1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué)單片機原理及接口技術(shù) 課程設(shè)計（論文）題目： 家用防盜報警器設(shè)計 院（系）： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字）起止時間： 專心-專注-專業(yè)課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣教研室 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 課程設(shè)計（論文）題目家用防盜報警器設(shè)計課程設(shè)計（論文）任務(wù)該報警器可對倉庫、商店、住宅門窗自動監(jiān)測，當(dāng)門窗被開、玻璃被砸碎時，報警器發(fā)出警報聲，并顯示位置。報警器可檢測8點（門磁和振動監(jiān)測），并有消音按鍵。設(shè)計任務(wù)：1. CPU最小系統(tǒng)設(shè)計（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）2

2、. 門磁和振動傳感器選擇及接口電路設(shè)計3. 報警電路及消音電路設(shè)計4.程序流程圖設(shè)計及程序清單編寫技術(shù)參數(shù)：1報警器可檢測8點，自動檢測門窗撬開以及玻璃破碎等情況2工作電源220V設(shè)計要求：1、分析系統(tǒng)功能，選擇合適的單片機及傳感器，門窗狀態(tài)檢測電路設(shè)計等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細的軟件設(shè)計說明，詳細闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。進度計劃第1天 查閱收集資料第2天 總體設(shè)計方案的確定第4天 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計第5天 門磁和振動傳感器選擇及接口電路設(shè)計第6天報警電路及消音電路設(shè)計第7天 程序流程圖

3、設(shè)計第8天 軟件編寫與調(diào)試第9天 設(shè)計說明書完成第10天 答辯指導(dǎo)教師評語及成績 平時： 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算摘 要隨著社會的不斷發(fā)展，收入差距的不斷加大，入室搶劫、偷盜也時有發(fā)生，面對如此治安問題，越來越多的家庭采用了家庭智能防盜報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要檢測門窗開啟以及玻璃完整度并實現(xiàn)報警和顯示報警位置。本文以單片機89C51為基礎(chǔ)，設(shè)計了傳感器接口電路、報警電路、消音電路，充分發(fā)揮了單片機體積小、可靠性高、經(jīng)濟性強等優(yōu)點。本文設(shè)計了一種單片機進行遠程控制的家庭防盜報警器。該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)

4、隨時實現(xiàn)異地監(jiān)控家中的情況，并且家中發(fā)生危險情況時能及時將信息傳遞給主人，具有方便、安全的優(yōu)點。由于該系統(tǒng)主要用于多點集中檢測報警，故應(yīng)能對受檢測點進行巡回檢測，為防止誤報警，當(dāng)檢測到某點有盜情時，該系統(tǒng)應(yīng)延時3秒鐘后再檢測一次，若確有盜情方可報警，并用于數(shù)字指示出被盜點。該系統(tǒng)的傳感器可選用門磁式振動傳感器、紅外線傳感器，系統(tǒng)終端部分選用音響報警電路及數(shù)碼顯示電路。關(guān)鍵詞：89C51單片機；防盜報警系統(tǒng)；門磁振蕩電路；紅外感應(yīng)目 錄第1章 緒論1.1防盜報警系統(tǒng)概況1.1.1題目的意義現(xiàn)代居住環(huán)境中，鄰里之間的來往越來越少，家庭生活隱秘性、封閉性越來越強，家庭只能防盜系統(tǒng)便成了現(xiàn)代化進程中不

5、可或缺的重要組成部分。一般的防盜系統(tǒng)以其獨特的特點使得不適合家用。家用防盜系統(tǒng)除了具備報警的功能，要檢測破窗及破窗而入的功能。本文就是從單片機的功能強, 體積小, 可靠性高, 面向控制和價格低廉等一系列優(yōu)點入手, 應(yīng)用AT89C51設(shè)計了防盜報警系統(tǒng)1.1.2系統(tǒng)功能介紹由于該系統(tǒng)主要用于家庭防盜報警, 并且對報警點進行反復(fù)核查, 為防止誤報警, 當(dāng)檢測到某點有盜情時, 該系統(tǒng)應(yīng)延時3秒鐘后再檢測一次, 若確有盜情方可報警, 并用于數(shù)字指示出被盜點。該系統(tǒng)的傳感器可選用門磁式、振動式的功能開關(guān)量傳感器, 系統(tǒng)終端部分選用音響報警電路及數(shù)碼顯示電路。1.2本文研究內(nèi)容本文設(shè)計了一種單片機進行遠程

