電話撥號防盜報警器設計

1、沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計(論文)i摘摘 要要電話撥號防盜報警器作為家庭防盜報警器材的一員，非常經濟適用，它進入人工警戒后，主控 cpu 不斷檢查觸發(fā)開關的狀態(tài)，當盜賊入室觸動報警觸發(fā)開關時，立即啟動電話撥號程序向主人報警，當然，也可以通過修改軟件使其在現(xiàn)場發(fā)出高分貝報警音。當用戶受到接收到自家電話號碼和報警蜂鳴音信息時，便知道家里可能有人入室盜竊，從而做出相應的應急措施。實踐證明，該系統(tǒng)報警快速、準確。由于該系統(tǒng)電路簡單，而且利用的是公共通信網(wǎng)，因此不存在建立獨立報警系統(tǒng)網(wǎng)絡問題，具有成本低、體積小、能耗低且不影響正常打電話等突出優(yōu)點。關鍵詞：電話撥號防盜報警；單片機；at89c2

2、051沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） iiabstractdial burglar alarm，as a member of home security alarm equipment, very economical, after its entry into artificial alert, host cpu constantly checking the status of the trigger switch. when thieves burglary alarm triggered when the trigger switch, immediately start

3、 the phone dialer alarm to the master, of course ,you can also modify the software to issue in the field of high decibel audio alarm. when users are receiving their own phone number and alarm beep information，some people may be aware of home burglary, and thus make the appropriate emergency measures

4、. practice has proved that the system alarm quickly and accurately. as the system is simple, and use of a public communication network, there is no alarm system to establish an independent network problems, low cost, small size, low energy consumption without affecting the normal phone calls and oth

5、er advantages.keywordkeyword: dial burglar alarm; scm ;at89c2051沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） iii目目 錄錄前 言 .i1 課題分析.11.1 方案論證.11.1.1 方案提出及準備.11.2.2 方案的選擇.12 系統(tǒng)設計.52.1 設計思路 .52.2 系統(tǒng)方案.63 單片機介紹.83.1 單片機介紹.83.1.1 單片機的發(fā)展.83.1.2 at89c2051 單片機.94 電路設計.114.1 脈沖撥號原理.114.2 鍵盤輸入.124.3 顯示電路.134.4 脈沖撥號實現(xiàn)過程 .165 程序設計.18

6、5.1 主程序設計 .185.2 變量定義及初始化模塊.195.3 啟動報警器子程序模塊 .215.4 撥號脈沖子程序模塊 .215.5 關機子程序模塊 .235.6 開發(fā)軟件介紹 .235.6.1 keil uvision3.235.6.2 protel dxp.245.6.3 proteus 7 professional.265.6.4 c 語言.296 電路的安裝調試.306.1 電路的總體調試.306.2 調試過程中出現(xiàn)的問題.327 系統(tǒng)性能及社會經濟效益分析.347.1 系統(tǒng)的性能 .34沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） iv7.2 安裝及使用說明 .347.3 社會經

7、濟效益分析 .348 結論.369 結束語.37參考文獻.38附錄 電路圖.39附錄 元器件清單.40附錄 pcb 版圖.41附錄 程序代碼.42沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計(論文)i前前 言言隨著人們生活水平的不斷提高，大家對住宅和辦公室的安全意識也日益增加。因此，研究和開發(fā)防盜報警器裝置引起了科研單位和生產廠家的重視，特別是面對普通居民，價格低、運行可靠的自動報警系統(tǒng)。長期以來，一些電子雜志介紹的防盜報警器均無電話撥號報警功能，而市場上銷售的可自動撥號報警防盜器材又價格高昂。這里介紹的電話撥號防盜報警器可在這兩者之間找到平衡，即兼具高性能和低價位。為了以低成本實現(xiàn)高性能，設計師利用

8、了電信局的交換機支持脈沖撥號方式來實現(xiàn)撥號報警，這樣可利用單片機直接發(fā)出撥號脈沖，精簡了電路，降低了成本。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 11 課題分析課題分析1.1方案論證方案論證1.1.1 方案提出及準備方案提出及準備預設計一個通過電話線傳輸報警信息的裝置，首先應考慮該裝置的應用平臺及媒質。本裝置是通過向電話發(fā)射脈沖撥號，以完成撥號報警的目的。所謂脈沖撥號，就是指電話機上撥入的電話號碼以脈沖個數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經通以直流電路的回路上，利用撥號盤及發(fā)號電路將回路斷開、再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入電話號碼的發(fā)送。 在硬件的選用上，要注意可靠性，兼顧實用性。對所涉及

9、到的低頻、高頻、脈沖及其它相關知識，應予以熟練掌握和靈活應用。爭取用更低的成本，更高的質量完成設計目標。1.2.2 方案的選擇方案的選擇方案一 ：整體設計由語言處理器 t6668，忙音解調電路。脈沖鑒別電路，電話自動拔號電路組成。電路原理方框圖如圖 1.1。 電話機t6668語言處理電路信號放大解調電路脈沖鑒別電路自動撥號電路傳感器電話輸入圖 1.1 方案一原理圖沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 21. 電話自動撥號電路：電話撥號電控制電話模擬摘機，電話號碼發(fā)送和報警完畢掛機。當傳感器接成短路報警狀態(tài)時，報警信號輸入，經單穩(wěn)態(tài)電路延時，使重撥和地址鍵接通，將預先存儲的號碼撥出。若對

