【電氣工程及其自動(dòng)化】基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二級(jí)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化完成日期2015年5月24日A基礎(chǔ)理論B應(yīng)用研究C調(diào)查報(bào)告D其他目錄11防盜報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀112選題的目的和意義113設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容和實(shí)現(xiàn)功能221單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程222系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)323各模塊功能的簡(jiǎn)單介紹431單片機(jī)的選型432STC12C5A60S2單片機(jī)介紹533單片機(jī)主控制電路734STC12C5A60S2單片機(jī)復(fù)位電路選擇835振蕩器和時(shí)鐘電路1036電源模塊1137聲光報(bào)警模塊1238紅外傳感器模塊1339GSM模塊1441程序流程圖1642各子程序功能介紹1851相關(guān)軟件介紹18511KEILUVISION3IDE軟件操作步驟18512PROTEUSISIS軟件繪制原理圖操作步驟18513PROTELDXP軟件基本操作1952印板設(shè)計(jì)思路1953注意事項(xiàng)1954硬件的焊接與調(diào)試20541硬件的焊接20542硬件的調(diào)試2055軟硬件聯(lián)調(diào)201緒論12系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案23硬件設(shè)計(jì)44軟件設(shè)計(jì)165軟硬件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試18結(jié)論與展望21參考文獻(xiàn)22附錄23附錄A程序23附錄B系統(tǒng)原理圖37附錄CPCB板圖38致謝基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心，運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)、紅外線技術(shù)和GSM技術(shù)等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警，保護(hù)人們的財(cái)產(chǎn)安全。根據(jù)硬件線路的搭建，編寫程序，實(shí)現(xiàn)通過多路紅外線檢測(cè)、聲光報(bào)警和GSM短信報(bào)警和遠(yuǎn)程控制來實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)地方的防盜。調(diào)用芯片LM7805及其它器件來為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的5V的電源供電等的功能。關(guān)鍵詞STC12C5A60S2單片機(jī)；紅外線技術(shù)；GSM；防盜報(bào)警；LM7805DESIGNOFALARMSYSTEMBASEDONMCUABSTRACTTHISDESIGNMAINLYINTRODUCEDTHATHOWTOACHIEVETHEANTITHEFTALARMINORDERTOPEOPLESPROPERTYSAFETYWITHTHEHELPOFSINGLECHIPTECHNOLOGY,INFRAREDTECHNOLOGYANDGSMTECHNOLOGYUSEDBYSTC12C5A60S2CHIPBYCONSTRUCTINGHARDWIREDCIRCUITANDWRITINGPROGRAMS,ITISTOACHIEVETHEONEORMORELOCALSECURITYTHROUGHTHEMULTICHANNELINFRAREDDETECTION,SOUNDANDLIGHTALARMANDGSMSMSALARMPROVIDING5VPOWERSUPPLYFORTHESYSTEMTHROUGHTHECALLINGTHELM7805CHIPANDOTHERCOMPONENTSKEYWORDSSTC12C5A60S2CHIP；INFRAREDTECHNOLOGY；GSM；THEBURGLARALARM；LM78051緒論自從單片機(jī)問世以來，單片機(jī)就迅速的得到發(fā)展，現(xiàn)在已廣泛用于自動(dòng)檢測(cè)。智能儀表、工業(yè)控制及智能家居等各個(gè)方面。如今單片機(jī)家族越來越大，系列產(chǎn)品越來越多。技術(shù)上也越來越先進(jìn)，其中最廣泛運(yùn)用的是51系列的單片機(jī)。本設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)的防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。