6、控制的家庭防盜報警器,該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有的公共電話網(wǎng)絡(luò)隨時實現(xiàn)異地監(jiān)控家中的情況,并且家中發(fā)生危險情況時能及時將信息傳遞給主人,具有方便、安全的優(yōu)點。該報警器可對倉庫、商店、住宅門窗自動監(jiān)測，當(dāng)門窗被開、玻璃被砸碎時，報警器發(fā)出警報聲，并顯示位置。報警器可檢測8點（門磁和振動監(jiān)測），并有消音按鍵。硬件電路設(shè)計有CPU最小系統(tǒng)設(shè)計（包括CPU選擇，晶振電路，復(fù)位電路）門磁和振動傳感器選擇及接口電路設(shè)計和報警電路及消音電路設(shè)計。軟件設(shè)計有編程程序流程圖。第2章CPU最小系統(tǒng)設(shè)計2.1總體設(shè)計方案為完成上述系統(tǒng)功能，選擇和設(shè)計傳感器和單片機控制電路組成防盜報警系統(tǒng)。此防盜報警系統(tǒng)可以用于賓館、倉庫、居

7、民樓等場所，該系統(tǒng)可對監(jiān)測點進行自動檢測，一旦出現(xiàn)門窗破損、紅外感應(yīng)外體入侵等情況能立即報警，并指示被盜的地點編號。該防盜報警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低等特點。門磁振蕩檢測聲音電路CPULED顯示圖2.1 系統(tǒng)組成框圖各部分電路功能及作用如下：門磁與振蕩電路是家用防盜報警器必備的檢測電路，具有檢測靈敏，體積小，安裝方便等優(yōu)點，所以作為本次設(shè)計的首選檢測電路。顯示電路采用2個7位LED顯示，可供顯示32個檢測點，從而明確顯示事故發(fā)生位置，便于及時實施防盜工作。聲音電路的設(shè)計采用蜂鳴電路，警報聲音大，可提醒戶主，警報還可對犯罪分子產(chǎn)生威懾作用。電源部分的設(shè)計是方便用戶使用直接接220V交流

8、電源即可使用。消音部分可采用按鍵式復(fù)位電路，避免檢測電路誤報時蜂鳴電路一直發(fā)聲，造成影響。主機選用AT89C51單片機，P3口接入32組門磁與振蕩檢測電路并聯(lián)電路組經(jīng)過放大器與門電路接入。P1口連輸出經(jīng)芯片MC14543接2位LED數(shù)碼顯示器。報警蜂鳴電路接于P3.7口。晶振電路接于XTAL1 XTAL2口 ，復(fù)位電路接于RESET口 電源電路與VCC、GND連接。2.2 CPU的選擇1、單片機選擇AT89C51，其引腳圖如圖2.2所示。89C51是一個低電壓、高性能的8位單片機，片內(nèi)有4KB可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器和128B的隨機存期數(shù)據(jù)存儲器。共有40個引腳，32個外部雙向輸入輸出端口，

9、同事含有兩個外部中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口。它既可以按照常規(guī)方式進行編程，也可以在線編程。圖2.2 89C51單片機引腳圖2、引腳結(jié)構(gòu)VSS ：接地端。VCC：電源端。正常操作及對FLASH ROM編程和驗證時接+5V電源。P0口：是雙向8位三態(tài) I/O口。在訪問外部存儲器時，可分時用作低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線；在FLASH ROM編程時，它輸入指令字節(jié)，而在驗證程序時，則輸出指令。P0口能驅(qū)動8個LSTTL門電路。P1口： 是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。在對FLASH ROM編程和程序驗證時，它接受低8位地址。能驅(qū)動4 個LSTTL 門電路。P2