10、方電話占線(忙音)，經忙音判別電路判別以后，控制重撥繼電器工作，重復上述撥號動作，直至撥通。當報警信號輸入時，電話線與報警器的繼電器接通，完成電話信號和語言信號發(fā)送。2. 忙音解調電路：準確的判別忙音信號是電話自動撥通的關鍵。為判別忙音信號，采用兩級解調器。第一級解調輸出 450hz 撥號音，第二級解調出 0.35hz 信號，當電話信號為忙音時，第二級 8 管腳輸出低電平，控制撥號。3. 脈沖鑒別電路：增加系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。經解調器輸出后，信號輸入脈沖鑒別電路。電路中t1為預先設置基準脈沖寬度，調節(jié)這個時間常數(shù)，使得識別輸入信號的寬度大于所設定值時才有輸出。t2是用來控制輸出脈沖寬度t

11、1的。電話線有忙音時，在對輸入信號寬度進行比較后，使重撥繼電器工作，達到重新?lián)芴柕哪康?。若再次遇到忙音，重復上述工作過程。電路延時時間約 20 秒，即在電話撥通時，第一次回鈴音響過后，語言電路放音 20 秒，若對方還未聽清內容，放下聽筒，此時電話傳來是忙音信號，電路重新進行工作，撥號以后再放音，直至警情解除。4. t6668 語言處理器：它采用了 t6668 的最小系統(tǒng)。內設一片存儲器 41258，為降低量化噪聲，提高語言音質，采樣比特率選擇為最高檔 32k，選用 640khz 晶振，錄放間約 10 秒，可滿足使用要求。評析：該電路能很好的完成各項性能指標，特別是在抗干擾能力和可靠性方面.由于

12、有了脈沖鑒別電路，使得該電路的抗干擾能力大大加強，各部分工作的時間也有了較準確的保證。其使用的 t6668 語音處理器亦使得該裝置在語音報警方面較第一方案有了長足的進步。美中不足的是，首先，它要求報警用的電話必須使用多功能脈沖按鍵電話機，且?guī)в忻馓嵬ㄔ捄吞柎a存儲功能。這樣，某些沒有上述功能的電話機就不能實現(xiàn)報警功能，無形中提高了對電話機的要求，不利于推廣。其次，語音芯片 t6668 采用的 60 腳扁平塑料封裝，在實驗中極不易進行焊接調試。再次，沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 3由于采用一些價格較貴的芯片，如 t6668(市場價格在 70 元左右)，使得整體設計成本大大提高。方案

13、二 ：整個設計由單片機控制器、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、觸發(fā)電路、撥號電路、及電源等 6 部分組成，如圖 1.2。鍵盤單片機觸發(fā)開關電源撥號電路電話線圖 1.2 方案二原理圖1. 單片機控制器是整個系統(tǒng)的核心，負責控制檢測輸入/輸出顯示、模擬摘機、撥號報警、掛機等一系列的程序動作。這里采用了小引腳、高性能、低價位的at89c2051。2. 鍵盤輸入電路負責輸入單片機中一系列工作參數(shù)及功能設定。3. 發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示器在整個系統(tǒng)工作過程中共充當一個簡單的人機界面，用以顯示工作狀況及輸入/輸出的數(shù)據(jù)等、4. 電話撥號防盜報警器的觸發(fā)電路用磁性開關，簡單可靠，也可用紅外線探測器或無線門磁，以實現(xiàn)全方

14、位遠距離監(jiān)測。報警器采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。5. 撥號及報警器電路來完成模擬摘機、撥號、發(fā)出報警音、掛機等工作過程，它的工作由單片機控制。6. 電源部分負責對整個系統(tǒng)供電。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉由后備電池供電。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 4評析：該電路設計簡單，布局合理，設計和生產成本低，易于推廣。建立與維護簡單、用戶使用方便，并可充分利用現(xiàn)有的電話資源提高電話報警器的利用率。綜上所述，經過對性能指標、實用性、可靠性能和經濟效益等諸多因素的綜合考慮。第二種方案有很強的可實現(xiàn)和可操作性，并且能較好的完成畢業(yè)的任務要求，因此，我選擇實施這套設

15、計方案。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 52 系統(tǒng)設計系統(tǒng)設計2.1 設計思路設計思路設計目標要求實現(xiàn)對盜情的感知，并在一定的時間范圍內，向手機或者電話發(fā)送報警。對方接通電話后，即可聽到報警音，達到撥號報警的目的。根據(jù)上述要求，為了使整個裝置在遇到警情時能夠迅速，準確的反應，且方便安裝，該設計的警情探盜電路選擇由磁性開關。無警情時，磁性開關處于斷開狀態(tài)，此時無信號輸出。警情出現(xiàn)時，磁性開關閉合，觸發(fā)報警電路，啟動后面電路工作。當然，在把預先存儲的號碼發(fā)射出去之前，要有一個自動控制摘掛機的電路，實現(xiàn)對摘掛機狀態(tài)的自動調整。設計時采用兩個級聯(lián)的三極管，和一個用于判定工作狀態(tài)的 led

