基于單片機(jī)的居室安全報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目： 基于單片機(jī)的居室安全 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 系： 信息與控制學(xué)院 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào)： 1002024014 學(xué)生姓名： 馬天翼 指導(dǎo)教師： 孔德尉 成 績(jī)： 2014年 6 月 15 日目 錄ii1 方案設(shè)計(jì)11.1 設(shè)計(jì)任務(wù)要求11.2 整體方案設(shè)計(jì)框架12 居室安全報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)32.1 紅外傳感器部分設(shè)計(jì)32.1.1 熱釋電紅外傳感器的工作原理32.1.2 菲涅耳透鏡42.1.3 biss0001集成電路介紹42.2 溫度傳感器部分52.2.1 溫度傳感器52.2.2 溫度傳感器工作原理62.3 煙霧傳感器部分62.4

2、 數(shù)碼管部分82.5 聲光報(bào)警提示電路92.5.1 燈光提示電路92.5.2 聲音報(bào)警電路92.6 無(wú)線遙控模塊102.7 單片機(jī)部分設(shè)計(jì)112.7.1 stc89c52單片機(jī)112.7.2 單片機(jī)的最小系統(tǒng)122.7.3 按鍵控制電路、指示燈報(bào)警電路152.7.4 電源模塊163 居室安全報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)173.1 軟件結(jié)構(gòu)及功能173.2 軟件程序調(diào)試18參考文獻(xiàn)20附錄a 電路圖21附錄b 程序源代碼22附錄c 實(shí)物圖29沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)1 方案設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)要求設(shè)計(jì)包含了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)這兩部分。模塊分為數(shù)據(jù)采集、按鍵的設(shè)置、報(bào)警設(shè)備、無(wú)線遙控裝置、數(shù)碼管

3、顯示等等。 居室安全報(bào)警系統(tǒng)是由紅外熱釋電紅外傳感器、溫度傳感器、煙霧傳感器、數(shù)碼管電路、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路、無(wú)線遙控電路和軟件組件為主組成。 居室安全主要分為防盜和防火，針對(duì)于此本文所設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能：人們出行前，利用無(wú)線遙控器打開(kāi)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)狀態(tài)，30秒后將傳感器設(shè)置為工作狀態(tài)進(jìn)行布防。在布防期間，紅外輻射探測(cè)器透過(guò)菲涅耳透鏡建立一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)任何人員活動(dòng)都會(huì)觸發(fā)紅外輻射監(jiān)測(cè)電路，激活報(bào)警電路，紅色警示燈閃爍，數(shù)碼管顯示數(shù)字“1”，蜂鳴器長(zhǎng)鳴報(bào)警；煙霧探測(cè)器會(huì)對(duì)室內(nèi)煙霧濃度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度過(guò)高，激活報(bào)警電路，黃色警示燈閃爍，數(shù)碼管顯示數(shù)字“2”，蜂鳴器長(zhǎng)鳴報(bào)

4、警；溫度探測(cè)器會(huì)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)室內(nèi)溫度過(guò)高，激活報(bào)警電路，綠色警示燈閃爍，數(shù)碼管顯示數(shù)字“4”，蜂鳴器長(zhǎng)鳴報(bào)警。1.2 整體方案設(shè)計(jì)框架本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的居室安全系統(tǒng)主要包括以下結(jié)構(gòu)：復(fù)位電路、報(bào)警電路、熱釋電紅外傳感器電路、溫度傳感器電路、煙霧傳感器電路、無(wú)線遙控電路、數(shù)碼管顯示電路和相應(yīng)的軟件控制程序。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的居室安全系統(tǒng)以stc89c52單片機(jī)為中央數(shù)據(jù)處理單元，配以紅外傳感監(jiān)測(cè)電路、溫度傳感監(jiān)測(cè)電路和煙霧傳感監(jiān)測(cè)電路作為數(shù)據(jù)采集端，系統(tǒng)啟動(dòng)與關(guān)閉采用無(wú)線遙控技術(shù)，報(bào)警方式分為紅、黃、綠彩燈閃爍和蜂鳴器長(zhǎng)鳴以及數(shù)碼管數(shù)字顯示三種方式組合報(bào)警。第一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置的紅外傳感器探測(cè)到

