和T的關(guān)系如式(45)： T=100X/256 (45)基于上述計算處理思想，程序見附錄D。C (41)Vout為LM35的輸出電壓，即運放μA308的輸入電壓，μA308的輸出電壓用V1表示。設(shè)所測溫度值為T，A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為X，則有式(41)： Vout(T)=10mV/176?；谏鲜鲛D(zhuǎn)換思想，設(shè)計的A/D轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖42所示，程序見附錄D。A／D轉(zhuǎn)換時間為64個時鐘周期，因為系統(tǒng)中ADC0809的工作時鐘為500 kHz，故A／D轉(zhuǎn)換時間為128 μs，延時時間可大致選擇160μs。本系統(tǒng)采用延時方式。系統(tǒng)流程圖設(shè)計如圖41所示。因此，軟件設(shè)計的好壞關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能，下面將介紹各個子程序的設(shè)計。第四章 家用安保系統(tǒng)軟件設(shè)計對于一個完整的系統(tǒng)而言，不僅包括硬件電路，還包括相應(yīng)的軟件。 TXDAT89C51 RXDRXD小區(qū)TXD 圖321 雙機通信以上是本系統(tǒng)中硬件模塊的設(shè)計，具體設(shè)計電路圖320 排氣電路 小區(qū)聯(lián)動在安保系統(tǒng)中，需要報警控制器與小區(qū)之間進行通信，從而將災(zāi)情信息告知小區(qū)終端。因此，必須設(shè)計轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)排氣扇的工作。圖319 顯示電路 排氣電路排氣電路的作用是當(dāng)室內(nèi)有煤氣泄露時，啟動排氣扇排氣，降低室內(nèi)的氣體濃度。其余LED顯示器顯示方法同上。共陰和共陽結(jié)構(gòu)的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的，當(dāng)二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合從而顯示各種字符。其中7個長條形的發(fā)光二極管排列成“日”字形，另一個圓點形的發(fā)光二極管在顯示器的右下角作為顯示小數(shù)點用，通過不同的組合可用來顯示各種數(shù)字，包括A~F在內(nèi)的部分英文字母和小數(shù)點“．”等字樣。8段LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也可稱為數(shù)碼管。由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長的特點，因此使用非常廣泛。常用的顯示器主要有LED數(shù)碼顯示器、LCD液晶顯示器和CRT顯示器。另外，該溫度顯示電路也可做家用溫度計使用，一舉兩得。求鍵值的方法采用逐行和逐列掃描的方法，設(shè)計的鍵盤電路如圖317所示。因此，本系統(tǒng)設(shè)計的鍵盤采用34矩陣鍵盤，它有12個按鍵，分別是0、*、。鍵盤是本系統(tǒng)的輸入設(shè)備，用于設(shè)置溫度上限報警和室內(nèi)煤氣濃度報警等級。在圖316中，“1”時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的通電而發(fā)音，“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)音。壓電式蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡單、耗電少，更適于在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用。 聲音報警電路當(dāng)系統(tǒng)判斷有火災(zāi)或煤氣泄漏后，輸入給報警電路，進而揚聲器發(fā)出聲音報警。在8255A的輸出口中，共使用了19個口。8255A的工作方式選擇控制字是用來設(shè)定通道的工作方式及數(shù)據(jù)傳送方向的，其格式如圖315所示。這兩個控制字共用一個端口地址，即控制字寄存器。GND：地線。面向I／O設(shè)備的信號線有：PA0～PA7：端口A的輸入輸出線；PB0～PB7：端口B的輸入輸出線；PC0～PC7：端口C的輸入輸出線；這24根信號線均可用來連接I／O設(shè)備，通過它們可以傳送數(shù)字量信息或開關(guān)量信息。該信號用來尋址8255A內(nèi)部寄存器。RESET：復(fù)位信號線，高電平有效，當(dāng)RESET信號來到時，所有內(nèi)部寄存器都被清除，同時3個數(shù)據(jù)端口被自動置為輸入端口。讀信號線：該信號低電平有效，CPU通過執(zhí)行IN指令，發(fā)出信號將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信號從8255A讀至CPU。片選信號線:低電平有效，由系統(tǒng)地址總線經(jīng)I/O地址譯碼器產(chǎn)生。圖314 8255A的引腳圖面向系統(tǒng)總線的信號線有：D0～D7：雙向數(shù)據(jù)線。(4)讀/寫控制邏輯接收CPU發(fā)出的地址A1，A0及控制（RD 、WR、ESET）和片選（CS）信號，產(chǎn)生給A組、B組的控制信號，以完成對數(shù)據(jù)、狀態(tài)及控制信息的傳送。B組控制部件控制B口及C口低4位。圖 313 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖(2) A組控制和B組控制這兩組控制部件接受讀／寫控制邏輯來的命令，接收數(shù)據(jù)總線上的控制字，然后向相應(yīng)的端口發(fā)出命令，以控制其動作。