16、 完成上述功能。由于該裝置直接與電話線相連。設計時，電源部分最好啟用電話線上的 60v 直流電壓，通過極性保護穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后，向各部分電路提供合適的工作電壓。這樣做既簡化了設汁，又可以節(jié)省電能，可謂一舉兩得。設計中還需考慮到系統(tǒng)的抗干擾性和可靠性。為了避免交換機的誤判，必須將頻率的偏差控制在 1.8%，頻率電平的偏差也不得超過高頻區(qū)-7 土 3db，低頻區(qū)-93db 的標準。設計中使用了單片機，由于考慮到本系統(tǒng)主要是基于單片機的系統(tǒng)。單片微型計算機（single-chip microcomputer），簡稱單片機。就是將微處理器（cpu）、存儲器（存放程序或數(shù)據(jù)的 rom 和 ram）、總線、定

17、時器/計數(shù)器、輸入/輸出接口（i/o 口）和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計算機。單片機的主要特點有：1. 可靠性高2. 便于擴展3. 控制功能強4. 低電壓、低功耗沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 65. 片內存儲容量較小除此之外，單片機還具有集成度高、體積小、性價比高、應用廣泛、易于產品化等特點。 2.2 系統(tǒng)方案系統(tǒng)方案圖 2.1 為電話撥號防盜報警器的系統(tǒng)構成方框圖，由單片機控制器、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、觸發(fā)電路、撥號電路、及電源等 6 部分組成。電路原理圖見附錄 i。圖 2.1 系統(tǒng)構成框圖1、單片機控制器是整個系統(tǒng)的核心，負責控制檢測輸入/輸出顯示、模擬摘機、撥

18、號報警、掛機等一系列的程序動作。這里采用了小引腳、高性能、低價位的at89c2051。2、鍵盤輸入電路負責輸入單片機中一系列工作參數(shù)及功能設定。共有 4 個按鍵，即 ret、ok、up、set。rst：系統(tǒng)復位鍵。ok：輸入數(shù)據(jù)確認鍵。up：顯示的數(shù)字增加鍵。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 7set：工作模式設定鍵，可設定關機、工作、輸入時間t1、輸入時間t2輸入電話號碼 5 種模式（t1 ，t2 為報警時間）。3、led 顯示器在整個系統(tǒng)工作過程中共充當一個簡單的人機界面，用以顯示工作狀況及輸入/輸出的數(shù)據(jù)等、4、電話撥號防盜報警器的觸發(fā)電路采用磁性開關，即為裝于門或窗口的防盜

19、感應開關，門關閉時常開，門打開時閉合接通，簡單可靠，。當然也可改用其他的感應器件，如激光探測、超聲波感應、主動紅外線探測或無線門磁等，以實現(xiàn)全方位遠距離監(jiān)測。報警器采用隱蔽安裝，防止小偷發(fā)現(xiàn)。為了防止磁性開關離控制器較遠而產生引入干擾，使用了光耦作信號傳遞，效果良好。5、撥號及報警器電路來完成模擬摘機、撥號、發(fā)出報警音、掛機等工作過程，它的工作由單片機控制。l1、l2 接電話線，znd 為擊穿電壓 120v 的壓敏二極管，防止電路受雷電干擾。三極管 t1、t2 及電阻 r1、r2 構成撥號及報警電路。該機除用于防盜報警外，若對軟件進行一些修改，也可通過電話線進行遠程數(shù)據(jù)傳遞。6、電源部分負責對

20、整個系統(tǒng)供電。平時系統(tǒng)處于低功耗待機狀態(tài)（此時耗電僅2ma 左右），由電話線上取電工作，并對 3.6v/60ma 鎳鉻電池充電。由于有鎳鉻電池后備供電，即使電話線斷電也不會使已輸入的數(shù)據(jù)丟失。平時由電話線上取得工作電流并對后備電池充電，撥號報警時轉由后備電池供電。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 83 單片機介紹單片機介紹3.1 單片機介紹單片機介紹3.1.1 單片機的發(fā)展單片機的發(fā)展第一階段（19741976 年）：制造工藝落后，集成度低，而且采用了雙片形式。典型的代表產品有 fairchild 公司的 f8 系列。其特點是：片內只包括了 8 位cpu，64b 的 ram 和兩個

21、并行口，需要外加一塊 3851 芯片（內部具有 1kb 的rom、定時器/計數(shù)器和兩個并行口）才能組成一臺完整的單片機。第二階段（19771978 年）：在單片芯片內集成 cpu、并行口、定時器/計數(shù)器、ram 和 rom 等功能部件，但性能低，品種少，應用范圍也不是很廣。典型的產品有 intel 公司的 mcs-48 系列。其特點是，片內集成有 8 位的 cpu，1kb 或2kb 的 rom，64b 或 128b 的 ram，只有并行接口，無串行接口，有 1 個 8 位的定時器/計數(shù)器，中斷源有 2 個。片外尋址范圍為 4kb，芯片引腳為 40 個。第三階段（19791982 年）： 8 位

22、單片機成熟的階段。其存儲容量和尋址范圍增大，而且中斷源、并行 i/o 口和定時器/計數(shù)器個數(shù)都有了不同程度的增加，并且集成有全雙工串行通信接口。在指令系統(tǒng)方面增設了乘除法、位操作和比較指令。其特點是，片內包括了 8 位的 cpu，4kb 或 8kb 的 rom，128b 或 256b 的ram，具有串/并行接口，2 個或 3 個 16 位的定時器/計數(shù)器，有 57 個中斷源。片外尋址范圍可達 64kb，芯片引腳為 40 個。代表產品有 intel 公司的 mcs-51 系列，motorola 公司的 mc6805 系列，ti 公司的 tms7000 系列，zilog 公司的 z8 系列等。 m