5、身體散發(fā)的紅外線輻射時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路和一個(gè)比較器電路，最終由stc89c52單片機(jī)接收產(chǎn)生的ttl電平。在單片機(jī)內(nèi)部，由軟件來(lái)查詢和鑒別以確定最終是否發(fā)出警報(bào)信號(hào)。一旦發(fā)出了入侵的警報(bào)信號(hào)，報(bào)警電路將運(yùn)行并放大，使蜂鳴器、發(fā)光二極管等設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的聲音光線來(lái)配合。第二個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置的溫度傳感器探測(cè)到室內(nèi)高溫時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)換為低電平信號(hào)，由stc89c52單片機(jī)接收產(chǎn)生的ttl電平。由軟件來(lái)查詢和鑒別以確定最終是否發(fā)出警報(bào)信號(hào)。一旦發(fā)出了高溫警報(bào)信號(hào)，報(bào)警電路將運(yùn)行并放大，使蜂鳴器、發(fā)光二極管以及數(shù)碼管等設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的聲音光線來(lái)配合。第三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上設(shè)置的煙霧傳感器探測(cè)到室

6、內(nèi)煙霧濃度高時(shí)，可以將其轉(zhuǎn)換為低電平信號(hào)，由stc89c52單片機(jī)接收產(chǎn)生的ttl電平。由軟件來(lái)查詢和鑒別以確定最終是否發(fā)出警報(bào)信號(hào)。一旦發(fā)出了煙霧警報(bào)信號(hào)，報(bào)警電路使蜂鳴器、發(fā)光二極管以及數(shù)碼管等設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的聲音光線來(lái)配合。當(dāng)人們出門后，報(bào)警系統(tǒng)變成運(yùn)行部署狀態(tài)，當(dāng)有人闖入檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，熱釋電紅外傳感器就可以檢測(cè)到（或是出現(xiàn)高溫、煙霧時(shí)），進(jìn)而迅速轉(zhuǎn)換輸出方式，報(bào)警器啟動(dòng)，從而起到防盜防火作用。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)是方便簡(jiǎn)單，用戶操作靈活，智能化程度高，誤報(bào)率低，易于安裝和維護(hù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的提高，人們的安全意識(shí)也飛速發(fā)展，在不久的將來(lái)報(bào)警系統(tǒng)將在更廣泛的領(lǐng)域和層次得到應(yīng)用。2 居室安全報(bào)

7、警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)需求角度來(lái)分析，此設(shè)計(jì)包括如下四個(gè)部分：無(wú)線遙控部分、傳感器部分、數(shù)碼管部分、單片機(jī)stc89c52和報(bào)警器的報(bào)警系統(tǒng)。電路原理如圖2.1所示。圖2.1 電路原理圖2.1 紅外傳感器部分設(shè)計(jì)2.1.1 熱釋電紅外傳感器的工作原理熱釋電紅外傳感器（簡(jiǎn)稱pir）是一種全新的高靈敏度的檢測(cè)儀器。熱電傳感器是利用熱電效應(yīng)的傳感器，具有敏感度高的特點(diǎn)。它是由一個(gè)電壓晶體元件和陶瓷氧化物部分組成。在監(jiān)測(cè)傳感器表面溫度變化時(shí),元件表面的電極由于熱電效應(yīng)而會(huì)產(chǎn)生電荷，在兩者之間形成弱電壓。其輸出阻抗高，具有一個(gè)阻抗轉(zhuǎn)換效應(yīng)晶體管fet。當(dāng)傳感器表面溫度恒定在監(jiān)視范圍內(nèi)，傳感器沒(méi)有信號(hào)輸出

