基于单片机的家庭防盗报警系统的设计概要.docx
基于单片机的家庭防盗报警系统的设计概要 目录 一、设计要求 (1) 二、设计目的 (1) 三、设计的具体实现 (1) 1、系统概述 (1) 2、单元电路设计 (1) 3、软件程序设计 (4) 四、结论与展望 (6) 五、心得体会与建议 (7) 六、附录 (8) 七、参考文献 (8) 家庭防盗报警系统设计报告 一、设计要求 1、当安全状态下，绿灯亮，表示安全；有人入室盗窃时候，感应器（本设计用开关K0代替，合上为有人入室盗窃）自动感应，并向单片机输入信号。 2、当检测到有人入室盗窃的信号输入，显示入室盗窃的指示灯，并响起扬声器通知，一定时间后自动恢复安全状态。 3、当人为手动停止（用开关K1代替），则恢复安全状态。 二、设计目的 1、实现入室盗窃的监控及自动报警功能 2、报警一段时间（本次设计设置为10S）后自动恢复安全状态 3、具有手动停止报警器和报警灯，然后恢复正常状态的功能 三、设计的具体实现 1、系统概述 本家庭防盗报警系统设计包括硬件设计与软件设计两部分。硬件设计部分主要由一片AT89C51单片机芯片与三个功能子电路共同构成，三个功能子电路分别为：1）晶振输入电路，2）安全状态显示及自动检测电路，3）报警响应及手动复位电路，与软件一起作用，实现家庭防盗的自动检测与报警功能。工作原理：1 2、单元电路设计 本家庭防盗报警系统主要由一片AT89C51单片机和三个子电路组成，共同与软件设计配合完成对家庭防盗并且自动报警的智能控制。其中三个子电路设计如下： 1）晶振输入电路 图11 晶振输入电路 上图11所示为晶振输入电路，图中19与18引脚分别为XTAL1、 XTAL2，他们分别接晶振的输入与输出。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期。本设计选择晶振频率为12MHz，输入芯片震荡周期为1/12s，一个机器周期为1s。 2 2）安全状态显示及自动检测电路 图12 安全状态显示及自动检测电路 上图12所示为家庭防盗报警系统的安全状态显示电路与自动检测电路，如图所示,安全状态显示电路由安全指示灯绿灯D1和电阻R1组成，为使D1正常工作，R1选择220，与D1串联；自动检测及报警电路由开关K0组成，它们分别接管脚P1.0和P1.1，P1口初始状态为高电平；在安全状态下，将P1.0被设置为低电平，安全指示灯绿灯D1被点亮，指示此时为安全状态。当遇到盗窃情况（本设计用开关K0表示，开关合上表示遇窃，打开表示安全）时，管脚P1.1输入低电平，系统检测到低电平信号输入，立即将P1.1置为高电平，安全指示灯绿灯D1灭，并自动转到报警响应电路进行报警。 3）报警响应及手动复位电路 3 图13 报警响应及手动复位电路 上图13所示为家庭防盗报警系统的报警响应电路及手动恢复电路；报警电路由报警指示灯D2，电阻R2和扬声器LS2组成，为使D2正常工作，R2选择220，与D2串联；它们分解接管脚P2.3和P2.4；手动复位电路由开关K1组成，接管脚P3.2;当自动检测子电路检测到遇窃信号后，报警电路立即响应，P2.3立即置为低电平，遇窃指示灯红灯D2被点亮，同时P2.4立即置为高电平，扬声器工作。在报警期间，如果检测到K1合上，P3.2接收都信号，立即停止报警响应，遇窃指示灯红灯D2灭，同时扬声器停止工作，转到安全状态，安全指示灯绿灯D1点亮；如果没有检测到P3.2的低电平信号，则报警响应持续10秒，10秒后自动恢复安全状态，安全指示灯绿灯D1点亮。 3、软件程序设计 根据上述工作原理及硬件结构分析可得程序设计工作流程图如下图14所示: 4 图14 程序设计工作流程图 如上图14所示，本程序实现的功能是：初始化单片机工作在安 5 全状态下，当P1.1引脚无低电平信号输入时，不断循环检测；当单片机检测到从P1.1引脚传来的低电平信号，表示遇窃，从而经过单片机内部程序处理后，驱动报警电路开始报警，自动延时10S后恢复初始化，当在延时时间未到10S时有手 动停止（P3.2）的信号输入，则在接收到信号后恢复初始化状态（安全状态）。