10、口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口。在訪問外部存儲器時，它送出高8位地址。在對FLASH ROM編程和程序驗證時，它接收高8位地址和其他控制信號。能驅(qū)動4 個LSTTL 門電路。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，能驅(qū)動4 個LSTTL 門電路。RST： 復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)振蕩器工作時，出現(xiàn)兩個機器周期以上的高電平，就可以使單片機復(fù)位。ALE/PROG：地址鎖存允許信號。PSEN:外部程序存儲器選通信號。/E/A：訪問內(nèi)、外部程序存儲器控制信號。接高電平時，CPU訪問并執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令，但當(dāng)程序計數(shù)器值超過0FFFH時，將自動轉(zhuǎn)去執(zhí)

11、行外部程序存儲器中的程序。接低電平時，CPU只訪問并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.3數(shù)據(jù)存儲器擴展89C51片內(nèi)有128B的RAM存儲器，在實際應(yīng)用中僅靠這128B的數(shù)據(jù)存儲器是遠遠不夠的。這種情況下可利用89C51單片機所具有的擴展功能，擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。89C51單片機最大可擴展64KB RAM。本文中采用6264進行數(shù)據(jù)存儲器擴展。6264是8K*8位靜態(tài)隨機存儲器，采用CMOS工藝制造，單一+5V電源供電，額定功耗200mW，典型存取時間200ns，為28線雙列直插式封裝。6264與89C

12、51的硬件連接圖2.3所示。6264的片選線CE1接89C51的P2.7，第二片選線CE2接高電平，保持一直有效狀態(tài)，6264是8KB容量的RAM，故使用了13根地址線。圖2.3 89C51單片機系統(tǒng)擴展圖2.4復(fù)位電路設(shè)計單片機儲器單片機的復(fù)位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要RST 引腳上出現(xiàn)兩個機器周期時間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復(fù)位，但如果RST 引腳上持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。可見復(fù)位的時間和充電的時間有關(guān)，充電時間越長復(fù)位時間越長，增大電容或增大電阻都可以增加復(fù)位時間。為了保證系統(tǒng)可靠復(fù)位，在設(shè)計復(fù)位電路時，一般使RESET 引腳保持10ms 以上的高電平，

13、單片機就能實現(xiàn)復(fù)位。復(fù)位操作有兩種情況，即上電復(fù)位和手動(開關(guān))復(fù)位。本系統(tǒng)采用手動復(fù)位方式。圖2.4 復(fù)位電路圖2.5晶振電路設(shè)計89C51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。晶振電路如圖所示。在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時原件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時原件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振電路。晶體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在533pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)作用。圖2.5 晶振電路圖2.6 CPU最小系統(tǒng)圖圖2.6CPU最小系統(tǒng)XTAL1

14、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)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器，XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在閑置模式下，CPU 停止工作。但RAM定時器計數(shù)器串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。第3章 輸入輸出接口設(shè)計3.1門磁振蕩傳感器的選擇門磁震蕩傳感器采用震動、觸動、移動的全方位探測原理，一旦有警情發(fā)生，自動傳送信號給主機，再次檢查確認(rèn)后立即報警，提供24小時全方位全天候的防

15、護，防止包里侵入破壞門窗等。無線門磁傳感器一般安裝在門內(nèi)側(cè)上方，較小的部分為永磁體，用來產(chǎn)生恒定磁場。較大部分為主磁體，內(nèi)有常開干簧管，當(dāng)永磁體離開干簧管一定距離，門磁傳感器產(chǎn)生信號。本文采用了思科瑞公司的D023型無線門磁震蕩傳感器。發(fā)射功率：30毫瓦工作電流：10毫安工作電壓：12V 專用電。圖3.1 門磁震蕩器3.2消音電路當(dāng)有警情發(fā)生時，報警器工作，產(chǎn)生蜂鳴，提醒戶主。消音電路采用了電磁繼電器，當(dāng)555振蕩器工作，電磁繼電器自動啟動，蜂鳴器工作。當(dāng)手動開關(guān)斷開，報警停止。3.3防盜報警輸出接口電路設(shè)計顯示電路采用MC14543芯片進行譯碼輸出，2位可顯示32個數(shù)字代表的32個監(jiān)測位置。

