畢業(yè)論文智能密碼防盜防火報警器設計【帶全部源代碼】

1、目 錄畢業(yè)設計(論文)任務書開題報告指導教師審查意見iii評閱教師評語iv答辯記錄及成績評定v中文摘要vi外文摘要vii1緒論11.1 課題的開發(fā)背景及意義11.2 課題國內(nèi)外研究狀況21.3 論文主要內(nèi)容概述32系統(tǒng)總體設計方案42.1 系統(tǒng)總體方法與研究路線42.2 系統(tǒng)的基本功能和工作過程42.3 防火防盜報警系統(tǒng)功能和特點63硬件平臺及其選擇73.1 單片機芯片的選擇方案73.2 顯示模塊選擇方案83.3 溫度芯片的選擇方案93.4 電路設計方案114系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)124.1 軟件設計思想124.2 系統(tǒng)軟件原理流程圖124.3 必要的參數(shù)說明144.4 主函數(shù)模塊154.5 密

2、碼模塊164.6 顯示模塊224.7 鍵盤模塊244.8 定時中斷264.9 溫度模塊274.10 返回模塊315系統(tǒng)軟件的調(diào)試345.1 調(diào)試軟件keil uvision3介紹345.2 keil 工程文件的創(chuàng)建345.3 工程的詳細設置（輸出文件*.hex）365.4 工程的編譯、鏈接375.5 各功能模塊調(diào)試396系統(tǒng)硬件的調(diào)試406.1 protues 簡介406.2 protues 使用方法406.3 系統(tǒng)運行測試437總結46參考文獻46致謝47附錄48長江大學工程技術學院畢業(yè)設計(論文)任務書系 信息系 專業(yè) 電信 班級 電信60701 學生姓名 劉振豪 指導教師/職稱 王錦莉/

3、助教 1. 畢業(yè)設計(論文)題目：智能防盜防火報警器設計2. 畢業(yè)設計(論文)起止時間： 2010年10月12日2011年6月5日3畢業(yè)設計(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導教師選定部分）1 徐愛鈞 單片機原理實用教程-基于protues虛擬仿真，電子工業(yè)出版社，20102 王捷，田紅芳，周振渝. 分布式智能火災報警系統(tǒng)j 微計算機信息，2006： 43-453 李權威，秦俊. 基于can總線的分布式智能火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)j 消防科學與技術 2006 70-724 黎連業(yè). 智能小區(qū)九大系統(tǒng)設計與實現(xiàn)m.北京：科學出版社，20035 王淑珍，王立萍. 單片機原理與接口技術m.北京：科學出版

4、社，20086 張陽，張輝 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的智能型火災報警系統(tǒng)j 電子質量 2004： 4-57 余永權.單片機與家用電器智能化設計m.北京：電子工業(yè)出版社，20008 何立民. mcs-51系列-單片機應用系統(tǒng)設計m.北京：北京航空航天大學出版社，19909 孫江宏，李良玉.protel99電路設計與應用m.北京：機械工業(yè)出版社，200110 張金泉.一種新型民用防火防盜報警器的研制j.燕山大學學報，2000(24)：71-73還有關于智能防盜防火報警設計的一系列論文、書籍4畢業(yè)設計(論文)應完成的主要內(nèi)容(1)了解報警系統(tǒng)的基本原理, 熟悉利用傳感器產(chǎn)生報警的原理(2)掌握單片機控制防盜

5、和防火報警系統(tǒng)的原理及其應用(3)設計一個能對住宅的火災、盜竊實行自動報警的智能防盜防火報警器；設置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號進行檢測和控制(4)了解單片機監(jiān)控傳感器的基本原理并能夠將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)(5)對畢業(yè)設計工作進行總結，撰寫符合論文書寫的基本要求和基本格式的畢業(yè)論文5畢業(yè)設計(論文)的目標及具體要求畢業(yè)設計的目標：(1)通過課題的設計，進一步加深對所學的基礎理論和專業(yè)知識的理解，使所學的專業(yè)理論知識與實際的科技開發(fā)結合起來。通過理論與實際的結合，提高科研能力和實際動手能力。(2)在畢業(yè)設計的過程中，通過資料的查閱提高對文

