基于AT89C51單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

1、目目 錄錄 摘 要 .i abstract .ii 1 緒論 .1 1.1 序言 .1 1.1.1 防盜報警系統(tǒng)的構(gòu)成.1 1.1.2 防盜報警器的分類.2 1.1.3 防盜報警系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展.2 1.1.4 防盜報警系統(tǒng)的發(fā)展前景與趨勢.3 1.2 設(shè)計要求與研究內(nèi)容 .4 1.2.1 設(shè)計要求.4 1.2.2 研究內(nèi)容.5 2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 .5 2.1 方案選擇論證 .5 2.2 主控芯片單片機的選擇 .7 2.3 傳感器的選擇 .7 2.3.1 常見的幾種紅外傳感器介紹.7 2.3.2 熱釋電紅外傳感器的原理.9 2.3.3 熱釋電紅外傳感器的選定.9 2.3.4 振動位移傳感

2、器的選定.10 2.4 顯示器工作原理及其選擇 .11 2.5 時鐘芯片 ds1302 的介紹 .13 2.6 外擴存儲器 at24c02 的介紹 .14 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 .15 3.1 用戶端探測器設(shè)計 .15 3.2 lcd 顯示電路設(shè)計.16 3.3 報警執(zhí)行電路設(shè)計 .17 3.4 時鐘電路設(shè)計 .18 3.5 晶振與復(fù)位電路設(shè)計 .18 3.6 電源電路設(shè)計 .19 3.7 外擴存儲電路設(shè)計 .20 3.8 鍵盤電路設(shè)計 .22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .23 4.1 軟件設(shè)計分析 .23 4.2 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 .23 4.2.1 lcd 顯示程序設(shè)計 .23 4.2.2 系統(tǒng)初始化

3、程序設(shè)計.24 4.2.3 報警系統(tǒng)程序設(shè)計.25 4.2.4 查詢記錄程序設(shè)計.25 4.2.5 刪除記錄程序設(shè)計.28 4.2.6 調(diào)整時間程序設(shè)計.28 4.2.7 定時中斷 0 程序設(shè)計.30 4.2.8 外部中斷 0 程序設(shè)計.30 4.2.9 外部中斷 1 的程序設(shè)計.32 4.2.10 4*4 矩陣掃描鍵盤程序設(shè)計 .32 結(jié)束語 .34 致 謝 .35 參考文獻(xiàn) .36 附 錄 .37 基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 摘摘 要要 防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計是為滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要所設(shè)計的家庭式電子防盜系 統(tǒng)。 防盜報警系統(tǒng)采用了由熱釋電紅外傳感器和振

4、動位移傳感器構(gòu)成的復(fù)合式傳感 器，這種防盜器安裝隱蔽，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和 pc 機通信， 便于多用戶統(tǒng)一管理。防盜報警系統(tǒng)設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。硬件部分 設(shè)計主要包括檢測電路接收信號，led 控制電路控制發(fā)光及驅(qū)動執(zhí)行報警電路執(zhí)行 報警等。軟件部分設(shè)計主要包括中斷、定時等程序設(shè)計來實現(xiàn)聲光報警的作用。此 設(shè)計實現(xiàn)的功能簡單而實用。當(dāng)人員外出時，可把報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)， 探測器工作起來。當(dāng)有人闖入時，傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的探頭將 人體輻射的紅外光譜和振動的位移變換成電信號。此信號經(jīng)放大電路、比較電路送 至門限開關(guān)，打開門限閥門送出 ttl 電平

5、，然后經(jīng)鎖存器送至 at89c51單片機，又 經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。 關(guān)鍵詞 單片機；紅外傳感器；信號接收；報警電路 the design of family anti-theft alarm systems based on scm abstract the design of anti-theft alarm system is for the family of electronic security systems designed to meet the needs of modern residential burglar. anti-theft alarm

6、 system uses the combination sensor which consists of pyroelectric infrared sensor and vibration transducer for displacement,the fixing of this alarm is covert, after has been processed by scm, the signal of alarm communicates with pc, which is convenient for uniform management. anti-theft alarm des

7、ign includes hardware part and software part.the hardware part of the design includes detection circuit receiving the signal, the led control circuit to control light-emitting and driving the implementation of the implementation of the alarm circuit to alarm.the software part of the design includes

8、programs like interrupt,timing to achieve the role of acousto-optic alarm,etc.the functions of the design is simple and pratical.when people go out,we can set the alarm system in the conditon of protection ,the detector begins to work. pyroelectric infrared sensor will detect the action when people

9、break in ,and the infrared probe setted in the observing point will convert the infrared radiation and the displacement of the vibration from the human body into the electrical signal.the signal is sent to the threshold switch through amplifier circuit and comparison circuit,then open the threshold

10、valves and send out the ttl level,then send it to the at89c51 scm via the latch,and make the performing alarm circuit sounding via the processing oprations of the scm . keywords scm;infrared sensor;signal receiving;alarm circuit 1 緒論 1.1 序言 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對其住宅的要求也越來越高，表現(xiàn)在不僅希望 擁有舒適的住所，而且對安全性、智能性等方面也提出

11、了更高的要求。這時，傳統(tǒng) 的家庭住宅顯然己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。人們迫切需要一種智能型的家庭防 盜報警系統(tǒng)，能可靠的進(jìn)行日常安全防范工作，及時發(fā)現(xiàn)各種險情并通知戶主，以 便將險情消滅在萌芽狀態(tài)，這樣人們便可安心工作，同時也保證了居民的生命財產(chǎn) 不受損失。于是有關(guān)家庭、辦公室和倉庫等處的安全防范和自動報警系統(tǒng)的開發(fā)研 制日益被科研單位和生產(chǎn)廠家所重視。 隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機以其具有體積小、價格低、集成度高、 性價比高等突出優(yōu)點已在工業(yè)控制、智能儀表、數(shù)控機床、數(shù)據(jù)采集以及各種家用 電器等方面得到了廣泛應(yīng)用。因此，利用單片機和一些簡單的外圍器件來開發(fā)種適 合于家庭的低價位、運行可