11防盜報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀1國(guó)內(nèi)發(fā)展與現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)的報(bào)警器基本都是以超聲波、紅外發(fā)射接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。從單一封閉式、被動(dòng)型安全防范模式向多元化、綜合化、電控化以及紅外報(bào)警處理方向發(fā)展。防盜報(bào)警產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)品技術(shù)將在數(shù)字化、無線化、集成化核心前提下力求突破。而在應(yīng)用市場(chǎng)上，將朝更細(xì)化的方向前進(jìn)，成長(zhǎng)最快的住宅小區(qū)應(yīng)用為例，有廠商表示，專為住宅小區(qū)設(shè)計(jì)的定向幕簾式和防寵物探測(cè)器，成本低、安裝簡(jiǎn)單、適合家庭用的無線聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，以及小區(qū)智能化安防和報(bào)警集成系統(tǒng)產(chǎn)品都將是亮點(diǎn)。2國(guó)外發(fā)展與現(xiàn)狀國(guó)外的紅外報(bào)警器大多數(shù)都是采用先進(jìn)技術(shù)，其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式熱釋電型紅外報(bào)警器，紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器，超聲波防盜報(bào)警器，紅外線防盜報(bào)警器，高靈敏紅外報(bào)警器，觸摸式防盜報(bào)警器等等。目前國(guó)際上應(yīng)用最多的是主動(dòng)紅外對(duì)射總線制報(bào)警主機(jī)的方式，這種方式具有技術(shù)成熟、可靠性高、易擴(kuò)展、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。到目前為止，美國(guó)超過50左右的家庭已經(jīng)安裝了電子防盜產(chǎn)品來保護(hù)自身的安全。12選題的目的和意義本防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了解決人們對(duì)防盜的需要，由于單片機(jī)的應(yīng)用范圍很廣，具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此本防盜報(bào)警系統(tǒng)具有高可靠性、強(qiáng)抗干擾能力、編程簡(jiǎn)單、維修方便、使用方便和低成本等諸多特點(diǎn)，能很好的滿足人們?nèi)粘?duì)于防盜的需求，能廣泛應(yīng)用于家庭、博物館、創(chuàng)庫等的防盜。從而保證了個(gè)人財(cái)產(chǎn)、公共財(cái)產(chǎn)和企業(yè)財(cái)產(chǎn)等的安全，使人們的生活水平得到了保障，不再為了自身財(cái)產(chǎn)的安全而擔(dān)心。同時(shí)也節(jié)約了人們對(duì)于防盜方面的資金投入。除此之外還有利于單片機(jī)技術(shù)、紅外線技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。進(jìn)一步地推進(jìn)了防盜報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展。13設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容和實(shí)現(xiàn)功能1設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容本防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件電路設(shè)計(jì)主要包含的內(nèi)容一是電路的設(shè)計(jì)，電路的設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)電路圖、器件的選擇、PCB版的印制、元件的焊接/硬件的調(diào)試等等。其中單片機(jī)的選擇，包括性能、存儲(chǔ)器、運(yùn)行速度、IO口、定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行接口、模擬電路功能、工作電壓、功耗、封裝形式抗干擾性能、保密性等內(nèi)容；二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如開關(guān)、時(shí)鐘電路、電源電路等等。軟件設(shè)計(jì)主要是程序的編寫和調(diào)試。本防盜報(bào)警系統(tǒng)用的是C語言編程。C語言編程相對(duì)于匯編語言來說具有編程調(diào)試靈活方便、生成的代碼編譯效率高、完全模塊化、可移植性好、便于項(xiàng)目維護(hù)管理。模塊可以劃分為單片機(jī)模塊、電源模塊、紅外模塊、GSM模塊、聲光報(bào)警模塊、按鍵模塊等子模塊。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。2實(shí)現(xiàn)功能本防盜報(bào)警系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能包括多路紅外信號(hào)的檢測(cè)、無線通信報(bào)警即短信報(bào)警、聲光報(bào)警、手動(dòng)控制或遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等?？