【正文】 SGD傳uCV5KRN6Q9kUAL圖 3—1 檢測信號電路的設(shè)計基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計16*IT傳圖 3—2 16 路檢測信號輸入電路的設(shè)計 LCD顯示電路設(shè)計LCD 顯示器的種類繁多，安排列形狀可分為字段型、點陣字符型和點陣圖形型。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。LCD 顯示電路結(jié)構(gòu)如圖 3—3 所示。基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計17 圖 3—3 LCD 顯示電路圖 報警執(zhí)行電路設(shè)計針對聲光報警實現(xiàn)，設(shè)計了一種實用化的基于單片機 AT89C51 的報警執(zhí)行電路。采用紅色發(fā)光二極管和壓電式蜂鳴器完成聲光報警。當接通電源后,多諧振蕩器起振,輸出~ 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。驅(qū)動電路又通過 口將低電平信號送至紅色發(fā)光二極管的陰極，從而達到光報警的效果。 傳KQA 圖 3—4 報警執(zhí)行電路圖基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計18 時鐘電路設(shè)計為實現(xiàn)精確的時鐘功能并節(jié)省單片機 I/O 口資源，該設(shè)計使用專用的接口方式為串行的時鐘芯片 DS1302，該芯片線路簡單、體積小、易于操作，且價格低廉。 X1 和 X2 是 振 蕩 源 ， 外 接 晶 振 。 RST 輸 入 有 兩 種功 能 ： 首 先 ， RST 接 通 控 制 邏 輯 ， 允 許 地 址 /命 令 序 列 送 入 移 位 寄 存 器 ； 其 次 ，RST 提 供 終 止 單 字 節(jié) 或 多 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 的 傳 送 手 段 。 如 果 在 傳 送 過 程 中 RST 置 為 低 電平 ， 則 會 終 止 此 次 數(shù) 據(jù) 傳 送 ， I/O 引 腳 變 為 高 阻 態(tài) 。 只 有 在 SCLK 為 低 電 平 時 ， 才 能 將 RST 置 為 高 電平 。DS1302 可 以 用 于 數(shù) 據(jù) 記 錄 ， 特 別 是 對 某 些 具 有 特 殊 意 義 的 數(shù) 據(jù) 點 的 記 錄 ， 能 實現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 與 出 現(xiàn) 該 數(shù) 據(jù) 的 時 間 同 時 記 錄 。如圖 3—5 所示時鐘電路。 GNpFAPBvcext4圖 3—5 時鐘電路圖 晶振與復(fù)位電路設(shè)計通過振蕩得到一個穩(wěn)定的時鐘頻率。XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。復(fù)位則是通過某種方式, 使單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。單片機除了正常的初始化外，當程序運行出錯或由于操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復(fù)位鍵重啟機器。例如使用晶振頻率為 12MHz 時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于 2us?！翱撮T狗”電路則是一種集成有單片機的電源監(jiān)測、按鍵復(fù)位以及對程序運行進行監(jiān)控，防止程序“ 跑飛” 而出現(xiàn)死機而設(shè)計的電路 [8]。 Y1MHZC0p9GNDX RSB7V4KuTEA 圖 3—6 晶振與復(fù)位電路圖 電源電路設(shè)計本系統(tǒng)電源電路原理圖如圖 3—7 所示，系統(tǒng)的電源采用 220V 交流供電。在電源的兩端并聯(lián)的大電容和小電容起濾波作用。在其兩端再并入同系列的大小電容可獲得很寬頻率范圍的濾波特性。輸出電壓固定的三端集成穩(wěn)壓器 7800系列組成的電源,CW7800/CW78M00/CW78L00 系列的最后兩位數(shù)字表示該集成穩(wěn)壓器的輸出電壓值。其輸出電壓的偏差在177。若考慮輸出電流的要求，則在 以內(nèi)的,應(yīng)選用CW7800 系列的。小于 100MA 的,選用 CW78L00系列 [10]。 ~v9圖 3—7 電源的電路結(jié)構(gòu) 外擴存儲電路設(shè)計 AT24C02 數(shù)據(jù)/地址的傳輸遵循 I2C 協(xié)議，I 2C 協(xié)議為雙總線方式，其對時序有嚴格的要求。