畢業(yè)設(shè)計防盜報警器的設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計用紙摘要近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展.人民的 生活水平有了很大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。 然而一些不法分子也是越來越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還不夠強.造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔憂。 報警器這時正為人們解決了不少問題.但是市場上的報警器大部分都 是用于一些大公司財政機構(gòu)。價格高昂,一般人們難以接受。如果再設(shè)計和 生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全 方面發(fā)揮更加有效的作用。由于紅外線是不可見光，有很強的隱蔽性和保 密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用

2、，此外，在電子 防盜、人體探測等領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技 術(shù)性能穩(wěn)定等特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 關(guān)鍵詞：單片機，外傳感器，報警器 abstractin recent years, along with the further development of reform and opening up, the rapid development of electronic appliances. the people's living standards have greatly improved. all kinds of high-grade ho

3、usehold appliance and valuables for many families owned. however, some illegal is more and more. this is the most people see anti-theft consciousness is not strong. also caused by common phenomenon theft. therefore, more and more people to property safety problem family concern.alarm is for people t

4、o solve a lot of problems on the market. but most are used in some alarm company financial institutions. high prices, it is difficult for people to accept. if a design and production cost, sensitive and reliable performance, the burglar alarm system will be in play and ensure safety is more effectiv

5、e. because there is no light, infrared and strong concealment, therefore in security, such security device against are widely applied in electronics, in addition, security, human detection, etc, and passive pyroelectric infrared detector with its low prices, operation characteristics and stable perf

6、ormance by users and professionals.keywords: scm, infrared sensors, alarm目錄第1章 防盜報警器概述4第 2 章 防盜報警器的設(shè)計52.1 設(shè)計要求52.2 基本原理52.3 主要功能52.4 方案設(shè)計分析5第 3 章 硬件電路的設(shè)計73.1 系統(tǒng)整體框圖設(shè)計73.2控制電路設(shè)計73.1.1 at89c51簡介83.1.2單片機最小系統(tǒng)93.3無線人體熱釋電紅外傳感器的工作原理103.4其他電路123.4.1led數(shù)碼顯示電路123.4.2整流電路133.4.3報警電路133.4.4數(shù)據(jù)處理電路14第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計15

7、4.1 所用軟件簡介154.1.1 keil簡介154.1.2 protues 簡介164.2 系統(tǒng)主程序設(shè)計164.3 中斷子程序設(shè)計17第5 章 調(diào)試過程185.1 硬件調(diào)試185.2 軟件調(diào)試195.3 調(diào)試結(jié)果及改進方案195.4 防盜報警器誤報的分析及解決方法19第6章 小結(jié)20參考文獻21附錄一：仿真電路圖21附錄二：系統(tǒng)主程序設(shè)計22致謝25第一章 防盜報警器概述防盜報警系統(tǒng)是防止非法入侵的第二道防線，該系統(tǒng)主要用來發(fā)現(xiàn)有人非法入侵時，向管理中心發(fā)送報警信號，使得財產(chǎn)免受損失。報警系統(tǒng)是利用前端微波裝置、通訊介質(zhì)及報警主機來控制非法侵入的系統(tǒng)，根據(jù)不同需求，有不同的配置方式。一、

8、周界報警系統(tǒng) 周界報警系統(tǒng)前端設(shè)備一般采用主動式紅外對射探測器。系統(tǒng)架構(gòu)一般有總線式和 分布式兩種。紅外對射探測器的工作原理是：其中的一個為發(fā)射端（投光器），另一個 為接收端（受光器）。投光器發(fā)射人肉眼看不到的紅外波被受光器接收后便形成一個封 閉的整體，當有物體（或人）擋住紅外波時，系統(tǒng)主機會立即報警，并顯示報警位置。 許多室外場合需要區(qū)分遮擋紅外線物體的大小，從而確定是人或鳥，所以報警探測器分為：單光束、雙光束、三光束和四光束幾種。根據(jù)實際情況選配。 二 大樓內(nèi)報警系統(tǒng) 樓內(nèi)報警系統(tǒng)可以和室外報警系統(tǒng)組合成一個大的系統(tǒng)，也可以根據(jù)需要單獨組成 一個報警系統(tǒng)。根據(jù)室內(nèi)報警控制點的多少可以選擇總