偟膩碚f本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)一個(gè)地方或多個(gè)地方的防盜報(bào)警。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案21單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)流程單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)隨其用途不同，硬件和軟件均不相同。單片機(jī)最初的選型很重要，原則上是選擇高性價(jià)比的單片機(jī)。硬件軟件化是提供高系統(tǒng)性價(jià)比的有效方法，盡量減少硬件成本，多用軟件實(shí)現(xiàn)相同的功能，這樣也可以大大提高系統(tǒng)的可靠性。雖然單片機(jī)的硬件選型不盡相同，軟件編寫也千差萬別，但系統(tǒng)的研制步驟和方法是基本一致的，一般部分為總體設(shè)計(jì)、硬件電路的構(gòu)想設(shè)計(jì)、軟件的編寫和仿真調(diào)試幾個(gè)階段。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制流程圖如圖1。確立任務(wù)機(jī)型選擇硬件設(shè)計(jì)圖1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)流程圖22系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框架如圖2所示，由電源電路模塊、紅外模塊、GSM模塊、聲光報(bào)警等子模塊組成。修改電路完成研制項(xiàng)目開始軟件仿真聯(lián)機(jī)調(diào)試程序排錯(cuò)固化程序脫機(jī)工作軟件設(shè)計(jì)圖2基于單片機(jī)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架圖23各模塊功能的簡(jiǎn)單介紹1單片機(jī)模塊高速穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)算和控制功能,系統(tǒng)的核心；2電源模塊能為電路提供穩(wěn)定的5V電壓供電滿足系統(tǒng)的供電要求；3紅外模塊探測(cè)信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為單片機(jī)的輸入信號(hào)；4GSM模塊實(shí)現(xiàn)無線通信報(bào)警和遠(yuǎn)程控制報(bào)警系統(tǒng)；5聲光報(bào)警模塊通過聲音和光實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；6按鍵模塊通過手動(dòng)控制報(bào)警系統(tǒng)一些相關(guān)的功能；3硬件設(shè)計(jì)31單片機(jī)的選型方案1采用數(shù)字電路芯片進(jìn)行控制，無需編程，只要設(shè)計(jì)好邏輯圖就可以進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)在于電路復(fù)雜，擴(kuò)展性差；方案2采用八位的51單片機(jī)進(jìn)行控制，電路運(yùn)行通過編程實(shí)現(xiàn)，具有操作簡(jiǎn)單，系統(tǒng)擴(kuò)展性能好等優(yōu)點(diǎn)。但是產(chǎn)品已經(jīng)面世很多年了，在市場(chǎng)化方面?zhèn)涫蹵RM的打壓，價(jià)格和性能上明顯比不上新生的CORTEX系列的單片機(jī)，由于51單片機(jī)內(nèi)部的晶振一般都是12MHZ的工作頻率，所以內(nèi)部還要進(jìn)行分頻，運(yùn)行執(zhí)行速度就不是很理想了。其片內(nèi)的資源也相對(duì)比較少，只有簡(jiǎn)單的IO口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、定時(shí)器、單片機(jī)GSM模塊LED1報(bào)警口紅外模塊25V穩(wěn)壓電源供電外圍電路紅外模塊1LED2報(bào)警口按鍵聲音報(bào)警口中斷、通用異步串行口等片上資源。但STC單片機(jī)為增強(qiáng)型8051芯片，支持在線下載功能，還有其他具有更多的功能優(yōu)勢(shì)。方案3CORTEXM3內(nèi)核的STM32單片機(jī)。STM32是32位的單片機(jī)，具有強(qiáng)大的內(nèi)部資源，功能的強(qiáng)大是51單片機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能及的，但是價(jià)格昂貴，而且芯片控制復(fù)雜。綜上所述方案1的數(shù)字電路控制方案需要復(fù)雜的外部電路，可靠性也比較低；方案3的STM32在性能上上明顯高于51的單片機(jī)，但是價(jià)格比較貴。51單片機(jī)的執(zhí)行速度已經(jīng)能達(dá)到系統(tǒng)所要的要求了，因此采用方案2，即采用八位的51單片機(jī)進(jìn)行控制。本設(shè)計(jì)具體用到的單片機(jī)型號(hào)為STC12C5A60S2。