小區(qū)智能安保系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文

1、目錄摘要3Abstract41 總體設(shè)計(jì)51.1 設(shè)計(jì)背景51.2 設(shè)計(jì)思想61.3 系統(tǒng)功能61.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖71.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法72 系統(tǒng)硬件模塊可行性分析82.1 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選擇8 AT89C51的引腳圖及功能介紹8 振蕩器和時(shí)鐘電路10 復(fù)位電路112.2 溫度煙霧信號(hào)采集模塊12 DS18B20的簡(jiǎn)介12 NIS-09C的簡(jiǎn)介132.3 煤氣信號(hào)采集模塊132.4 防盜報(bào)警模塊142.5 光報(bào)警模塊142.6 數(shù)據(jù)采集模塊152.7 鍵盤(pán)顯示模塊182.8 CAN總線協(xié)議192.9 傳感器模塊203 硬件單元電路設(shè)計(jì)223.1 ADC0809和三個(gè)報(bào)警傳感器的接口電路

2、設(shè)計(jì)223.2 AT89C51與ADC0809接口電路233.3 AT89C51與光報(bào)警接口電路243.4 鍵盤(pán)顯示接口電路243.5 AT89C51與CAN總線接口電路254 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)274.1 硬件抗干擾措施274.2 提高元器件的可靠性275 系統(tǒng)調(diào)試285.1 整體調(diào)試分析285.2 硬件單元電路調(diào)試28 最小系統(tǒng)板調(diào)試285.2.2 A/D轉(zhuǎn)換電路調(diào)試28 光報(bào)警電路調(diào)試29 鍵盤(pán)顯示電路調(diào)試29 傳感器電路調(diào)試306 系統(tǒng)使用說(shuō)明31結(jié) 論31參 考 文 獻(xiàn)32附錄 系統(tǒng)原理圖33小區(qū)智能安保系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要中國(guó)安居工程需要大力發(fā)展安全文明小區(qū)建設(shè)，嚴(yán)峻的社會(huì)治安形勢(shì)

3、，需要建立并完善安全文明小區(qū)防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系。如何解決在當(dāng)前每個(gè)家庭經(jīng)濟(jì)承受能力有限的情況下，建設(shè)滿足防范功能及可靠性需求的安全文明小區(qū)防范防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是當(dāng)前急需解決的課題。本方案是在考慮以上因素的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的可行實(shí)施方案。小區(qū)安全防范報(bào)警系統(tǒng)是智能小區(qū)實(shí)現(xiàn)安全管理的重要系統(tǒng),主要包括防盜報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警、消防報(bào)警等。小區(qū)管理極為重要的內(nèi)容是確保住宅,住戶安全,生活中,人人都可能出現(xiàn)一些意想不到的求助情況,現(xiàn)代居住的格局,鄰里常年不來(lái)往已是常事,家庭生活穩(wěn)密性、封閉性越來(lái)越強(qiáng)。因此,小區(qū)安全防范及報(bào)警系統(tǒng)是具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)和設(shè)備,并為小區(qū)住戶的安全提供保障的必要系統(tǒng)。我國(guó)的安防自

4、動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其智能化程度也越來(lái)越高。在小區(qū)內(nèi)的每個(gè)住戶單元安裝一臺(tái)報(bào)警主機(jī)，住戶可選擇安裝在住戶門(mén)口、窗戶處安裝聲檢、緊急求助、煙霧/煤氣探頭、瓦斯探頭等報(bào)警感知設(shè)備，報(bào)警主機(jī)通過(guò)總線與管理中心的電腦連接，進(jìn)行安防信息管理。如果發(fā)生盜賊闖入、搶劫、火災(zāi)、燃汽泄露等緊急事故，傳感器就會(huì)立即獲知并由報(bào)警系統(tǒng)即刻觸發(fā)光警報(bào)以有效地恫嚇企圖行竊的盜賊；系統(tǒng)還會(huì)迅速向報(bào)警中心傳送報(bào)警信息；報(bào)警中心接到警情后立即自動(dòng)進(jìn)行分辨處理，迅速識(shí)別判定警報(bào)類(lèi)型、地點(diǎn)、用戶，中心據(jù)此派出機(jī)動(dòng)力量采取相應(yīng)解救措施；系統(tǒng)具備24小時(shí)防破壞等并自我監(jiān)視，一旦有任何被破壞的跡象也會(huì)即

5、刻報(bào)警?？傊?，無(wú)論白天黑夜，你離家在外還是在家休息，電子保安時(shí)時(shí)刻刻保護(hù)家庭安全，這正是能為家人、家庭、財(cái)產(chǎn)所做的最有效的安全防盜保護(hù)措施。Village intelligence security system model of design and implementationAbstractHow to develop China project safe civilized village construction, severe social security situation, need to establish and perfect the safe civilized vi

6、llage security alarm system network system, How to solve the current each family economy support ability is limited, construction meet the demand of the guard function and reliability safe civilized village guard against security alarm network system, is the current urgent problem to be solved. The

7、scheme is in on the basis of the above-mentioned factors, the design is feasible implementation plan.Community safety alarm system is intelligent village realize the important safety management system, mainly including security alarm, gas leakage alarm, fire alarm, etc. A very important part of comm

8、unity management is to ensure that the residential , resident safety, life, everyone may appear some unexpected turn, modern residential pattern, the neighborhood is never going already is commonplace, family life steady tightness, closure is more and more strong. Therefore, the safety guard and ala