6、獻資料的檢索能力(3)通過課題的設計過程，提高獨立思考、分析問題和解決問題的能力(4)初步學會按要求獨立進行課題設計的能力，掌握科學研究中的常用儀器、工具的使用，掌握科學研究的方法。具體要求：(1)對單片機原理、數(shù)字、模擬電子技術及接口等相關基礎知識有所了解并對單片機的應用設計感興趣(2)具有一定的編程能力(3)具有基本的分析問題和解決問題的科研能力6、完成畢業(yè)設計(論文)所需的條件及上機時數(shù)要求指導教師提供部分參考資料，學校提供或個人尋找解決完成本題目所需的計算機及網(wǎng)絡支持。需要對相關基礎知識已經(jīng)有所掌握，至少40上機學時任務書批準日期 年 月 日 系主任（責任教授）(簽字) 任務書下達日期

7、 年 月 日 指導教師(簽字) 完成任務日期 年 月 日 學生（簽名） 長江大學工程技術學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 名 稱智能防盜防火報警器題 目 類 型畢業(yè)設計系 部信息系專 業(yè) 班 級電信06701班學 生 姓 名劉振豪指 導 教 師王錦莉/助教輔 導 教 師王錦莉/助教開題報告時間2010-10至2011-03一、研究課題的目的與意義：在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常

8、生活中的安全保險的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。在安全技術防范領域，具有防盜報警功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都獲得了大大的提高。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多電子智能鎖已在國內(nèi)外相繼面世。但是

9、這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共場所使用存在容易機械損壞，ic卡還存在容易丟失、損壞等缺點，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。鑒于目前的技術水平與市場的接受程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流。在各種災害中，火災是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災害之一。人類能夠對火進行利用和控制，是文明進步的一個重要標志。對于火災，在我國古代，人們就總結出“防為上，救次之，戒為下”的經(jīng)驗。隨著社會的不斷發(fā)展，在社會財富日益增多的同時，導致發(fā)生火災的危險性也在增多，火災的危害性也越來越大。特別是 1993

10、年以來，火災造成的直接財產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2000 多人。 實踐證明，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，消防工作的重要性就越來越突出。由此，火災報警器在消防工作就的作用也尤為突出了。我國的火災自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。但目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災報警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報警控制方式，其系統(tǒng)復雜、成本較高。而在居民住宅區(qū)、機房、辦公室等小型防火單位，需要設置一種單一廉價實用的火災自動探測報警裝置，因此，研制一種結構簡單、價格低廉的數(shù)字火災報警器是非常必要的。二、主要內(nèi)容：(1)了解報警系

11、統(tǒng)的基本原理, 熟悉利用傳感器產(chǎn)生報警的原理。(2)掌握單片機控制防盜和防火報警系統(tǒng)的原理及其應用。(3)設計一個能對住宅的火災、盜竊實行自動報警的智能防盜防火報警器；設置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號進行檢測和控制。(4)了解單片機監(jiān)控傳感器的基本原理并能夠將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。(5)對畢業(yè)設計工作進行總結，撰寫符合論文書寫的基本要求和基本格式的畢業(yè)論文。三、研究的方法與技術路線：根據(jù)設定好的密碼，采用4×4鍵盤實現(xiàn)密碼的輸入功能，當密碼輸入正確之后，進入系統(tǒng)后，由系統(tǒng)調(diào)用外接擴展硬件，同時可修改密碼，如果輸入的密碼不正確，

12、就鎖定系統(tǒng)，同時發(fā)出報警聲。（1）單片機型號可選at89c51。（2）6位密碼的設定在程序中完成。（3）密碼的輸入采用4×4鍵盤實現(xiàn)，輸入6位數(shù)字后，按確定鍵結束。（4）若輸入的密碼正確，鎖打開，同時用發(fā)光二極管亮1秒作為提示。（5）報警可采用蜂鳴器或揚聲器。（6）單片機，c語言編程。四、研究的總體安排：畢業(yè)設計開題報告時間：2010年10月12日2011年3月13日。畢業(yè)設計(論文)起止時間： 2011年4月1日2011年6月5日。五、主要參考文獻：1 徐愛鈞 單片機原理實用教程-基于protues虛擬仿真，電子工業(yè)出版社，20102 王捷，田紅芳，周振渝. 分布式智能火災報警系統(tǒng)

13、j 微計算機信息，2006： 43-453 李權威，秦俊. 基于can總線的分布式智能火災監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)j 消防科學與技術 2006 70-724 黎連業(yè). 智能小區(qū)九大系統(tǒng)設計與實現(xiàn)m.北京：科學出版社，20035 王淑珍，王立萍. 單片機原理與接口技術m.北京：科學出版社，20086 張陽，張輝 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的智能型火災報警系統(tǒng)j 電子質量 2004： 4-57 余永權.單片機與家用電器智能化設計m.北京：電子工業(yè)出版社，20008 何立民. mcs-51系列-單片機應用系統(tǒng)設計m.北京：北京航空航天大學出版社，19909 孫江宏，李良玉.protel99電路設計與應用m.北京：

