【正文】 elationship of program design bee more succinctly. Being tested, it can realize the basic alarm function. Recently, with the development of economy and the improvement of people’s life, more and more attention has been paid to the importance of the security of people’s lives and properties, the electronic security alarm system is born. As a feasible residential alarm system, it must meet the demands such as centralized monitoring, large capacity, plete function of guard, high performancetoprice and so on. However, the single chip microputer antitheft alarm system is in line with the these characteristics, it is a system mainly consisting of microcontroller, being strict with temperature scanning and identification verifying, and low in price. This thesis introduces the background and the history of antifire and antitheft alarm system in families, and gives the basic devices of the topicthe explanation of microcontroller and its development history. It describes the basic knowledge of the microcontroller, illustrates the application of microcontroller in various ways and the development and development tools of it, summarizes the design process of hardware and software, analyzes the hardware circuit design and its function, describes the overall thought of the software design, and finally introduces the distribution of resources , the state of software realization and the procedure of some software. 【 Key words】 intelligent antifire and antitheft, DS18B20, dynamic scanning, microcontroller。人類能夠 對火進行利用和控制，是文明進步的一個重要標(biāo)志。隨著社會的不斷發(fā)展，在社會財富日益增多的同時，導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)的危險性也在增多，火災(zāi)的危害性也越來越大。 隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多貴重的個人物品被盜，當(dāng)今社會我們會聽到哪天某某家里的財物被盜，某某的車輛被盜 ?? 等等之類的財產(chǎn)被盜的話題。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞， IC 卡還存在容易丟失、損壞等缺點，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。 實踐證明，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，消防工作的重要性就越來越突出。我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。而在居民住宅區(qū)、機房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一廉價實用的火災(zāi)自動探測報警裝置，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的數(shù)字火災(zāi)報警器是非常必要的。以往的做法是安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但也存在有礙美觀，不符合防火要求，不能有效地防止壞人的入侵。鑒于目前的技術(shù)水平與市場的接受程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流，其價格便宜、輕巧，可隨意安裝。系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)室內(nèi)的類型、使用功能及其防護風(fēng)險等要求，通過運用溫度傳感探測、密碼比對及單片機的控制等技術(shù)形成的智能報警系統(tǒng)，達到保障室內(nèi)住宅用戶生命和財產(chǎn)安全的目的。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙 , 使用極不方便 , 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應(yīng)運而生。 國內(nèi)防盜報警產(chǎn)品市場復(fù)雜，生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊。長期以來，防盜報警產(chǎn)品市場都是國際品牌、國內(nèi)知名品牌、地方品牌各自盤踞一方，割地封侯， 占據(jù)不同層次市場。雖然國外報警產(chǎn)品技術(shù)比較成熟，但是由于生產(chǎn)成本高，運輸成本、關(guān)稅等原因?qū)е聝r格比較高。 在安全技術(shù)防范領(lǐng)域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量 少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術(shù)上還是在性能上都獲得了大大的提高。 論文主要內(nèi)容概述 (1)了解報警系統(tǒng)的基本原理 , 熟悉利用傳感器產(chǎn)生報警的原理。 (3)設(shè)計一個能對住宅的火災(zāi)、盜竊實行自動報警的智能防盜防火報警器；設(shè)置緊急呼叫系統(tǒng)；用 戶端自動報警器對各傳感器的信號進行檢測和控制。 (5)對畢業(yè)設(shè)計工作進行總結(jié)，撰寫符合論文書寫的基本要求和基本格式的畢業(yè)論文。傳感器采用密碼檢測和溫度探測器，分別對盜情和火情進行檢測，當(dāng)密碼錯誤達 3 次或發(fā)生火災(zāi)時，單片機發(fā)出中斷申請，播放報警聲音和 啟用紅色二極管，單片機控制 LCD 顯示屏輸出警報信號只針對火情。進入待機狀態(tài)后，根據(jù)設(shè)定好的密碼，采用 4 4 鍵盤實現(xiàn)密碼的輸入功能，如果密碼輸入的密碼不正確 3 次，就發(fā)出報警聲。 為了突出擴展性，在密碼正確之后，單片機將對擴展的檢測硬件操作，比如防盜門，當(dāng)密碼正確之后，系統(tǒng)發(fā)送信號給硬件，硬件運行打開門。 （ 1）單片機型號可選 AT89C51。 （ 3）密碼的輸入采用 4 4 鍵盤實現(xiàn)，輸入 6 位數(shù)字后，按確定鍵結(jié)束。 （ 5）報警采用蜂鳴器或揚聲器，一旦報警只有管理員進入才可以關(guān)閉聲音。 （ 7）當(dāng)溫度達到 50176。 （ 8）單片機， c 語言編程。前端報警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后及時通報給中央控制器。