9、rm system is with advanced design and equipment, and for the safety of the village resident to provide the necessary security system.Chinas security to be automatic alarm control system from the experience, and from simple to complex development process, and its intelligence more and more is also hi

10、gh. In the community residents in each unit is installed a the mainframe, residents can choose to install in resident the door, window place sound installation inspection, emergency, smoke/gas detector, gas detector alarm equipment such as perception, the mainframe through the bus and management cen

11、ter of computer connection, information security management. If there is a thief broke into, robbery, fire, gas leak accident emergency, such as, the sensor will immediately learned and the alarm system immediately trigger light alert to effectively intimidation attempts to steal the thief, The syst

12、em will quickly to alarm center sent alarm information; Alarm center immediately after receiving warning automatic resolution processing, quickly identify types, the place, the judge alarm user, center on motor power sent to take corresponding measures to save; System has 24 hours the destruction an

13、d self-monitoring, once have any signs of destruction will immediately report to the police. In short, day or night, you have left at home or rest, electronic security every moment family safety protection, it is family, family and property can do the most effective security protection measures.1 總體

14、設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)背景 在當(dāng)今高速發(fā)展的社會(huì)中，人們對(duì)自身所處的環(huán)境越來(lái)越關(guān)心，居家安全已成為當(dāng)今小康之家優(yōu)先考慮的問(wèn)題。當(dāng)上班家中無(wú)人，或者僅有老人孩子在家，或晚上在家熟睡，都必須確保家庭成員和財(cái)產(chǎn)的絕對(duì)安全。中國(guó)安居工程需要大力發(fā)展安全文明小區(qū)建設(shè)，嚴(yán)峻的社會(huì)治安形勢(shì)，需要建立并完善安全文明小區(qū)防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系。如何解決在當(dāng)前每個(gè)家庭經(jīng)濟(jì)承受能力有限的情況下，建設(shè)滿足防范功能及可靠性需求的安全文明小區(qū)防范防盜報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是當(dāng)前急需解決的課題。本方案是在考慮以上因素的基礎(chǔ)上，所設(shè)計(jì)的可行性實(shí)施方案。在當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活日益改善，人們對(duì)家庭生命財(cái)產(chǎn)安全越來(lái)越重視，采取了許多措

15、施來(lái)保護(hù)家庭的安全。以往的做法是安裝防盜門(mén)、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?，F(xiàn)在，全國(guó)各地都在如火如荼地開(kāi)展建設(shè)安全文明小區(qū)的活動(dòng)，而且很多地方都提出取消防盜網(wǎng)的口號(hào)，家庭電子防盜報(bào)警系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。因?yàn)榇蠖鄶?shù)家庭都是雙職工，白天家里通常沒(méi)有人，發(fā)生報(bào)警后，必須要有專(zhuān)人來(lái)處理，因此，必須設(shè)立報(bào)警中心。而且因?yàn)閲?guó)內(nèi)住宅區(qū)大多數(shù)是密集型分布，一個(gè)住宅區(qū)往往有幾百上千戶，并且都有自身的保安隊(duì)伍，因此當(dāng)用戶防盜報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警時(shí)，除了在現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警外，還需要向當(dāng)?shù)嘏沙鏊蚬卜志诌M(jìn)行報(bào)警聯(lián)網(wǎng)外，也需要向住宅小區(qū)的保安中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)報(bào)警，以便警情得到迅速處理。另外，考慮到國(guó)內(nèi)

16、普遍收入水平較低，對(duì)于每一戶家庭的防盜報(bào)警系統(tǒng)成本不可太高，但因?yàn)橛脩魯?shù)量多，也不能采用質(zhì)量差的產(chǎn)品，以免誤報(bào)頻繁造成不良影響。根據(jù)以上分析，住宅小區(qū)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)的要求如下：1.廣泛性即要求小區(qū)內(nèi)每個(gè)家庭都能得到保護(hù)。2.實(shí)用性即要求每個(gè)家庭的防范系統(tǒng)能在實(shí)際可能發(fā)生受侵害的情況下及時(shí)報(bào)警，并要求操作簡(jiǎn)便，環(huán)節(jié)少，易學(xué)。3.系統(tǒng)性即要求每個(gè)家庭的防范系統(tǒng)在案情發(fā)生時(shí)，除能自身報(bào)警外，必須及時(shí)傳到保衛(wèi)部門(mén)，并同時(shí)上報(bào)當(dāng)?shù)毓矆?bào)警中心。4.可靠性即要求系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理產(chǎn)品經(jīng)久耐用、系統(tǒng)是可靠。5.投資可行性-即要求系統(tǒng)投資或造價(jià)能控制在小區(qū)家庭能承受的范圍之內(nèi)。1.2 設(shè)計(jì)思想在小區(qū)內(nèi)的每個(gè)