23、cs-51 系列，intel 公司的高性能 8 位單片機，該系列機有8051、8031、8751。80c51 系列是其兼容性單片機，與 8051 系統(tǒng)結構相同，但采用cmos 工藝，對 8051 做了一些擴充，更有特點，功能更強。這一系列單片機包括了好些品種，如 8031，8051，8751，8032，8052，8752 等，其中 8051 是最早最典型的產品，該系列其它單片機都是在 8051 的基礎上進行功能的增、減、改變而來的，沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 9所以人們習慣于用 8051 來稱呼 mcs51 系列單片機，而 8031 是在我國最流行的單片機。第四階段（1983

24、 年至今）： 16 位單片機和 8 位高性能單片機并行發(fā)展的時代。16 位機的工藝先進，集成度高，內部功能強，運算速度快，而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的專用語言，其特點是，片內包括了 16 位的 cpu，8kb 的 rom，232b 的 ram，具有串/并行接口，4 個 16 位的定時器/計數(shù)器，有 8 個中斷源，具有看門狗（watchdog），總線控制部件，增加了 d/a 和 a/d 轉換電路，片外尋址范圍可達64kb。代表產品有 intel 公司的 mcs-96 系列，motorola 公司的 mc68hc16 系列，ti 公司的 tms9900 系列，nec 公司的 783系列和 ns

25、公司的 hpc16040 等。然而，由于 16 位單片機價格比較貴，銷售量不大，大量應用領域需要的是高性能、大容量和多功能的新型 8 位單片機。近年來出現(xiàn)的 32 位單片機，是單片機的頂級產品，具有較高的運算速度。代表產品有 motorola 公司的 m68300 系列和 hitachi（日立）公司的 sh 系列、arm 等。3.1.2 at89c2051 單片機單片機電話撥號防盜報警器的核心控制是單片機at89c2051。at89c2051 是美國atmel 半導體公司生產的一種高性能單片機。該單片機以與mcs-51 系列單片機高度兼容、低功耗、可以在接近零頻率下工作等諸多優(yōu)點，而廣泛應用于

26、各類計算機系統(tǒng)、工業(yè)控制，電信設備、消費類產品中。由于atmel 是全球最大的 flash 和 eeprom 生產制造公司之一，加以以其 eeprom 技術與 intel 的8051 內核技術交換，使 atmel 擁有了 8051 內核的使用權，其生產出的 at89 系列單片機不僅與 8051 有極好的兼容性，而且具有極高的性能價格比。at89c2051 是 at89 系列單片機中的一種精簡產品。指令與 mcs-51 完全兼容；內帶 2kb 可編程閃速儲存器可重復擦寫 1000 次；數(shù)據(jù)保留 10 年；工作電壓范圍2.76v；工作頻率 024mhz；兩級程序加密鎖定；123b 內部 ram；1

27、5 條可編程雙向 i/o 口線；2 個 16 位定時器/計數(shù)器；5 個中斷；可編程串行 uart 通道；輸出口可直接驅動 led；片內含模擬比較器；低功耗的閑置和掉電模式。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 10它是將 at89c51 的 p0 口、p2 口、ea/v pp ale/prog、psen 口線省去后，形成的一種僅 20 個引腳的單片機，相當于早期 intel8031 的最小應用系統(tǒng)。這對于一些不太復雜的控制場合，僅用一片 at89c2051 就足夠了，是真正意義上的“單片機”。由于將多功能 8 位 cpu 和 2kb 的閃速儲存器集成在單個芯片中，使其成為一種高效的微控

28、制器。at89c2051 的出現(xiàn)為很多規(guī)模不太大的嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種極佳的選擇方案，是傳統(tǒng)的 51 系列單片機的體積大、功耗大、可選模式少等諸多困擾設計工程師們的致命弱點不復存在。圖 3.1 是 at89c205 引腳圖。圖 3.1 at89c2051 引腳圖沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 114 電路設計電路設計4.1 脈沖撥號原理脈沖撥號原理脈沖撥號是目前電話機兩種撥號方式中的一種，另一種為雙音多頻撥號方式。脈沖撥號就是指在電話機上撥入的電話號碼以脈沖個數(shù)的形式發(fā)出，也就是說，在已經通以直流電源的回路上，利用撥號盤及法號電路將回路斷開、再接通而形成的脈沖信號，來完成輸入

29、電話號碼的發(fā)送。在操作中，若用戶撥 1，則送出一個脈沖，回路中斷一次、接通一次；撥 2，則發(fā)送 2 個脈沖，回路斷一次、接通一次、再斷一次、再接通一次；而撥 0 時，則發(fā)出 10 個脈沖，回路斷、接通輪流 10 次。圖 4.1 為電話號碼“32”的脈沖波形。斷通0v-u（60v）tb tmtp號碼3的脈沖號碼字間間隔時間tid號碼2的脈沖時間 圖 4.1 電話號碼“32”的脈沖波形正常撥號時，電路電流中斷的時間一般在 58 65ms 之間，視斷續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。電路電流接通的時間（即在同一位號碼中的 2 個斷脈沖之間的接通電流時間）約在 3242ms 之間，視斷