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。 系統(tǒng)的基本工作過程： 智能防火防盜系統(tǒng) 第 VI 頁 （共 77 頁） 用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入 侵、或發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時，與之相應(yīng)的報警探測器（各種防火、防盜及手動報警按鈕等）則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。在用戶端自動報警器的面板上設(shè)有 LCD 顯示器、鍵盤以及三色警燈（ LED)，三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈（紅）、工作燈（綠）。 本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計方案，確定了原理框圖，對報警系統(tǒng)的運行做了分析，并設(shè)計了防火和防盜探測器 ，為后續(xù)章節(jié)研究防火防盜報警系統(tǒng)的模塊化設(shè)計打下了理論基礎(chǔ)。在系統(tǒng)運行時，單片機不斷檢測 4x4 鍵盤模塊，對鍵盤的信號進行反復(fù)檢測并同時做出相應(yīng)的處理， LCD1602 芯片負(fù)責(zé)顯示所需要的數(shù)據(jù)。當(dāng)溫度或鍵盤事件錯誤過多就會報警。當(dāng)紅色發(fā)光二極管亮了的時候就表示錯誤、報警指示燈，綠色發(fā)光二極管工作 1 秒鐘時表示為進入系統(tǒng)指示燈。 系統(tǒng)容量大，適合一般企業(yè)室內(nèi)到家庭 。 模塊化設(shè)計，擴展性好，容易集成 。 LCD1602 顯示芯片 AT89C52 主控制 芯片 4x4 鍵盤模塊 喇叭、二極管模塊 DS18B20 溫度芯片 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 第 VII 頁 （共 77 頁） 安全性高，管理員級密碼操作、并對其任意修改， 3 次密碼錯誤報警 。 報警信息即時打印在屏幕，便于查驗 。 智能防火防盜系統(tǒng) 第 VIII 頁 （共 77 頁） 3 硬件平臺及其選擇 單片機芯片的選擇方案 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦（ FPEROM—FalshProgrammableand Erasable Read Only Memory）的低電壓，如圖 2，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。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，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 AT89C51 提供 128 字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器， 32 個 I/O 口， 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，1 個 5 向量兩級中 斷結(jié)構(gòu)， 1 個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存 圖 2 AT89C51芯片 取數(shù)據(jù)存儲器、定時 /計數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。當(dāng)“ 1”被寫入 P0 口時，每個管 腳都能夠作為高阻抗輸入端。 P1 口： P1 口一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4 個 TTL 電路。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時輸出一個電流。 P2 口： P2 口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動 4 個 TTL電路。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。 P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口輸出緩沖故可驅(qū)動 4 個 TTL 電路。 P3 口除了作為 一般的 I/O 口外，更重要的用途是它的第二功能。 所以選擇采用 AT89C51 作為主控制系統(tǒng) . 顯示模塊選擇方案 采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合 ,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費 ,且價格也相對較高 ,所以也不用此種作為顯示。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。發(fā)光管和 LED 數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 數(shù)字式接口 液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。 液晶顯示器具有厚度薄、適 用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機、 PDA 移動通信工具等眾多領(lǐng)域。 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。 溫度芯片的選擇方案 溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場合時 DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。對于我們普通的電子愛好者來說， DS18B20 的優(yōu)勢更是我們學(xué)習(xí)單片機技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。 DS18B20 的主要特征： 。 硬件平臺及其選擇 第 XI 頁 （共 77 頁） 3. 最高 12 位分辨率，精度可達土 攝氏度。 5. 可選 擇寄生工作方式。 C ~+125176。 F ~+257176。 圖 4 DS18B20芯片 7. 內(nèi)置 EEPROM，限溫報警功能。 ，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。 DQ 單數(shù)據(jù)總線 NC 空引腳 DS18B20 的溫度測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。 圖 5 DS18B20溫度儲存位 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位 。在上電復(fù)位時其值將被刷新。第 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單智能防火防盜系統(tǒng) 第 XII 頁 （共 77 頁） 元。 我們在每一次讀溫度之前都必須進行復(fù)雜的且精準(zhǔn)時序的處理，因 為 DS18B20 的硬件簡單結(jié)果就會導(dǎo)致軟件的巨大開消，也是盡力減少有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為無形資產(chǎn)的投入，是一種較好的節(jié)約之道。 數(shù)字式溫度 DS18B20 傳感器 。晶振 12MHZ，選定用中斷來控制報警聲音。 系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn) 第 XIII 頁 （共 77 頁） 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn) 軟件設(shè)計 思想 由于采用 12M，處理速度本來不夠快，在一個 while 里面盡量減少調(diào)用實現(xiàn)的次數(shù)，如果調(diào)用過多，就會倒是系統(tǒng)資源占用嚴(yán)重，系統(tǒng)運行反應(yīng)慢，比如在溫度有所改變的時候，我們