12、靠的智能型安全防盜報警系統(tǒng)，對室內(nèi)出現(xiàn)入室盜竊等 自動發(fā)出報警信息并通知戶主進(jìn)行及時處理已經(jīng)勢在必行。紅外線作為一種不可見 光，有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。 紅外報警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù),其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動式熱釋電 型紅外報警器,還有紅外監(jiān)控?zé)o線報警器、超聲波防盜報警器、紅外線防盜報警器、 高靈敏紅外報警器、觸摸式延時防盜報警器、 觸摸式防盜報警器、紅外報警器、 紅外線聲光報警器等。 為滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計的基于單片機的家庭防盜報警系統(tǒng)，它在以 前的防盜器基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)，不但可以用于單一的住宅區(qū)，也可以規(guī)模用 于比較大

13、規(guī)模住宅區(qū)的防盜。它的工作性能好，不易出現(xiàn)不報和誤報現(xiàn)象，安全可 靠。不僅如此，它使用了單片機做信號處理器，這樣非常有利于與計算機相連接， 利用計算機統(tǒng)一管理，使整個小區(qū)的住戶基本情況、資料等在計算機內(nèi)存儲起來， 方便來訪人的查詢和保安人員的統(tǒng)一管理。 1.1.1 防盜報警系統(tǒng)的構(gòu)成 防盜報警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)自動探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入 行為，產(chǎn)生報警信號，并提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的 系統(tǒng)。防盜報警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件， 就能通過聲光報警信號在安保控制中心準(zhǔn)確顯示出事地點，便于迅速采取應(yīng)急措施。 防盜報警系統(tǒng)與出入

14、口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)和電子巡更系 統(tǒng)等一起構(gòu)成了安全防范系統(tǒng)。 防盜報警系統(tǒng)由探測器、傳感器、控制器、報警器、顯示器幾部分構(gòu)成?？刂?器實現(xiàn)對熱釋電紅外探測器和振動位移傳感器的循環(huán)掃描，并控制報警信號處理電 路作出相應(yīng)狀態(tài)處理，如果有報警信號的話，延時12秒對該端口進(jìn)行一次掃描確 保真的有險情時立即發(fā)出報警信號，控制報警電路報警，同時通過液晶顯示器顯示 單元顯示具體的事發(fā)位置。 1.1.2 防盜報警器的分類 報警探測器按工作原理主要可分為紅外報警探測器、微波報警探測器、被動式 紅外/微波報警探測器、玻璃破碎報警探測器、振動報警探測器、超聲波報警探測器、 激光報警探測器、磁

15、控開關(guān)報警探測器、開關(guān)報警探測器、視頻運動檢測報警器、 聲音探測器等許多種類。 報警探測器按工作方式可分為主動式報警探測器和被動式報警探測器。 報警探測器按探測范圍的不同又可分為點控報警探測器、線控報警探測器、面 控報警探測器和空間防范報警探測器。 防盜探測器是否采用電源分類可分為無源和有源兩種。從防盜探測器與報警主 機的連接方式可分有線與無線。除了以上區(qū)分以外，還有其他方式的劃分。在實際 應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類型的報警探測器，才能滿足不同 的安全防范要求。報警探測器作為傳感探測裝置，用來探測入侵者的入侵行為及各 種異常情況。在各種各樣的智能建筑和普通建筑物中需要安全防范

16、的場所很多。因 此，就需要各種各樣的報警探測器，以滿足不同的安全防范要求。 1.1.3 防盜報警系統(tǒng)在國內(nèi)外的發(fā)展 在我國，家庭智能報警是一項重要內(nèi)容，報警器應(yīng)具有多個探測器接口，可接 收紅外及微波探測器、感煙探測器、溫度探測器、煤氣泄漏探測器等傳來的報警信 號，然后通過通訊網(wǎng)絡(luò)將報警信息傳送到相關(guān)人的通訊設(shè)備上，以使災(zāi)情得到及時 處理，保護(hù)人們的生命財產(chǎn)安全。 國內(nèi)報警設(shè)備主要是在兩方面發(fā)展較快，一方面是探測器技術(shù)和探測器的發(fā)展， 一方面是遠(yuǎn)程報警系統(tǒng)的發(fā)展。探測器的發(fā)展主要表現(xiàn)在出現(xiàn)了被動紅外、超聲波 和微波三種不同的探測技術(shù)。但前途的是復(fù)合式探技術(shù)，即在同一個封裝盒里安裝 兩種以上不同的

17、探測器，兩者組合后誤報率將會大大降低。 目前我國有關(guān)報警系統(tǒng)主要就是無線式系統(tǒng)。它具有安裝方便、簡單，一次性 投資小的特點，但它存在覆蓋面積小、誤報率高等問題，使用場合受到一定限制。 但由于此類產(chǎn)品具有體基于彩信的無線紅外防盜報警系統(tǒng)的硬件設(shè)計.體積小、耗電 低、成本低、功能單一等優(yōu)點，適合住宅小區(qū)的防盜報警。 在北美，從上世紀(jì)初報警呼救箱放置在街頭巷尾，在呼救時發(fā)出聲響提示，以 尋求附近警察的幫助；同時，這種呼救箱直接連接到附近的警局，使得稍遠(yuǎn)一些的 警察也能夠收到呼救信息。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的電報 公司加入到這個行業(yè)中，從而使得報警信息可以通達(dá)到更遠(yuǎn)的地方；不過，這