17、住戶單元安裝一臺(tái)報(bào)警主機(jī)，住戶可選擇安裝在住戶門(mén)口、窗戶處安裝聲檢、緊急求助，煙霧/煤氣探頭、瓦斯探頭，防盜報(bào)警器等報(bào)警感知設(shè)備，報(bào)警主機(jī)通過(guò)總線與管理中心的電腦想連接，進(jìn)行安防信息管理，本系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程報(bào)警功能。如果發(fā)生盜賊闖入、搶劫、煙霧、燃汽泄露等緊急事故，傳感器就會(huì)立即獲知并由報(bào)警系統(tǒng)即刻觸發(fā)光警報(bào)以有效恫嚇企圖行竊的盜賊；系統(tǒng)還會(huì)迅速向報(bào)警中心傳送報(bào)警信息；報(bào)警中心接到警情后立即自動(dòng)進(jìn)行分辨處理，迅速識(shí)別判定警報(bào)類(lèi)型、地點(diǎn)、用戶，中心據(jù)此派出機(jī)動(dòng)力量采取相應(yīng)解救措施；系統(tǒng)具備24小時(shí)防破壞等并自我監(jiān)視，一旦有任何被破壞的跡象也會(huì)即刻報(bào)警。總之，無(wú)論白天黑夜，你離家在外還是在家休息，電子

18、保安時(shí)時(shí)刻刻保護(hù)家庭安全，這正是能為家人、家庭、財(cái)產(chǎn)所做的最有效的安全防盜保護(hù)措施。1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)具有防盜并且兼有防火，防煤氣等功能的小區(qū)防盜報(bào)警系統(tǒng)，無(wú)疑可以使家庭保安自動(dòng)化。系統(tǒng)采用體積小巧，功能強(qiáng)大，價(jià)格便宜的單片微型計(jì)算機(jī)作為居民家庭第一監(jiān)視端，與單片機(jī)連接各種用于家庭安保的傳感器作為收集信號(hào)并送給單片機(jī)初步處理，單片機(jī)實(shí)時(shí)與遠(yuǎn)方主監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信，將從傳感器接收來(lái)的信號(hào)實(shí)時(shí)傳給主機(jī)，主機(jī)端就可以知道小區(qū)各個(gè)居民家庭的異常情況，從而進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。系統(tǒng)利用CAN總線傳輸信息。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)提高了安全可靠性，操作更方便，在工程實(shí)際中有廣泛的應(yīng)用，因而具有良好的應(yīng)用前景和工程推廣價(jià)值。該系統(tǒng)

19、運(yùn)用了AT89C51單片機(jī)和CAN總線的主要特性和功能，將主從式微機(jī)通信運(yùn)用于今天的生活，體現(xiàn)了自動(dòng)化的發(fā)展前景一片光明。對(duì)于應(yīng)用區(qū)域，每個(gè)家庭可實(shí)現(xiàn)：家中無(wú)人時(shí)，如上班了，可把家庭報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，使所有的傳感器都工作起來(lái)。當(dāng)竊賊試圖破門(mén)而入或從陽(yáng)臺(tái)闖入，熱電釋紅外傳感器器探測(cè)到動(dòng)作，警號(hào)發(fā)聲，并且保安中心立刻接收到警情，接著在數(shù)秒后公安局報(bào)警中心也會(huì)收到報(bào)警信號(hào)。家中有人時(shí)，如睡覺(jué)時(shí)，把系統(tǒng)設(shè)置在留守布防狀態(tài)，當(dāng)竊賊企圖從大門(mén)闖入時(shí)，立刻發(fā)出警報(bào)；如果主人有緊急情況，如急病或受到挾持時(shí)，可按動(dòng)鍵盤(pán)上的緊急按鈕發(fā)出警報(bào)1。1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖圖1.1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖1.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

20、方法(1) 利用各種傳感器接收需要防備外界的異常信號(hào)。(2) 單片機(jī)接收傳感器檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行初步處理，如記錄發(fā)生情況的位置，何種報(bào)警等等，也可以單片機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警。(3) 利用CAN總線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與主控計(jì)算機(jī)的通訊。(4) 在主控計(jì)算機(jī)上接收單片機(jī)送來(lái)的報(bào)警信號(hào)，發(fā)出報(bào)警信息。 2 系統(tǒng)硬件模塊可行性分析報(bào)警器硬件由溫度煙霧信號(hào)采集模塊、煤氣信號(hào)采集模塊、防盜報(bào)警模塊、光報(bào)警模塊，鍵盤(pán)顯示模塊以及單片機(jī)與CAN總線模塊組成。2.1 CPU最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選擇CPU最小系統(tǒng)在本設(shè)計(jì)的報(bào)警器中是中樞部分，所有要完成的命令和控制都是在此進(jìn)行的。所以CPU最小系統(tǒng)的好壞直接影響本設(shè)計(jì)的前端探頭和其他電路

21、之間的配合問(wèn)題，同樣沒(méi)有CPU最小系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)也就失去了設(shè)計(jì)目的。經(jīng)過(guò)比較，本次設(shè)計(jì)決定使用由ATMEL公司生產(chǎn)的常用、廉價(jià)的單片機(jī)AT89C51作為主控制器。2.1.1 AT89C51的引腳圖及功能介紹AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案2。 AT89C51是一個(gè)低功耗

22、高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口， AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本3。AT89C51具有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。AT89C51的引腳圖如下圖所示：圖2.1 AT89C51芯片的引腳圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被

23、定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高5。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收5。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸

24、入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)4。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故5。P3口也可作為AT89C51的一些特

25、殊功能口，如下所示：P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，

26、此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效8。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)8。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。

27、注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）6。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 此單片機(jī)主要用于控制，包括響應(yīng)中斷、延時(shí)、判斷、發(fā)送對(duì)方號(hào)碼等等。2.1.2 振蕩器和時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)可以由兩種方式產(chǎn)生：內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式?？紤]到成本和電路的簡(jiǎn)潔等方面，我們選用內(nèi)部時(shí)鐘方式。在單片機(jī)XTAL1和XTAL2兩端跨接晶振就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。晶體