30、續(xù)比的不同而不同?？焖贀芴枙r，只要取一半時間即可。顯然脈沖周期等于脈沖中斷時間和脈沖接通時間之和，每一個周期的時間為 100ms 左右。快速撥號時，在 50ms 左右。2 位號碼（即 2 組脈沖串）之間的最小時間間隔，通常為 800ms 左右；而快速撥號時，其值減半，為 400ms 左右。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 12我國目前采用的電話脈沖撥號的速率是 10pps（每秒脈沖數(shù)），即每秒發(fā)出 10個脈沖，因此上述各參數(shù)不存在快速撥號時的值。為了提高撥號的可靠性及穩(wěn)定性，這里設計時選定更低的脈沖撥號速率；1 個脈沖代表撥出 1，2 個脈沖代表撥出 2，10 個脈沖代表撥出 0；

31、每個脈沖的寬度和間隔均為 100ms，工作時首先進行模擬摘機，然后開始脈沖撥號，撥出 1 位號碼后停頓 500ms(保持接通)在撥下一位，直至全部撥完后在發(fā)報警音，最后掛機。4.2鍵盤輸入鍵盤輸入按鍵按照結構原理可分為兩類，一類是觸點式開關按鍵，如機械式開關、導電橡膠式開關等；另一類是無觸點式開關按鍵，如電氣式按鍵，磁感應按鍵等。前者造價低，后者壽命長。目前，微機系統(tǒng)中最常見的是觸點式開關按鍵。按鍵按照接口原理可分為編碼鍵盤與非編碼鍵盤兩類，這兩類鍵盤的主要區(qū)別是識別鍵符及給出相應鍵碼的方法。編碼鍵盤主要是用硬件來實現(xiàn)對鍵的識別，非編碼鍵盤主要是由軟件來實現(xiàn)鍵盤的定義與識別。全編碼鍵盤能夠由硬

32、件邏輯自動提供與鍵對應的編碼，此外，一般還具有去抖動和多鍵、竄鍵保護電路。這種鍵盤使用方便，但需要較多的硬件，價格較貴，一般的單片機應用系統(tǒng)較少采用。非編碼鍵盤只簡單地提供行和列的矩陣，其它工作均由軟件完成。由于其經濟實用，較多地應用于單片機系統(tǒng)中。在本套設計中由于只需要幾個功能鍵，此時，可采用獨立式按鍵結構。圖 4.2 為實物輕觸開關。在運用此開關的同時需要注意去抖動，程序，否則程序設計出來的效果不是很明顯，不容易觀察。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 13圖 4.2 輕觸開關4.3顯示電路顯示電路led 顯示是集光電子技術，微電子技術，計算機技術和視頻技術為一體的高科技產品。

33、它的發(fā)光部分由 led（即發(fā)光二極管英文 light emitting diode 的縮寫）拼裝組成的，其優(yōu)點是耗電量少，亮度高，工作電壓低, 驅動簡單，壽命長，性能穩(wěn)定。顯示屏面積可以根據(jù)需要由單元模塊任意拼裝，響應速度快。 led 顯示屏的出現(xiàn)彌補了以往磁翻板，霓虹燈等信息發(fā)布媒體效果的缺陷.以其變化豐富的色彩。 圖案，實時動態(tài)的顯示模式，完美的多媒體效果和強大的視覺沖擊力，將信息、文字、圖片、 動畫視頻等多種方式顯示出來，成為信息傳播的劃時代產品，在鐵路、民航、體育場館、會議廳 高速公路、廣場、大型商場、證券市場以及多種監(jiān)控調度中得到了廣泛的應用。led 顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)

34、展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。發(fā)光二極管（led）是六十年代未發(fā)展起來的一種半導體顯示器件，七十年代，隨著半導體材料合成技術、單晶制造技術和 p-n 結形成技術的研究進展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能得以提高并迅速進入批量化和實用化。進入八十年代后，led 在發(fā)光波長范圍和性能方面大大提高，并開始形成平板顯示產品即 led 顯示屏。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 141.

35、1990 年以前 led 顯示屏的成長形成時期。一方面，受 led 材料器件的限制，led 顯示屏的應用領域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術基本上是通訊控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時期的 led 顯示屏在國外應用較廣，國內很少，產品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級為單點 4 級調灰，產品的成本比較高。2.1990-1995 年，這一階段是 led 顯示屏迅速發(fā)展的時期。進入九十年代，全球信息產業(yè)高速增長，信息技術各個領域不斷突破，led 顯示屏在 led 材料和控制技術方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍色 led 晶片研制成功，全彩色 led 顯示屏進入市場；電子計算機及

36、微電子領域的技術發(fā)展，在顯示屏控制技術領域出現(xiàn)了視頻控制技術，顯示屏灰度等級實現(xiàn) 16 級灰度和 64 級灰度調灰，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這一階段，led 顯示屏在我國發(fā)展速度非常迅速，從初期的幾家企業(yè)、年產值幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產值幾億元，產品應用領域涉及金融證券、體育、機場、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領域，特別是1993 年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了 led 顯示屏市場的大幅增長。led 顯示屏在平板顯示領域的主流產品局面基本形成，led 顯示屏產業(yè)成為新興的高科技產業(yè)。3.1995 年以來，led 顯示屏的發(fā)展進入一個總體穩(wěn)步提高產業(yè)格局調整完善的時期。