18、種電 報方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話理所當(dāng)然地成為報警通訊的主要手段。 而此后自動撥號系統(tǒng)的出現(xiàn)以及電話普及到千家萬戶，更使得通過電話線報警的方 式得到了前所未有的發(fā)展。 目前，對北美的安防產(chǎn)業(yè)來說，最成功的經(jīng)營模式就是聯(lián)網(wǎng)報警服務(wù)模式，聯(lián) 網(wǎng)報警將整個北美的安防產(chǎn)業(yè)從橫向到縱向進(jìn)行整合串并，形成了一個集中許多高 科技手段和產(chǎn)業(yè)化管理水準(zhǔn)的一體化綜合性產(chǎn)業(yè)。比如世界排名第一，北美最大的 安防跨國公司一美國棋諾亞公司，它在世紀(jì)年代開始搞簡單的防盜報警，其當(dāng)時的 業(yè)務(wù)范圍和技術(shù)水平跟中國現(xiàn)在很多安防企業(yè)是相當(dāng)?shù)?。?0年代，它對其產(chǎn)業(yè)的 整體發(fā)展方向做了很大的調(diào)整，變?yōu)槁?lián)網(wǎng)報警服務(wù)商，建立

19、了首家網(wǎng)管中心，尤其 引用了大量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進(jìn)的聯(lián)網(wǎng)報警 服務(wù)平臺。 從以上過程來看，報警行業(yè)的發(fā)展是以工業(yè)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的，只有具備良好 的通信手段，才能夠把各地的報警信息匯聚到相應(yīng)的權(quán)威部門，然后由權(quán)威部門負(fù) 責(zé)分配有限的警力來幫助到所有的社會個體。在現(xiàn)代計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和 現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，安防系統(tǒng)也是一個很完善的計算機控制系統(tǒng)，防盜報警系 統(tǒng)，電視監(jiān)控系統(tǒng)，聲音系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)和巡更系統(tǒng)統(tǒng)一由一臺計算機進(jìn)行管理， 標(biāo)志我國的安防事業(yè)進(jìn)入一個新階段。 1.1.4 防盜報警系統(tǒng)的發(fā)展前景與趨勢 傳統(tǒng)的機械式家居防衛(wèi)在實際使用中暴露出一些明顯的

20、問題，如：影響樓房美 觀，市容整潔；影響火災(zāi)救援通道；給犯罪分子提供了便利的翻越條件；時間久了 會有高空墜物的危險等。因此，作為新一代的智能安全防盜報警器系統(tǒng)就應(yīng)運而生， 并日益受到廣泛的重視和運用。 數(shù)字化、無線化、集成化是防盜報警系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的要求，所以我們不難發(fā) 現(xiàn)防盜報警的技術(shù)發(fā)展趨勢：更穩(wěn)定可靠：如探測器可抗rfi/emi（電磁干擾/射頻 干擾）、防雷電等，以適應(yīng)惡劣氣候；更多樣的功能：如探測器可調(diào)頻、防遮擋、 防噴蓋、防破壞等；更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求； 更智能化的設(shè)計：方便地設(shè)/撤防，人性化的操作界面；更強大的聯(lián)網(wǎng)功能；更方便 的擴展性。上述發(fā)展趨勢

21、，事實上都建立在數(shù)字化、無線化、集成化的三大核心技 術(shù)基礎(chǔ)上。 1.2 設(shè)計要求與研究內(nèi)容 1.2.1 設(shè)計要求 現(xiàn)時社會治安問題嚴(yán)峻，各種入室搶竊、偷盜事件時有發(fā)生。防盜報警系統(tǒng)是 利用探測器裝置對建筑物內(nèi)外重要地點和區(qū)域進(jìn)行布防、探測。當(dāng)探測器探測到非 法入侵，報警器工作狀態(tài)變?yōu)閳缶癄顟B(tài)，產(chǎn)生報警聲。本論文的目的就是設(shè)計出一 種符合上述要求的防盜報警系統(tǒng)。本文所研制的報警系統(tǒng)的功能要求如下: 主控芯片：at89c51,工作在 12mhz 時鐘頻率； 檢測信號：采用復(fù)合式防盜傳感器，熱釋電紅外傳感器和振動位移傳感器并接 使用，增加報警可靠性，下降沿觸發(fā)，低電平保持寬度 1ms，監(jiān)測負(fù)載 60

22、0； 輸入通道：16 路監(jiān)測信號，220v 交流電源輸入； 報警方式：聲光報警，蜂鳴器和 led； 顯示方式：2*16 字符液晶顯示，led 電源指示，led 報警顯示； 輸入方式：4*4 矩陣鍵盤和系統(tǒng)復(fù)位獨立按鍵； 系統(tǒng)電源：工作電源 220v 交流輸入，3.6v 備用電源； 相關(guān)功能：正常情況下顯示當(dāng)前時間，時間可調(diào)；實時對 16 路輸入信號異常產(chǎn) 生聲光報警，并顯示當(dāng)前異常通道和產(chǎn)生異常時間并記錄相應(yīng)時間，報警時長可調(diào) （0198s，199 不自動停止） ，每通道能夠記錄 2 次異常時間（最早和最新時間） ； 具有記錄查詢和刪除功能，能夠查詢每路歷史異常記錄，并能刪除記錄 系統(tǒng)對自身部