9、線式報警主機也可以選用一般形 式的報警主機。由于樓內(nèi)的空間很小，所以一般都用被動式紅外探測器。三 小型報警系統(tǒng)或家庭報警系統(tǒng) 小型報警系統(tǒng)或家庭式報警系統(tǒng)探測器數(shù)量部多，但種類較多，如氣壓、溫度、震 動、燃氣和幅度傳感器等，來探測和預報各種危險情況。安裝在墻上和門窗上振動探測 器等可有效的探測罪犯的入侵，安裝在樓內(nèi)的運動探測器和紅外探測器可感知人員在樓內(nèi)的活動，用來保護財產(chǎn)。同時還可以通過預先設(shè)好的手機或電話號碼，在報警時系統(tǒng)主動連接用戶。 防盜報警系統(tǒng)一般采用自動報警的方式，使用探測器對建筑內(nèi)外重點區(qū)域，重要地 點布防，在探測到非法入侵時候，信號傳輸?shù)綀缶鳈C，聲光報警并顯示報警地點，保 安

10、人員可及時采取措施。 第 2 章 防盜報警器的設(shè)計本設(shè)計的巨大靈活性可更改為其他功能的傳感器，本設(shè)計的設(shè)計目標是設(shè)計一款實用，可靠性高，價格低廉的防盜報警器，其他設(shè)計類似與此。2.1 設(shè)計要求 為了提高系統(tǒng)的可靠性，盡量地減少使用硬件，通過軟件設(shè)計完成大部分功能，不僅提高了系統(tǒng)的可靠性，還降低了設(shè)計成本。 2.2 基本原理 根據(jù)原理圖所示,圖中16個開關(guān)模擬16個無線人體熱釋電紅外傳感器的開關(guān)信號,如發(fā)現(xiàn)警情即有開關(guān)信號(或多個信號信號)產(chǎn)生,對應的 4014 的口信號發(fā)生變化,本設(shè)計采用低電平作為報警信號.單片機掃描到報警信號,一個掃描周期結(jié)束后關(guān)閉 4014,然后單片機對報警信號做進一步分

11、析,即查找報警點和報警,具體掃描過程為,p3.3和p3.4輸出讀允許信號即 4014 可將數(shù)據(jù)輸入單片機的允許信號,4014 將 16 位的數(shù)據(jù)逐位送入 單片機,單片機通過內(nèi)部程序識別是否位警情,若是,則找出對應位的地址,調(diào)用該位的對應七段碼,送到顯示單元,并且報警.具體過程是,單片機的 p1 口輸出經(jīng)單片機處理的七段碼地址送入兩位 led 數(shù)碼顯示器,先由 p3.0 口控制顯示高位,經(jīng)過短暫延時,再由 p3.1 口控制低位顯示單元,實現(xiàn)兩位動態(tài)顯示，實現(xiàn)報警顯示，報警音響在查找報警點地址時已將報警音響出發(fā)，如發(fā)現(xiàn)多處報警,則循環(huán)顯示報警位.一旦出現(xiàn)警情,并且報警,報警信息將持續(xù)工作,直到警情

12、被處理即人為將系統(tǒng)復位.以上即為本設(shè)計的基本原理和系統(tǒng)工作過程。2.3 主要功能檢測盜情，發(fā)現(xiàn)盜情后發(fā)出報警聲音，并且顯示報警點位置。如出現(xiàn)多處報警則 輪流顯示報警點，持續(xù)報警，直到有人發(fā)現(xiàn)警情，將電路復位才停止報警。2.4 方案設(shè)計分析防盜報警器可通過多種途徑設(shè)計,如可通過數(shù)電,模電,電路進行搭建;也可由可編程控制器作為主控制;最多的還是單片機作為主控制器件. 不同的設(shè)計都有著各自的優(yōu)缺點,具體分析如下: 1、由數(shù)電模電等搭建出的報警電路,這些硬件搭建起的電路本身的可靠性就很低很容易出現(xiàn)報警疏漏或誤報警等現(xiàn)象,電路本身也較復雜,要實現(xiàn)本設(shè)計的目標和要求通過此方法需要大量的記憶元件,電路也就進