37、1995 年以來，led 顯示屏產業(yè)內部競爭加劇，形成了許多中小企業(yè)，產品價格大幅回落，應用領域更為廣闊，產品在質量、標準化等方面出現(xiàn)了一系列新的問題，有關部門對 led 顯示屏的發(fā)展予以重視并進行了適當?shù)囊?guī)范和引導，目前這方面的工作正在逐步深化。我國的 led 顯示屏產業(yè)經過幾年的發(fā)展，基本形成了一批具有一定規(guī)模的骨干企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計，至 1998 年底，年度銷售總額在 1000 萬元以上的企業(yè)有 20 多家，其銷售總額達 6 億元左右，占行業(yè)市場總額的 85%以上。全國從事 led 顯示屏的各類企業(yè)有 100 余家，從業(yè)人員近 6000 人，行業(yè)年度銷售總額近 8 億元人民幣，1996

38、年、1997 年的增長速度均保持 40%左右，1998 年略有回落。在國內市場上，國產 led 顯示屏的市場占有率近 100%，國外同類產品基本沒有市場，四十三屆世沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 15乒賽主會場天津體育中心、京九鐵路、北京西客站、首都機場、浦東機場等，均由國內代表企業(yè)中標。本系統(tǒng)使用的 led 數(shù)碼管是利用單個發(fā)光二極管組合而成的顯示設備，可以顯示 09 等 10 個數(shù)字，它的使用非常廣泛。這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，本系統(tǒng)采用共陽極 led 數(shù)碼管。共陽極就是把所有 led 的陽極連接到共同接點com，而每個 led 的陰極分別為 a、b、c、d、e、

39、f、g。 圖 4.3 為實物數(shù)碼管引腳對應碼段。圖 4.4 為共陽極的接法，圖 4.5 為共陰極的接法。圖 4.3 led 數(shù)碼管圖 4.4 共陽的接法沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 16圖 4.5 共陰的接法共陽極段碼表如表 4.1 所示。表 4.10123456783fh06h5bh4fh66h6dh7dh07h7fh9abcdef6fh77h7ch39h5eh79h71h40h沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 174.4 脈沖撥號實現(xiàn)過程脈沖撥號實現(xiàn)過程圖 4.3 為脈沖撥號的實現(xiàn)電路。平時電話線上的電壓約為 5060v 左右。未撥號時單片機的 p3.0、p3.

40、1 均輸出低電平。圖 4.3 脈沖撥號實現(xiàn)電路撥號過程如下：1) 單片機的 p3.0 輸出高電平，使 t1 導通，由于電話線上介入了負載 r1，這樣電話線的電壓下降，模擬摘機。2) 單片機的 p3.0 開始輸出撥號脈沖，使電話線的電壓（電平）也呈高、低變化。1 個脈沖代表撥出 1，2 個脈沖代表撥出 2，10 個脈沖代表撥出 0，每個脈沖的寬度和間隔時間均為 100ms。撥出 1 位號碼后停頓 500ms(保持 p3.0 高電平)再撥下一位，直至全部撥完。3) p3.0 保持高電平（保持電話線路接通），p3.1 輸出 1khz 的報警音脈沖驅動t2，以 2hz 進行調制（即接通 1khz 信號

41、 0.5s、斷開 1khz 信號 0.5s），這樣從接聽方的電話中就會聽到“嘟、嘟”的報警聲。報警音的時間根據(jù)設計定位 60s。4) 60s 后，p3.1 輸出低電平，t2 截止，停止報警。隨后 p3.0 也輸出低電平，模擬掛機。完成一次報警過程。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 185 程序設計程序設計5.1 主程序設計主程序設計主程序的工作過程為：先進行初始化工作，隨后根據(jù)輸入的鍵值分別散轉至對應的子程序（關機、警戒工作，輸入時間t1、輸入時間t2、輸入電話號碼）循環(huán)工作。t0 為 100ms 定時中斷服務子程序，它實現(xiàn)精確的撥號脈沖時序。int0 外中斷服務子函數(shù)用于實現(xiàn)功能

42、選擇；而 int1 外中斷服務子函數(shù)則檢測防盜觸發(fā)開關的狀態(tài)。主程序狀態(tài)流程圖如圖 5.1 所示。int0 外中斷服務子函數(shù)狀態(tài)流程圖及 int1外中斷服務子函數(shù)的狀態(tài)流程圖分別如圖 5.2、圖 5.3 所示。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 19開始定時器t0初始化關閉撥號、報警線路根據(jù)set鍵值散轉關機工作輸入t1輸入t2輸入號碼圖 5.1 主程序狀態(tài)流程圖int0外中斷服務子函數(shù)開始如set鍵按下，則set鍵值加1如鍵值大于等于5，則鍵值回0系統(tǒng)進入低功耗待機狀態(tài)int0外中斷服務子函數(shù)結束圖 5.2 int0 外中斷服務子函數(shù)狀態(tài)流程沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論

43、文） 20int1外中斷服務子函數(shù)開始查詢門控開關共10次int1外中斷服務子函數(shù)結束圖 5.3 int1 外中斷服務子函數(shù)狀態(tài)流程5.2 變量定義及初始化模塊變量定義及初始化模塊程序設計時需設立 3 個數(shù)組 data20、x3、y3。data 用于存放電話號碼（最長 20 位），x3用于存放時間 t1,y3用于存放時間 t2。另外還要設立 3 個軟件計數(shù)器 data_flag、t1_flag、t2_flag。data_flag 用于統(tǒng)計輸入的電話號碼位長，t1_flag 用于統(tǒng)計輸入的時間 t1 位長，t2_flag 用于統(tǒng)計輸入的時間 t2 位長。#include#define uchar