28、頻率可在1.2MHZ到12MHZ之間選擇，頻率越高，單片機(jī)速度越快。本設(shè)計(jì)選用的晶體頻率為12MHZ。外接電容C1和C2，與晶體一起構(gòu)成了本設(shè)計(jì)的晶振電路。C1和C2會(huì)影響振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，它還可以對(duì)振蕩頻率起微調(diào)作用。振蕩電路如圖下所示：圖2.2 振蕩器和時(shí)鐘電路2.1.3 復(fù)位電路 復(fù)位操作可以使單片機(jī)初始化，也可以使死機(jī)狀態(tài)下的單片機(jī)重新啟動(dòng)，計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，使CPU和系統(tǒng)中其他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。在振蕩器正在運(yùn)行的情況下，復(fù)位是靠在RST引腳處保持至少2個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩器周期）的高電平而實(shí)現(xiàn)的7。圖2.3 按鍵電平復(fù)位電路圖為

29、了保證系統(tǒng)可靠復(fù)位，在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，一般使RST引腳保持10ms以上的高電平，單片機(jī)可以循環(huán)復(fù)位。當(dāng)RST從高電平變?yōu)榈碗娖揭院?，單片機(jī)從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。在復(fù)位有效期間，ALE和PSEN引腳輸出高電平。本設(shè)計(jì)如上圖所示的復(fù)位電路。當(dāng)加電時(shí)，電容C充電，電路有電流流過(guò)，構(gòu)成回路，在電阻R上產(chǎn)生壓降，RST引腳為高電平；當(dāng)電容C充滿電后，電路相當(dāng)于斷開(kāi)，RST的電位與地相同，復(fù)位結(jié)束?？梢?jiàn)復(fù)位的時(shí)間與充電時(shí)間有關(guān)，充電時(shí)間越長(zhǎng)復(fù)位時(shí)間越長(zhǎng)。增加電容或增大電阻都可以增加復(fù)位時(shí)間。它還可以通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位，按下鍵后，通過(guò)R1和R2形成回路，使RST端產(chǎn)生高電平。按鍵的時(shí)間決定了復(fù)位時(shí)間。

30、 2.2 溫度煙霧信號(hào)采集模塊火災(zāi)是發(fā)生頻率較高的災(zāi)害，無(wú)論是電氣設(shè)備、吸煙不慎、人為等原因都可能引發(fā)樓宇火災(zāi)。所以火災(zāi)報(bào)警宜早不宜遲，在火災(zāi)發(fā)生初始階段及時(shí)報(bào)警，及時(shí)采取滅火措施最好。火災(zāi)發(fā)生大多是由局部物體的燃燒開(kāi)始的，燃燒會(huì)產(chǎn)生煙霧、熱量及火焰。因此，通過(guò)檢測(cè)煙霧、溫度異常，就可以判斷火情，及時(shí)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警，以便能有效的撲滅火源，免于成災(zāi)。準(zhǔn)確的進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，選擇合適的溫度傳感器和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提。綜合考慮各種因素，本設(shè)計(jì)選擇集成數(shù)字溫度傳感器DS18B20和煙霧傳感器NIS-09C用作采集系統(tǒng)的敏感元件8。2.2.1 DS18B20的簡(jiǎn)介 DS1820是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體

31、公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字式溫度傳感器,它將半導(dǎo)體溫敏器件、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器等做在一個(gè)很小的集成電路芯片上，傳感器直接輸出的是溫度信號(hào)數(shù)字值。與其它溫度傳感器相比,DS1820具有以下特性:1) 獨(dú)特的單線接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊。2) 大容量的特性使得溫度感知的需求可以簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)。3) 可通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，適用電壓為3.0V5.5V。4) 零待機(jī)功耗。5) 測(cè)溫范圍為-55+1256) -10 +85范圍內(nèi)，精度為0.5。7) 程序設(shè)定912位分辨率。8) 轉(zhuǎn)變12位的溫度數(shù)字量最多需要750ms。10) 用戶可定義的非易失性的溫度報(bào)警裝置。11) 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫

32、度報(bào)警條件）的器件。12) 應(yīng)用包括溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)品、溫度計(jì)或任何熱感測(cè)系統(tǒng)。DS18B20通過(guò)一個(gè)單線接口發(fā)送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需一條連接線（加上地線）。用于讀寫(xiě)和溫度轉(zhuǎn)換的電源可以從數(shù)據(jù)線本身獲得，無(wú)需外部電源8。2.2.2 NIS-09C的簡(jiǎn)介NIS-09C是離子式煙霧傳感器，內(nèi)部使用了微量的放射性物質(zhì)镅241。但傳感器本身被金屬制電極所覆蓋,放射能決不會(huì)泄露。NIS-09C屬于低功耗廣普型傳感器,可用9V電池帶動(dòng)。主要技術(shù)指標(biāo)外加電壓：DC712V以下電流：27 3pA放射線源：镅241 33.3KBq周?chē)鷾囟龋?-50周?chē)鷿穸? 95%RH