13、一步復雜,同時可靠性也降低,成本也很高，維護很麻煩，此現(xiàn)實生活中,幾乎沒有這類產(chǎn)品。此類設(shè)計的應用一般都是進行簡單的控制,或者用來實現(xiàn)簡單的功能.重要的是此類方法設(shè)計出的系統(tǒng)，擴展很麻煩，靈活性很低，故本設(shè)計舍棄此方案。 2、采用單片機作為主控器件的防到報警器設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)簡單，可以方便地進行擴展，可靠性高，成本低廉（市場價在10元以內(nèi)），功能強大等特點，在電子智能系統(tǒng)開發(fā)中得到廣泛的應用，發(fā)揮出了重要的作用。本設(shè)計的要求只有通過單片機的控制才能達到預期的設(shè)計目標，相比其他設(shè)計方案，本方案更是表現(xiàn)出了優(yōu)良的特性。所以本 此設(shè)計采用用途廣泛，具有代表性的at89c51單片機進行設(shè)計。 3、由可編

14、程控制器作為主控單元的報警器,此類編程控制器件較數(shù)電模電搭建的電路具有很高的靈活性，設(shè)計過程大部分為程序軟件部分的設(shè)計，但是此類設(shè)計依靠大量 的硬件支持，像定時器，繼電器，接觸器等，這些器件在實際工作過程中，往往達不到 理論上的特性。在價格上，一個普通的可編程控制器的主機在千元以上，其他的器件也 比較昂貴，所以這一類報警器在生活中幾乎沒有。第 3 章 硬件電路的設(shè)計3.1 系統(tǒng)整體框圖設(shè)計本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報警器、單片機控制電路、led控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)

15、據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警等功能。就此設(shè)計的核心模塊來說，單片機就是設(shè)計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應用系統(tǒng)的一種應用。單片機應用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計等幾個階段。從設(shè)計的要求來分析該設(shè)計須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報警電路、單片機、復位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖3.1總體設(shè)計框圖所示： at89c51復位電路信號檢測電路報警執(zhí)行電路led發(fā)光顯示放大驅(qū)動驅(qū)動圖3.1 總體設(shè)計框圖32控制電路設(shè)計本設(shè)計的主

16、控器件采用 atmel 公司 at89c51 單片機，該公司 1994 年以 eprom 技術(shù)與 intel 公司的 80c51 核的使用權(quán)進行交換。atmel 公司的技術(shù)優(yōu)勢在于 flash 存儲器技術(shù)，將 flash 與 80c51 核相結(jié)合，形成 flash 單片機 at89 系列。at89 系列單片機和mcs-51 系列單片機在內(nèi)部功能和引腳以及指令系統(tǒng)方面完全兼容由于 at89 系列單片機繼承了mcs-51的原由功能，如看門狗定時器wdt、isp和spi串行接口技術(shù)等，因此在電子產(chǎn)品的開發(fā)及智能化儀器儀表中有著廣泛的應用，是目前取代 mcs-51 系列單片機的主流芯片之一。3.1.1

17、 at89c51簡介at89c51是一種帶4k字節(jié)flash存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能cmos 8位微處理器，俗稱單片機。at89c2051是一種帶2k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。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，at89c2051是它的一種精簡版本。at89c單片機

18、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。外形及引腳排列如圖3.2所示：圖3.2單片機的中央處理器(cpu)是單片機的核心,完成運算和控制操作,中央處理器主要包括：1、運算器 2、控制器3、存儲器 4、外圍接口電路 6、中斷控制系統(tǒng) 7、位處理器 at89c51 單片機的封裝形式有 pdip,tqfp 和 plcc 等。 圖3.1.1 pdip 封裝的引腳排列圖。 1、i/o口線 p0 口：8 位漏極開路的雙向 i/o 口,當使用片外存儲器及外擴 i/o 口時,p0 口作 為低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)復用線。在編程時p0口可用于接收指令代碼字節(jié);在程序校驗時,p0 口可輸出指令字節(jié)(這時候需要