8、。當(dāng)人體進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域，室溫和體溫的溫度差，造成環(huán)境溫度變化的，此時(shí)傳感器輸出信號(hào)；如果身體不移動(dòng)到監(jiān)視區(qū)域中，則環(huán)境溫度不發(fā)生變化，傳感器不會(huì)輸出信號(hào)。熱釋電紅外傳感器如圖2.2所示。圖2.2 熱釋電紅外傳感器2.1.2 菲涅耳透鏡菲涅耳透鏡片由聚烯烴材料制作，反射鏡的表面一側(cè)是光滑的，另一側(cè)是從小到大排列的同心圓。在許多情況下，菲涅耳透鏡對(duì)于紅外線和可見(jiàn)光透鏡效果良好，但比很多鏡片的平均價(jià)格都低。菲涅爾透鏡可以根據(jù)光學(xué)設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類。菲涅耳透鏡具有兩種功能：一是聚焦作用，二是對(duì)所監(jiān)視的區(qū)域內(nèi)劃分成多個(gè)小區(qū)域，包括亮區(qū)和暗區(qū)，如果一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)入監(jiān)視區(qū)域，檢測(cè)溫度變化的熱釋電紅外傳感器

9、將輸出紅外線信號(hào)。我們采用菲涅爾透鏡的目的是和熱釋電紅外傳感器相結(jié)合使用，這樣可以有效地集中監(jiān)控紅外感應(yīng)區(qū)域1，菲涅耳透鏡如圖2.3所示。圖2.3 菲涅耳透鏡2.1.3 biss0001集成電路biss0001是一個(gè)很好的傳感信號(hào)處理集成電路，具有非常高的性能，被動(dòng)式熱釋電紅外開(kāi)關(guān)由biss0001、熱釋電紅外傳感器和少量的外部元件構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)新穎，性能可靠，3v5v的電壓范圍，當(dāng)電壓為5v時(shí)，具有10ma的輸出驅(qū)動(dòng)電流。它是由16個(gè)管腳集成塊體，biss0001的內(nèi)部框圖如圖2.4所示，紅外傳感電路實(shí)物如圖2.5所示。圖2.4 biss內(nèi)部框圖圖2.5 紅外傳感器實(shí)物圖2.2 溫度傳感器部分

10、2.2.1 溫度傳感器本文所使用溫度傳感器模塊可以檢測(cè)周圍環(huán)境的溫度，具有靈敏度可調(diào)的特點(diǎn)，其工作電壓 3.3v5v，輸出形式為模擬量電壓輸出和數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出（0 和 1） 兩種，本文所用輸出形式為數(shù)字開(kāi)關(guān)量輸出。該模塊接口為4 線制，其中vcc 外接 3.3v5v 電壓（直接與單片機(jī)相連），gnd 外接 gnd，d0為數(shù)字量輸出接口（0 和 1），a0為模擬量輸出接口。2.2.2 溫度傳感器工作原理熱敏電阻模塊對(duì)環(huán)境溫度最敏感，一般用來(lái)檢測(cè)周圍環(huán)境的溫度，模塊在環(huán)境溫度達(dá)不到設(shè)定閾值時(shí)，d0口輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，模塊 d0 輸出低電平；該模塊數(shù)字量輸出d0與單片機(jī)直接相

11、連，通過(guò)單片機(jī)來(lái)檢測(cè)高低電平，由此來(lái)檢測(cè)環(huán)境的溫度改變；該模塊數(shù)字量輸出d0直接驅(qū)動(dòng)繼電器模塊，由此組成一個(gè)溫控開(kāi)關(guān)；該模塊模擬量輸出a0和a/d模塊相連，通過(guò)a/d 轉(zhuǎn)換，可以獲得環(huán)境溫度更精準(zhǔn)的數(shù)值2；熱敏電阻傳感器原理如圖2.6所示。圖2.6 熱敏電阻傳感器原理圖2.3 煙霧傳感器部分mq-2型氣體傳感器用于以氫氣為主要成分的城市煤氣、天然氣、液化石油的測(cè)量，而且它抗干擾能力強(qiáng)，水蒸氣、煙等干擾氣體對(duì)它的影響小。其主為要部件mq-2型氣敏元件，該氣敏元件采用燒結(jié)半導(dǎo)體所形成的敏感燒結(jié)體，具有穩(wěn)定的阻值(即器件在純潔空氣中的阻抗)，從而保證了長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性，同時(shí)，該器件采用單電源供電，其