33、以下2.3 煤氣信號(hào)采集模塊煤氣泄露報(bào)警:當(dāng)室內(nèi)煤氣超過(guò)正常標(biāo)準(zhǔn)時(shí),它將通過(guò)傳感器向家庭控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。對(duì)于密度大于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的下方。對(duì)于密度小于空氣的氣體，感應(yīng)器放在氣體源的上方，當(dāng)煤氣泄露報(bào)警啟動(dòng),就通知管理中心。綜合考慮各種因素，本設(shè)計(jì)選用氣敏傳感器TP-1.1A，用作煤氣報(bào)警。對(duì)氣敏傳感器TP-1.1A的簡(jiǎn)介如下：1、應(yīng)用1）煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)、工業(yè)甲烷、天然氣監(jiān)測(cè)2）民用燃?xì)庑孤﹫?bào)警3）以天然氣為動(dòng)力燃料的汽車(chē)安全監(jiān)測(cè) 4）便攜式氣體探測(cè)儀2、特點(diǎn)1）低功耗 2）壽命長(zhǎng)(5年)3）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)（抗煙、酒精，不怕油分子吸附） 4）應(yīng)用電路簡(jiǎn)單5）對(duì)甲烷及液化石油氣高度

34、的靈敏性 6）高濃度可燃?xì)怏w沖擊時(shí)，傳感器無(wú)影響3、工作條件 工作電壓 6V0.5VDC5VDC 負(fù)載電阻 5139 靜態(tài)功耗 150mW 工作溫度 40702.4 防盜報(bào)警模塊防盜報(bào)警:在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防盜報(bào)警裝置。當(dāng)住戶家中無(wú)人時(shí),可把家庭內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài),當(dāng)竊賊闖入時(shí),報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并向小區(qū)安保中心報(bào)警。綜合考慮各種因素，選用熱電釋紅外傳感器RE200B來(lái)進(jìn)行防盜報(bào)警。熱電釋紅外傳感器RE200B采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。主要技術(shù)指標(biāo)工作波長(zhǎng) 7-14m平均透過(guò)率 75%輸

35、出信號(hào) 2.5V(420k黑體1Hz調(diào)制頻率0.3-3.0Hz 帶寬72.5db增益)工作電壓 2.2-15V工作電流 8.5-24A(VD=10V,Rs=47k,25)源極電壓 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47k,25)工作溫度 -20- +70上述特性指標(biāo)是在源極電阻R=47K條件下測(cè)定的，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)自己的需要調(diào)整R的大小。2.5 光報(bào)警模塊由AT89C51的P1口的P14P17分別控制4個(gè)發(fā)光二極管，予以光報(bào)警。P14P17控制的燈依次為溫度信號(hào)燈、煙霧信號(hào)燈、煤氣信號(hào)燈和防盜信號(hào)燈。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈便會(huì)發(fā)光報(bào)警。圖2.4 光報(bào)警電路圖2.6 數(shù)據(jù)采

36、集模塊A/D轉(zhuǎn)換是本系統(tǒng)比較關(guān)鍵的一步，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，成功的把所要測(cè)量和控制的數(shù)據(jù)采集過(guò)來(lái)，是保證系統(tǒng)功能可以實(shí)現(xiàn)的第一步。為了設(shè)計(jì)好A/D轉(zhuǎn)換模塊，使它達(dá)到預(yù)想的A/D轉(zhuǎn)換效果，必須選定合適的A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專(zhuān)用芯片ADC0809，ADC0809由8路模擬信號(hào)輸入端、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成。(1) 其主要性能指標(biāo)為:分辨率為8位。最大不可調(diào)誤差： 0809為1LSB。單電源+5v供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為+5v，此時(shí)允許輸入模擬電壓為05V。具有鎖存控制的8路模擬選通開(kāi)關(guān)?？涉i存三態(tài)輸出，輸出電平與TTL

37、電平兼容，功耗15mW。轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率范圍500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128s。(2)ADC0809引腳功能圖2.5為ADC0809引腳圖,說(shuō)明如下；圖2.5 ADC0809芯片引腳IN0IN78路模擬信號(hào)輸入端。ADDA、ADDB、ADDC3位地址碼輸入端。8路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換選擇由A、B、C決定。A為低位，C為高位。與低8位地址中A0A2連接。由A0A2地址000111選擇INOIN7八路A/D通道。其中模擬開(kāi)關(guān)與輸入通道的關(guān)系見(jiàn)表3.1。表3.1路模擬開(kāi)關(guān)與輸入通道的關(guān)系表 通入通道IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7A01010101B00110011C0

38、0001111CLK外部時(shí)鐘輸入端。時(shí)鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。通常由MCS51型單片機(jī)ALE端直接或分頻后與0809CLK端相連接。 D0D7數(shù)字量輸出端。 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端。當(dāng)端為高電平時(shí)，允許將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果從DoD7端輸出。通常由MCS 51型單片機(jī)的RD端與單片機(jī)地址線如P2.0通過(guò)或非門(mén)與0809端相連接。當(dāng)DPTR為FEFFH，且執(zhí)行MOVX A，DPTR指令后，RD和P2.0均有效，或非后產(chǎn)生高電平，使0809端有效，0809將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)據(jù)總線P0口，CPU再讀入A中。ALE地址鎖存允許信號(hào)。8路模擬通道地址由A、B、C輸入，在0809的ALE信號(hào)有效時(shí)