19、外加上拉電阻);p0 口也可作通用 i/o 口使用,但需要外加上拉電阻,變?yōu)闇孰p向口,當作普通輸入時,應將輸出鎖存器置 1.p0 口可驅(qū)動 8 個 ttl負載。 p1 口：8 位準雙向 i/o 口,具有內(nèi)部上拉電阻，p1 口是為用戶準備的 i/o 雙向 口,在編程和校驗時,可用作輸入低8位地址。作輸入時,應將輸出鎖存器置1，p1口可 驅(qū)動4 個ttl負載。 （2） p2口：8位準雙向i/o口,具有內(nèi)部上拉電阻,當使用片外存儲器或外擴i/o口時,p2口輸出高8位地址,在編程/校驗時,p2口可接收高字節(jié)地址和某些控制信號p2口也可作普通 i/o 口使用,用做輸入時,應先將輸出鎖存器置 1,p2 口

20、可驅(qū)動 4 個 ttl 負載 。 （3）p3口：8位準雙向i/o口,具有內(nèi)部上拉電阻,p3 口可作 為普通 i/o 口。用作輸時,應將輸 出鎖存器置 1,在編程/校驗時, p3 口接收某些控制信號。p3 口可驅(qū) p3.0 rxd 串行數(shù)據(jù)接收能列于表格1中。 表1 p3 口的引腳第二功能引腳替代功能說明p3.0rxd串行數(shù)據(jù)接收p3.1txd串行數(shù)據(jù)發(fā)送p3.2int0外部中斷0 申請p3.3int1外部中斷1 申請p3.4t0定時器1外部事件計數(shù)輸入p3.5t1定時器1外部事件計數(shù)輸入p3.6wr外部ram 寫選通2控制信號線 （1）rst：復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作時在rs

21、t 腳施加兩個機器周期（既 24個晶振周期）以上高電平將器件復位。 （2）ea/vpp：外部程序存儲器的訪問允許信號 ea，當 ea 信號接地時，對 rom 的讀操作限定在外部程序存儲器地址為 0000hffffh；當 ea 接 vcc 時，對rom 的讀操作從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲器。在編程時，該引腳可接編程電壓，at89c51的vpp為5v或12v；在編程/校驗時，該引腳可接vcc。 （3）psen：片外程序存儲器讀選通信號 psen，低電平有效，在片外程序存儲器取指令期間，當 psen 有效時，程序存儲器的內(nèi)容被送至p0口（數(shù)據(jù)總線）；在訪問外部ram時，psen無效

22、。 （4）ale/prog：低字節(jié)地質(zhì)鎖存信號 ale，在系統(tǒng)擴展時，ale 的下降沿將 p0 口 輸出的低8位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)的分時傳送。此外，ale 端連續(xù)輸出正脈沖，頻率為晶振頻率的 1/6，可用的外部定時脈沖使用，但要注意的，每次訪問外部ram時要丟失一個ale脈沖。在編程期間，該引腳輸入編程脈沖prog。 （5）電源線：vcc-電源電壓輸入引腳gnd-電源地 （6）外部晶振引線：xtal1-片內(nèi)振蕩器反相放大器和時鐘發(fā)生線路的輸入端，使用片內(nèi)振蕩器時， 連接外部石英晶體和微調(diào)電容。xtal2-片內(nèi)振蕩器反相放大器的輸出端。當使用片內(nèi)振蕩器，外接石英

23、晶體和微調(diào)電容。當使用外部振蕩器時，引腳xtal1接外振蕩器信號，xtal2懸空。3.1.2單片機最小系統(tǒng)1、時鐘電路的設(shè)計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)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2應不接。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12mhz，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機器周期為1us5。如圖3.3所示為時鐘電路。ccx12mhzxtal1xtal2圖3.3 時鐘電路圖2、復位電路的設(shè)計復位方法一般有上