程序设计软件用Keil uVision4设计编译，仿真软件用Proteus 7.5,采用汇编语言编程。仿真过程用到的主程序与相关子程序详见附录一。 四、结论与展望 本设计研究了一种基于单片机技术的家庭防盗智能报警器。该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心，设计家庭防盗报警系统的硬件实现，通过与软件程序设计的共同作用下，硬件实现完成一系列自动检测盗窃信号（设计中设置为K0信号），接收到盗窃信号后自动报警并在延时一段时间后自动恢复的功能。本次设计指示只简单实现一个功能描述，在实验中采用，在现实生活应用中，该放到报警器跟传感器联系起来应用，会使该防盗报警器更加的智能，应用性强，在家庭中应用能够让用户感受到其操作简单、易懂、灵活的特点，且安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。 6 五、心得体会与建议 在利用proteus软件仿真过程中，出现了很多的问题，初次接触这个软件，一点都不熟悉，很多知识都是用的时候在网上找的，或者查资料得出的。对于器件库中的元件的性能不熟悉，不如说是最常用的电容器就有好多种，并不了解我们需要的是哪一个，而且电容的种类那么多，很难一次性选择正确。电路图画好之后就是装入程序进行仿真。我们的程序也有一些问题，开始时运行编译时总是达不到想要的要求，如延时问题，自动检测信号问题，还有智能化控制的问题，在经过自己的摸索与同学的讨论请教中，最终问题还是解决了。用Keil软件编译好程序后载入，满足设计的要求，我们小组充分感受到团队合作重要性和自主克服困难的喜悦。 通过本次的单片机课程设计，我们不仅掌握了硬件电路设计的基本步骤和方法，还认真的回顾了汇编语言编程方面的知识。将我们所学的知识应用于生活实践中。真正的做到了学以致用的效果。同时也锻炼了我们小组每位成员的动手能力，加强了团队合作的意识和能力。大家都是受益匪浅。 7 六、附录 元器件明细表 七、参考文献 1.杨振江单片机原理与实践指导中国电力出版社 2022.8 2.朱清慧Proteus教程电子线路设计、制版与仿真清华大学出版社2022 3.从宏寿电子设计自动化Proteus在电子电路与51单片机中的应用西安电子科技大学出版社20221 8 附录一：程序源代码 GREEN BIT P1.0 SIGN BIT P1.1 RED BIT P2.3 SPEAKER BIT P2.4 STOP BIT P3.2 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV SP,#60H MOV IE,#81H MOV TMOD,#01H SETB IT0 MOV P1,#0FFH START: CLR GREEN SETB RED CLR SPEAKER JNB SIGN,LS LS: LCALL DELAY10mS JNB SIGN,ALARM LJMP START ALARM: SETB GREEN CLR RED SETB SPEAKER LCALL DELAY10S CLR GREEN SETB RED CLR SPEAKER LJMP START DELAY10S: MOV R1,#200 LOOP: MOV TL0,#0C0H ;延时10S子程序 ;延时50mS ;赋延时初值，让T0延时40mS 9 MOV TH0,#63H CLR TF0 SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 JNB STOP,LT0 LT0: LCALL DELAY10mS JNB STOP,LT1 DJNZ R1,LOOP RET LT1: LJMP START DELAY10mS: MOV R6,#20 LD2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,LD2 RET END ;调用延时10mS子程序 ;延时10mS子程序 10 附录二：家庭防盗报警系统Proteus仿真原理图 11