12、功耗為0.7w左右，能夠?qū)λ鶞y(cè)試的氣體有極高的靈敏度和信噪比。器件的靈敏度s=ro/rx為1030。rx為器件在丁烷濃度為0.2%時(shí)的阻抗，mq-2氣敏元件電路、結(jié)構(gòu)和外形如圖2.7、2.8所示。圖2.7 mq-2型氣體傳感器電路圖圖2.8 mq-2型元件外形結(jié)構(gòu)圖針對(duì)居室安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，本文所采用的煙霧傳感器模塊的主要芯片是lm393、zymq-2氣體傳感器，其工作電壓為直流5v，具有信號(hào)輸出指示燈，能夠提供雙路信號(hào)輸出（模擬量輸出及ttl電平輸出，本文采用ttl低電平輸出），器件響應(yīng)時(shí)間：tr10s，恢復(fù)時(shí)間：tn60s，加熱電壓：v=5+0.2v，加熱功率約0.7w，工作環(huán)境要求丁烷濃

13、度在0.2%時(shí)，在濕度小于85%rh，在-10+40溫度下不會(huì)引起誤報(bào)，能夠滿足居室安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，煙霧傳感器實(shí)物、電路原理如圖2.9、2.10所示。圖2.9 煙霧傳感器實(shí)物圖圖2.10 煙霧傳感器模塊電路原理圖2.4 數(shù)碼管部分當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成字樣。如：顯示一個(gè)“2”字，那么應(yīng)當(dāng)是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。本文所采用單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為1.8v左右，電流不超過(guò)30ma。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極組成共陽(yáng)數(shù)碼管。為了區(qū)分不同傳感器報(bào)警，紅外傳感器對(duì)應(yīng)數(shù)字1，溫度傳感對(duì)應(yīng)數(shù)字2，煙霧報(bào)警對(duì)應(yīng)數(shù)字4。本文所設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電

14、路原理、實(shí)物如圖2.11、2.12所示。圖2.11 數(shù)碼管顯示電路原理圖圖2.12 數(shù)碼管顯示電路實(shí)物圖2.5 聲光報(bào)警提示電路2.5.1 燈光提示電路led即發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光；它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光3。本設(shè)計(jì)利用不同顏色的led指示不同傳感器的報(bào)警，燈光提示電路如圖2.13所示。圖2.13 燈光提示電路2.5.2 聲音報(bào)警電路針對(duì)聲音報(bào)警電路，本文采用蜂鳴器、限流電阻和晶體管組成的聲音報(bào)警電路，蜂鳴器為發(fā)聲元件，是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于報(bào)警器、汽車電子

15、設(shè)備、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件4。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型，電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成，接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互纏繞，在其兩端施加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無(wú)源蜂鳴器）就可以發(fā)聲，本設(shè)計(jì)采用電磁式有源蜂鳴器，其中三極管q1起開(kāi)關(guān)作用，其基極的低電平使三極管飽和導(dǎo)通，使蜂鳴器發(fā)聲；而基極高電平則使三極管關(guān)閉，蜂鳴器停止發(fā)聲，聲音報(bào)警電路如圖2.14所示。 圖2.14 聲音報(bào)警電路2.6 無(wú)線遙控模塊本設(shè)計(jì)利用pt2272模塊構(gòu)成的無(wú)線接收電路，在居室安全系

16、統(tǒng)中加入了無(wú)線遙控功能，該功能能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)居室安全系統(tǒng)的布防、解除布防、停止報(bào)警等基礎(chǔ)功能。pt2272無(wú)線接收電路、無(wú)線遙控實(shí)物如圖2.15、2.16所示。圖2.15 pt2272無(wú)線接收電路圖2.16 無(wú)線遙控電路實(shí)物圖2.7 單片機(jī)部分設(shè)計(jì)2.7.1 stc89c52單片機(jī)stc89c52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有 8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)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stc89c51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。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash，512字節(jié)ram，32 位i/o 口線，看門狗

17、定時(shí)器，內(nèi)置4kb eeprom，max810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 stc89c52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。最高運(yùn)作頻率35mhz，6t/12t可選。單片機(jī)引腳如圖2.17所示。 圖2.17 單片機(jī)引腳圖stc89c52引腳介紹如下：主電源引腳（2根）。vcc(pin40)：電源輸入，接5v電源；gnd(pin20)：接地線。外

