基于單片機(jī)的家庭防盜系統(tǒng)的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng) the family guard against theft and alarm system based on gsm modem 目 錄 摘要.i 引言.1 第一章 緒論.2 1.1 防盜報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展概況.2 1.2 設(shè)計(jì)背景目的.3 1.3 報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用.3 第二章 整體設(shè)計(jì)方案.4 2.1 方案選擇論證.4 2.2 主控芯片單片機(jī)的選擇.4 2.2.1 at89s52 的主要性能.6 2.2.2 at89s52 的引腳結(jié)構(gòu).6 2.3 通信模塊的選擇.7 2.3.1 gsm modem 的主要功能.7 2

2、.3.2 gsm modem 的硬件接口.7 2.4 傳感器的選擇.7 2.4.1 紅外傳感器.7 2.4.2 煙霧傳感器.8 2.4.3 氣體泄漏傳感器.8 2.5 鍵盤(pán)顯示芯片選擇.8 2.6 存儲(chǔ)器的選擇.10 2.7 時(shí)鐘芯片的選擇.11 2.7.1 ds12887 功能.11 2.7.2 ds12887 引腳定義.11 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).12 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖.12 3.2 電源部分.12 3.2.1 單片機(jī)的電源.12 3.2.2 備用電源.13 3.3 時(shí)鐘電路.14 3.3.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路.14 3.3.2 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路.14 3.4 信號(hào)采集電路.16 3.4

3、.1 紅外信號(hào)檢測(cè).16 3.4.2 氣體、煙霧檢測(cè).17 3.5 復(fù)位電路.18 3.6 鍵盤(pán)顯示電路.18 3.7 通信電路.20 3.7.1 發(fā)射、接收電路.20 3.7.2 gsm 模塊與單片機(jī)的連接.21 第四章 家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì).22 4.1 主程序流程圖（圖 4.1）.22 4.2 外部中斷 0 中斷服務(wù)子程序流程圖（圖 4.2）.23 4.3 通信模塊的設(shè)置.23 4.3.1 設(shè)置短信中心號(hào).23 4.3.2 利用 gsm modem 向普通手機(jī)發(fā)短信.24 4.4 串口控制 sms 的工作原理.25 結(jié)論.26 致謝.27 參考文獻(xiàn).28 附錄一：硬件設(shè)計(jì)總圖.29

4、 附錄二：部分程序源代碼.30 基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng) 摘要摘要: : 該設(shè)計(jì)是采用 at89s52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要由單片機(jī) at89s52、hrh gsm modem 短信模塊、hd7279 鍵盤(pán)顯示芯片、 ds12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片、315mhz 調(diào)幅遙控器、傳感器和其它基本外圍電路組成，借助 最可靠、最成熟的 gsm 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以最直觀的中文短消息，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映 到所設(shè)定的手機(jī)屏幕上。 該系統(tǒng)采用 at89s52 單片機(jī)作為主控制芯片，通過(guò) hrh gsm modem 來(lái)進(jìn)行通信， 采用紅外傳感器進(jìn)行檢測(cè)

5、，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災(zāi)時(shí)的逃生提供方 便，并配備煙霧傳感器和燃?xì)庑孤﹤鞲衅?，?shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?。同時(shí)附加電 路通過(guò) hd7279 鍵盤(pán)顯示芯片來(lái)預(yù)設(shè)防盜報(bào)警系統(tǒng)的電話號(hào)碼，ds12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片對(duì) 發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄和保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，315mhz 調(diào)幅遙控器來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)入 防區(qū)前或離開(kāi)防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變。 該設(shè)計(jì)用單片機(jī)作為控制核心，配以其它高精度進(jìn)口集成器件，加上對(duì)軟件的精心 設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了家庭防盜報(bào)警。硬件設(shè)計(jì)采用 protel dxp 軟件，完成了系統(tǒng)的鍵盤(pán)接口 電路、時(shí)鐘電路、電源電路、發(fā)射接收電路、傳感器采集信號(hào)等模塊的電路原

6、理圖的設(shè) 計(jì)。軟件設(shè)計(jì)采用 keil c51 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，完成了程序模塊規(guī)劃及各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)與編程， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)處理過(guò)程的編程和調(diào)試。它具有電路簡(jiǎn)單、功能齊全、性價(jià)比高等特點(diǎn)， 是一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);gsm 模塊;傳感器 the family guard against theft and alarm system i based on gsm modem abstract: this design is the use of at89s52 mcu to achieve the family guard against theft and alarm syst

7、em based on gsm modem.it is made up of at89s52 mcu、hrh gsmmodem、hd7297 keyboard display chip、ds12887 real-time clock chip、315mhz remote controlsensors and other basic peripheral circuits. it will display the alarm content in chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable

8、gsm mobile network. the system use at89s52 mcu as the control core chip, through the hrh gsm modem for communications,it adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality. besides, the system equipped the smog sensor and leakines

9、s sensor of gas and guarded against fire and gas leakiness. meanwhile,additional circuit to default the telephone number of guard against theft and alarm system by hd7297 keyboard display chip, throught ds12887 real-time clock chip to record the situation occurred in time for police and to ensure re

10、liable operation of the system,315mhz remote control to achieve the user to change the systems position before enter or after leave the standoff. the design use at89s52 mcu as the control core,with the other imported high-precision integration,combined with sofeware designed to achieve the family gu

11、ard against theft and alarm.the hardware design using proteldxp to achieve the circuit schematic diagram designs of the system keyboard interfance circuit ,clock circuits,power circuits,transcerver circuits and the sensor signal acquisition module and so on. the software development system of keil c

12、51 is used to design the software. and the procedure of the processing of signal has been completed and debugged successfully. it has the feature of circuit simple、full-featured、cost-effective, is an economic, practical the family guard against theft and alarm system. keywords：mcu;gsm modem;senor ii