44、 unsigned char#define uint unsigned intucharcode data_7seg10=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;uchar data20=1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1,20;/*存放電話號碼的數(shù)組*/uchar x3=0,0,3;/*存放時間 t1 數(shù)組*/uchar y3=0,0,3;/*存放時間 t2 數(shù)組 */uchar flag;/*ram 區(qū)防干擾標志*/沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 21uch

45、ar data_flag=0;/*輸入電話號碼計數(shù)器（最長 20 位）*/uchar set=0;/*功能鍵值*/uchar m=0;uchar n=0;/全局變量uchar inbreak = 0;uchar t1_flag=0;/*輸入時間 t1 計數(shù)器*/uchar t2_flag=0;/*輸入時間 t2 計數(shù)器*/uchar cnt_1=0;/*時間 t1 單元數(shù)學運算后暫存單元*/uchar cnt_2=0;/*時間 t2 單元數(shù)學運算后暫存單元*/5.3 啟動報警器子程序模塊啟動報警器子程序模塊/*啟動報警器進入警戒*/void work()/工作函數(shù)p1=0 xdf; /顯示左上

46、邊那一豎 if(inbreak=1) inbreak = 0;while(cnt_1=x0*100+x1*10+x2)沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 22delay(100);cnt_1+; cnt_1 = 0;bh(); /調用撥號程序 p1=0 xff;/結束之后，關閉數(shù)碼管顯示 elsepcon=0 x01; 5.4撥號脈沖子程序模塊撥號脈沖子程序模塊/*撥號*/void bh()data_flag=0;while(datadata_flag10)tr0=1;if(n=20)p1_7 = 1;沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 23tr0 = 0;if(data_

47、flag=20)data_flag=0;n=0;/撥號的時候讓二極管閃爍p3_0=0;p1=data_7segdatadata_flag; /自己加的data_flag+;delay(500);p3_0=1;p1_7 = 0;tr0=0;p1=0 xff;5.5 關機子程序模塊關機子程序模塊關機子程序模塊用以完成電話撥號防盜報警器進入待機工作狀態(tài)的任務（退出警戒），以實現(xiàn)主人回家后使其不再進行警戒。void stop()/停止工作函數(shù)if(flag=0 x55) /ok=1;當 set=1 時 p1=0 xfb; /右下的那條豎線即 c 亮 else p1=0 x86 ; /顯示 e dela

48、y(1);if(flag=0 x55)沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 24 pcon=0 x01; /低功耗控制位5.6 開發(fā)軟件介紹開發(fā)軟件介紹5.6.1 keil uvision3keil uvision3 是一款可用于多種 8051mcu 的集成開發(fā)環(huán)境(ide)，該 ide 同時也是 pk51 及其它開發(fā)套件的一個重要組件。除增加了源代碼、功能導航器、模板編輯以及改進的搜索功能外，uvision3 還提供了一個配置向導功能，加速了啟動代碼和配置文件的生成。此外其內置的仿真器可模擬目標 mcu，包括指令集、片上外圍設備及外部信號等。uvision3 提供邏輯分析器，可監(jiān)控基

49、于 mcui/o 引腳和外設狀態(tài)變化下的程序變量。uvision3 提供對多種最新的 8051 類微處理器的支持，包括 analogdevices 的aduc83x 和 aduc84x，以及 infineon 的 xc866 等。keilc51v8.05 為最新漢化版，全中文環(huán)境，支持 pa51 中文單片機匯編，可實現(xiàn)全中文編程、動態(tài)子程序庫調用、自動漢字字模生成、自動圖像數(shù)據(jù)生成等諸多沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 25強大功能。圖 5.4 為軟件運行界面。圖 5.4 keil uvision3 軟件運行界面5.6.2 protel dxpproteldxp2004 的原理圖編

50、輯器，不僅用于電子電路的原理圖設計，它還可以輸出設計 pcb 所必要的網(wǎng)絡表文件，設定 pcb 設計的電氣法則，根據(jù)用戶的要求輸出令用戶滿意的原理圖設計圖紙。它支持層次化原理圖設計（對應本書高級考證試題）。當用戶的設計項目較大，很難在一張原理圖上完成時，可以把設計項目分為若干子項目，子項目可以再劃分成若干功能模塊，功能模塊還可以再往下劃分，直至底層的基本模塊，然后分層逐級設計。proteldxp2004，的 pcb 編輯器，提供了元件的自動和交互布局，可以大大減少布局負擔，并且提供多種走線模式，適合不同情況的需要。當與布線規(guī)則沖突時，proteldxp2004 會有高亮顯示，避免交互布局或布線

51、時出現(xiàn)錯誤。proteldxp2004 最沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 26大限度地滿足了用戶的設計要求，不僅可以放置半通孔、深埋過孔，而且還提供了各式各樣的焊盤；大量的設計法則，通過詳盡全面的設計規(guī)則定義，可以為電路板設計符合實際要求提供保證：具有很高的手動設計和自動設計的融合程度，對于電路元件多、連接復雜、有特殊要求的電路，可以選擇自動布線和手工調整相結合的方法；元件的連接采用智能化的連線工具，在.pcb 電路板設計完成后，可以通過設計規(guī)則檢查（drc），來保證 pcb 電路板完全符合設計要求。proteldxp2004 可以通過原理圖編輯器的設計同步器來實現(xiàn)與 pcb 電