39、將該8路地址鎖存。START啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)。當(dāng)START端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，立即啟動(dòng)0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。START端與ALE端連在一起，由MCS51型單片機(jī)WR與0809片選端(例如P2.0)通過(guò)或非門(mén)相連，當(dāng)DPTR為EFF8H，執(zhí)行“MOVXDPTR，A”指令后，將啟動(dòng)0809模擬通道0的A/D轉(zhuǎn)換。FEF8HFEFFH分別為8路模擬輸入通道的地址。執(zhí)行MOVX寫(xiě)指令，井非真的將A中內(nèi)容寫(xiě)進(jìn)0809，而是產(chǎn)生WR和P2.0有效信號(hào)，從而使0809的START和ALE有效，且輸出A/D通道0地址A0A2。事實(shí)上也無(wú)法將A內(nèi)容寫(xiě)進(jìn)0809，0809中沒(méi)有一個(gè)寄存器能容納A中內(nèi)容，080

40、9的輸入通道是IN0IN7，輸出通道是D0D7，因此，執(zhí)行“MOVXDPTR，A”指令與A中內(nèi)容無(wú)關(guān)，但DPTR地址應(yīng)指向當(dāng)前A/D的通道地址。EOCA/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。當(dāng)啟動(dòng)0809A/D轉(zhuǎn)換后，EOC輸出低電平；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC輸出高電平，表示可以讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。該信號(hào)取反后，若與MCS51型單片機(jī)引腳INT0或連接，可引發(fā)CPU中斷，在中斷服務(wù)程序中讀A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)。若MC551型單片機(jī)兩個(gè)中斷源已用完，則EOC也可與P1口或四口的一條端線相連，不采用中斷方式，采用查詢方式，查得EOC為高電平后，再讀A/D轉(zhuǎn)換值。VREF+、VREF- 正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端?；鶞?zhǔn)電壓的典型值為

41、+5v，可與電源電壓(+5v)相連，但電源電壓往往有一定波動(dòng)，將影響A/D精度。因此，精度要求較高時(shí)，可用高穩(wěn)定度基準(zhǔn)電源輸入。當(dāng)模擬信號(hào)電壓較低時(shí)，基準(zhǔn)電壓也可取低于5v的數(shù)值。Vcc正電源電壓(+5v)。GND接地端。ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是在時(shí)鐘信號(hào)的協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)由CLOCK端送入,其最高頻率為640MHz,在這個(gè)最高頻率下ADC0809的A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為100uS左右。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果(8位數(shù)字量)送到三態(tài)鎖存輸出緩沖器,此時(shí)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果還沒(méi)有現(xiàn)在DB0DB7八條數(shù)字量輸出線上,單片機(jī)不能獲取之。單片機(jī)要想讀到A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果,必須使

42、ADC0809的允許輸出控制端OE為高電平,打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器,A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果出現(xiàn)在DB0DB7上。數(shù)據(jù)采集的電路如圖2.6所示。煙霧、煤氣、防盜傳感器的輸出分別接到ADC0809 IN5、IN6和IN7。ADC0809的通道選擇地址A，B，C分別由AT89C51的P00P02經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。當(dāng)P2.0=0時(shí)，與寫(xiě)信號(hào)RD共同選通ADC0809。圖中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WR信號(hào)的前沿寫(xiě)入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。例如，輸出地址7FF8H可選通通道IN4，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換；輸出地址7FF9H可選通通道IN5，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤氣傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)

43、換。圖中ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到89C51的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖剑硎巨D(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元9。2.6 數(shù)據(jù)采集模塊2.7 鍵盤(pán)顯示模塊單片機(jī)系統(tǒng)所用的鍵盤(pán)有編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)兩種。編碼鍵盤(pán)是只要按下它的某一個(gè)鍵，就能產(chǎn)生這個(gè)鍵的代碼，與此同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，以通知CPU接收鍵碼。編碼鍵盤(pán)使用方便，也不用編寫(xiě)太復(fù)雜的程序。但硬件電路復(fù)雜，比非編碼簡(jiǎn)易鍵盤(pán)成本要高。非編碼鍵盤(pán)也稱簡(jiǎn)易鍵盤(pán)，它的按鍵是排列成行、列矩陣形式的。按鍵的作用只是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開(kāi)，因此必須有一套相應(yīng)的程序與之配合

44、，才能產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼，它基本上不需要附加什么硬件電路。但需要通過(guò)軟件來(lái)解決按的識(shí)別、防抖動(dòng)以及如何產(chǎn)生鍵碼的問(wèn)題。為了節(jié)約成本，本系統(tǒng)選用簡(jiǎn)易鍵盤(pán)作為撥號(hào)輸入。單片機(jī)所用的顯示有LED和LCD兩種，從設(shè)計(jì)的難度和成本造價(jià)來(lái)說(shuō)LCD都要高于LED。因此，本作品選用了由LED組成的7段發(fā)光顯示器，它有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、易于與單片機(jī)接口等優(yōu)點(diǎn)。7段LED選用的是共陽(yáng)極的。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，鍵盤(pán)用來(lái)按下出現(xiàn)異常情況的房間號(hào)，用LED組成的7段發(fā)光顯示器來(lái)顯示10。2.8 CAN總線協(xié)議CAN（Controller Area Network）總線，又稱控制器局域網(wǎng)，是Bosch公司在現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)中領(lǐng)先推出的一種