23、分?jǐn)?shù)據(jù)處理錯誤能產(chǎn)生提示。 1.2.2 研究內(nèi)容 本課題需要研究的內(nèi)容主要有以下幾個方面： 根據(jù)系統(tǒng)功能要求且考慮產(chǎn)品的性價比，進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計。該方案采 用模塊化設(shè)計方法，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和用戶的使用。 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括芯片的選型、所選芯片的功能、芯片外圍電路的合理設(shè)計。 主要內(nèi)容有單片機的選擇、主機電路的設(shè)計、傳感器的選擇、報警電路的設(shè)計。 下面分3章從系統(tǒng)總體的方案設(shè)計、系統(tǒng)的硬件設(shè)計、系統(tǒng)的軟件設(shè)計對本設(shè)計 做詳細(xì)的介紹。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 2.1 方案選擇論證 該系統(tǒng)設(shè)計方案有以下兩種： 方案一：顯示方式采用數(shù)碼顯示，占用 i/o 較多，體積較大，采用掃描顯示占 用機時，采

24、用靜態(tài)顯示則需要更多芯片；數(shù)據(jù)存儲直接利用單片機內(nèi)部 ram 存儲 記錄數(shù)據(jù)；按鍵方式采用中斷矩陣鍵盤，相同按鍵占用 i/o 口較少，中斷方式不占 用多余機時，但多占用一位中斷口；16 路信號檢測方式采用掃描檢測，占用機器周 期，存在掃描間隔時間，而且需多出掃描子程序；時間運行方式采用單片機內(nèi)部定 時中斷計時，存在加大誤差，而且完成日的處理程序復(fù)雜。 方案二：顯示方式采用 1602 液晶顯示模塊，僅需 8 位數(shù)據(jù)線和 3 位控制線，占 用 i/o 口較少，而且能顯示字符，顯示位數(shù)更多，不需要其余外圍芯片；數(shù)據(jù)存儲 利用外擴存儲器；按鍵方式采用掃描矩陣鍵盤，相同按鍵占用 i/o 口較少，掃描鍵

25、盤占用機時；16 路信號檢測方式采用中斷方式，能及時發(fā)現(xiàn)并處理異常，主程序以 及子程序省掉相關(guān)掃描子程序；時間運行方式采用外部時鐘芯片，誤差小，能夠夠 自動校正日期。 通過比較，方案二能滿足我們實時快捷的要求，更加簡單有效，故本設(shè)計選擇 方案二。因為本系統(tǒng)要存儲每路兩次報警歷史記錄，每次記錄占用 7 字節(jié)空間，則 共需要 224b 地址空間，at89c51 內(nèi)部僅 128b 內(nèi)存空間，需要外擴存儲器。此處選 擇外擴 at24c02 可擦除存儲器，具有 256b 存儲空間，采用 i2c 總線方式，僅占用 2 位 i/o 口。采用掃描式 4*4 掃矩陣鍵盤，僅當(dāng)需要輸入時掃描鍵盤。采用中斷方式 監(jiān)

26、測 16 路信號，當(dāng)信號發(fā)生異常時，進(jìn)入中斷，掃描 16 路檢測信號輸入狀況，并 對信號進(jìn)行計算處理，判斷異常通道號，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，然后出發(fā)報警中斷，進(jìn) 行報警提示。采用外部時鐘芯片精確計時，單片機定時中斷同時計時，每過 24 點自 動從外部時鐘芯片 ds1302 校準(zhǔn)時間。 本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、信號放大處理、 人工鍵盤控制、報警執(zhí)行、報警顯示等子模塊。系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)可劃分為：傳感器檢 測、報警執(zhí)行電路、單片機控制電路、lcd 控制顯示電路及相關(guān)的控制管理軟件組 成。用戶終端完成信息采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警、本地顯 示等功能。從系統(tǒng)設(shè)計的要

27、求來分析該設(shè)計構(gòu)成框圖如圖 21 所示： 信號檢測電路 鍵盤 時鐘電路 外擴存儲電路 單片機 at89c51 led 發(fā)光報警 蜂鳴器報警 lcd 顯示 圖 21 總體設(shè)計框圖 整個系統(tǒng)由 at89c51、鍵盤、lcd 顯示屏、ds1302 時鐘芯片、at24c02 存儲 芯片、檢測信號輸入、聲光報警電路組成。通過結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)可看出：以 at89c51 為系統(tǒng)中心，單片機與 at24c02 交換歷史記錄信息，從 ds1302 獲得校準(zhǔn)時間，通 過 4*4 矩陣鍵盤掃描輸入相關(guān)信息，通過 lcd 顯示屏顯示相關(guān)信息，檢測信號異 常時對單片機申請中斷，單片機通過相關(guān)處理產(chǎn)生異常信息，通過聲光報警（

28、蜂鳴 器，報警指示燈） 。 本系統(tǒng)電源可采用 220v 交流電輸入，也可直接提供 5v 電源，ds1302 可根據(jù) 需要提供備用電源（3.6v 紐扣電池或者大電容） 。系統(tǒng)的單片機時鐘采用 12mhz 晶 振；4*4 矩陣鍵盤輸入行線接入 p1.0p1.3 口，列線接入 p1.4p1.7 口；時鐘芯片 ds1302 時鐘 sclk 引腳接 mcu p1.6 口，復(fù)位 rst 引腳接 p1.7 口，數(shù)據(jù) i/o 引腳 接 p3.6 口；at24c02 為 i2c 雙總線傳輸方式，時鐘信號 sck 接 p2.2 口，數(shù)據(jù)線 sda 接 p2.3 口；p3.4 口接報警系統(tǒng)的蜂鳴器驅(qū)動，蜂鳴器采用三

29、極管驅(qū)動，并聯(lián)續(xù) 流二極管防止三級管擊穿；p3.7 口接報警系統(tǒng)的報警指示燈。單片機的 p0 口做數(shù)據(jù) 輸入輸出口；lcd 的數(shù)據(jù)輸入、輸出和 16 路檢測信號的輸入都經(jīng)過 p0 口，lcd 三 位控制線分別連接 p2.5、p2.6、p2.7；16 路監(jiān)測信號經(jīng)過 74ls373 鎖存輸入給單片 機。 2.2 主控芯片單片機的選擇 所謂單片機就是一塊芯片上集成了 cpu、rom、ram、定時/計數(shù)器和多種 i/o 接口電路等而具有一定規(guī)模的微型計算機。單片機與通用微型計算機相比較，它在 硬件結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨到之處。 單片機在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點：體積小，成本低，運用靈活，

