【正文】 、圖表及文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力，提高組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試的動(dòng)手能力； 教研室 審核 系部 審核 5 第 二 部 分 開 題 報(bào) 告 6 湖南 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電氣 工程系 09 屆 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) （（ 論論 文文 ）） 開開 題題 報(bào)報(bào) 告告 書書 學(xué)生姓名 譚競(jìng)爭(zhēng) 專業(yè) 機(jī)電一體化 班級(jí) 機(jī)電s20203 學(xué)號(hào) 37 題 目 智能防火防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 陳永革 職稱 副教授 學(xué) 位 學(xué)士 題目類別 □ 工程設(shè)計(jì) □ 基礎(chǔ)研究 □ 應(yīng)用研究 □ 其它 【課題的內(nèi)容與要求】 本課題所設(shè)計(jì)的防盜防火報(bào)警系統(tǒng)符合國(guó)家建設(shè)部對(duì)普及型住宅小區(qū)的要求，實(shí)現(xiàn)功能包括：能對(duì)住宅的火災(zāi)實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；還能對(duì)盜竊以及入室搶劫實(shí)行自動(dòng)報(bào)警；住宅設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動(dòng)報(bào)警器對(duì)各傳感器的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和控制；用戶端自動(dòng)報(bào)警裝置對(duì)雙音多頻（ DTMF）編、譯碼器控制，使住宅通過(guò)電話 網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與相關(guān)部門（小區(qū)管理中心或 110 / 119 報(bào)警臺(tái)）之間的數(shù)據(jù)交換，設(shè)置簡(jiǎn)潔，操作方便。本文所介紹的安全報(bào)警系統(tǒng)，是用雙絞線連接中央控制器和各用戶端自動(dòng)報(bào)警器，實(shí)現(xiàn)前端報(bào)警器的報(bào)警數(shù)據(jù)采集；利用電話線，采用單片控制的 DTMF 通信方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警，既可提 高信息傳遞速度，又可解決前端報(bào)警器之間同時(shí)報(bào)警爭(zhēng)信道問(wèn)題 。用戶端的電子防盜防火系統(tǒng)又包括探測(cè)器、自動(dòng)報(bào)警器及輸出等組成部分，并將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個(gè)系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。本課題內(nèi)容屬于硬件電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面，實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括電路原理設(shè)計(jì)、元器件（芯片）選擇與特性測(cè)試、分立元件面包板模擬、編制程序及軟件調(diào)試、 整體電路編程器調(diào)試、設(shè)計(jì)外觀及制版、產(chǎn)品抗干擾。 7 【預(yù)期的效果及指標(biāo)】 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。而且還可以記住很多東西。作為畢業(yè)的學(xué)生，確實(shí)從中學(xué)到了很多的知識(shí) 【 進(jìn)度安排 】 2020 年 12月 2020 年 3月 選題、調(diào)研、收集資料 2020 年 3 月 12日 2020 年 3 月 14日 論證、開題 2020 年 3 月 15日 2020 年 4 月 25 日 設(shè)計(jì)（寫作初稿） 2020 年 4 月 26日 2020 年 4 月 28 日 修改、定稿、打印 【參考文獻(xiàn)】 [1] 馮慶祥，畢平．智能化小區(qū)和智能住宅．低溫建筑技術(shù) ， 2020:1213 [2] 智能建筑技術(shù)與應(yīng)用．第一版．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2020:182227 [3] 溫強(qiáng)，賴志昌，王麗慧．雙音多頻發(fā)送接收器 MT8888 及其應(yīng)用 , 2020:7173 [4] 張金泉一種新型民用防火防盜報(bào)警器的研制．燕山大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020:4748 【 指導(dǎo)教師意見 】（ 有針對(duì)性地說(shuō)明選題意義及工作安排是否恰當(dāng)?shù)龋? □ 同意提交開題論證 □ 修改后提交 □ 不同意提交（請(qǐng)說(shuō)明理由） 指導(dǎo)教師簽章： 年 月 日 【 系部意見 】 □ 同意指導(dǎo)教師意見 □ 不同意指導(dǎo)教師意見（請(qǐng)說(shuō)明理由） □ 其它（請(qǐng)說(shuō)明） 隊(duì)系（部）主任簽章： 年 月 日 8 第 三 部 分 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 正 文 設(shè)計(jì)任務(wù)及功能要求說(shuō)明 由單片機(jī)接收小鍵盤控制遞增計(jì)時(shí)，由 LED 顯示模塊計(jì)時(shí)時(shí)間，顯示格式為 XX（分）： XX（秒） .XX，精確到 的整數(shù)倍。畫出程序流程圖并編寫程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)功能。該數(shù)字式秒表上電或按鍵復(fù)位后能自動(dòng)顯示系統(tǒng)提示符 “P.” ，進(jìn)入準(zhǔn)備工作狀態(tài)。 數(shù)字式秒表的 方案介紹及工作原理說(shuō)明 使用 AT89S52 單片機(jī)作為核心控制部件，采用 12M 晶體振蕩器及微小電容構(gòu)成振蕩電路；采用 S8550 作為數(shù)碼 管的驅(qū)動(dòng)部分；用兩個(gè)四位一體共陽(yáng)極或共陰極數(shù)碼顯示管作為顯示部分，構(gòu)成數(shù)字式秒表的主體結(jié)構(gòu)，配合獨(dú)立式鍵盤和復(fù)位電路完成此秒表的復(fù)位、計(jì)時(shí)、連續(xù)、清零、停止各項(xiàng)功能。 LED 數(shù)碼顯示器有如下兩種連接方法 ： 共陽(yáng)極接法 ： 把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接 +5V，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過(guò)電阻與輸入端相連。