13、 引引 言言 目前傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)在實(shí)際使用中暴露了很多 隱患，例如：為其它沒(méi)有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時(shí)不易 逃生等。 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報(bào)警系統(tǒng)已從原來(lái)的簡(jiǎn)單化、局部化向智能化、 集成化發(fā)展。而各種防盜報(bào)警系統(tǒng)之間的主要區(qū)別是在于如何讓分機(jī)與主機(jī)、 分機(jī)與用戶之間進(jìn)行通訊。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的防盜報(bào)警系統(tǒng)的通信方式有固定 電話撥號(hào)、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)等等。但它們有各自的缺點(diǎn)： 1.固定電話撥號(hào)容易被盜賊在入室搶劫前切斷電話線或惡意占線，使其在 關(guān)鍵時(shí)刻失靈。 2.以太網(wǎng)同樣面臨著線路被切斷的隱患，且不易普及。 3.集群系統(tǒng)功耗很大，網(wǎng)絡(luò)架設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很

14、高，而且需要購(gòu)買(mǎi)固定的頻 點(diǎn)。 針對(duì)以上通信方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于 gsm 短信模塊的家庭無(wú)線 防盜報(bào)警系統(tǒng)。此系統(tǒng)可解決這些隱患，讓家庭防盜更及時(shí)、使用更方便。它 不再依賴(lài)有線電話執(zhí)行報(bào)警，而是借助最可靠、最成熟的 gsm 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以 最直觀的中文短消息，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到您的手機(jī)屏幕上。它采紅 外傳感器進(jìn)行檢測(cè)，變有形的傳統(tǒng)防盜網(wǎng)防盜窗為無(wú)形，給火災(zāi)時(shí)的逃生提供 方便。并配備煙霧傳感器和燃?xì)庑孤﹤鞲衅?，?shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔谩?第一章 緒論 1.1 防盜報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展概況 當(dāng)科技還不發(fā)達(dá)的時(shí)候，人們依靠安裝防盜門(mén)、防盜網(wǎng)及人工防犯來(lái)防止 犯罪分子對(duì)住宅的入侵，這對(duì)于當(dāng)時(shí)的

15、人們來(lái)說(shuō)，這種防盜裝置已經(jīng)夠用，但 是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這些防盜裝置已經(jīng)不能滿足人們的需求，因?yàn)檫@ 種安防裝置不但有礙美觀,而且不符合防火要求。人們開(kāi)始利用電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)新的防盜系統(tǒng)，常見(jiàn)的防盜報(bào)警系統(tǒng)的有固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警 系統(tǒng)、以太網(wǎng)、集群系統(tǒng)、aurine 家庭報(bào)警系統(tǒng)、智能撥號(hào)防盜報(bào)警系統(tǒng)等， 來(lái)有效防止犯罪分子的入侵。 目前我國(guó)大多數(shù)家庭都是雙職工,當(dāng)發(fā)生警情時(shí),不能及時(shí)地處理。當(dāng)固定 電話被普遍使用時(shí)，人們開(kāi)始利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防 盜報(bào)警，該系統(tǒng)由編程主機(jī)、探測(cè)器、門(mén)磁和遙控器組成，適用于家居安全技 術(shù)防范?？蓡渭要?dú)戶使用，也可與目前廣泛

16、使用的安定寶（contactid 通訊格式） 報(bào)警中心臺(tái)聯(lián)網(wǎng)，組成一套先進(jìn)的全方位科學(xué)技術(shù)安全防范網(wǎng)絡(luò)，一旦發(fā)生警 情，能把報(bào)警信息通過(guò)郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上， 同時(shí)向接警中心報(bào)告，中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過(guò)電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、電腦語(yǔ)音提示， 監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，顯示發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄派出所 （巡邏大隊(duì)）警力分布，及時(shí)調(diào)動(dòng)警力作出快速處理。 隨后，人們又開(kāi)始利用智能撥號(hào)防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，智能 撥號(hào)防盜報(bào)警系統(tǒng),配合各種無(wú)線探測(cè)器，可實(shí)現(xiàn)智能化防盜、防火、防燃?xì)饴?露、緊急求救等功能。當(dāng)有人非法進(jìn)入設(shè)防區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將鳴響警笛報(bào)警，并 自動(dòng)循環(huán)撥打事先

17、設(shè)置好的 16 組電話報(bào)警，可通過(guò)面板的八個(gè)防區(qū)顯示準(zhǔn)確 知道報(bào)警位置，并且能夠設(shè)置在家布防此時(shí)家中有人走動(dòng)不會(huì)報(bào)警，周界有人 進(jìn)入會(huì)立即觸，離家布防此時(shí)所有的探測(cè)器處于警界狀態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)報(bào)警。它 設(shè)有 8 個(gè)有線防區(qū)/16 個(gè)無(wú)線防區(qū)兼容，自錄語(yǔ)音，語(yǔ)音分防區(qū)撥號(hào)報(bào)警，識(shí) 別各種警情鍵盤(pán)面板操作， “黑匣子”功能，記錄布、撤防、報(bào)警等事件，隨時(shí) 查閱，現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，啟動(dòng)內(nèi)置警號(hào)，恐嚇竊賊，撥號(hào)報(bào)警，電話遙控，異地監(jiān)聽(tīng)， 系統(tǒng)定時(shí)巡檢，自動(dòng)顯示和打印警情，數(shù)據(jù)永久保存?zhèn)洳椤?隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)逐漸向智能化方向發(fā)展，出 現(xiàn)了各種各樣的智能化的防盜報(bào)警系統(tǒng)，在以后的發(fā)展中，將會(huì)出

18、現(xiàn)越來(lái)越高 級(jí)實(shí)用的家庭防盜報(bào)警裝置，也是我們這一代人所研究的方向。 1.2 設(shè)計(jì)背景目的 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，報(bào)警系統(tǒng)已從原來(lái)的簡(jiǎn)單化、局部化向智能化、 集成化發(fā)展。目前傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)已不能滿足人們 需求，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是對(duì)家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的研究，隨著信息時(shí)代的到來(lái)，手 機(jī)通訊工具越來(lái)越普及。該設(shè)計(jì)正是利用這一點(diǎn)，展開(kāi)對(duì)家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的 研究，解決了傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）安防系統(tǒng)中存在的隱患，如為 其它沒(méi)有安防盜窗的相近樓層形成被盜隱患、發(fā)生火災(zāi)時(shí)不易逃生等。它用 at89s52 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，以最直觀的中 文短消息或