30、 易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機電儀一體化； 面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得更佳的性能 價格比；抗干擾能力強，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作， 這是其他機種無法比擬的；實現(xiàn)多機和分布式控制，使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠 性大為提高。 at89c51 是一種帶 4kb flash 存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的低電壓、高性能 cmos 8 位微處理器，俗稱單片機。 單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 a

31、tmel 高密度非易 失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將 多功能 8 位 cpu 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，atmel 的 at89c51 是一種高 效微控制器。at89c51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的 方案。故此設(shè)計采用 at89c51。 2.3 傳感器的選擇 2.3.1 常見的幾種紅外傳感器介紹 紅外探測器 紅外探測器按照探測的機理的不同，可以分為熱探測器和光子探測器兩大類。 熱探測器是利用輻射熱效應(yīng)，使探測元件接收到輻射能后引起溫度升高，進(jìn)而使探 測器中依賴于溫度的性能發(fā)生變化。檢測其中某一性能的變化，便可探測

32、出輻射。 多數(shù)情況下是通過熱電變化來探測輻射的。當(dāng)元件接收輻射，引起非電量的物理變 化時，可以通過適當(dāng)?shù)淖儞Q后測量相應(yīng)的電量變化。 紅外測溫產(chǎn)品 50 多種紅外測溫儀和非接觸紅外測溫系統(tǒng)可滿足不同行業(yè)用戶的特殊需求,提供 最優(yōu)非接觸紅外測溫解決方案。在高性能和高品質(zhì)的紅外測溫產(chǎn)品市場，來自德國 的 heitronics 以其在尖端領(lǐng)域應(yīng)用中良好的品質(zhì)紀(jì)錄，被廣泛公認(rèn)為是世界一流 的紅外測溫產(chǎn)品供應(yīng)者而受到信任。 人體熱釋電紅外傳感器 在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動式熱釋電紅外探測器的應(yīng)用非常廣泛， 因其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 無線紅外傳感器 無線紅外傳感器又

33、名無線紅外探測器，無線智能幕簾/廣角紅外探測器采用美國 軍用紅外傳感器進(jìn)行信號采集探測與摩托羅拉芯片組合集成單片機智能技術(shù)控制， 自動溫度補償、微電流省耗、無誤報、無漏報、探測距離遠(yuǎn)、工作穩(wěn)定、性能可靠、 外形精巧、美觀大方。機內(nèi)設(shè)置電源外撥開關(guān)，外出設(shè)防可以接通電源，達(dá)到更加 省電的效果。它是根據(jù)人體紅外光譜而工作，當(dāng)人體在其接收范圍內(nèi)活動時，探測 器輸出報警信號，廣泛用于銀行、倉庫和家庭等場所的安全防范。它是目前可靠性 較高的產(chǎn)品，紅外探測部分采用報警器用傳感器和紅外專用處理 ic。高頻發(fā)射部分 采用最新聲表面（s）穩(wěn)頻技術(shù)，配合成熟的外圍電路，使得產(chǎn)品具有紅外探測靈敏 度好、誤報率低、高

34、頻發(fā)射頻率穩(wěn)定、發(fā)射功率大的特點。 總而言之，不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為，如人體的移動、 物體的震動、玻璃的破碎和門窗的開關(guān)等，系統(tǒng)將所得的信號進(jìn)行邏輯判斷，發(fā)出 警報。常用的傳感器有對射紅外探測器、磁控管（門磁） 、震動開關(guān)、被動紅外探測 器（pir） 、雙鑒探測器、煙感、溫感探測頭等。這些傳感器不僅可以對室內(nèi)的門、 窗、敞開的陽臺、固定玻璃、保險箱等的異常情況進(jìn)行監(jiān)測，而且還能對家中的火 警進(jìn)行監(jiān)測。在家中無人的情況下還具有探測有無物體移動的功能，以發(fā)現(xiàn)家中是 否有偷竊等異常情況。這些器件有效地為控制單元傳送現(xiàn)場的資料，提供報警控制。 而本設(shè)計采用由熱釋電紅外線傳感器和振

35、動位移傳感器構(gòu)成的復(fù)合式傳感器，通過 探測人體特有的紅外線和人體的運動來檢測盜情。 2.3.2 熱釋電紅外傳感器的原理 熱釋電紅外(pir)傳感器是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。 它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置，它能以非接觸形式檢測出人體輻射 的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，將這個電壓信號加以放大，便 可驅(qū)動各種控制電路。其工作電路原理及設(shè)計電路如圖 22 所示, 在 vcc 電源端 利用 c1 和 r2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。當(dāng)檢測到 人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過 fet 放大后，經(jīng)過 c2，r1 的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦?