端口C：一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器（輸入無鎖存）。端口A：一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。8255A 的結(jié)構(gòu)框圖如圖 313 所示，它由以下幾部分組成。8255A與Intel系列微處理器完全兼容，直接的位清0/置1功能簡化了控制應(yīng)用接口。它采用NMOS工藝制造，單一+5V電源，40個引腳，雙列直插式封裝。本設(shè)計中選用8255A接口芯片。因此，AT89C51單片機的端口不夠用，故在設(shè)計系統(tǒng)中，為了解決這一問題，須擴展單片機的接口。 8255A接口電路在本系統(tǒng)中，和AT89C51單片機相連的引腳很多，但AT89C51單片機的接口引腳只有P0、PPP3四組，其中P3口的引腳又具有第二功能，不宜做數(shù)據(jù)輸入輸出口，剩下的只有P0、PP2口。 圖312 抗干擾上電復(fù)位與開關(guān)復(fù)位電路 系統(tǒng)監(jiān)視模塊設(shè)計家用安保系統(tǒng)完成對火災(zāi)信號和煤氣泄漏信號的探測、信號轉(zhuǎn)換及控制系統(tǒng)處理后，需通過監(jiān)視電路對報警信號做出聲音報警、現(xiàn)場有毒氣體和煙霧排放及與小區(qū)聯(lián)動等，從而完成整個系統(tǒng)的功能，保障人員和財產(chǎn)的安全。在該組合電路中，干擾容易串入復(fù)位端，影響單片機的復(fù)位可靠性。此電路既能實現(xiàn)單片機上電時的復(fù)位操作，保證單片機上電后立即進入規(guī)定的復(fù)位狀態(tài)，又能實現(xiàn)在家用安保系統(tǒng)做出報警后，以手動復(fù)位使單片機重新進入復(fù)位狀態(tài)。表34 AT89C51單片機的復(fù)位狀態(tài)專用寄存器復(fù)位狀態(tài)專用寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTMODOOHACCOOHTCONOOHBOOHTH0OOHPSWOOHTL0OOHSP07HTH1OOHDPTR0000HTL1OOHP0~P30FFHSCONOOHIPXXX0 0000BSBUFXXXXXXXBIE0XX0 0000BPCON0XXX 0000B通常單片機的復(fù)位操作有上電復(fù)位、信號復(fù)位、運行監(jiān)視復(fù)位。但上電復(fù)位時，由于是重新供電，RAM在斷電時的數(shù)據(jù)丟失。只要RST保持高電平，則AT89C51單片機就循環(huán)復(fù)位；當(dāng)RST從高電平變?yōu)榈碗娖揭院螅瑔纹瑱C就從0000H地址開始執(zhí)行程序。1. 單片機的復(fù)位狀態(tài)本系統(tǒng)選擇的單片機的復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的RST引腳上出現(xiàn)24個振蕩脈沖(2個機器周期)以上高電平，單片機便實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。C_X1C_X233P33PY12MXTAL1XTAL2圖311 時鐘電路二、復(fù)位電路在設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)時，必須了解單片機的復(fù)位狀態(tài)和復(fù)位電路的設(shè)計。本電路設(shè)計選擇外接晶體，晶體的頻率為12MHz，CC2的值選擇33pF。外部諧振電路并行連接石英晶體或陶瓷諧振器和負載電容CC2。一、時鐘電路COMS型AT89C51單片機內(nèi)有一個構(gòu)成時鐘振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。低功耗的閑置和掉電模式 5個中斷源 32可編程I/O線 三級程序存儲器鎖定 數(shù)據(jù)保留時間：10年 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表33所示：表33 P3口特殊功能端口引腳備選功能RXD串行輸入口TXD串行輸出口/INT0外部中斷0/INT1外部中斷1T0記時器0外部輸入T1記時器1外部輸入/WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通/RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通主要特性： 當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P1口(1腳—8腳)：P1口是一個內(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。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口(39腳—32腳)：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)EA輸入低電平時，CPU僅訪問片外程序存儲器。EA/VPP(31腳): 當(dāng)EA端輸入高電平時，CPU從片內(nèi)程序存儲器地址0000H單元開始執(zhí)行程序。PSEN端同樣可驅(qū)動8個LSTTL負載。CPU在向片外存儲器取指令期間，PSEN信號在12個時鐘周期中兩次生效。我們根據(jù)PSEN、ALE和XTAL2輸出端是否有信號輸出，可以判別80C51是否在工作。不過，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效PSEN信號不出現(xiàn)。PSEN(29腳): 在訪問片外程序存儲器