19、電話形式，直接把報(bào)警地點(diǎn)的情況反映到主人的手機(jī)屏幕上，這使 家庭防盜使用起來(lái)更及時(shí)、更方便。 1.3 報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用 該設(shè)計(jì)是基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。根據(jù)防盜報(bào)警系統(tǒng)要 求，通過(guò)傳感器檢測(cè)家庭安全隱患，把檢測(cè)結(jié)果送入單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)控制 gsm modem 向預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信號(hào)，在設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)中， 不僅可以通過(guò)防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)警信號(hào)，也添加了煙霧傳感器和氣體泄漏 傳感器來(lái)檢測(cè)煙霧和氣體信號(hào)，實(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，同時(shí)配備了 hd7279 鍵盤(pán)來(lái)自己設(shè)置報(bào)警手機(jī)號(hào)碼和 315mhz 調(diào)幅遙控器來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn) 入防區(qū)前或離開(kāi)防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)

20、進(jìn)行改變。 第二章 整體設(shè)計(jì)方案 2.1 方案選擇論證 防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)防盜報(bào)警系統(tǒng)一般是由入侵探測(cè)器、防盜報(bào)警控制器和 接警中心(硬件加軟件)組成。它的最簡(jiǎn)形式是本地(家庭、單位等)報(bào)警系統(tǒng),它的 組成部分是入侵探測(cè)器和本地報(bào)警控制器,以及聲光報(bào)警器。 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有以下兩種： 方案一：利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警，該系統(tǒng) 由編程主機(jī)、探測(cè)器、門(mén)磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過(guò) 郵電通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上，同時(shí)向接警中心報(bào)告， 中心聯(lián)網(wǎng)電腦可通過(guò)電子地圖、數(shù)據(jù)庫(kù)、電腦語(yǔ)音提示，監(jiān)聽(tīng)現(xiàn)場(chǎng)情況，顯示 發(fā)生警情的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所

21、轄派出所（巡邏大隊(duì)）警力分布， 及時(shí)調(diào)動(dòng)警力作出快速處理。 方案二：通過(guò)傳感器檢測(cè)家庭安全隱患，把檢測(cè)結(jié)果送入單片機(jī)，通過(guò)單 片機(jī)控制 gsm modem 向預(yù)先設(shè)定好的手機(jī)號(hào)碼發(fā)送報(bào)警信號(hào)，在設(shè)計(jì)的報(bào)警 系統(tǒng)中，不僅可以通過(guò)防盜傳感器發(fā)送防盜報(bào)警信號(hào)，也添加了煙霧傳感器和 氣體泄漏傳感器來(lái)檢測(cè)煙霧和氣體信號(hào)，實(shí)現(xiàn)防火、防燃?xì)庑孤┑淖饔?，同時(shí) 配備了 hd7279 鍵盤(pán)來(lái)自己設(shè)置報(bào)警手機(jī)號(hào)碼和 315mhz 調(diào)幅遙控器來(lái)實(shí)現(xiàn)用 戶在進(jìn)入防區(qū)前或離開(kāi)防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變。 通過(guò)比較，方案二能更能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡(jiǎn)單有效，故本 設(shè)計(jì)選擇方案二。 2.2 主控芯片單片機(jī)的

22、選擇 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就通用單片機(jī)而言，世界 上一些著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場(chǎng)的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。目 前世界上較為著名的 8 位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和主要機(jī)型如下： 美國(guó) intel 公司：mcs51 系列及其增強(qiáng)型系列 美國(guó) motorola 公司：6801 系列和 6805 系列 美國(guó) atmel 公司：89c51 等單片機(jī) 美國(guó) zilog 公司：z8 系列及 super8 美國(guó) fairchild 公司：f8 系列和 3870 系列 美國(guó) rockwell 公司：6500/1 系列 美國(guó) ti（德克薩司儀器儀表）公司：tms7000 系

23、列 ns（美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體）公司：ns8070 系列 盡管單片機(jī)的品種很多，但是在我國(guó)使用最多的還是 intel 公司的 mcs51 系 列單片機(jī)和美國(guó) atmel 公司的 89c51 單片機(jī)。 mcs51 系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型 8031、8051、8751。 8031 內(nèi)部包括一個(gè) 8 位 cpu、128 個(gè)字節(jié) ram，21 個(gè)特殊功能寄存器 （sfr） 、4 個(gè) 8 位并行 i/o 口、1 個(gè)全雙工串行口、2 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 但片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò) eprom 芯片。比較麻煩，不予采用。 8051 是在 8031 的基礎(chǔ)上，片內(nèi)集成有 4kb rom，作為程序存儲(chǔ)器，

24、是一 個(gè)程序不超過(guò) 4k 字節(jié)的小系統(tǒng)。rom 內(nèi)的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶 燒制的，出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機(jī)。所以 8051 適合與應(yīng)用在程 序已定，且批量大的單片機(jī)產(chǎn)品中。也不予采用。 8751 是在 8031 基礎(chǔ)上，增加了 4k 字節(jié)的 eprom，它構(gòu)成了一個(gè)程序小 于 4kb 的小系統(tǒng)。用戶可以將程序固化在 eprom 中，可以反復(fù)修改程序。但 其價(jià)格相對(duì) 8031 較貴。8031 外擴(kuò)一片 4kb eprom 的就相當(dāng)與 8751，它的最 大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，能裝入片內(nèi)的外圍接 口電路也可以是大規(guī)模的。也不予采用。 at89s

25、52 是一種低功耗、高性能 cmos8 位微控制器，具有 8kb 在系統(tǒng) 可編程 flash 存儲(chǔ)器。使用 atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工 業(yè) 80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程， 亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 cpu 和在系統(tǒng)可編程 flash，使得 at89s52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方 案。at89s52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) flash，256 字節(jié) ram，32 位 i/o 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)

26、中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，at89s52 可降至 0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu 停止工 作，允許 ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， ram 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬 件復(fù)位為止。故此設(shè)計(jì)采用 at89s52。 2.2.1 at89s52 的主要性能 與 mcs-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 8k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 flash 存儲(chǔ)器 1000 次擦寫(xiě)周期 全靜態(tài)操作：0hz33hz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 32 個(gè)可編程 i/o 口線 三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 八個(gè)中