32STC12C5A60S2單片機(jī)介紹STC12C5A60S2單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)。STC12C5A60S2單片機(jī)中包含中央處理器（CPU）、程序存儲(chǔ)器（FLASH）、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（SRAM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、SPI接口、PCA、看門狗及片內(nèi)R/C振動(dòng)器和外部晶體振蕩電路等,可以用電的方式瞬間擦除、改寫。而且STC系列單片機(jī)支持串口程序燒寫，無須編程器/仿真器，單片機(jī)就可在用戶系統(tǒng)上下載/燒錄用戶程序。顯而易見，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短對(duì)開發(fā)者帶來很大方便。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了開發(fā)者的勞動(dòng)成果。STC12C5A60S2管腳如圖3所示。圖3STC12C5A60S2單片機(jī)引腳圖STC12C5A60S2單片機(jī)主要性能特點(diǎn)1增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051；2工作電壓STC12C5A60S2系列工作電壓33V55V；3工作頻率范圍035MHZ，本系統(tǒng)采用的外部晶振頻率為110592MHZ。4片上集成1280字節(jié)RAM；5通用I/O口，復(fù)位后為準(zhǔn)雙向口/弱上拉普通8051傳統(tǒng)I/O口，可設(shè)置成四種模式準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽輸出/強(qiáng)上拉，高阻輸入或開漏輸出，每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20MA，但整個(gè)芯片最大不要超過120MA；6ISP在系統(tǒng)可編程/IAP在應(yīng)用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口P30/P31直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片；擦寫次數(shù)10萬次以上；7有EEPROM功能；8內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地；9外部掉電檢測(cè)電路在P46口有一個(gè)低壓門檻比較器，5V單片機(jī)為132V，誤差為/5,33V單片機(jī)為130V，誤差為/3；10時(shí)鐘源外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器溫漂為/5到/10以內(nèi)用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘，常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為50V單片機(jī)為11MHZ155MHZ，33V單片機(jī)為8MHZ12MHZ，精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)；11共4個(gè)16位定時(shí)器兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器；122個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0的溢出在P34/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P35/T1輸出時(shí)鐘；13外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，POWERDOWN模式可由外部中斷喚醒，INT0/P32、INT1/P33、T0/P34、T1/P35、RXD/P30、CCP0/P13也可通過寄存器設(shè)置到P42，CCP1/P14也可通過寄存器設(shè)置到P43；14PWM2路/PCA可編程計(jì)數(shù)器陣列,2路可用來當(dāng)2路D/A使用；可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器；可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)外部中斷上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持；15A/D轉(zhuǎn)換,10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S每秒鐘25萬次16通用全雙工異步串行口UART，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器或PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串口；17STC12C5A60S2系列單片機(jī)有雙串口，RXD2/P12可通過寄存器設(shè)置到P42，TXD2/P13可通過寄存器設(shè)置到P43；18工作溫度范圍4085工業(yè)級(jí)/075商業(yè)級(jí)；19封裝PDIP40,LQFP44,LQFP48I/O口不夠時(shí)，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595均可級(jí)聯(lián)來擴(kuò)展I/O口,還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信。