45、多主機(jī)局域網(wǎng)。由于其卓越的性能，極高的可靠性，獨(dú)特靈活的設(shè)計(jì)和低廉的價(jià)格，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制、智能大廈、小區(qū)安防、交通工具、醫(yī)療儀器、環(huán)境監(jiān)控等眾多領(lǐng)域。CAN的通信協(xié)議主要由CAN控制器完成。CAN控制器主要由實(shí)現(xiàn)CAN總線協(xié)議的部分和實(shí)現(xiàn)與微處理器接口部分的電路組成。對(duì)于不同型號(hào)的CAN總線通信控制器，實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議部分電路的結(jié)構(gòu)和功能大多相同，而與微處理器接口部分的結(jié)構(gòu)和方式存在一些差異11。CAN控制器選用SJA1000作為控制器。SJA1000是高集成度CAN控制器。具有多主結(jié)構(gòu)、總線訪問(wèn)優(yōu)先權(quán)、成組與廣播報(bào)文功能及硬件濾波功能。輸入時(shí)鐘頻率為16MHZ時(shí)鐘,輸出可編程控制。

46、由以下幾部分構(gòu)成：接口管理邏輯、發(fā)送緩存器、接收緩存器、位流處理器、位定時(shí)邏輯、收發(fā)邏輯、錯(cuò)誤管理邏輯、控制器接口邏輯等。SJA1000在電路中是一個(gè)總線接口芯片，通過(guò)它實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)微處理器之間的數(shù)據(jù)通信。該電路的主要功能是通過(guò)CAN總線接收來(lái)自上位機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析組態(tài)然后下傳給下位機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)控制功能，當(dāng)CAN總線接口接收到下位機(jī)的上傳數(shù)據(jù)，SJA1000就產(chǎn)生一個(gè)中斷，引發(fā)微處理器產(chǎn)生中斷，通過(guò)中斷處理程序接收每一幀信息并通過(guò)CAN總線上傳給上位機(jī)進(jìn)行分析。AT89C51是CAN總線接口電路的核心，其承擔(dān)CAN控制器的初始化、CAN的收發(fā)控制等任務(wù)。CAN總線收發(fā)器選用PCA82C

47、250作為總線收發(fā)器。 PCA82C250是CAN 協(xié)議控制器和物理總線之間的接口。82C250 可以為總線提供不同的發(fā)送性能，為CAN 控制器提供不同的接收性能。而且它與“ISO 11898”標(biāo)準(zhǔn)完全兼容。PCA82C250的目的是為了增大通信距離，提高系統(tǒng)的瞬間抗干擾能力，保護(hù)總線，降低射頻干擾（RFI）實(shí)現(xiàn)熱防護(hù)等。接口主要元件電路原理圖見(jiàn)圖2.7，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)，否則達(dá)不到預(yù)期的效果。（1）總線兩端必須接兩個(gè)終端匹配電阻RT，忽略掉它們，會(huì)使數(shù)據(jù)通信的抗干擾性及可靠性大大降低。（2）PCA82C250為CAN控制器和物理總線之間的接口，它可以提供向總線的差動(dòng)發(fā)送能力和C

48、AN控制器的差動(dòng)接收能力，TXD和RXD引腳分別發(fā)送經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后的發(fā)送和接收信號(hào)。其引腳8（RS）可以選擇2種不同的工作方式：把該引腳直接與地相連，系統(tǒng)將處于高速工作方式，在這種方式下，為避免射頻干擾，建議使用屏蔽電纜作總線；而在波特率較低，總線較短時(shí)，一般采用斜率控制方式，上升及下降的斜率取決于RS的阻值，實(shí)踐表明15-200k為RS較理想的取值范圍，在這種方式下，可以使用雙絞線作總線（本系統(tǒng)采用該工作方式）。（3）SJA1000的TX1腳懸空，RX1引腳的電位必須維持在約0.5VCC上，否則，將不能形成CAN協(xié)議要求的電平邏輯。因本系統(tǒng)傳輸距離近，環(huán)境干擾小，可以不用電流隔離，這樣可以直接把

49、82C250的VREF端（約為0.5VCC）與SJA1000的RX1相連，從而簡(jiǎn)化了電路。（4）設(shè)計(jì)時(shí)將SJA1000的CLOCKOUT的時(shí)鐘信號(hào)接至AT89C51的時(shí)鐘電路輸入端，作為AT89C51的外部時(shí)鐘輸入，解決了時(shí)鐘同步問(wèn)題；SJA1000中斷輸出信號(hào)/INT接至AT89C51的/INT0端，通過(guò)中斷方式與AT89C51通信。 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.7/A15ALE/PROG/RD/P3.7/WR/P3.6 /INT0/P3.2 XTAL1 RSTAD0 T

50、X0AD1 TX1AD2 RX0AD3 RX1AD4 VDD1AD5 VDD2AD6 VDD3AD7 VSS1/CS VSS2ALE VSS3/RD XTAL1/WR/INT XTAL2CLK/RSTTXD CANHRXD CANLVREF RS圖2.7 接口主要元器件電路圖2.9 傳感器模塊上述所說(shuō)的各種信號(hào)采集模塊都是經(jīng)過(guò)傳感器來(lái)進(jìn)行信號(hào)采集，再送到ADC0809，除了溫度傳感器DS18B20以外。因?yàn)镈S18B20是數(shù)字溫度傳感器，輸出的直接是數(shù)字信號(hào)，不用經(jīng)過(guò)ADC0809的轉(zhuǎn)換。傳感器是一個(gè)從系統(tǒng)接收功率，通常以另一種形式將功率送到第二個(gè)系統(tǒng)中的器件。按照這一定義，可以說(shuō)傳感器是一種