52、路板的同步。它采用設計同步器更新目標 pcb，用戶根本不必處理網(wǎng)絡表文件的輸出與載人，并且在信息向 pcb 的傳遞過程中，設計同步器會自動地在 pcb 電路板的文件中更新電氣連接的信息（如元件的封裝形式，以及元件之間的連接等），對修改過程中出現(xiàn)的錯誤還會提供報警信息。proteldxp2004 提供了豐富的元件庫，幾乎覆蓋了所有電子元器件廠家的元件種類，提供強大的庫元件查詢功能，并且支持以前低版本的元件庫，向下兼容。proteldxp2004 是真正的多通道設計，可以簡化多個完全相同的子模塊重復輸入設計，在 pcb 編輯時也提供這些模塊的復制操作，不必一一布局布線。proteldxp2004

53、還帶有智能的標注功能，通過這些標注功能可以直接反映對象的屬性。用戶也可以按照需要選擇不同的標注單位、精度、字體方向、指示箭頭的樣式。proteldxp2004 的輸出特性，支持第三方軟件格式的數(shù)據(jù)交換。proteldxp2004 的輸出格式為標準的windows 輸出格式，支持所有的打印機和繪圖儀的 windows 驅動程序，支持頁面設置、打印預覽，輸出質量明顯提高。圖 5.5 為軟件運行界面。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 27圖 5.5 protel dxp 軟件運行界面5.6.3 proteus 7 professionalproteus 是一款 labcenter 出品的

54、電路分析實物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和ic，支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。 該軟件的特點：1)全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產品中具有明顯的優(yōu)勢。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、rs232 動態(tài)仿真、1c 調試器、spi 調試器、鍵盤和 lcd 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。1) 目前支持的單片機類型有：68000 系列、8051 系列、avr 系列、pic12 系列、pic16 系列、pic18 系列、z80 系列、hc11 系列以及各種外圍芯片。2) 支

55、持大量的存儲器和外圍芯片?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C和 spice 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大 ，可仿真 51、avr、pic。圖 5.6 為軟件運行是畫面。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 28圖 5.6 仿真運行時的畫面圖 5.7-圖 5.8 為仿真運行時的畫面沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 29圖 5.7 仿真運行時的畫面圖 5.8 仿真運行時的畫面沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 305.6.4 c 語言語言c 語言是一種計算機程序設計語言。它既有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它可以作為系統(tǒng)設計語言，編寫工作系統(tǒng)應用程序，也可以作為應

56、用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。因此，它的應用范圍廣泛。c 語言對操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用 c 語言明顯優(yōu)于其它解釋型高級語言，有一些大型應用軟件也是用 c 語言編寫的。c 語言具有繪圖能力強，可移植性，并具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫。它是數(shù)值計算的高級語言。沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 316 電路的安裝調試電路的安裝調試6.1 電路的總體調試電路的總體調試通電前應檢查焊接質量，確認無短路、虛焊等故障、將撥號開關 j2 指向下側，即斷開 3.6v 鎳鎘電池與系統(tǒng)的連接。將外部直流可調穩(wěn)壓電源調

57、整為 3.6v，接入系統(tǒng) vcc 與地。如果系統(tǒng)耗電小于 15ma 為正常，否則應檢查是否有短路、元器件不良或錯焊現(xiàn)象存在。隨后取下外接直流穩(wěn)壓電源，恢復 3.6v 鎳鎘電池與系統(tǒng)的連接，進行軟、硬件統(tǒng)調測試。由于 at89c2051 的 i/o 引腳，故數(shù)碼管只設一位，因此輸入數(shù)字時只能分階段一位一位輸入。假設輸入他 t1=061 ，t2=025，電話號碼=12345678，在此詳述如下：第 1 步：接上電話線（也即接上電源）后，數(shù)碼管顯示“e”，意為數(shù)據(jù)錯誤，因為此時我們尚未輸入任何數(shù)據(jù)。第 2 步：1) 點按一下 set 鍵，鍵值加 1，即此時 set=1。這時數(shù)碼管最下的一橫點亮，顯示

58、“-”，意為可以輸入時間 t1，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。2) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始從 09 循環(huán)遞增，調至 0 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮。）此時百位數(shù)字“0”存入內存。3) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調至 6 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“6”存入內存。4) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調至 1 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時各位數(shù)字“1”存入內存。這樣就完成了將 061（代表 t1=61s）存入內存的過程。同時數(shù)碼管又恢復顯

59、示“-”。第 3 步：沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 321) 點按一下 set 鍵，鍵值加 1，即此時 set=2。這時數(shù)碼管下面的二橫點亮，顯示“-”，意為可輸入時間 t2，點按 ok 鍵值確認（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。2) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始從 09 循環(huán)遞增，調至 0 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時百位數(shù)字“0”存入內存。3) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調至 2 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時十位數(shù)字“2”存入內存。4) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始循環(huán)遞增，調至 5 后

60、松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時個位數(shù)字“5”存入內存。這樣就完成了將 025（代表 t2=25s）存入內存的過程。同時數(shù)碼管又恢復顯示“-”第 4 步：1) 點按一下 set 鍵，鍵值加 1，即此時 set=3。這時數(shù)碼管的三橫點亮，顯示“三”，意為可輸入電話號碼，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。然后數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”。2) 按下 up 鍵后，數(shù)字開始從 09 循環(huán)遞增，調至 1 后松開 up 鍵，點按 ok 鍵確認（小數(shù)點被同時點亮）。此時數(shù)字“1”存入內存。3) 重復 2 的動作，選擇自己需要的數(shù)字，分別將它們全部存入內存。應注意的是，輸入最后意為數(shù)