20單片機(jī)的40個(gè)引腳大致可分為4類電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。內(nèi)部資源有中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和串行口，可以通過單片機(jī)片內(nèi)RAM上的特殊功能寄存器來實(shí)現(xiàn)對(duì)全部?jī)?nèi)部資源的運(yùn)行操作，除此之外單片機(jī)的P3口每條線還具有第二種功能，日如表1P3口的第二功能表1P3口的第二功能P30RXD串行輸入口，輸入P31TXD串行輸出口，輸出P32外部中斷0，輸入INTP33外部中斷1，輸入P34T0定時(shí)器/計(jì)算器0的外部輸入，輸入P35T1定時(shí)器/計(jì)算器1的外部輸入，輸入P36低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫選通WRP37低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器讀選通D33單片機(jī)主控制電路單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的4個(gè)基本組成部分即運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口集成到一個(gè)芯片上。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。為了進(jìn)一步突出單片機(jī)的控制特性，許多半導(dǎo)體公司在單片機(jī)內(nèi)部又集成了許多功能單元。如中斷、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行通信、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、脈沖寬度調(diào)制（PWM）等單元，我們把這些單片機(jī)內(nèi)部的功能單元統(tǒng)稱為單片機(jī)內(nèi)部資源。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等機(jī)（也被稱為微控制器）是一個(gè)集成的微處理器芯片。這些組件包括一個(gè)中央處理單元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，定時(shí)器計(jì)數(shù)器，字節(jié)的存儲(chǔ)空間和32個(gè)輸入輸出的接口電路。STC12C5A60S2是8位的單片機(jī)控制器，工作的電壓要求低，工作的能源消耗也很低。4000字節(jié)的片內(nèi)擦除可編程只讀存儲(chǔ)器，采用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)的和愛特梅爾公司市場(chǎng)工藝技術(shù)，其輸出引腳和指令與MCS兼容。所以STC12C5A60S2是一款功能強(qiáng)大，靈活性高和價(jià)格合理的單芯片，也可以在不同的控制區(qū)域可以很容易地使用。單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)圖4包含有復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、電源電路。圖4單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)圖34STC12C5A60S2單片機(jī)復(fù)位電路選擇單片機(jī)的外部復(fù)位電路有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。1上電復(fù)位上電復(fù)位利用電容器的充電實(shí)現(xiàn)。圖5所示是單片機(jī)的上電復(fù)位電路，圖中給出了復(fù)位電路參數(shù)。上電瞬間，由于電容兩端電壓不能突變，RST引腳端為高電平，出現(xiàn)正脈沖，其持續(xù)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)。RST引腳要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間才能保證單片機(jī)有效電復(fù)位。圖5單片機(jī)的上電復(fù)位電路2上電按鍵復(fù)位圖6所示是單片機(jī)的上電按鍵復(fù)位電路，復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過小電阻與VCC電源接通，迅速放電，是RST引腳為高電平，復(fù)位按鍵彈起后，電源VCC通過82K的電阻對(duì)10UF電容重新沖電，RST引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖，其持續(xù)時(shí)間取決于RC電路的時(shí)間常數(shù)。