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。鍵盤 通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)就可以很容易地判斷哪個(gè)鍵被按 下了，這種方法操作速度高而且軟件結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單 ， 比較適合按鍵較少或操作速度較高的場(chǎng)合 ，這種獨(dú)立式接口的應(yīng)用很普遍。 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位選通 COM 端電路的控制 ，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 動(dòng)態(tài)顯示是利用人眼視覺暫留特性來(lái)實(shí)現(xiàn)顯示的。由于各數(shù)碼管輪流顯示的時(shí)間間隔短、節(jié)奏快，人的眼睛反應(yīng)不過(guò)來(lái)，因此看到的是連續(xù)顯示的現(xiàn)象。本設(shè)計(jì)可 采用 P0 口直接 驅(qū)動(dòng) 八 段數(shù)碼管顯示。 此電路采用單片機(jī)的 P0 口作為數(shù)碼顯示管的段控，采用 P2 口作為數(shù)碼管的位控。通過(guò)編寫程序使用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器，以及軟件延時(shí)，中斷資源來(lái)實(shí)現(xiàn)秒計(jì)時(shí)和相關(guān)控制。 圖 11數(shù)字式秒表的硬件結(jié)構(gòu)圖 AT89S52 電源 振蕩電路 復(fù)位電路 獨(dú)立式鍵盤 驅(qū)動(dòng)電路 數(shù) 碼 管 顯 示 限流 11 第 2 章 數(shù)字式秒表硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 數(shù)字式秒表 硬件系統(tǒng)各模塊功能簡(jiǎn)要介紹 AT89S52 簡(jiǎn)介 (1) 與 MCS51 產(chǎn)品相兼容； (2) 具有 8KB 可改寫的 Flash 內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，可寫 /擦 1000 次； (5) 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM； (6) 32 根可編程 I/O 口； (7) 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 它的價(jià)格便宜，功能強(qiáng)大，能耗低。其芯片引腳圖如圖 21 所示。在 AT89S52 芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 TXAL2，在芯片的外部通過(guò)這兩個(gè)引角跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。時(shí)鐘電路如圖 22： 圖 22 時(shí)鐘電路 鍵盤電路 本設(shè)計(jì)使用獨(dú)立式鍵盤接在單片 機(jī)的 P1 口上但通過(guò)軟件賦予其中三個(gè)按鍵功能，其中 S2 是計(jì)時(shí)開始按鍵，第二功能為停止， S3 為計(jì)時(shí)暫停按鍵，第二功能為繼續(xù)計(jì)時(shí)按鍵， S4 是清零按鍵。鍵盤電路如圖 23： 圖 23獨(dú)立式鍵盤電路圖 13 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把 PC 初始化為 0000H，使單片機(jī)從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。 RST 引腳是單片機(jī)復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 24 個(gè)振蕩周期（即 2 個(gè)機(jī)器周期）以上，若使用頻率為 6MHz 的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò) 4us 才能完成復(fù)位操作。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在本設(shè)計(jì)中采用了按鍵電平復(fù)位方式，其復(fù)位電路如圖 24 所示： 圖 24 復(fù)位電路 驅(qū)動(dòng)及顯示電路 數(shù)碼管實(shí)際上是由二極管構(gòu)成發(fā)光二級(jí)管正常工作時(shí)，其兩端正向壓降約為，正向電流約為 10mA，為了使數(shù)碼管達(dá)到一定的亮度而又不至于由于電流過(guò)大而損壞，我們使用三極管 S8550 作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)在 P0 口和 P2 口 14 上串上 470 歐姆的電阻。 圖 25 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)及顯示電路圖 單片機(jī)下載口 電路 下載口主要是一個(gè)十芯的座子，可以通過(guò)使用 USB 下載線對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序下載。 圖 26 單片機(jī)下載口電路圖 15 數(shù)字式秒表的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 電路原理圖 此處電路原理圖以及 PCB原理圖的繪制均使用 protel99軟件完成， Protel99是基于 Win95/Win NT/Win98/Win2020 的純 32 位電路設(shè)計(jì)制版系統(tǒng)。根據(jù)硬件接線要求設(shè)計(jì)繪制電路原理圖及 PCB。 PCB 圖 PCB 圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要使元器件盡量少，這樣既可以節(jié)約材料，又可以是布線更加短，減少干擾，同時(shí)還應(yīng)注意盡量減少線路之間的寄生電容和電感， 布線時(shí)需要將線寬設(shè)置得比較寬這樣可以提高腐蝕電路板時(shí)的成功率，焊盤大小也要設(shè)置的比較大，這樣在腐蝕環(huán)節(jié)和焊接環(huán)節(jié)比較容易成功。雙面布線時(shí)芯片和針腳多的元件需將焊接點(diǎn)置于底層，這樣才能比較 方便的焊接。 16 第 3 章 數(shù)字式秒表軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 數(shù)字式秒表使用單片機(jī)資源情況 本次電子鐘設(shè)計(jì)除了了使用單片機(jī)工作所必須的硬件資源（如連接晶振的引腳 XTAL1 和 XTAL2，復(fù)位引腳 RESET）外，對(duì)單片機(jī)的硬件資源還做了具體的安排。 (