36、電位，再經(jīng)過 npn 的轉(zhuǎn)化，輸出 out 為低電平。 rs y2 y1 r1 r2 c2 c1 r3 r4 q2 npn q1 fet vccvcc 3v12v out 圖 22 熱釋電紅外傳感器原理圖 熱釋電紅外傳感器是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。其內(nèi)部的熱電元 由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成， 其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，該傳感器在 工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，因而能以非接 觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。 熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光

37、片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。 設(shè)計時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加 電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的， 因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。 2.3.3 熱釋電紅外傳感器的選定 目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有 p228、lhi958、lhi954、re200b、 等。熱釋電紅外傳感器通常采用 3 引腳金屬封裝，各引腳分別為電源供電端（內(nèi)部 開關(guān)管 d 極，drain)、信號輸出端（內(nèi)部開關(guān)管 s 極，source）、接地端 （ground)。本設(shè)計傳感器采用雙元熱釋電紅外傳感器 re200b，該傳感器翻用熱 釋

38、電材料極化隨溫度變化的特殊探測紅外輻射，并采用雙靈敏元互補方法抑制干擾， 以提高傳感器的工作溫度。傳感器 re200b 內(nèi)部電路圖如下：d 腳接工作電壓，其 工作電壓低且范圍寬（2.2-15v）；s 腳為輸出源極電壓；gnd 腳為接地。如圖 2 3 所示，為熱釋電紅外傳感器 re200b 的內(nèi)部電路框圖。 圖 23 熱釋電紅外傳感器 re200b 的內(nèi)部電路框圖 熱釋電紅外傳感器 re200b 的主要工作參數(shù)： 工作電壓：常用工作電壓范圍為 315v； 工作波長：通常為 7.514um； 源極電壓：通常為 0.41.1v，r 約為 47k； 輸出信號電壓：通常大于 2.0v； 檢測距離：檢測距

39、離約為 610m； 水平角度：約為 120； 工作溫度范圍：-1040。 2.3.4 振動位移傳感器的選定 本系統(tǒng)采用nd1型振動位移傳感器，它是一種集振動和位移于一體的全方位 傳感器。它的技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)見表21。其內(nèi)部采用先進(jìn)的固態(tài)加速度檢測器件， 對外來振動十分敏感。圖24是nd1型振動位移傳感器的內(nèi)部組成框圖，它由振 動和位移傳感元件、靈敏度限制電路、檢測控制電路、延時電路和輸出級等構(gòu)成。 由于器件內(nèi)部集成度很高,外圍電路相當(dāng)簡單，圖中的c是延時控制電容，取值 越大，延時就越長，反之則越短，一般取值0.1uf10uf，這里取值為4.7uf。當(dāng)人 體在不斷運動時，輸出為高電平，并通過內(nèi)部電

40、路延時，當(dāng)人體停止運動時，輸出 轉(zhuǎn)為低電平。r是外接靈敏度設(shè)定電阻，取值在51k100k之間，阻值越大，靈敏度 就越高，此電阻可以不接，這時傳感器靈敏度最高。 圖24 nd1型振動位移傳感器的內(nèi)部 表21 振動位移傳感器技術(shù)指標(biāo)及參數(shù) 2.4 顯示器工作原理及其選擇 led 數(shù)碼管在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用非常普遍，其由發(fā)光二極管組成。led 數(shù)碼管 有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。 所謂靜態(tài)顯示就是當(dāng)顯示器顯示某一個字符時，相應(yīng)的發(fā)光二級管恒定地導(dǎo)通 或截止。這種顯示方式每一位都需要有一個 8 位輸出口控制，靜態(tài)顯示時，較小的 電流就可以得到較高的亮度且字符不閃爍，所以可以采用 8255a 的輸出口直接驅(qū)動。

41、 當(dāng)顯示器位數(shù)較少時采用靜態(tài)顯示的方法是適合的。當(dāng)位數(shù)較多是，用靜態(tài)顯示所 工作電壓靜態(tài)電流靈敏 度 檢測方 向 位移檢測依 據(jù) 工作溫度體積 3v12v3v 時 500 毫 安 0.1g全向加速度3065 122232m m 需 i/o 口太多，一般采用動態(tài)顯示方法。 所謂動態(tài)顯示就是一位一位地輪流點亮顯示器各個位（掃描） ，對于顯示器的每 一位來說，每隔一段時間點亮一次。利用人的視覺暫留功能可以看到整個顯示，但 必須保證掃描速度足夠快，字符才不閃爍。顯示的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點 亮?xí)r間和間隔時間有關(guān)。調(diào)整電流和時間參數(shù)，可實現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若 顯示的位數(shù)不大于 8 位，則控制

42、顯示器公共位只需要一個 i/o 口（稱為掃描口） ，控 制顯示器的各位所顯示的字型也需一個 8 位口（稱為段數(shù)據(jù)口） ，為了防止閃爍，顯 示的時間在 12ms。 lcd 是低電壓驅(qū)動，極微小功耗，與 cmos 功耗電路可直接匹配，此外其極薄 的扁平結(jié)構(gòu)在極亮的環(huán)境光下使用，以及信息容量大，生產(chǎn)容易等，都充分顯示了 它的優(yōu)越性能。但是液晶顯示一個最大的缺點，是工作溫度范圍較窄，特別是低濕 范圍不夠，液晶顯示器不宜施加直流電壓，一般來說，使用液晶顯示信息，需要液 晶材料或器件，相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三者統(tǒng)一。但在本設(shè)計中需要使用液晶 顯示。 1602lcd 主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量為 162 個字

43、符；芯片工作電壓為 4.55.5v；工作電流為 2.0ma(5.0v)；模塊最佳工作電壓為 5.0v；字符尺寸為 2.954.35(wh)mm。 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊， 能夠同時顯示 16x02（2 行，每行 16 個）即 32 個字符，如圖 25 為 lcd1602 引腳 排列圖： 1 腳：vss 為電源地。 2 腳：vcc 接 5v 電源正極。 3 腳：v0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對 比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10k 的電位器調(diào)整對 比度） 。 4 腳：rs 為寄存器

44、選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平選擇指令寄存器。 5 腳：rw 為讀寫信號線，高電平讀操作，低電平寫操作。 6 腳：e(或 en)端為使能端。 714 腳：db0db7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。 1516 腳：空腳或背燈電源。 15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極。 圖 25 lcd1602 2.5 時鐘芯片 ds1302 的介紹 ds1302 是一種高性能、低功耗、帶 ram 的實時時鐘芯片，它可以對年、月、 日、周、日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 2.5v5.5v。 采用三線接口與 cpu 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信 號或 ram 數(shù)據(jù)。具有