圖6單片機(jī)的上電按鍵復(fù)位電路為保證單片機(jī)最小系統(tǒng)電路工作中的穩(wěn)定和可靠，必須有復(fù)位電路，復(fù)位電路的第一個(gè)功能就是在開始接通電源的時(shí)候進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作。單片機(jī)屬于時(shí)序的數(shù)字集成電路，只有具備穩(wěn)定的工作時(shí)鐘電路才能正常的工作。而晶振在開始通電的時(shí)候，只有電源電壓達(dá)到5V左右的時(shí)候才能穩(wěn)定的工作，這時(shí)才能解除復(fù)位信號(hào)，單片機(jī)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。單片機(jī)要復(fù)位，本質(zhì)上是在其RST腳上保持一定時(shí)間的高電平，單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)電平保持時(shí)間大于它要求的時(shí)間就會(huì)自動(dòng)復(fù)位。最簡(jiǎn)單的上電復(fù)位電路是用一個(gè)電容與一個(gè)電阻串聯(lián)組成，電容接VCC，電阻接地，RST腳接在它們中間，當(dāng)上電時(shí)，電容相當(dāng)于短路，此時(shí)電阻上的電壓等于VCC，經(jīng)過一段時(shí)間后電阻電壓逐漸變小直至為0，只要RC時(shí)間選擇合適，就可以用來上電復(fù)位。但是這個(gè)電路要想起到重新復(fù)位的作用，只能先下電，再上電才行。如果在電容兩端并聯(lián)一個(gè)按鍵，就成了按鍵復(fù)位電路，只要按下這個(gè)按鍵，單片機(jī)就能復(fù)位而無需下電，這個(gè)就是兩者的區(qū)別。所以本設(shè)計(jì)中采用第二種復(fù)位方式，即上電按鍵復(fù)位電路。35振蕩器和時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但要形成時(shí)鐘脈沖，外部還需附加電路【1】。單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)用第一種方法，即內(nèi)部時(shí)鐘方式。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后在引腳XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接接入內(nèi)部時(shí)鐘電路如圖7。圖7時(shí)鐘電路接線圖36電源模塊由于本設(shè)計(jì)需要一個(gè)5V直流電源供電，而我們?nèi)粘Ｊ褂玫囊话愣际?20V的交流電，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)5V的直流電源供電。將220V的電網(wǎng)電壓降低后，再進(jìn)行下一階段的單相橋式整流、濾波、穩(wěn)壓得到所需要的穩(wěn)定的5V直流電源。本電源模塊中用到了三端穩(wěn)壓集成電路LM7805芯片。用LM78/LM79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的LM78或LM79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如LM7805表示輸出電壓為正5V，LM7909表示輸出電壓為負(fù)9V。圖8LM7805引腳圖圖9單相橋式整流電路圖10濾波電路圖115V直流電源原理圖37聲光報(bào)警模塊本系統(tǒng)的聲光報(bào)警模塊電路原理圖如圖12，能實(shí)現(xiàn)通過聲音和LED燈的亮滅來實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，所用到的蜂鳴器是有源蜂鳴器。由于有源蜂鳴器直接接上額定電源新的蜂鳴器在標(biāo)簽上都有注明就可連續(xù)發(fā)聲，而無源蜂鳴器則和電磁揚(yáng)聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。所以有源蜂鳴器使用起來更方便。圖12聲光報(bào)警原理圖38紅外傳感器模塊本系統(tǒng)所用到的紅外傳感器模塊的傳感器是熱釋電紅外傳感器模塊。熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。熱釋電紅外傳感器模塊的工作原理為當(dāng)有人進(jìn)入傳感器探測(cè)區(qū)域，人體發(fā)出的紅外線經(jīng)由菲涅爾透鏡吸收后，送入熱釋電紅外傳感器。經(jīng)過一定的放大濾波電路進(jìn)行處理后把信號(hào)輸出傳給單片機(jī)。用熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低工作情況穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。