51、吸收(提取)、轉(zhuǎn)換和傳送能量的器件。嚴(yán)格地說(shuō)，應(yīng)該區(qū)別檢測(cè)和變換這兩個(gè)概念。前者只是將被測(cè)量轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中去，而后者從字面上說(shuō)是將被測(cè)量的種類(lèi)加以改變。有時(shí)，對(duì)被測(cè)量只進(jìn)行一次變換還不夠，必須進(jìn)行第二次、第三次變換，一直到所希望的能量形式為止。傳感器轉(zhuǎn)換能量的理論基礎(chǔ)都是利用物理學(xué)、化學(xué)等各種現(xiàn)象和效應(yīng)來(lái)進(jìn)行能量形式的變換。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，傳感器輸出信號(hào)的形式應(yīng)盡可能是電量12。傳感器的組成按其定義一般是由敏感元件、變換元件和測(cè)量電路三部分組成。除自源型傳感器外，還需外加輔助電源，用框圖表示，如圖2.8所示。由圖可知，傳感器由以下幾個(gè)部分組成：敏感元件轉(zhuǎn)換元件測(cè)量電路輔助電源圖2.

52、8 傳感器的組成框圖（1）敏感元件(預(yù)變換器) 直接感受被測(cè)量(一般為非電量)并將其轉(zhuǎn)換為與被測(cè)量有確定關(guān)系的易變成電量(包括電量)的其它量的元件。（2）轉(zhuǎn)換元件(變換器) 它能將其它物理量直接轉(zhuǎn)換為有確定關(guān)系的電量的元件。（3）測(cè)量電路(變換電路) 把轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)變?yōu)楸阌谔幚怼@示、記錄、控制的可用電信號(hào)的電路。測(cè)量電路的類(lèi)型視轉(zhuǎn)換元件的不同而定經(jīng)常采用的有電橋電路和其它特殊電路，加高阻抗輸入電路、脈沖電路、振蕩電路等。（4）輔助電源 供給轉(zhuǎn)換能量。 3 硬件單元電路設(shè)計(jì)3.1 ADC0809和三個(gè)報(bào)警傳感器的接口電路設(shè)計(jì)由于溫度傳感器DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，輸出的信號(hào)就直接

53、是數(shù)字信號(hào)，不用經(jīng)過(guò)ADC0809的轉(zhuǎn)換。所以，在設(shè)計(jì)中，就可以直接把DS18B20接到單片機(jī)的一個(gè)口。ADC0809和三個(gè)報(bào)警傳感器的接口電路設(shè)計(jì)圖如圖3.1所示。圖3.1 ADC0809和傳感器的接口電路圖如上圖所示，三個(gè)傳感器分別接在AD0809的三個(gè)模擬信號(hào)輸入端。由于它們輸出的都是模擬信號(hào)，單片機(jī)不能接受，所以通過(guò)AD0809的轉(zhuǎn)換將傳感器輸出值轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)能夠接受的二進(jìn)制數(shù)值。由于本次設(shè)計(jì)只要求完成報(bào)警功能，并不顯示具體的數(shù)值，所以只需將測(cè)得值與設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到報(bào)警上限時(shí)執(zhí)行相關(guān)報(bào)警動(dòng)作。元器件的選?。篈DC0809芯片一塊47K的電阻一個(gè)，51歐姆的電阻一個(gè)，50K的電阻兩

54、個(gè)3.2 AT89C51與ADC0809接口電路AT89C51與ADC0809接口電路如3.2所示。圖3.2 AT89C51與ADC0809接口電路圖ADC0809的通道選擇地址A，B，C分別由AT89C51的P00P02經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。當(dāng)P2.0=0時(shí)，與寫(xiě)信號(hào)WR共同選通ADC0809。圖中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WR信 號(hào)的前沿寫(xiě)入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到AT89C51的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元10。AT89C51

55、的頻率跟ADC0809的頻率不一致，所以選用74LS74進(jìn)行二分頻。元器件的選?。篈T89C51單片機(jī)一塊ADC0809芯片一塊74LS74芯片一塊74LS02芯片一塊74LS04芯片兩塊3.3 AT89C51與光報(bào)警接口電路AT89C51與光報(bào)警接口電路如圖3.3所示 圖3.3 AT89C51與光報(bào)警接口電路圖把四個(gè)發(fā)光二極管分別接在AT89C51的P1.4P1.7口。P1.4P1.7口控制的燈依次為正常信號(hào)燈、煤氣信號(hào)燈、火災(zāi)信號(hào)燈和防盜信號(hào)燈。當(dāng)進(jìn)行一種報(bào)警時(shí)，所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)亮。例如，當(dāng)進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警時(shí)，P1.6口的發(fā)光二極管就會(huì)亮。元器件的選取：四個(gè)340歐姆的電阻四個(gè)發(fā)光二極管3.4 鍵盤(pán)顯示接口電路鍵盤(pán)顯示接口電路如圖3.4所示。 圖3.4 鍵盤(pán)顯示接口電路圖具體掃描法：（1）將全部行線Y0-Y1（行）置低電平，然后檢測(cè)列的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示按鍵中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平與2根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤(pán)中沒(méi)有鍵按下。（2）判斷閉合鍵所