24、電自動復位和外部按鍵手動復位，單片機在時鐘電路工作以后, 在reset端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作6。例如使用晶振頻率為12mhz時，則復位信號持續(xù)時間應不小于2us7。本設(shè)計采用的是外部手動按鍵復位電路。如圖3.4示為復位電路。圖3.4 復位電路圖3.3無線人體熱釋電紅外傳感器的工作原理在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器的應用非常廣泛，因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10m左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10m左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強后聚集到紅

25、外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報警信號。1、這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10m 左右的紅外輻射必須非常敏感。 2、為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。 3、被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。 4、一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分

26、鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號處理而報警。 5、菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴密。 3.3.2 無線人體熱釋電紅外傳感器的優(yōu)缺點及性能指標1、被動式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。 缺點： 受各種熱源、光源干擾； 動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收； 受射頻輻射的干擾； 境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。 2、干擾性能： 小動物干擾：探測器安裝在推薦地使用

27、高度，對探測范圍內(nèi)地面上地小動物，一般不產(chǎn)生報警。 電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合gb10408中4.6.1要求，一般手機電磁干擾不會引起誤報。 燈光干擾：探測器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受3米外h4鹵素燈透過玻璃照射，不產(chǎn)生報警。 3、紅外線熱釋電傳感器的安裝要求： 紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。正確的安裝應滿足下列條件： 紅外線熱釋電傳感器應離地面2.02.2米。 紅外線熱釋電傳感器遠離空調(diào), 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 紅外線熱釋電傳感器探測范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外

28、的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強氣流活動的地方。 紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關(guān)系很大。紅外線熱釋電傳感器對于徑向移動反應最不敏感, 而對于橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最 為敏感. 在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán)。 4、性能指標： 圖3.5 發(fā)射頻率：315mhz正負0.075mhz 發(fā)射電流：35毫安/工作電壓9v或者50毫安/工作電壓12v 發(fā)射功率：200毫瓦 無線報警距離：300米（空曠地） 探測距離：68米（探測器正前方，室溫25度） 探測角度：水

29、平120°，垂直60°圖3.534其他電路3.4.1 led數(shù)碼顯示電路 led 數(shù)碼顯示器是一種由 led 發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件，它使用了 8 個led發(fā)光二極管，其中7個用于顯示字符，1個用于顯示小數(shù)點，故通常稱為7段（也有稱作8段）發(fā)光二極管數(shù)碼顯示。 led數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：共陽極接法：把二極管的陽極連接在一起構(gòu)成公共陽極，使用時公共陽極接+5v，每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。當陰極端輸入低電平時，七段發(fā)光二極管就導通點亮，而輸入高電平時則不點亮。共陰極接法：把二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，使用時公共陰極接地，每個發(fā)光二極管的陽

30、極通過電阻與輸入端相連。當陽極端輸入高電平時，七段發(fā)光二極管就導通點 亮，而輸入低電平時則不點亮。本設(shè)計中的數(shù)碼顯示器采用的是共陽極接法。（如圖3.6） 圖3.63.4.2整流電路 下圖是一個帶有橋式整流電路的電容濾波的 7805 穩(wěn)壓的穩(wěn)壓電路。通過變壓器將 220伏的交流電經(jīng)過這些環(huán)節(jié)得到5伏左右的直流電壓，以便提高單片機的工作電壓。如圖3.7 圖3.7整流電路3.4.3報警電路 當p3.5為低電平即給直流蜂鳴器加一個5v電壓，直流蜂鳴器就會發(fā)出聲音報警 。如圖3.8 圖3.8報警電路 3.4.4數(shù)據(jù)處理電路本設(shè)計采用cd4014bcn移位寄存器,檢測數(shù)據(jù)從4014的pi1-pi8口送入到