18、接晶振引腳（2根）。xtal1(pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端；xtal2(pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端?？刂埔_（4根）。rst/vpp(pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；ale/prog(pin30)：地址鎖存允許信號(hào)；psen(pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)；ea/vpp(pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。可編程輸入/輸出引腳（32根）。stc89c52單片機(jī)有4組8位的可編程i/o口，分別位p0、p1、p2、p3口，每個(gè)口有8位（8根引腳），共32根。2.7.2 單

19、片機(jī)的最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)及其所需的必要的電源、時(shí)鐘、復(fù)位等部件，能使單片機(jī)始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。電源、時(shí)鐘等電路是使單片機(jī)能運(yùn)行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)作為應(yīng)用系統(tǒng)的核心部分，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展、a/d擴(kuò)展等，使單片機(jī)完成較復(fù)雜的功能。stc89c52是片內(nèi)有rom/eprom的單片機(jī)，因此這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠。用stc89c52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可。單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖如圖2.18所示。圖2.18 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖時(shí)鐘電路。stc89c52單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常是內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式兩種方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖

20、2.19所示。圖2.19 stc89c52內(nèi)部時(shí)鐘電路在stc89c52單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的xtal1(18)和xtal2(19)引腳外接石英晶體(簡(jiǎn)稱晶振)，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)5。圖中電容c1和c2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在530pf，典型值為30pf。晶振cys的振蕩頻率范圍在1.212mhz間選擇，典型值為12mhz和6mhz。復(fù)位電路。當(dāng)在stc89c52單片機(jī)的rst引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作,若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位電路工作就是確定單片機(jī)的完整的微控制器啟動(dòng)時(shí)的

21、初始狀態(tài)。單片機(jī)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)電源后，確定完成單芯片微控制器開(kāi)始工作條件，以確定初始狀態(tài)。當(dāng)運(yùn)行外部環(huán)境干擾單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行發(fā)生失控時(shí)，按程序中的復(fù)位按鈕會(huì)自動(dòng)重新啟動(dòng)6。一般有上電復(fù)位和外部手動(dòng)復(fù)位按鈕，單片機(jī)在時(shí)鐘電路的工作電源啟動(dòng)后，鑒于reset持續(xù)的高級(jí)別周期就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)采用一個(gè)外部手動(dòng)復(fù)位電路按鈕，您需要連接一個(gè)上拉電阻，以提高輸出的電平值，stc89c52的復(fù)位電路如圖2.20所示。 圖2.20 stc89c52復(fù)位電路stc89c52中斷技術(shù)概述。中斷技術(shù)主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，要求單片機(jī)能及時(shí)地響應(yīng)中斷源提出的服務(wù)請(qǐng)求，并作出快速響應(yīng)、及時(shí)處理。這是由片內(nèi)的中斷系

22、統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)中斷請(qǐng)求源發(fā)出中斷請(qǐng)求時(shí)，如果中斷請(qǐng)求被允許，單片機(jī)暫時(shí)中止當(dāng)前正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)處理程序處理中斷服務(wù)請(qǐng)求7。中斷服務(wù)處理程序處理完中斷服務(wù)請(qǐng)求后，再回到原來(lái)被中止的程序之處（斷點(diǎn)），繼續(xù)執(zhí)行被中斷的主程序，中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如圖2.21所示。圖2.21 中斷響應(yīng)和處理過(guò)程如果單片機(jī)沒(méi)有中斷系統(tǒng)，單片機(jī)的大量時(shí)間可能會(huì)浪費(fèi)在查詢是否有服務(wù)請(qǐng)求發(fā)生的定時(shí)查詢操作上。采用中斷技術(shù)完全消除了單片機(jī)在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大地提高了單片機(jī)的工作效率和實(shí)時(shí)性。最小系統(tǒng)圖如圖2.22所示。圖2.22 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2.7.3 按鍵控制電路、指示燈報(bào)警電路該電路的設(shè)計(jì)是為了