對 AT24C02 讀寫的程序工作在第 3 組寄存器狀態(tài)，分為讀 7 字節(jié)（R_7DA） 、寫 7基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計21字節(jié)（W_7DA ） ，輸入輸出參數(shù)為： 10H 存放 I2C 操作數(shù)據(jù)首地址 11H 存放 MCU操作數(shù)據(jù)首地址，和讀 1 字節(jié)（R_BY，參數(shù)：R0 存放 I2C 數(shù)據(jù)地址, A 存放結(jié)果） 、寫 1 字節(jié)（R_BY ，參數(shù)： R0 存放 I2C 地址，R2 存放寫入的數(shù)據(jù)） 。 圖 3—8 AT24C02 的電路結(jié)構(gòu)圖 3—9 讀/寫周期時序圖 3—10 數(shù)據(jù)有效時序 圖 3—11 起始/停止定義圖 3—12 輸出應(yīng)答基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計22 鍵盤電路設(shè)計4*4 矩陣鍵盤電路結(jié)構(gòu)如圖 3—13，相對應(yīng)的按鍵的鍵值如表 3—1，4*4 矩陣鍵盤按鍵的功能如圖 3—14。若沒有按鍵按下，則按鍵為空，相對應(yīng)鍵值為 16。為了充分發(fā)揮AT89C51 優(yōu)越的性能價格比，在設(shè)計上盡量做到硬件“軟化” ，進一步體現(xiàn)軟件編程的靈活性，使系統(tǒng)硬件設(shè)計得到簡化。為增強系統(tǒng)的實時性，對那些偶然事件采用中斷方式處理，主程序主要用于系統(tǒng)的控制和管理。電路設(shè)計時是按模塊設(shè)計的，軟件設(shè)計也一樣，采用中斷子程序方式，首先編寫大概的主程序，然后理出所需設(shè)計的子程序并逐個分析和設(shè)計子程序，編寫出子程序后應(yīng)給予編譯檢查錯誤，若有錯誤再更正，直到通過編譯即沒有語法錯誤，等每個子程序編寫完以后，再修改主程序完成整體的程序編寫，最后在將程序進行調(diào)試。初始化過程為：上電 15ms 后對 1602 寫顯示模式指令38H（即設(shè)置為 16*2 顯示，5*7 點陣，8 位數(shù)據(jù)接口） ，然后對 1602 寫清屏指令。在本系統(tǒng)中采用查詢標志位顯示的方法，當需要刷新顯示時，置位顯示標志位 00H，每次循環(huán)顯示子程序首先查詢顯示標志位，當需要刷新顯示時，則執(zhí)行刷新顯示程序。在此系統(tǒng)中，為了減少顯示的程序的大小，運用了顯示模塊的嵌套，但由于時間關(guān)系，程序在優(yōu)化上還未達到滿意的效果，顯示程序比較零散，存在大量的冗余。從圖中可看出，程序每一次大循環(huán)都查詢顯示標志位，當標志位為 0 時，則跳過刷新顯示；當標志位為 1 時，則執(zhí)行刷新顯示程序。刷新顯示完成后寫控制字設(shè)置光標顯示模式。 YESNO開始00H=0查詢標志位：00H=1？結(jié)束清屏刷新顯示圖 4—1 顯示流程 系統(tǒng)初始化程序設(shè)計系統(tǒng)的初始化工作是整個系統(tǒng)能夠正常工作的前提，系統(tǒng)的初始化包括相關(guān)寄存器的初始化、LCD 的初始化、AT24C02 的檢測以及報警時長的設(shè)置等。至此，系統(tǒng)的初始化完成，進入主程序的循環(huán)。由外部中斷 0 和外部中斷 1 構(gòu)成，外部中斷 0 負責檢測掃描 16 路信號并對異常進行處理，外部中斷 1 負責報警，外部中斷 0 的優(yōu)先級最高，這樣不會因為報警狀態(tài)而對其期間異常造成丟失。外部中斷 1 進入中斷后，首先讀取報警時長，然后點亮報警指示燈，并驅(qū)動蜂鳴器產(chǎn)生聲光報警，報警時 LCD 顯示當前報警時間和通道。 查詢記錄程序設(shè)計基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計26記錄的查詢分為總體狀況的查詢和單通道的查詢，總體查詢能查詢出現(xiàn)異常的通道，并顯示該通道出現(xiàn)異常的次數(shù)，當某通道有異常記錄時，可以選擇此路進行詳細查詢其出現(xiàn)異常的時間。其程序流程圖如圖 4—3。從流程圖可以看出，程序的每次大循環(huán)都包括顯示、鍵盤查詢和按鍵判斷。當進入某路詳細記錄查詢時，首先判斷該通道是否存在記錄，即 R0 所在地內(nèi)容不為 0，然后將 R0 和 R3 參數(shù)傳遞給詳細查詢子程序。系統(tǒng)能記錄每通道最多兩次歷史（最早和最近產(chǎn)生異常時間） 。詳細查詢程序的流程如圖 4—4?；趩纹瑱C的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計27NO圖 4—4 詳細查詢流程YESYESYESYESNONONONONOYESYESYESNONO開始計算、讀取最早記錄；顯示記錄掃描鍵盤刪除記錄？返回？刪除數(shù)據(jù)結(jié)束掃描鍵盤刪除記錄？下一條？上一條？記錄數(shù)為 2？計算、讀取第二條記錄；顯示記錄返回？刪除數(shù)據(jù)基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計28 刪除記錄程序設(shè)計刪除記錄程序用于刪除當前單通道查詢的記錄。程序執(zhí)行刪除動作之前，將判斷記錄數(shù)和當前刪除記錄的位置，若需要進行調(diào)整，則現(xiàn)執(zhí)行讀寫操作轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)，然后刪除記錄數(shù)。 