31、4014.當p/s為1且cl為脈沖上升沿時將數(shù)據(jù)取入，當p/s為0且cl 為脈沖上升沿時將數(shù)據(jù) 從q8口并改串依次送入單片機，并存儲在20h和21h單元。例如當檢測到00h單元為0 時則顯示為01號檢測點報警。為0fh單元為0時則顯示為16號報警點。 4014 主要引腳的說明： 如圖3.9p/s 串行并行控制（9 腳） 電源 (16 腳 )si 串行輸入 (11 腳) 接地（8 腳 ）q8 串行輸入（3 腳） cl 時鐘（10 腳） 并行輸入（pi1 pi8 腳 ） 圖3.9 p/s 為1 且 cl出現(xiàn)一次上升沿時外部數(shù)據(jù)并行輸入4014寄存器。 p/s為0 且 cl出現(xiàn)一次下降沿時4014內(nèi)

32、部數(shù)據(jù)qn移至 qn+1即左移一次。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 所用軟件簡介本系統(tǒng)的設(shè)計以及實現(xiàn)過程運用了keil軟件，proteus仿真軟件，其中很關(guān)鍵的一個軟件便是字模提取軟件，利用它可以很好地提取到相關(guān)文字的程序，再將這部分程序?qū)懭雓eil,并下載到單片機中，軟件設(shè)計部分就完成了。4.1.1 keil簡介keilsoftware公司推出的keil uvision3是一款可用于多種8051mcu的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，該ide同時也是pk51及其它開發(fā)套件的一個重要組件。除增加了源代碼、功能導航器、模板編輯以及改進的搜索功能外，keil uvision3還提供了一個配置向?qū)Чδ?，加速了?/p>

33、動代碼和配置文件的生成。此外其內(nèi)置的仿真器可模擬目標mcu，包括指令集、片上外圍設(shè)備及外部信號等。keil uvision3提供邏輯分析器，可監(jiān)控基于mcui/o引腳和外設(shè)狀態(tài)變化下的程序變量。keil uvision3提供對多種最新的8051類微處理器的支持，包括analogdevices的aduc83x和aduc84x，以及infineon的xc866等。1. 系統(tǒng)概述 keil uvision3軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到keil c51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼

34、很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細介紹keil c51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 2. 使用獨立的keil仿真器時，注意事項 * 仿真器標配11.0592mhz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 * 仿真器上的復位按鈕只復位仿真芯片，不復位目標系統(tǒng)。 *仿真芯片的31腳（/ea）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)rom，不能使用片外rom；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部rom（其cpu的/ea引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。4.1.2 protues 簡介protues軟件是英國

35、labcenter electronics公司出版的eda工具軟件。它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到pcb設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、pcb設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、hc11、pic10/12/16/18/24/30

36、/dspic33、avr、arm、8086和msp430等，2010年即將增加cortex和dsp系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持iar、keil和mplab等多種編譯器其功能特點如下: proteus軟件具有其它eda工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：（1）原理布圖（2）pcb自動或人工布線（3）spice電路仿真（4）互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用諸如led/lcd、鍵盤、rs232終端等動態(tài)外設(shè)模型來對設(shè)計進行交互仿真。（5）仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、avr、pic等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型42 系

37、統(tǒng)主程序設(shè)計at89c51、熱釋電紅外傳感器、led、按鍵、反相器74ls04、蜂鳴器等一些單片機外圍應用電路，以及單片機的手工復位電路等。其中d1為電源工作指示燈，d2是正常工作指示燈，d3d6是起報警指示作用，當rxd腳被置低電平時，d3d6亮紅燈開始報警，同樣，txd腳置高電平時聲音報警電路開始工作。電路設(shè)有2個按鍵，s1鍵作為倒計時的暫停鍵, s2鍵作為作為電路復位鍵。按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程如圖4.1系統(tǒng)初始化聲光報警結(jié)束檢測有無信號輸入報警是否持續(xù)10秒開始啟動聲光報警電路開始報警是否還有檢測信號等待下次報警結(jié)束ynnyyn圖4.143 中斷子程序設(shè)計來的