23、不同類型的控制電路和武裝以及緊急的狀態(tài)下的工作，當(dāng)你進(jìn)入布防狀態(tài)，按下布防鍵30秒后，當(dāng)有人走近時(shí)，熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到的信號(hào)通過(guò)微控制器，單片機(jī)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。當(dāng)遇到特殊緊急情況，立即按下緊急報(bào)警按鈕，蜂鳴器報(bào)警。在單片機(jī)（mcu）的i/o其中，電平p20、p21、p22連接到led指示燈，p23連接到蜂鳴器外接一個(gè)外部晶體管8550，起到開(kāi)關(guān)的作用，當(dāng)?shù)谌w管飽和時(shí)，立即啟動(dòng)蜂鳴器，按鍵控制電路、指示燈報(bào)警電路如圖2.23、圖2.24所示。 圖2.23 按鍵控制電路 圖2.24 指示燈報(bào)2.7.4 電源模塊外部電源采用直流干電池，利用電池盒串接而成，每個(gè)干電池1.5v左右，共計(jì)電壓約4.

24、5v左右，通過(guò)電源連接線連到電源接口處。3 居室安全報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 軟件結(jié)構(gòu)及功能功能說(shuō)明：按開(kāi)關(guān)按鈕，遙控來(lái)控制布防，取消布防。紅外報(bào)警時(shí)紅燈亮，數(shù)碼管顯示1111；煙感報(bào)警時(shí)，黃燈亮，數(shù)碼管都顯示2222；溫度報(bào)警時(shí)，綠燈亮，數(shù)碼管都顯示4444。主程序工作流程如圖3.1所示。圖3.1 主程序工作流程圖操作說(shuō)明：先打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，摁遙控器1，此時(shí)電子屏顯示0000。按遙控器2，取消布防，電子屏無(wú)顯示。紅外報(bào)警時(shí)紅燈亮，數(shù)碼管都顯示1；煙感報(bào)警時(shí)，黃燈亮，數(shù)碼管都顯示2；溫度報(bào)警時(shí)，綠燈亮，數(shù)碼管都顯示4。存在兩種報(bào)警時(shí)顯示的是電子管亮暗的相加。例如，測(cè)試時(shí)注意盡量讓一個(gè)報(bào)警，就是如

25、果單獨(dú)是紅外正在報(bào)警，顯示1111，如果此時(shí)煙感在報(bào)警，就會(huì)是反寫的6，就是上面數(shù)的電路相加，不是數(shù)字相加。如果避免這種情況，在顯示1111時(shí)，取消布防，開(kāi)啟布防，如此反復(fù)，知道顯示0000時(shí)，再測(cè)另外一個(gè)報(bào)警。3.2 軟件程序調(diào)試調(diào)試過(guò)程中首先要檢測(cè)的就是硬件電路的設(shè)計(jì)原理是否正確、能否達(dá)到預(yù)期效果以及實(shí)現(xiàn)方法是否簡(jiǎn)便等等；其次在焊接好電路之后，認(rèn)真檢查電路的焊接情況。采用分塊調(diào)試的方法，煙霧探測(cè)電路、紅外檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、無(wú)線遙控電路、數(shù)碼管顯示電路和單片機(jī)控制電路進(jìn)行調(diào)試。在對(duì)每個(gè)模塊的進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中又采用了由局部到整體，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的調(diào)試方法，最后再將各個(gè)模塊總和成一個(gè)整體8。程

26、序燒錄運(yùn)行，如圖3.2所示。圖3.2程序燒錄運(yùn)行圖在完成對(duì)程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對(duì)其進(jìn)行演示，把開(kāi)發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對(duì)應(yīng)的接口，完成供電及下載。分別對(duì)煙霧探測(cè)電路、紅外檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、無(wú)線遙控電路、數(shù)碼管顯示電路和聲光報(bào)警電路進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試能否達(dá)到報(bào)警。經(jīng)過(guò)測(cè)試，完全可行。因而簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)線遙控、溫度、煙霧、紅外和報(bào)警的控制。參考文獻(xiàn)1 胡萍串口通信的紅外報(bào)警器的研制j計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010：15-162 唐德琴電子溫度測(cè)量?jī)x器技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究j電子科學(xué)技術(shù)，2009：1-83 楊志忠數(shù)字電子技術(shù)m北京：高等教育出版社，2003：12-154 沙占友單片機(jī)及外圍電路設(shè)計(jì)