45、主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供對備用電源進(jìn)行涓細(xì) 電流充電的能力。 ds1302 引腳排列如圖 26 所示： 1、8 腳：vcc2 為主電源 vcc1 為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保 持時鐘的連續(xù)運行；ds1302 由 vcc1 或 vcc2 兩者中的較大者供電；當(dāng) vcc2 大 于 vcc1+0.2v 時，vcc2 給 ds1302 供電。當(dāng) vcc2 小于 vcc1 時，ds1302 由 vcc1 供電。 2、3 腳：x1 和 x2 是振蕩源，外接 32.768khz 晶振。 5 腳：rst 是復(fù)位/片選線，通過把 rst 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳 送。rst 輸

46、入有兩種功能：rst 接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器； rst 能終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送。當(dāng) rst 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初 始化，允許對 ds1302 進(jìn)行操作。傳送過程中 rst 置為低電平，終止此次數(shù)據(jù)傳送， i/o 變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，vcc2.0v 之前，rst 必須保持低電平。只有 sclk 為低電平，才能將 rst 置為高電平。 6 腳：i/o 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。 7 腳：sclk 為時鐘輸入端。 圖 26 ds1302 2.6 外擴存儲器 at24c02 的介紹 at24c02 為 2k 位串行 cmos eeprom，內(nèi)部含有 2

47、56 個 8 位字節(jié)，有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過 i2c 總線接口進(jìn)行數(shù)據(jù)和地址的傳輸，總線數(shù)據(jù)傳送 協(xié)議 i2c 規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器，任何從總線接收數(shù)據(jù)的器 件為接收器，數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的，主 器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)的模式，通過 器件地址輸入端 a0、a1 和 a2 可以實現(xiàn)將最多 8 個 at24c02 器件連接到總線上。 如圖 27 為 at24c02 引腳排列圖： 1、2、3 腳：器件地址輸入端。輸入腳用于多個器件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，懸 空時默認(rèn)值為 0。當(dāng)使用 at24c0

48、2 時最大可級聯(lián) 8 個器件。 5 腳：sda 串行數(shù)據(jù)/地址。雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或 接收，sda 是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進(jìn)行線或 （wire-or） 。 6 腳：scl 串行時鐘。串行時鐘腳用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘。 7 腳：wp 寫保護(hù)。wp 管腳連接到 vcc，內(nèi)容都被寫保護(hù)為只讀。當(dāng) wp 管 腳連接到 gnd 或懸空允許器件進(jìn)行正常的讀/寫操作。 at24c02 的極限參數(shù)：工作溫度工業(yè)級-55+125；商業(yè)級 0 +75；貯 存溫度-65+150；各管腳承受電壓-2.0+2.0v；vcc 管腳承受電壓-2.0 +7

49、.0v；封裝功率損耗（ta=25）1.0w；焊接溫度(10 秒) 300；輸出短路電流 100ma。at24c02 的特性如下：數(shù)據(jù)線上的看門狗定時器；可編程復(fù)位門欄電平； 高數(shù)據(jù)傳送速率為 400khz 和 1c 總線兼容；2.7v 至 7v 的工作電壓；低功耗 cmos 工藝；16 字節(jié)頁寫緩沖區(qū)；片內(nèi)防誤擦除寫保護(hù)；高低電平復(fù)位信號輸出；100 萬 次擦寫周期；數(shù)據(jù)保存可達(dá) 100 年；商業(yè)級、工業(yè)級和汽車溫度范圍。 圖 27 at24c02 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.1 用戶端探測器設(shè)計 本系統(tǒng)采用復(fù)合式傳感器對每路的信號進(jìn)行檢測。此傳感器由一個熱釋電紅外 探測器和一個振動位移傳感器構(gòu)成，

50、兩個傳感器通過一個或非門連在一起，任何一 個傳感器接收到報警信號，單片機都會做出反應(yīng)。這樣的設(shè)計增加了安全性，減少 了漏報的可能性。對于每一路的信號探測輸入電路如圖 31 所示。而 16 路檢測信 號用到了 2 片 4 輸入雙與非門 74ls20 和 4 輸入或非門 74ls25，每 4 路信號相與取 非后對 4 路與非門輸出取或非。檢測信號正常情況下為高電平，當(dāng)一路或者多路信 號異常，即跳低電平時，或非門輸出低電平，下降沿對外部中斷 0 申請中斷，同時 74ls373 le 端低電平鎖存 dn 端信號。外部中斷 0 中斷程序掃描 p2.0、p2.1，分別 置低電平，74ls373 為 oc

51、低電平時，qn 端輸出鎖存的信號。16 路檢測信號輸入電 路的設(shè)計如圖 32 所示。 s gd 1 2 3 傳傳傳傳 47u c4 vcc2 47u c5 10k r11 10k r12 gnd c6 47ugnd 1 2 3 4 5 傳傳傳傳傳傳傳 q2 9014 c19 10u56kr19 gnd vcc 200k r0 2 3 1 u5a 74ls02 圖 31 檢測信號電路的設(shè)計 oc 1 c 11 1d 3 1q 2 2d 4 2q 5 3d 7 3q 6 4d 8 4q 9 5d 13 5q 12 6d 14 6q 15 7d 17 7q 16 8d 18 8q 19 u6 74l