38、脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報警電路開始報警，報警持續(xù)10秒鐘后自動停止報警,然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進入連續(xù)工作狀態(tài)。同時，利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到10秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。手工按鍵停止報警中斷服務程序工作流程圖，如下圖4.2所示；中斷源發(fā)出中斷申請關(guān)中斷、保護現(xiàn)場into端有輸入信號關(guān)閉報警恢復現(xiàn)場、開中斷中斷返回圖4.2 中斷服務程序工作流程圖第5 章 調(diào)試過程 5.1 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試的任務是排除系統(tǒng)的硬件電路故障，包括設(shè)計性錯誤和工藝性故障。硬件調(diào)試前首先要考慮對不同的

39、功能模塊具體采用的接口方式，接口芯片及電路，在了解之后，有順序的進行調(diào)試。主要排查印刷電路板的問題及接口線上的一些問題。例如，粘線，斷線等。通過外觀直接可以排查的問題，特別是重復多次焊接處，檢查是否有虛焊，脫落等現(xiàn)象。不明顯不確定處可用儀表檢測。對照設(shè)計圖紙查看印制電路板是否有過空，粘連等工藝現(xiàn)象。印制電路板的查錯不能省略，可借助臺燈看過孔是否通亮，兩條接近的線是否粘連等外圍線是否有誤。在本設(shè)計重要注意的是p0口與兩位led的連接.防止連線出錯使系統(tǒng)工作后led無法正常顯示數(shù)字或出現(xiàn)不正常的顯示。對此，在設(shè)計前要查閱相關(guān)資料，熟悉兩位led引腳成數(shù)碼管的引腳分布及引腳功能。在焊接led前要對l

40、ed 的各段進行檢測，由于本設(shè)計采用共陽極兩位 led 顯示器，選通腳為左上第一個腳和右下第一個腳，可分別檢測兩個數(shù)碼顯示器。具體方法可用兩節(jié)1.5v干電池串聯(lián)200左右電阻，正極接兩位led數(shù)碼顯示器的任一位選端，負極進行各段的調(diào)試，完成兩位數(shù)碼顯示管的檢測。也可在單片機最小系統(tǒng)焊接完成后，由提供的電壓進行檢測。 錯誤舉例：粘線 線間粘線現(xiàn)象主要發(fā)生在相臨并且十分接近的工線之間。由于印制板生產(chǎn)廠家工藝的不穩(wěn)定導致粘線，有的粘線比較容易看出但有的卻很難發(fā)現(xiàn)，所以，有時出現(xiàn)這種情況。脫機仿真程序沒有明顯錯誤，邏輯上也仔細核對過，但脫機后發(fā)現(xiàn)外圍接口電路不能正常工作程序無論如何也調(diào)試不了。經(jīng)過仔細

41、的檢查發(fā)現(xiàn)兩條總線之間有十分細的粘連，經(jīng)過處理后系統(tǒng)可以正常工作。對于粘連的檢測，可以使用萬用表滑移測試的方法；將一表筆固定指在一個引腳上，另一表針指在其他引腳上依次滑移，但速度不能太快。 設(shè)計性錯誤： 本設(shè)計性錯誤容易出現(xiàn)在 4014 的應用上，由于初次使用此芯片，對其引腳的分布及功能不是非常熟悉。在接線過程中，會出現(xiàn)接錯現(xiàn)象，使系統(tǒng)在上電后不能正常的工作。無報警或無顯示信息，這就要對4014進一步研究。 5.2 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試的主要任務是排查錯誤，軟件錯誤大致分為兩類： 1、邏輯錯誤： 邏輯錯誤主要是語法錯誤，這些錯誤有顯性和隱性的。顯性比較容易發(fā)現(xiàn)通過仿真開發(fā)系統(tǒng)一般都能發(fā)現(xiàn)并加以改