27、斷源 全雙工 uart 串行通道 低功耗空閑和掉電模式 掉電后中斷可喚醒 看門(mén)狗定時(shí)器 雙數(shù)據(jù)指針 掉電標(biāo)識(shí)符 2.2.2 at89s52 的引腳結(jié)構(gòu) 2.3 通信模塊的選擇 隨著微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)通訊工具已經(jīng)被普遍使用， 基于這一點(diǎn)，我設(shè)計(jì)了基于 gsm 短信模塊的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)，而由于 hrh gsm modem 內(nèi)嵌高可靠性的 gsm 引擎（gsm cellular engine）和 51 單片機(jī) 系統(tǒng)（mcs51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡(jiǎn)的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的 gsm 通信標(biāo)準(zhǔn)解析和調(diào)試中解脫出來(lái)，使用方便，而且公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范 圍廣（gsm 網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋

28、全國(guó)），傳輸穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。因此本設(shè)計(jì)選用 hrh gsm modem 來(lái)進(jìn)行通信。 2.3.1 gsm modem 的主要功能 1.收發(fā)短信； 2.借助短信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程小批量數(shù)據(jù)傳輸； 3.語(yǔ)音通話（gsm 電話）； 4.數(shù)傳模式實(shí)現(xiàn)無(wú)線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信； 圖 2.1 at89s52 封裝引腳 at89s52 封裝引腳如圖 2.1 所示 5.無(wú)線上網(wǎng)（自動(dòng)應(yīng)答型）。 2.3.2 gsm modem 的硬件接口 模塊要求 12v/500ma 供電，與計(jì)算機(jī)或單片機(jī)通過(guò)串口通信，波特率 9600bps，通過(guò) sim 卡座來(lái)安裝 sim 卡。 2.4 傳感器的選擇 要實(shí)現(xiàn)防盜、防火、防燃?xì)庑孤?，相?yīng)的傳

29、感器是必不可少的，而無(wú)論是 哪種傳感器，其最終輸出的都是開(kāi)關(guān)量。 2.4.1 紅外傳感器 對(duì)于防盜傳感器，本系統(tǒng)采用主動(dòng)式紅外對(duì)射傳感器，它相對(duì)于傳統(tǒng)的被 動(dòng)式熱釋紅外傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.主動(dòng)式對(duì)射紅外傳感器安裝于門(mén)窗及一切需要設(shè)防的位置，采用多光束 綜合判斷，當(dāng)有一定體積的障礙物遮擋時(shí)，才被觸發(fā)，極大的降低了傳 感器的誤報(bào)； 2.由于其安裝在門(mén)窗等位置，使夜間主人的正常活動(dòng)不受限制，這給用戶 提供了極大的夜間布防的可能。 2.4.2 煙霧傳感器 本設(shè)計(jì)選用離子式煙霧傳感器，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作 穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻 類(lèi)的火災(zāi)

30、報(bào)警器。 2.4.3 氣體泄漏傳感器 本設(shè)計(jì)選用電化學(xué)型氣體傳感器，電化學(xué)型氣體傳感器可分為原電池式、 可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類(lèi)型。原電池式氣體傳感器通過(guò)檢 測(cè)電流來(lái)檢測(cè)氣體的體積分?jǐn)?shù)，市售的檢測(cè)缺氧的儀器幾乎都配有這種傳感器。 近年來(lái)，又開(kāi)發(fā)了檢測(cè)酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器?？煽仉娢浑娊?式傳感器是通過(guò)測(cè)量電解時(shí)流過(guò)的電流來(lái)檢測(cè)氣體的體積分?jǐn)?shù)，和原電池式不 同的是，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測(cè)co，no， 2 co， 2 o， 2 so等 氣體外，還能檢測(cè)血液中的氧體積分?jǐn)?shù)。電量式氣體傳感器是通過(guò)被測(cè)氣體與 電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來(lái)檢測(cè)氣體的體積分?jǐn)?shù)離子電極式氣體

31、傳感器出現(xiàn)得較 早，通過(guò)測(cè)量離子極化電流來(lái)檢測(cè)氣體的體積分?jǐn)?shù)，電化學(xué)式氣體傳感器主要 的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)氣體的靈敏度高、選擇性好。 2.5 鍵盤(pán)顯示芯片選擇 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號(hào)碼發(fā)送短信息的功能，則必須有 鍵盤(pán)和led顯示，來(lái)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話號(hào)碼的預(yù)設(shè)，而hd7279鍵盤(pán)顯示 芯片支持64鍵盤(pán)和8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，與傳統(tǒng)的鍵盤(pán)顯示芯片8279相比，外圍 芯片少，與cpu僅有4線串行通信，大大的節(jié)省了cpu i/o口的資源；hd7279內(nèi) 部含有譯碼器，可直接接受bcd碼或16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。此 外，還具有多種控制指令，如左移、右移、閃爍、消隱、段尋址等；hd7

32、279具 有片選信號(hào)，可方便的實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤(pán)接口。所以本設(shè)計(jì) 選用hd7279鍵盤(pán)顯示芯片來(lái)預(yù)設(shè)防盜報(bào)警系統(tǒng)和電話號(hào)碼。hd7279是一片具 有串行接口的、可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管(或64只獨(dú)立led)的智能顯示驅(qū)動(dòng) 芯片，該芯片同時(shí)還可連接多達(dá)64鍵的鍵盤(pán)矩陣電路，即可完成led顯示鍵盤(pán) 接口的全部功能。hd7279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受bcd碼或16進(jìn)制碼，并 同時(shí)具有2種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右 移、段尋址等。hd7279具有片選信號(hào)可方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵 的鍵盤(pán)接口。 特點(diǎn)： 串行接口，無(wú)需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng)

33、led 各位獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性 循環(huán)左移/循環(huán)右移指令 具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立led hd7279 的管腳封裝如圖 2.2 所示 hd7279引腳如表一所示 64鍵鍵盤(pán)控制器，內(nèi)含抖動(dòng)電路 有dip和soic兩種封裝形式供選擇 表一 hd7279引腳 引腳名稱(chēng)說(shuō)明 1，2vdd正電源 3，5nc無(wú)連接，必須懸空 4vss接地 6cs片選輸入端，此引腳為低電平時(shí)，可向芯片發(fā)送指令及讀取鍵盤(pán) 數(shù)據(jù) 7clk同步時(shí)鐘輸入端，向芯片發(fā)送數(shù)據(jù)及讀取鍵盤(pán)數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳電 平上升沿表示數(shù)據(jù)有效 8data串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端，當(dāng)芯片接收指令時(shí)，此引腳為輸入端； 圖 2.2 hd727