16、報警采用蜂鳴電路，可叫醒戶主，采取防盜措施。利用555振蕩器產(chǎn)生振蕩，可使蜂鳴器發(fā)出聲響，當(dāng)打開開關(guān)時，報警停止。聲音輸出電路電路圖3.2如下所示： 圖3.2輸出聲音電路3.4 顯示電路顯示電路的主要作用是當(dāng)發(fā)生入室偷盜時，會顯示報警部位，給戶主和警方以提示。當(dāng)觀察點1出現(xiàn)警情時，LED顯示器會顯示1，如果不同位置出現(xiàn)警情，LED便會輪流顯示。動態(tài)掃面方式將所有LED并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制。動態(tài)LED顯示的有點是功耗低，占用CPU及I/O線少，外接簡單等。顯示電路如圖3.3。圖3.3顯示電路第4章 防盜報警系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1軟件實現(xiàn)功能綜述根據(jù)總體設(shè)計方案，防盜報警系統(tǒng)包括主程序、

17、讀數(shù)子程序、顯示報警子程序主程序主要用來進行初始化，設(shè)置口地址和控制字，并對檢測結(jié)果進行核對和控制讀數(shù)子程序用來讀取門磁振動檢測電路的輸入數(shù)據(jù)進行分析顯示。顯示報警子程序，利用芯片進行譯碼顯示，轉(zhuǎn)為BCD碼后輸出。4.2流程圖設(shè)計4.2.1主程序流程圖設(shè)計圖4.1系統(tǒng)程序流程圖主程序主要用來進行初始化，設(shè)置口地址及其控制字，并對檢測結(jié)果進行核對，控制，其流程圖如圖4.1。4.2.2顯示及報警流程圖設(shè)計顯示和報警子程序主要用于對所查找的報警點進行顯示報警，其流程程序圖如圖4.2所示。圖4.2顯示及報警流程圖第5章 課程設(shè)計總結(jié)本文設(shè)計了一種單片機進行遠程控制的家庭防盜報警器。該系統(tǒng)能利用現(xiàn)有的公

18、共電話網(wǎng)絡(luò)隨時實現(xiàn)異地監(jiān)控家中的情況，并且家中發(fā)生危險情況時能及時將信息傳遞給主人，具有方便、安全的優(yōu)點。由于該系統(tǒng)主要用于多點集中檢測報警，故應(yīng)能對受檢測點進行巡回檢測，為防止誤報警，當(dāng)檢測到某點有盜情時，該系統(tǒng)應(yīng)延時3秒鐘后再檢測一次，若確有盜情方可報警，并用于數(shù)字指示出被盜點。該系統(tǒng)的傳感器選用門磁振動傳感器以及紅外線傳感器，系統(tǒng)終端部分選用音響報警電路及數(shù)碼顯示電路。主機選用AT89C51單片機，P3口接入32組門磁與振蕩檢測電路并聯(lián)電路組經(jīng)過放大器與門電路接入。P1口連輸出經(jīng)芯片MC14543接2位LED數(shù)碼顯示器。報警蜂鳴電路接于P3.7口。晶振電路接于XTAL1 XTAL2口，復(fù)位電路接于RESET口，電源電路與VCC、GND連接。單片機儲器單片機的復(fù)位是靠外電路來實現(xiàn)的，在正常運行情況下，只要RST 引腳上出現(xiàn)兩個機器周期時間以上的高電平，即可引起系統(tǒng)復(fù)位。根據(jù)總體設(shè)計方案，防盜報警系統(tǒng)包括主程序、讀數(shù)子程序、顯示報警子程序主程序主要用來進行初始化，設(shè)置口地址和控制字，并對檢測結(jié)果進行核對和控制讀數(shù)子程序用來讀取門磁振動檢測電路的輸入數(shù)據(jù)進行分析顯示。顯示報警子程序，利用芯片進行譯碼顯示，轉(zhuǎn)為BCD碼后輸出。參考