14、機械工業(yè)出版社，200110 張金泉.一種新型民用防火防盜報警器的研制j.燕山大學學報，2000(24)：71-73六、指導教師審查意見v智能防火防盜系統(tǒng)學 生：劉振豪，信息系指導老師：王錦莉中文摘要【摘要】 隨著計算機的普及和信息技術的迅猛發(fā)展，智能化被引入家庭，并迅速發(fā)展起來。本文主要完成了防盜防火報警系統(tǒng)的軟件設計。設計了主控模塊、鍵盤模塊、溫度模塊、修改密碼等模塊。主控模塊控制各模塊的中斷申請，鍵盤模塊實現(xiàn)單片機與外界的溝通，溫度模塊判斷是否有火災并向主控模塊報告，修改密碼模塊使用戶可以隨時修改密碼。本系統(tǒng)采用單片機的高級語言c語言進行設計，并給出了相關流程圖。為了便于擴展和更改，軟件

15、的設計采用模塊化結構，使程序設計的邏輯關系更加簡潔明了，經(jīng)測試能實現(xiàn)基本的報警功能。當前，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人民的生活日益改善，人們對家庭生命對產(chǎn)安全越來越重視，家庭電子防盜報警系統(tǒng)也應運而生。作為一個可行的住宅報警系統(tǒng)，必須滿足集中監(jiān)控、系統(tǒng)容量大、防范功能齊全、性能價格比高等要求。而單片微機防盜報警系統(tǒng)正符合了這些特點，它是以單片機為主要器件的一個系統(tǒng)，對溫度掃描、身份驗證的嚴格控制，且價格低廉。本文介紹了室內(nèi)防火防盜報警系統(tǒng)的背景及發(fā)展動態(tài)，給出了本次課題基礎器件單片機；描述了單片機的基礎知識，說明了單片機多方面的應用和單片機的開發(fā)及開發(fā)工具；概述了軟硬件設計過程，分析了硬件設計電路及作用

16、，描述了軟件設計的總體思想，給出了資源分配情況，介紹了模塊的軟件實現(xiàn)情況及部分軟件流程.【關鍵詞】 智能防火防盜，ds18b20，動態(tài)掃描，單片機;the system of intelligent anti-fire and anti-theftstudent：liuzhenhao, information depatmentteacher：wangjinli外文摘要【abstract】 with the popularization of computers and the rapid development of information and technology, intellige

17、ntization is brought into families and begins to develop quickly. this paper mainly completes the software design of anti-theft and anti-fire alarm system. it designs the dominant module, keyboard module, temperature module, modify code module and so on. dominant module controls the discontinue appl

18、ication of each module, keyboard module realizes the communication between the microcontroller and outside world, temperature module judges whether there is a fire and then report to the dominant module, modify code module makes the users be able to change their code at any time. this system adopts

19、the microcontrollers high-level language c language to design and gives the corresponding flowchart. in order to facilitate the expansion and alteration, the software design uses modular structure to make the logical relationship of program design become more succinctly. being tested, it can realize

20、 the basic alarm function.recently, with the development of economy and the improvement of peoples life, more and more attention has been paid to the importance of the security of peoples lives and properties, the electronic security alarm system is born. as a feasible residential alarm system, it m

21、ust meet the demands such as centralized monitoring, large capacity, complete function of guard, high performance-to-price and so on. however, the single chip microcomputer anti-theft alarm system is in line with the these characteristics, it is a system mainly consisting of microcontroller, being s

22、trict with temperature scanning and identification verifying, and low in price. this thesis introduces the background and the history of anti-fire and anti-theft alarm system in families, and gives the basic devices of the topic-the explanation of microcontroller and its development history. it desc

23、ribes the basic knowledge of the microcontroller, illustrates the application of microcontroller in various ways and the development and development tools of it, summarizes the design process of hardware and software, analyzes the hardware circuit design and its function, describes the overall thoug

24、ht of the software design, and finally introduces the distribution of resources , the state of software realization and the procedure of some software.【key words】 intelligent anti-fire and anti-theft, ds18b20, dynamic scanning, microcontroller;附錄1 緒論1.1 課題的開發(fā)背景及意義在各種非自然災害中，火災是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災