34、9 的管腳封裝 當(dāng)讀取鍵盤(pán)數(shù)據(jù)時(shí)，此引腳在讀指令最后一個(gè)時(shí)鐘的下降沿變 為輸出端 9key按鍵有效輸出端，平時(shí)為高電平，當(dāng)檢測(cè)到有效按鍵時(shí)，此引腳 變?yōu)榈碗娖?10-16sg-sa段 g-段 a 驅(qū)動(dòng)輸出 17dp小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)輸出 18-25digo-dig7數(shù)字 0-數(shù)字 7 驅(qū)動(dòng)輸出 26clk0振蕩輸出端 27rcrc 振蕩器連接端 28reset復(fù)位端 2.6 存儲(chǔ)器的選擇 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)設(shè)電話號(hào)碼的存儲(chǔ)和對(duì)報(bào)警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠 保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲(chǔ)器，該類(lèi)存儲(chǔ)器相對(duì)于傳統(tǒng)的 eeprom 有許多 優(yōu)點(diǎn)：1.傳統(tǒng)的 eeprom 寫(xiě)入次數(shù)有限，一般為 10 萬(wàn)次，而鐵電

35、存儲(chǔ)器有著 近乎無(wú)限次擦寫(xiě)的特性；2.傳統(tǒng)的 eeprom 寫(xiě)入速度較慢，一般需要 cpu 延 時(shí)幾個(gè) nop 的時(shí)間來(lái)等待寫(xiě)入，而鐵電存儲(chǔ)器有著和 ram 相同的操作速度； 3.eeprom 需要較大的能量來(lái)完成一次擦寫(xiě)，而鐵電存儲(chǔ)器在寫(xiě)入時(shí)屬于微功 耗。 同時(shí)本設(shè)計(jì)選用了 fm24c16 來(lái)作為非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)如下： 1. fm24c16a 是一種串行非易失存儲(chǔ)器，它的結(jié)構(gòu)容量為 512*8 位，接口 方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二線制造串行接口，與串行 eeprom 的功能操作相似， 與 eeprom 具有相同的引腳排列，不同之處在于，fm24c16a 具有非 常出色的寫(xiě)操作性能； 2.fr

36、am 內(nèi)部采用讀恢復(fù)機(jī)制操作。所以讀寫(xiě)次數(shù)與每一次讀寫(xiě)都有關(guān)系。 fram 結(jié)構(gòu)是基于行與列陣列排布，每次訪問(wèn)都會(huì)使一行減少一次讀寫(xiě) 壽命。鐵電的擦寫(xiě)次數(shù)幾乎可以說(shuō)是無(wú)限次。即使每秒訪問(wèn) 3000 次，連 續(xù)使用十年，使用壽命仍未終止。 2.7 時(shí)鐘芯片的選擇 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)生警情時(shí)，對(duì)發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄，且為了保證系統(tǒng)的可 ds12887 管腳如圖 2.5 所示 靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行自檢并定時(shí)上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，因此需要系統(tǒng)具有實(shí)時(shí) 時(shí)鐘功能。 ds12887 采用 cmos 技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān) 電路集于芯片內(nèi)部。采用 ds12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路不需任何外圍

37、電路并具 有良好的微機(jī)接口。ds12887 芯片具有微軾耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作 穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘場(chǎng)合中。故本設(shè)計(jì) 選用了 ds12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 2.7.1 ds12887 功能 該模塊有兩個(gè)功能：一是為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的時(shí)間日歷信息；二是送出一個(gè) 周期為 125ms 的方波作為 mcu at89s52 外部中斷 int0 的中斷源，以產(chǎn)生周 期性中斷采集數(shù)據(jù)。該模塊主要由 ds12887 組成，具體的接口電路如圖所示。 ds12887 是 dallas 公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片，其主要功能包括非易失性 時(shí)日歷時(shí)鐘、報(bào)警器、可編程中斷、方波發(fā)生

38、器和 114 字節(jié)的非易失靜態(tài) ram。 2.7.22.7.2 ds12887 引腳定義 ad0-ad7：地址/數(shù)據(jù)，應(yīng)接 p0 口。 mot：總線類(lèi)型選擇，與 at89s52 連接時(shí)接地。 cs：片選端，地址選通，與 at89s52 連接時(shí)接 ale。 r/w：讀/寫(xiě)控制，與 at89s52 連接時(shí)接 wd。 ds：數(shù)據(jù)選通，與 at89s52 連接時(shí)接 rd。 reset：復(fù)位端，接+5v。 irq：中斷請(qǐng)求輸出。 ds12887 管腳如圖 2.5 所示 圖 2.5 ds12887 管腳 圖 3.2 單片機(jī)電源 第三章第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 主電路采用 a

39、t89s52，由于 at89s52 內(nèi)含 8kb 容量，因此在設(shè)計(jì)中不需要 外擴(kuò) rom。硬件電路主要有鍵盤(pán)接口電路、時(shí)鐘電路、電源電路、發(fā)射接收電 路、傳感器采集信號(hào)電路等組成。 電路原理框圖如圖 3.1 所示： 3.2 電源部分 3.2.1 單片機(jī)的電源單片機(jī)的電源 由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù) 穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，所以一般需要單獨(dú)設(shè)計(jì)電源電路，單片機(jī) 要求電源中應(yīng)盡量較少紋波,電壓要恒定,且單片機(jī)復(fù)位電路要穩(wěn)定、可靠, 考故需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)供電，先經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為 9 伏的交流 電，再通過(guò)橋堆 2w10 對(duì)輸入的 9 伏的交流電進(jìn)行整流，