NOYESNOYES開始調(diào)整數(shù)據(jù)刪除？刪除記錄當前刪除號=記錄數(shù)？結(jié)束圖 4—5 刪除記錄流程 調(diào)整時間程序設(shè)計系統(tǒng)時間在內(nèi)存的地址范圍為：40H—47H。如圖 4—7 為月的修改流程圖，因為時間數(shù)據(jù)以 BCD 碼存放，故在修改前要對數(shù)據(jù)進行調(diào)整，然后調(diào)用鍵盤修改數(shù)據(jù)，最后將修改后的數(shù)據(jù)調(diào)整為 BCD 碼保存到相應(yīng)內(nèi)存。中斷程序完成對時、分、秒的計數(shù)，R7 完成對秒的計數(shù)，每完成一次定時中斷則 R7 加 1，R7 計數(shù) 20 次則約為 1s 時間，則對 R7 清零，如此，完成對時、分、秒的計數(shù)。 YESYESYESNONONOYESNO開始R7=0， 40H 加1； 40H=60？結(jié)束R7 加1，R7=20？40H =0，41H 加1；41H=60？41H =0，42H 加1；42H=24？從 DS1302 獲取時間 圖 4—8 定時中斷 0 流程 外部中斷 0程序設(shè)計外部中斷 0 的流程圖如圖 4—9。中斷程序判斷并處理完信息后，拉低 口（申請外部中斷 1）進行報警。圖 4—9 外部中斷 0 流程YESYES NONO開始掃描 16 路檢測信號記錄 16 路檢測信號位判斷正常嗎？計算地址，并記錄數(shù)據(jù)16 路檢測完成？ 置 0結(jié)束基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計32 外部中斷 1的程序設(shè)計外部中斷 1 的流程圖如圖 4—10。 圖 4—10 外部中斷 1 流程 4*4矩陣掃描鍵盤程序設(shè)計鍵盤掃描程序流程圖如圖 4—11，每次調(diào)用鍵盤都向 R4 先寫入 16，當判斷有鍵按下時，則寫入相應(yīng)鍵值，每次判斷有鍵按下后，都置位標志位 00H，通知顯示刷新顯示。該報警系統(tǒng)的最大特點就是使用戶能夠簡單操作運行、易于理解、靈活自如地使用，并且在安裝上非常方便、智能性較高、誤報率較低。一般情況下傳感器輸出低電平，當有人在探測監(jiān)控區(qū)域范圍內(nèi)移動時輸出低電平信號，作為單片機的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機內(nèi)部軟件編程處理后，由單片機輸出控制信號，驅(qū)動聲光報警電路開始報警并顯示報警區(qū)域。基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計35致 謝 本文是在鄭州輕工業(yè)學院楊學清老師的親切關(guān)懷和悉心指導下完成的。最后，感謝評閱、評議畢業(yè)論文和出席畢業(yè)論文答辯會的各位老師，感謝你們在百忙的工作中能給予我畢業(yè)設(shè)計以指導,在此向你們致以最誠摯的謝意和最崇高的敬意。西安: 交通大學出版社, 2022,23(3).[7] 徐愛鈞, C51 應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京:航空航天大學出版社, 2022,9(5).[8] （模擬部分）[M]. 北京: 高等教育出版社, 2022,12(4).[9] 李文仲,[M].北京:航空航天大學出版社，2022,16(3).[10] [M]. 湖南: 工業(yè)大學出版社,2022,16(1).[11] 吳英才, .傳感器技術(shù),2022,19(2) .[12] ,2022,8(2).[13] ,2022,19(1).[14] 劉純利, ,2022,20(2).[15] 雷旭,2022 ,17(3).基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計37附 錄附錄 1源程序如下： SDA BIT 。24C02 時鐘E BIT 。時鐘時鐘T_IO BIT 。時鐘復(fù)位。設(shè)置堆棧 50HMOV TMOD,01H 。設(shè)置中斷：外部0、1，定時：0MOV IP,01H 。設(shè)置中斷 0 為下降沿MOV TH0,03CH 。初始化 LCDMOV A,38H CALL XIEZL MOV A,08HCALL XIEZLMOV A,01HCALL XIEZLMOV A,06HCALL XIEZLMOV A,0CHCALL XIEZLSETB 00HCALL SETTIM 。顯示等待CALL XIEZLMOV A,0CHCALL XIEZLMOV A,0C0HCALL XIEZLMOV DPTR,LOADING 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計38CALL ALLXSMOV R6,99H 。IIC 出錯置出錯位 02HSJMP LOPS2LOPS1: SETB 02HLOPS2: MOV 2EH,0FFH 。開中斷SETB TR0 。======================================================。第一組寄存器影響： R0,R2,R3,R4,R5,A,BA