25、害之一。人類能夠對火進行利用和控制，是文明進步的一個重要標志。對于火災，在我國古代，人們就總結出“防為上，救次之，戒為下”的經(jīng)驗。隨著社會的不斷發(fā)展，在社會財富日益增多的同時，導致發(fā)生火災的危險性也在增多，火災的危害性也越來越大。特別是 1993 年以來，火災造成的直接財產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2000 多人。隨著人們對安全的重視和科技的發(fā)展，許多貴重的個人物品被盜，當今社會我們會聽到哪天某某家里的財物被盜，某某的車輛被盜等等之類的財產(chǎn)被盜的話題。雖然許多電子智能鎖已在國內(nèi)外面世，但是這些產(chǎn)品的特點是針對特定的指紋和有效卡，只能適用于保密要求的箱、柜、門等。而且指紋識識別器若在公共

26、場所使用存在容易機械損壞，ic卡還存在容易丟失、損壞等缺點，再加上其成本較高，一定程度上限制了這類產(chǎn)品的普及和推廣。報警產(chǎn)品市場復雜也是其原因之一。實踐證明，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，消防工作的重要性就越來越突出。由此，火災報警器在消防工作就的作用也尤為突出了。我國的火災自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。但目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所和珍貴物品地方大型火災報警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報警控制方式，其系統(tǒng)復雜、成本較高。而在居民住宅區(qū)、機房、辦公室等小型防火單位，需要設置一種單一廉價實用的火災自動探測報警裝置，因此，研

27、制一種結構簡單、價格低廉的數(shù)字火災報警器是非常必要的。當今，人們對家庭生命對產(chǎn)安全越來越重視，采取了許多措施來保護家庭的安全。以往的做法是安裝防盜門、防盜網(wǎng)，但也存在有礙美觀，不符合防火要求，不能有效地防止壞人的入侵?，F(xiàn)在，全國各地都在如火如荼地開展建設安全文明小區(qū)的活動，而且很多地方都提出拆除防盜網(wǎng)節(jié)約資源的口號，家庭和一些室內(nèi)企業(yè)倉庫電子防盜報警系統(tǒng)也應運而生。鑒于目前的技術水平與市場的接受程度，電子密碼鎖是這類電子防盜產(chǎn)品的主流，其價格便宜、輕巧，可隨意安裝。本文所要介紹的室內(nèi)的防盜防火報警系統(tǒng)，正是在智能化室內(nèi)住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強烈要求而設計并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要

28、任務是根據(jù)室內(nèi)的類型、使用功能及其防護風險等要求，通過運用溫度傳感探測、密碼比對及單片機的控制等技術形成的智能報警系統(tǒng)，達到保障室內(nèi)住宅用戶生命和財產(chǎn)安全的目的。1.2 課題國內(nèi)外研究狀況 在日常的生活和工作中, 住宅與部門的安全防范、單位的文件檔案、財務報表以及一些個人資料的保存多以加鎖的辦法來解決。若使用傳統(tǒng)的機械式鑰匙開鎖，人們常需攜帶多把鑰匙, 使用極不方便, 且鑰匙丟失后安全性即大打折扣。隨著科學技術的不斷發(fā)展，人們對日常生活中的安全保險的要求越來越高。為滿足人們對鎖的使用要求，增加其安全性，用密碼代替鑰匙的密碼鎖應運而生。密碼鎖具有安全性高、成本低、功耗低、易操作等優(yōu)點。國內(nèi)防盜報

29、警產(chǎn)品市場復雜，生產(chǎn)企業(yè)良莠不齊。相對來講，消防報警產(chǎn)品市場要規(guī)范一些。長期以來，防盜報警產(chǎn)品市場都是國際品牌、國內(nèi)知名品牌、地方品牌各自盤踞一方，割地封侯，占據(jù)不同層次市場。國內(nèi)的廠家主要以低技術含量、低價格、小批量安裝為主；國外產(chǎn)品技術含量高、價格高，主要以專業(yè)高端市場為主。雖然國外報警產(chǎn)品技術比較成熟，但是由于生產(chǎn)成本高，運輸成本、關稅等原因導致價格比較高。因此與國內(nèi)產(chǎn)品價格有較大差距，一些產(chǎn)品價格超過部分消費者經(jīng)濟承受能力，產(chǎn)品普及效果并不好，也無法實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)降低成本，產(chǎn)品一直保持在比較高的價位運行，主要應用在一些高端市場，對整個報警產(chǎn)品市場影響有限。在安全技術防范領域，具有防盜報警