42、正。隱性錯誤不容易發(fā)現(xiàn)，必須排查。 2、功能錯誤 功能錯誤主要是指在沒有語法錯誤的基礎(chǔ)上，由于設(shè)計思想或計算錯誤的原因?qū)е虏荒軐崿F(xiàn)軟件功能的一類錯誤，仿真開發(fā)系統(tǒng)一般不能直接發(fā)現(xiàn)這類錯誤，必須借助于開發(fā)系統(tǒng)的寄存器數(shù)據(jù)和ram數(shù)據(jù)的查看/設(shè)置及斷點運行等功能。通過入口和出口的 比較等方法才能定位。 指令疏漏 本設(shè)計中顯示程序有兩條指令容易疏漏，即在高位顯示后的10ms延時程序，由于本設(shè)計采用兩位led數(shù)碼顯示，高低位顯示要有時間的延時，故調(diào)用lcall ys程序。mov 31h,#32h此指令也是必不可少的。 指令錯誤 本設(shè)計中顯示程序有指令movc a，a+dptr，往往容易寫成mov a，

43、a+dptr 。 5.3 調(diào)試結(jié)果及改進方案 本設(shè)計主要通過軟件實現(xiàn)大部分功能，硬件電路相對簡單，調(diào)試的過程中出現(xiàn)的錯誤，都在老師的指導下查出改正。軟件部分沒有采用中斷程序，程序的設(shè)計由上向下順序設(shè)計，方便擴展，也方便閱讀，但一定要細心不然很容易出現(xiàn)錯誤。本設(shè)計已達到設(shè)計要求和目的。 防盜報警器的設(shè)計核心，除了控制部件以外就屬傳感器最為重要。要想改進本設(shè)計，使得其功能更加完善，性能更加可靠，需要的傳感器也就越加的先進。 5.4 防盜報警器誤報的分析及解決方法 防盜報警器故障引起的誤報警產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時間內(nèi)，不能完成規(guī)定的功能，稱為故障。故障的類型有損壞性故障和漂移性故障。 損壞性故

44、障包括性能全部失效和突然失效。這類故障通常是由元器件的損壞或生產(chǎn)工藝不良(如虛焊等)造成。 所以本設(shè)計的改進方法就是不斷地更新傳感器來實現(xiàn)。 第6章 小結(jié) 隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過十幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的

45、過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學關(guān)系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 我的心得也就這么多了，總之，不管學會的還是學不會的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結(jié)論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在此要感謝我的指導老師張祖順對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中

46、，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 參考文獻 1.王煜東. 傳感器及應用m.北京: 機械工業(yè)出版社 2003. 2.朱運利. 單片機技術(shù)應用m.北京: 機械工業(yè)出版社 2005. 3.王幸之. at89

47、系列單片機原理與接口技術(shù)m. 北京：航空航天大學出版社2004. 4.沈紅衛(wèi). 單片機應用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析m. 北京: 航空航天大學出版社2005. 5.吳炳勝等. 80c51單片機原理與應用技術(shù)m. 北京: 冶金工業(yè)出版社 2004 6.高文煥、劉潤生. 電子線路基礎(chǔ)m.北京 高等教育出版社，1997 7.陳有卿 、張曉東編. 報警集成電路和報警器制作實例m. 北京：人民郵電出版社， 2001 8.童詩白主編模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)m.第三版北京: 高等教育出版社，2000 附錄一仿真電路圖附錄二系統(tǒng)主程序設(shè)計 org 0000h sta： mov sp，#6fh；設(shè)置堆棧 clr p3.3；設(shè)置

48、4014的初始狀態(tài) clr p3.4 mov 20h，#0ffh；將單片機20h 21h單元置高 mov 21h，#offh mov 31h，#32h；設(shè)置計數(shù) mian：lcall qztcx；調(diào)用取狀態(tài)程序 mov a，20h cjne a，#0ffh，loop1；判斷有無盜情 mov a，21h cjne a，#0ffh，loop1 setb p3.5；關(guān)報警音響 setb p3.0；關(guān)顯示 setb p3.1 sjmp main 取各檢測點狀態(tài)程序： loop1：jb 00h，loop2 mov 30h，#01h；檢測點送至顯示單元 lcall xscx；調(diào)用顯示程序 loop2：jb 01h，loop3 mov 30h，#02h lcall xscx loop3：jb 02h，loop4 mov 30h，#03h；檢測點送至顯示單元 lcall xscx；調(diào)用顯示程序 loop4：jb 03h，loop5 mov 30h，#04h lcall xscx