27、m北京：電子工業(yè)出版社，2003：1141285 汪文，陳林單片機(jī)原理及應(yīng)用m湖北：華中科技大學(xué)出版社，2007：1-106 李行善基于串口組件的體系結(jié)構(gòu)j電子串口與儀器學(xué)報(bào)，2010：15-167 康華光電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分m北京：高等教育出版社，2008：3-68 李慶亮c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程m北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：17-22附錄a 電路圖圖a1 電路匯總圖附錄b 程序源代碼#include /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無(wú)符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsigned int /無(wú)符號(hào)整型 宏定義變量范

28、圍065535#define key_io p1uchar key_can;/ 紅外熱釋電平時(shí)為0 有輸出為1sbit beep = p23; /蜂鳴器定義sbit red = p22; /紅色發(fā)光二極管定義sbit green = p21; /綠色發(fā)光二極管定義sbit yellow = p20; /黃色發(fā)光二極管定義sbit hw = p13; /紅外熱釋傳感器定義bit flag_300ms = 0;sbit yaokong1 = p24;sbit yaokong2 = p25;/sbit rst = p26;sbit yw = p32; /煙霧sbit gw = p33;/高溫sbit

29、 s1 = p17;/千位的位選信號(hào)sbit s2 = p16;/百位sbit s3 = p15;/十位sbit s4 = p14;/個(gè)位sbit a = p00;sbit b = p01;sbit c = p02;sbit d = p03;sbit e = p04;sbit f = p05;sbit g = p06;sbit p = p07;/sbit key1 = p24;/sbit key2 = p25;/sbit key3 = p26;/sbit key4 = p27;uchar code n10 = 0xc0, 0xf9 ,0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82,

30、0xf8, 0x80, 0x90; /共陽(yáng)極段碼0, 1, 2, 3, .8, 9/*獨(dú)立按鍵處理函數(shù)*/ void key()static uchar key_new = 0,key_old = 0,key_value = 0;if(key_new = 0) /按鍵松開(kāi)if(key_io & 0x07) = 0x07)key_value +;else key_value = 0;if(key_value = 5) /按鍵松開(kāi)松手檢測(cè)key_value = 0;key_new = 1;/按鍵松開(kāi)后進(jìn)入等待按鍵狀態(tài)else if(key_io & 0x07) != 0x07) /按鍵按下key_

31、value +;else key_value =0;if(key_value = 5)/按鍵按下消抖key_value = 0;key_new = 0; /按鍵松開(kāi)后進(jìn)入等待松開(kāi)按鍵狀態(tài)key_can = 20;if(key_new = 0) & (key_old = 1)switch(key_io & 0x07)case 0x06: key_can = 1; break; /得到按鍵值 case 0x05: key_can = 2; break; /得到按鍵值 case 0x03: key_can = 3; break; /得到按鍵值 key_old = key_new; /*定時(shí)器0初始化

32、程序*/void time_init() ea = 1; /開(kāi)總中斷tmod = 0x01; /定時(shí)器0工作方式1et0 = 1; /開(kāi)定時(shí)器0中斷 tr0 = 1; /允許定時(shí)器0定時(shí)uchar flag_alarm ; /報(bào)警標(biāo)志位uchar flag_bufang ; /布防標(biāo)志位uchar flag_yanwu;uchar flag_wendu;uchar flag_bufang_en ; /布防標(biāo)志位使能uint flag_value; /用做定時(shí)器的變量/*紅外報(bào)警處理*/ void hongwai_dis()if(flag_alarm = 1) /報(bào)警red = red; /紅燈

33、報(bào)警beep = beep; /蜂鳴器報(bào)警if(flag_bufang_en = 1) /準(zhǔn)備開(kāi)始布防green = green; /綠燈閃 if(flag_bufang = 1) /確認(rèn)布防green = 0; /如果延時(shí)布防成功 綠燈長(zhǎng)亮if(hw = 1) /紅外有輸出flag_alarm = 1;/*對(duì)應(yīng)不同按鍵處理*/ void key_with()if(key_can = 1) /按鍵緊急報(bào)警flag_alarm = 1; /報(bào)警標(biāo)志位 ; if(key_can = 2) /布防按鍵flag_bufang_en = 1;if(key_can = 3) /取消報(bào)警 把變量清零flag_alarm = 0; flag_bufang = 0; flag_bufang_en = 0;flag_value =