30、功能的電子密碼鎖逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式密碼鎖，克服了機械式密碼鎖密碼量少、安全性能差的缺點，使密碼鎖無論在技術上還是在性能上都獲得了大大的提高。隨著大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展，特別是單片機的問世，出現(xiàn)了帶微處理器的智能密碼鎖，它除具有電子密碼鎖的功能外，還引入了智能化管理、專家分析系統(tǒng)等功能，從而使密碼鎖具有很高的安全性、可靠性，應用日益廣泛。1.3 論文主要內(nèi)容概述(1)了解報警系統(tǒng)的基本原理, 熟悉利用傳感器產(chǎn)生報警的原理。(2)掌握單片機控制防盜和防火報警系統(tǒng)的原理及其應用。(3)設計一個能對住宅的火災、盜竊實行自動報警的智能防盜防火報警器；設置緊急呼叫系統(tǒng)；用戶端自動報警器對各傳感器的信號

31、進行檢測和控制。(4)了解單片機監(jiān)控傳感器的基本原理并能夠將模塊化思想引入此系統(tǒng)，從而使整個系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。(5)對畢業(yè)設計工作進行總結，撰寫符合論文書寫的基本要求和基本格式的畢業(yè)論文。2 系統(tǒng)總體設計方案2.1 系統(tǒng)總體方法與研究路線智能化防盜防火報警系統(tǒng)集防盜防火功能于一體，可全天候自動檢測盜警和火警，當確定警情時自動發(fā)聲報警。傳感器采用密碼檢測和溫度探測器，分別對盜情和火情進行檢測，當密碼錯誤達3次或發(fā)生火災時，單片機發(fā)出中斷申請，播放報警聲音和啟用紅色二極管，單片機控制lcd顯示屏輸出警報信號只針對火情。 開機初始密碼值為123456，進入系統(tǒng)前顯示字符串緩沖以確保得到標

32、準溫度，同時打開檢測、中斷。進入待機狀態(tài)后，根據(jù)設定好的密碼，采用4×4鍵盤實現(xiàn)密碼的輸入功能，如果密碼輸入的密碼不正確3次，就發(fā)出報警聲。當輸入正確之后，綠燈提示，同時設定為管理員（管理員可以對系統(tǒng)的密碼進行修改）。 為了突出擴展性，在密碼正確之后，單片機將對擴展的檢測硬件操作，比如防盜門，當密碼正確之后，系統(tǒng)發(fā)送信號給硬件，硬件運行打開門。又比如密碼正確之后撤銷紅外檢測，關于硬件方面都是前人研究的成熟技術，這里不對硬件做過多的描述，本系統(tǒng)主要對單片機部分的編程設計做解釋。（1）單片機型號可選at89c51。（2）6位密碼（進入系統(tǒng)且密碼正確后可修改密碼，密碼必須是6位）。 （3）

33、密碼的輸入采用4×4鍵盤實現(xiàn)，輸入6位數(shù)字后，按確定鍵結束。（4）若輸入的密碼正確，鎖打開，同時用發(fā)光二極管亮1秒作為提示。（5）報警采用蜂鳴器或揚聲器，一旦報警只有管理員進入才可以關閉聲音。（6）當進入系統(tǒng)后，可以對系統(tǒng)密碼進行修改。（7）當溫度達到50°c以后，系統(tǒng)自動報警，并且在lcd上顯示“warning”。（8）單片機，c語言編程。2.2 系統(tǒng)的基本功能和工作過程2.2.1 基本功能和總體設計框架智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點和功能：1. 系統(tǒng)采用模塊化設計。前端報警器能夠快速、準確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認后及時通報給中央控制器。并能夠可靠地進行盜情、

34、火情報警，進行語音報警。報警完畢自動回到警戒狀態(tài)，等待下一次報警。2. 系統(tǒng)開關機采用密碼控制且允許修改密碼，防止誤報同時增加用戶端自動報警器的保密性。系統(tǒng)的基本工作過程：用戶端的防范現(xiàn)場，一旦有人入侵、或發(fā)生火災等緊急情況時，與之相應的報警探測器（各種防火、防盜及手動報警按鈕等）則立即向用戶端自動報警器發(fā)出報警信號。接到警情事件后，自動報警器立即進行確認，進行事件的現(xiàn)場聲（蜂鳴器）、光（led ）報警。在用戶端自動報警器的面板上設有l(wèi)cd 顯示器、鍵盤以及三色警燈（led)，三色警燈分別指示火災或紅外的防火防盜報警、正常工作及系統(tǒng)出現(xiàn)故障的狀態(tài)，即報警燈（紅）、工作燈（綠）。正常時lcd 顯