52、s373 oc 1 c 11 1d 3 1q 2 2d 4 2q 5 3d 7 3q 6 4d 8 4q 9 5d 13 5q 12 6d 14 6q 15 7d 17 7q 16 8d 18 8q 19 u7 74ls373 g 3 a 1 b 2 c 4 d 5 y 6 74ls25 1y 6 2y 8 1a 1 1b 2 1c 4 1d 5 nc 3 gnd 7 2a 9 2b 10 2c 12 2d 13 vcc 14 nc 11 74ls20 1y 6 2y 8 1a 1 1b 2 1c 4 1d 5 nc 3 gnd 7 2a 9 2b 10 2c 12 2d 13 vcc 14

53、nc 11 74ls20 1 2 3 4 5 6 7 8 gnd xp1 gnd 1 2 3 4 5 6 7 8 gnd xp2 gnd vcc p2.0 p2.1 vcc gnd vcc gnd gnd vcc 1k*16 1k*8 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 p0.0 into 8傳傳傳傳傳傳傳傳 傳8傳傳傳傳傳傳傳傳 圖 32 16 路檢測信號輸入電路的設(shè)計 3.2 lcd 顯示電路設(shè)計 lcd 顯示器的種類繁多，安排列形狀可分為字段型、點陣字符型和點陣圖形型。 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常使用點陣字符型 lcd 顯示器。液晶顯示的原理是利用液晶 的物

54、理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出 圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色 顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機、pda 移動通信工具 等眾多領(lǐng)域。lcd 顯示電路結(jié)構(gòu)如圖 33 所示。1602 的驅(qū)動程序包含讀顯示模塊 狀態(tài)（duzt） 、讀數(shù)據(jù)(dusj)、寫狀態(tài)(xiezt)和寫數(shù)據(jù)(xiesj)，接口為 a。 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.0 p0.7 gnd 1 vcc 2 vo 3 rs 4 r/w 5 en 6 d0 7 d1 8 d2 9 d3 10 d4

55、11 d5 12 d6 13 d7 14 bgvcc 15 bggnd 16 u4 lcd1602 vcc gnd p2.7 p2.6 p2.5 rp vcc gnd vcc gnd 圖 33 lcd 顯示電路圖 3.3 報警執(zhí)行電路設(shè)計 針對聲光報警實現(xiàn)，設(shè)計了一種實用化的基于單片機 at89c51 的報警執(zhí)行電路。 此電路接受單片機傳送來的電平信號，驅(qū)動聲光報警從而達(dá)到報警效果。采用紅色 發(fā)光二極管和壓電式蜂鳴器完成聲光報警。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電 蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。當(dāng)接通電源后,多諧振蕩器起振,輸出 1.52.5khz 的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴

56、片發(fā)聲。 驅(qū)動電路通過 p3.4 口將高電平信號送至放大電路然后傳給蜂鳴器，從而達(dá)到聲 音報警的效果。驅(qū)動電路又通過 p3.7 口將低電平信號送至紅色發(fā)光二極管的陰極， 從而達(dá)到光報警的效果。聲光報警電路結(jié)構(gòu)如圖 34 所示。 vcc1 傳傳傳 4k r6 q5 npn gnd gnd p3.4 speaker 4k r7 d3 vcc d4 d9 d8 d7 led傳 led傳 led傳 led傳 220 r17 220 r8 220 r9 220 r10 vcc p3.7 圖 34 報警執(zhí)行電路圖 3.4 時鐘電路設(shè)計 為實現(xiàn)精確的時鐘功能并節(jié)省單片機 i/o 口資源，該設(shè)計使用專用的接口

57、方式 為串行的時鐘芯片 ds1302，該芯片線路簡單、體積小、易于操作，且價格低廉。 ds1302 與單片機之間能簡單的采用同步串行方式進(jìn)行通信，僅需用到三個口線： rst，i/o，sclk。x1 和 x2 是振蕩源，外接 32.768khz 晶振。rst 是復(fù)位/片 選線，通過把 rst 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 rst 輸入有兩種 功能：首先， rst 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， rst 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)rst 為高電平時，所有的數(shù) 據(jù)傳送被初始化，允許對 ds1302 進(jìn)行操作。如果在傳送過程中 rst 置為低電 平，則

58、會終止此次數(shù)據(jù)傳送， i/o 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 vcc2.0v 之前，rst 必須保持低電平。只有在 sclk 為低電平時，才能將 rst 置為高電 平。ds1302 存在時鐘精度不高，易受環(huán)境影響，出現(xiàn)時鐘混亂等缺點。 ds1302 可以用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點的記錄，能實 現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時間同時記錄。 ds1302 工作時功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘 信息時功率小于 1mw。如圖 35 所示時鐘電路。ds1302 驅(qū)動程序分為讀時間 （get1302）和設(shè)置時間（set1302）,時間數(shù)據(jù)直接放入內(nèi)存 40h47h 或者從內(nèi) 存 40h47h 讀取。

59、gnd 22pf c11 12 332768hz xtal 22pf c12 gnd vcc p1.6 p3.6 p1.7 3.6v bt2 gnd vcc x1sclk vcc x2 gnd ds1302 io 10 11 12 13 14 15 16 rst 17 圖 35 時鐘電路圖 3.5 晶振與復(fù)位電路設(shè)計 通過振蕩得到一個穩(wěn)定的時鐘頻率。利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到 10 秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。xtal1 和 xtal2 分別為反向放大器 的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，xtal2 應(yīng)不接

60、。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個 二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電 平要求的寬度。 復(fù)位則是通過某種方式, 使單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù) 位。復(fù)位方式是單片機的初始化操作。單片機除了正常的初始化外，當(dāng)程序運行出 錯或由于操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復(fù)位鍵重啟機器。單片機在時 鐘電路工作以后, 在 rst 端持續(xù)給出 2 個機器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。 例如使用晶振頻率為 12mhz 時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于 2us。 復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位以及“看門狗”復(fù)位三種類型。 “看門狗”電路則是