40、然后通過(guò)電容濾波， t1 trans d12 bridge1 100pf c3 100pf c41k r1 d3 1n5406 220v 7805 gnd inout ds1 s1 5v 紅外傳感 器 煙霧傳感 器 燃?xì)庑孤﹤?感感感器 m c u 遙控布、撤 防 備 用 電 源 圖 3.1 系統(tǒng)總體框圖 gsm 模塊 單片機(jī)電源圖 3.2 所示 u0 + z u - t u 0 + t u i u - z u 穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，使后續(xù)電路的電壓穩(wěn)定為 +5 伏，電源指示燈亮，說(shuō)明該 模塊能正常工作。 3.2.2 備用電源 為了防止竊賊在進(jìn)入防區(qū)之前將系統(tǒng)的供電交流電源切斷，系統(tǒng)必須能夠 在交流

41、電源被切斷后繼續(xù)正常運(yùn)行一段時(shí)間，本系統(tǒng)采用 12v/7ah 的鉛酸蓄電 池作為后備電源，這就給系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了一個(gè)繼續(xù)解決的問(wèn)題：就是蓄電池的 充電電源管理問(wèn)題。 由于鉛酸蓄電池在過(guò)充情況下電解液會(huì)發(fā)生氣化現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池的壽命 降低 ，蓄電池在充滿電時(shí)，蓄電池的電壓大概在 13.6v 左右，在欠壓時(shí)電壓大 概在 10.9v 左右，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，本人發(fā)現(xiàn)此充放電特性符合滯回比較器的傳 輸特性，即將滯回比較器的上限閾值設(shè)為 13.6v，下限閾值設(shè)定為 10.9v，當(dāng)充 滿電后，使滯回比較器控制繼電器將充電限流電阻切換到較大的限流電阻上； 當(dāng)放電到 10.9v 時(shí)，滯回比較器控制繼電器將限流電阻切

42、換到較小的限流電阻 上，并且保障系統(tǒng)正常工作電流要小于快充充電電路的電流，而大于慢充充電 電路的電流。這樣就能保證滯回比較器始終工作在 10.9v13.6v 的滯回帶內(nèi)， 即保證蓄電池既不欠壓又不過(guò)充。 滯回比較器: 有滯回特性，具有抗干擾能。從反相輸入端輸入的滯回比較器電路如圖 3.3 所示，電路中引入了正反饋。 a r r2 r1 d u0 u1 p 滯回比較器工作原理： 圖 3.3 滯回比較器電路圖 3.4 電壓傳輸特性 從集成運(yùn)放輸出端的限幅電路可以看出， 0z uu 。集成運(yùn)放反相輸入端 電位，同相輸，入端電位 ni uu 1 12 . pz r uu rr (3-2-1) 根據(jù)“虛

43、短” np uu,求出的 i u就是閾值電壓，因此得出 0z uu 1 12 tz r uu rr (3-2-2) 當(dāng) , itnp uuuu ，因而 0z uu 所以當(dāng) , itnp uuuu ，因而 0z uu ,所以. ptit uu uu 可見(jiàn)， 0 u從 z u躍變?yōu)?z u和 0 u從 z u躍變?yōu)?z u的閾值電壓是不同的。 電壓傳輸特性如圖 3.4 所示。 3.3 時(shí)鐘電路 3.3.1 單片機(jī)時(shí)鐘電路 該模塊使用 11.0592mhz 的晶振和兩個(gè) 30pf 的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它為單 片機(jī)提供工作時(shí)的時(shí)鐘脈沖，沒(méi)有該模塊單片機(jī)將不能工作。晶振和電容應(yīng) 盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近

44、，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定、 可靠的工作。 圖 3.5 單片機(jī)時(shí)鐘電路 單片機(jī)時(shí)鐘電路如圖 3.5 所示 時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的連接如圖 3.6 所示 3.3.2 系統(tǒng)的時(shí)鐘電路 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)生警情時(shí)，對(duì)發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄，且為了保證系統(tǒng)的可 靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行自檢并定時(shí)上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，本設(shè)計(jì)選用了 ds12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。時(shí)間和日歷信息通過(guò)讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來(lái)獲取，時(shí)間、日歷和 定時(shí)鬧鐘通過(guò)寫(xiě)相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以是十進(jìn)制或 bcd 形式。時(shí)間可選擇 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制，當(dāng)選擇 12 小時(shí)制時(shí)，小時(shí)字 節(jié)高位為邏輯“1”代表 pm。時(shí)間、日歷和

45、定鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問(wèn)的。 每秒鐘這 10 個(gè)字節(jié)走時(shí) 1 秒，檢查一次定鬧條件，如在更新時(shí)，讀時(shí)間和日歷 可能引起錯(cuò)誤。三個(gè)字節(jié)的定鬧字節(jié)有兩種使用方法。第一種，當(dāng)定鬧時(shí)間寫(xiě) 入相應(yīng)時(shí)、分秒定鬧單元，在定時(shí)允許、鬧鐘位置高電平的條件下，定鬧中斷 每天準(zhǔn)時(shí)起動(dòng)一次。第二種，在三個(gè)定鬧字節(jié)中插入一個(gè)或多個(gè)不關(guān)心碼。不 關(guān)心碼是任意從 c0 到 ff 的 16 進(jìn)制數(shù)。當(dāng)小時(shí)字節(jié)的不關(guān)心碼位置時(shí)，定鬧 為 1 小時(shí)發(fā)生一次，由于小時(shí)和分鐘定鬧字節(jié)置不關(guān)心位時(shí)，每分鐘定鬧一次； 當(dāng)三個(gè)字節(jié)都置不關(guān)心位時(shí)，每秒中斷一次。 圖 3.6 時(shí)鐘芯片與單片機(jī)的連接 vcc 24 ad5 9 ad4 8

46、 ad3 7 ad2 6 ad1 5 ad0 4 ad7 11 mot 1 ad6 10 cs 13 as 14 r/w 15 ds 17 rst 18 sqw 23 gnd 12 irq 19 u2 ds12887 vcc p1.0/t2 1 p1.1/t2ex 2 p1.2/eci 3 p1.3/cex0 4 p1.4/cex1 5 p1.5/cex2 6 p1.6/cex3 7 p1.7/cex4 8 rst 9 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.5/t1 15 p3.6/wr 16 p3.7/

47、rd 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 psen 29 ale/prog 30 ea/vpp 31 p0.4/ad4 35 p0.3/ad3 36 p0.2/ad2 37 p0.1/ad1 38 p0.0/ad0 39 vcc 40 u1 at89s52 ds12887 采用 cmos 技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān) 電路集于芯片內(nèi)部。采用 ds12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘

48、電路勿需任何外圍電路并具 有良好的微機(jī)接口。ds12887 芯片具有微功耗、外圍接口簡(jiǎn)單、精度高、工作 穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘場(chǎng)合中。其主要功 能如下： 1內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電情況運(yùn)行十年以上不丟失數(shù)據(jù)。 2計(jì)秒、分、時(shí)、天、星期、日、月、年，并有閏年補(bǔ)償功能。 3二進(jìn)制數(shù)碼或 bcd 碼表示時(shí)間、日歷和定鬧。 412 小時(shí)或 24 小時(shí)制，12 小時(shí)時(shí)鐘模式帶有 pm 和 am 指導(dǎo)，有夏令時(shí) 功能。 5motorola5 和 inatael 總線時(shí)序選擇。 6有 128 個(gè) ram 單元與軟件音響器，其中 14 個(gè)作為字節(jié)時(shí)鐘和控制寄 存器，114 字節(jié)為通用

49、 ram，所有 aram 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。 7中斷信號(hào)輸出(irq)和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周 期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測(cè)試。 3.4 信號(hào)采集電路 3.4.1 紅外信號(hào)檢測(cè) 信號(hào)檢測(cè)電路主要由紅外檢測(cè)探頭 sd02 和 biss0001 信號(hào)處理電路組成。 信號(hào)檢測(cè)電路如圖所示。配以濾波鏡片和阻抗匹配用場(chǎng)效應(yīng)管組成的紅外傳感 器，以非接觸方式檢測(cè)出來(lái)自人體的紅外輻射并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng) biss0001 中的運(yùn)放 n1 的前置放大、運(yùn)算放大器 n2 的第二級(jí)放大，將直流電 位抬高為內(nèi)置電壓 um 后送到由比較器 n4、n5 組成的雙向鑒幅器，檢

50、出有效 觸發(fā)信號(hào) us。由于內(nèi)置電壓 uh0.7udd、ul0.3udd，當(dāng) udd=5v 時(shí)，可 有效地抑制1v 的噪聲干擾。n3 作為條件比較器，當(dāng)輸入電壓 uc 小于內(nèi)置電 壓 ur(0.2udd)時(shí)，n3 輸出為低電平封住了 us 向下級(jí)遞送。而當(dāng) ucur 時(shí)， n3 輸出為高電平，打開(kāi)與門(mén) n7，此時(shí)若有觸發(fā)信號(hào) us 的上跳變前沿到來(lái)，則 可啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器，同時(shí) uo 輸出為高電平。比較器的域值選取很重要，域值 太低易誤報(bào)，太高則靈敏度低。在定時(shí)周期 tx 內(nèi)，biss0001 的輸出端 2 為高 電位，則晶體管 vt1 飽和導(dǎo)通，其集電極為低電位，將這一信號(hào)送到由單片機(jī) 及無(wú)線

51、發(fā)射電路組成的編碼及無(wú)線發(fā)射電路，接到編碼用的單片機(jī)的 p0.0 口， 單片機(jī)將該探頭編碼后通過(guò)無(wú)線發(fā)射;在 tx 結(jié)束時(shí)，biss0001 進(jìn)入封鎖周期 ti，其輸出端變?yōu)榈碗娖?，晶體管截止，其集電極為高電平。biss0001 的 1 腳 (a 端)與電源相連，使信號(hào)檢測(cè)電路處于重復(fù)觸發(fā)。tx 定時(shí)間隔可由 biss0001 的 3 腳和 4 腳上所接的電阻和電容來(lái)確定。信號(hào)檢測(cè)探頭仰角可在 120范圍內(nèi) 調(diào)節(jié)，并通過(guò)改變仰角來(lái)進(jìn)行實(shí)際探測(cè)距離的調(diào)節(jié)，我們可通過(guò)實(shí)際測(cè)試來(lái)調(diào) 整，也可以調(diào)整信號(hào)檢測(cè)電路中的可調(diào)電阻 rp 來(lái)調(diào)整探頭的檢測(cè)距離，本設(shè) 計(jì)電路可探測(cè)距離為 30m。 圖 3.7 紅

52、外信號(hào)檢測(cè)電路 紅外信號(hào)檢測(cè)電路如圖 3.7 所示 c12 c10 c11 c14c13 r25 r21r20 r23 r19 r22 r42 c9 c15 r24 r26 9 10 11 12 13 14 15 16 8 7 6 5 4 3 2 1 biss0001 q3 2n3904 vcc sd02 3.4.2 氣體、煙霧檢測(cè) 在出現(xiàn)可燃性氣體時(shí) tgs308 型氣體傳感器的電導(dǎo)增加，通過(guò)電位器 rp 滑動(dòng)點(diǎn)取出電壓，其值從正常的 3v 有效值增加到 20v。此升高的電壓經(jīng)二極 管和 4.7k 電阻加至晶體管 vt1，使之導(dǎo)通，vt1 導(dǎo)通使雙向晶體管 2n6070a 導(dǎo)通，使之輸出一個(gè)

53、高電平，來(lái)使單片機(jī)控制工作。在檢測(cè)煙霧信號(hào)時(shí)，為了 簡(jiǎn)單電路，我選用了與 tgs308 工作原理相近的 8224 煙霧傳感器。同樣，在 8224 周?chē)鷼怏w濃度增加時(shí)，它的電導(dǎo)也會(huì)增加，通過(guò)這個(gè)電路也可以實(shí)現(xiàn)向單 片機(jī)發(fā)送開(kāi)關(guān)信號(hào)，來(lái)控制報(bào)警信號(hào)。 tgs308 822418200031 24v r43d14 r32 q4 2n3904 d13 c6 r27 c7r33 傳傳傳 p3.4,p3.5 sd02 圖 3.8 氣體、煙霧檢測(cè)電路 氣體、煙霧檢測(cè)電路如圖 3.8 所示 3.5 復(fù)位電路 該部分電路完成 at89s52 的復(fù)位，采用按鍵復(fù)位的方式，它與單片機(jī) 的 rst 引腳相連，當(dāng)單片機(jī)