熱釋電紅外傳感器模塊電氣參數(shù)如表2表2熱釋電紅外傳感器模塊電氣參數(shù)工作電壓范圍直流電壓4520V靜態(tài)電流0TIMEI1500WHILEI/串口中斷處理程序/VOIDSERIAL_INTINTERRUPT4ES0IFTITI0IFRIRI0REC_BUFISBUFIIFI100I0ES1/外部中斷處理程序/VOIDEXINT0VOIDINTERRUPTNEA0INT0_FLAG1EA1INT0_FLAG0/初始化程序/VOIDSERIAL_INITVOIDSCON0X50TMOD0X20TH10XFDTL10XFDTR11ES1EA1/系統(tǒng)程序/INCLUDEINCLUDEINCLUDEDEFINEUINTUNSIGNEDINTDEFINEUCHARUNSIGNEDCHAR/DEFINEBUF_MAX72DEFINEKEY_PORTP0DEFINEMAXCHAR90UCHARAAMAXCHARUCHARAUCHARBUCHARMSUCHARPUNSIGNEDCHARI0UCHARKEY_VALUEUCHARREC_BUFMAXCHARDEFINETURE1SBITLED1P10/模式1指示燈SBITLED2P11/模式2指示燈SBITLED3P12/模式3指示燈SBITLED4P13/報(bào)警1指示燈SBITLED5P14/報(bào)警2指示燈SBITBELLP15/蜂鳴器報(bào)警BITINT0_FLAGSBITK1P20SBITK2P21CHARCODENUMUCHARCODESMS1_PDU“0891683108603605F011000B815118711163F50008A7084E0053F762A58B66“UCHARCODESMS2_PDU“0891683108603605F011000B815118711163F50008A70A8BF78F9351655BC67801“UCHARCODESMS3_PDU“0891683108603605F011000B815118711163F50008A7084E8C53F762A58B66“UCHARCODESMS4_PDU“0891683108603605F011000B815118711163F50008A70A4E004E8C53F762A58B66“UCHARCODESMS5_PDU“0891683108603605F011000B815118711163F50008A70A7CFB7EDF5DF25F00542F“CODEUCHARCMGF0“ATCMGF0RN“CODEUCHARSMS_SEND“ATCMGS24RN“CODEUCHARSMS1_SEND“ATCMGS22RN“VOIDSHOUDUANXINZHUNBEIVOIDSHOUDUANXINVOIDSERIAL_INITVOIDVOIDDELAY_MSUNSIGNEDINTTIMEVOIDSTART_GSMVOIDDELAY_MS1VIODVOIDSEND_PDU1VOIDSEND_PDU2VOIDSEND_PDU3VOIDSEND_PDU4VOIDSEND_PDU5VOIDCLEARBUFFVOIDVOIDPRINT_STRUCHARSTRVOIDPRINT_CHARUCHARCHBITHANDUNSIGNEDCHARAVOIDSEND_ASCIIUNSIGNEDCHARBVOIDSEND_HEXUNSIGNEDCHARBSFRP0M00X94SFRP0M10X93VOIDMAINVOIDBELL0P0M10XFFP0M00X00DELAY_MS6000A0X03INT0_FLAG0TCON0X55IE0X81SERIAL_INITTI1DELAY_MS500SEND_PDU1DELAY_MS500SHOUDUANXINZHUNBEISHOUDUANXINVOIDSERIAL_INITVOIDSCON0X50TMOD0X20TH10XFDTL10XFDTR11ES1/EA1VOIDSERIAL_INTINTERRUPT4ES0IFTITI0IFRIREC_BUFISBUFIIFI100I0RI0ES1VOIDDELAY_MSUNSIGNEDINTTIMEUNSIGNEDINTIFORTIME0TIMEI1500WHILEIVOIDEXINT0VOIDINTERRUPT0EA0INT0_FLAG1LED11LED21LED31LED41LED51BELL0P1DOIFK10WHILEK10WHILEK10IFK20DELAY_MS70IFK20MSIFMS2MS0SWITCHMSCASE0LED10LED21LED31A0X03P0BREAKCASE1LED11LED20LED31A0X01P0BREAKCASE2LED11LED21LED30A0X02P0BREAKDELAY_MS15WHILEPEA1VOIDSEND_PDU1CLEARBUFFPRINT_STRCMGF0DELAY_MS100PRINT_STRSMS_SENDDELAY_MS500PRINT_STRSMS2_PDUPRINT_CHAR0X1ADELAY_MS500CLEARBUFFVOIDSEND_PDU2CLEARBUFFPRINT_STRCMGF0DELAY_MS100PRINT_STRSMS1_SENDDELAY_MS500PRINT_STRSMS1_PDUPRINT_CHAR0X1ADELAY_MS500CLEARBUFFVOIDSEND_PDU3CLEARBUFFPRINT_STRCMGF0DELAY_MS100PRINT_STRSMS1_SENDDELAY_MS500PRINT_STRSMS3_PDUPRINT_CHAR0X1ADELAY_MS500CLEARBUFFVOIDSEND_PDU4CLEARBUFFPRINT_STRCMGF0DELAY_MS100PRINT_STRSMS_SENDDELAY_MS500PRINT_STRSMS4_PDUPRI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