54、出現(xiàn)死機(jī)或希望它復(fù)位的情況下，該電路就會(huì)起 作用，同時(shí)它也具有上電復(fù)位的功能。其電阻 r1 為 200 歐姆，r2 為 1k 歐 姆，電容為 22uf。 36 鍵盤(pán)顯示電路 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號(hào)碼發(fā)送短信息的功能，本設(shè)計(jì)選 用hd7279作為鍵盤(pán)顯示驅(qū)動(dòng)，來(lái)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話號(hào)碼的預(yù)設(shè)，電路如 圖所示。 該芯片支持64鍵盤(pán)和8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，與傳統(tǒng)的鍵盤(pán)顯示芯片8279相比， 外圍芯片少，與cpu僅有4線串行通信，大大的節(jié)省了cpu i/o口的資源； hd7279內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受bcd碼或16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種 譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如左移、右

55、移、閃爍、消隱、段尋址 等； hd7279具有片選信號(hào)，可方便的實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤(pán)接 口。 圖 3.9 復(fù)位電路 復(fù)位電路如圖 3.9 所示 鍵盤(pán)顯示電路如圖 3.10 所示 圖 3.10 鍵盤(pán)顯示電路 3.7 通信電路 3.7.1 發(fā)射、接收電路 為了實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)入防區(qū)前或離開(kāi)防區(qū)后能對(duì)系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改 變，本設(shè)計(jì)選用了 315mhz 調(diào)幅遙控器，該遙控器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1傳 工作在業(yè)余頻段，不用花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)頻點(diǎn)； 2傳 有效距離遠(yuǎn)，一般可達(dá) 2001000 米； 3傳 有豐富的地址碼供用戶選擇，由于遙控器和遙控器接收板上應(yīng)用的 pt2262/pt2272 編解碼芯片對(duì)

56、都提供 8 位三態(tài)的編解碼狀態(tài)，也就是說(shuō) 有 3 的 8 次方地址碼可供用戶選擇，足以滿足小區(qū)內(nèi)所有用戶的防盜報(bào) 警布、撤防應(yīng)用。 發(fā)射、接收電路無(wú)解碼電路圖分別圖 3.11 和 3.12 所示 圖 3.11 發(fā)射電路 圖 3.12 接收電路 3.7.2 gsm 模塊與單片機(jī)的連接 hrh gsm modem 內(nèi)嵌高可靠性的gsm 引擎（gsm cellular engine）和 51 單片機(jī)系統(tǒng)（mcs51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡(jiǎn)的軟件接口協(xié)議，與單片機(jī) 通過(guò)串口連接，由于hrh gsm模塊有9個(gè)外接引腳針，經(jīng)過(guò)變換放大與單片機(jī) 的串行通信口連接，以半雙工的工作方式，來(lái)進(jìn)行通信和控制。 gsm

57、模塊與單片機(jī)的連接如圖3.13所示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 j1 d connector 9 q2 2n3906 t rt2 t t rt3 t rt1 q1 2n3904 d1 d2 c1 vcc pcrxd 9015 txd rxd pctxd p1.0/t2 1 p1.1/t2ex 2 p1.2/eci 3 p1.3/cex0 4 p1.4/cex1 5 p1.5/cex2 6 p1.6/cex3 7 p1.7/cex4 8 rst 9 p3.0/rxd 10 p3.1/txd 11 p3.2/int0 12 p3.3/int1 13 p3.4/t0 14 p3.5/t1 1

58、5 p3.6/wr 16 p3.7/rd 17 xtal2 18 xtal1 19 vss 20 p2.0/a8 21 p2.1/a9 22 p2.2/a10 23 p2.3/a11 24 p2.4/a12 25 p2.5/a13 26 p2.6/a14 27 p2.7/a15 28 psen 29 ale/prog 30 ea/vpp 31 p0.4/ad4 35 p0.3/ad3 36 p0.2/ad2 37 p0.1/ad1 38 p0.0/ad0 39 vcc 40 u1 at89s52 12 y1 xtal c1 c2 vcc r29 r30 s1 c5 vcc 2傳傳傳傳傳傳 3傳

59、傳傳傳傳傳傳 1傳傳傳傳 圖 3.13 gsm 模塊與單片機(jī)的連接 第四章 家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4.1 主程序流程圖（圖 4.1） 初始化 發(fā)短信：系統(tǒng)運(yùn)行正常！ 布防 撤防 n y n y n nn 讀時(shí)鐘是否等 于定時(shí)時(shí)間 讀布撤防開(kāi)關(guān) 讀燃?xì)庑孤﹤?感器開(kāi)關(guān)量 煙霧傳感 器開(kāi)關(guān)量 紅外傳感 器開(kāi)關(guān)量 開(kāi)始 4.2 外部中斷 0 中斷服務(wù)子程序流程圖（圖 4.2） 4.3 通信模塊的設(shè)置 該設(shè)計(jì)選用 hrh gsm modem 來(lái)進(jìn)行通信。hrh gsm modem 內(nèi)嵌高可 靠性的 gsm 引擎（gsm cellular engine）和 51 單片機(jī)系統(tǒng)（mcs51），標(biāo)準(zhǔn) 串

60、行接口和精簡(jiǎn)的軟件接口協(xié)議將用戶從繁雜的 gsm 通信標(biāo)準(zhǔn)解析和調(diào)試中 解脫出來(lái)，使用方便，而且公網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有通信范圍廣（gsm 網(wǎng)絡(luò)基本 覆蓋全國(guó)），傳輸穩(wěn)定、可靠等特點(diǎn)。 hrh gsm modem 的軟件協(xié)議 發(fā)短信：有人 行竊！ 發(fā)短信：廚房 有燃?xì)庑孤?發(fā)短信：屋內(nèi) 有火災(zāi)警情！ yy y 外部中斷 0 讀鍵值 校時(shí)鍵預(yù)設(shè)鍵復(fù)位鍵 校時(shí)子程序預(yù)設(shè)子程序復(fù)位子程序 出中斷 圖 4.1 主程序流程圖 圖 4.2 外部中斷 0 中斷服務(wù)子程序流程圖 1.a表示ascii 字符a，00 或00h 表示16 進(jìn)制數(shù)據(jù)00。 2.幀結(jié)構(gòu)：幀頭（固定為0aah）指令碼數(shù)據(jù)。 4.3.1 設(shè)置短