35、示溫度。 本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)總體設計方案，確定了原理框圖，對報警系統(tǒng)的運行做了分析，并設計了防火和防盜探測器，為后續(xù)章節(jié)研究防火防盜報警系統(tǒng)的模塊化設計打下了理論基礎。電路設計框如圖1，由at89c51主控制芯片吸收ds18b20溫度芯片的數(shù)據(jù)、轉化并且對其溫度檢測判斷。在系統(tǒng)運行時，單片機不斷檢測4x4鍵盤模塊，對鍵盤的信號進行反復檢測并同時做出相應的處理，lcd1602芯片負責顯示所需要的數(shù)據(jù)。lcd1602顯示芯片at89c52主控制芯片喇叭、二極管模塊4x4鍵盤模塊ds18b20溫度芯片圖1 設計整體框圖2.2.2 工作過程開機顯示字符串，同時初始化lcd1602、ds18b20并檢

36、測溫度，進入登錄狀態(tài)，進入無限循環(huán)里面，掃描鍵盤，對鍵盤事件處理，同時也不停的掃描溫度。當溫度或鍵盤事件錯誤過多就會報警。在循環(huán)中對鍵盤中的事件判斷處理、如刪除鍵、確定鍵等等。當紅色發(fā)光二極管亮了的時候就表示錯誤、報警指示燈，綠色發(fā)光二極管工作1秒鐘時表示為進入系統(tǒng)指示燈。2.3 防火防盜報警系統(tǒng)功能和特點簡易方便、穩(wěn)定、實用，可以提供多個外接端口，密碼驗證功能擴展性好，硬件少而簡單，將復雜的算法置無無形的代碼，充分利用單片機從而減少硬件資源。1、系統(tǒng)容量大，適合一般企業(yè)室內(nèi)到家庭;2、可靠性高，開機自檢，自動糾錯;3、模塊化設計，擴展性好，容易集成;4、延時、錯誤次數(shù)、溫度等多種報警功能;5

37、、安全性高，管理員級密碼操作、并對其任意修改，3次密碼錯誤報警;6、界面清晰明了，報警信息處理簡單及時;7、報警信息即時打印在屏幕，便于查驗;結合該系統(tǒng)諸多優(yōu)勢，其實用范圍已延伸至住宅智能報警系統(tǒng)、酒店報警系統(tǒng)、銀行倉庫等等。3 硬件平臺及其選擇3.1 單片機芯片的選擇方案at89c51是一種帶4k字節(jié)閃爍可編程可擦（fperomfalshprogrammableand erasable read only memory）的低電壓，如圖2，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位

38、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，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。且具有在線編程可擦除技術，當在對電路進行調(diào)試時，由于程序的錯誤修改或對程序的新增功能需要燒入程序時，不需要對芯片多次拔插，所以不會對芯片造成損壞。at89c51提供128字節(jié)隨機存取數(shù)據(jù)存儲器，32個i/o口，2個16位定時/計數(shù)器，1個5向量兩級中斷結構，1個串行通信口，片內(nèi)震蕩器和時鐘電路。另外，at89c51還可以進行0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機存 圖2 at89c51芯片取數(shù)據(jù)存儲器、定時/計

39、數(shù)器、串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但震蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復位。p0口：p0口是一組8位漏極開路雙向i/o口，即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口時，每一個管腳都能夠驅動8個ttl電路。當“1”被寫入p0口時，每個管腳都能夠作為高阻抗輸入端。p0口還能夠在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，轉換地址和數(shù)據(jù)總線復用，并在這時激活內(nèi)部的上拉電阻。p1口：p1口一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸出緩沖級可驅動4個ttl電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉

40、低時輸出一個電流。閃爍編程時和程序校驗時，p1口接收低8位地址。p2口：p2口是一個內(nèi)部帶有上拉電阻的8位雙向i/o口，p2的輸出緩沖級可驅動4個ttl電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的電阻把端口拉到高電平，此時，可作為輸入口。因為內(nèi)部有電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口線上的內(nèi)容在整個運行期間不變。閃爍編程或校驗時，p2口接收高位地址和其它控制信號。p3口：p3口是一組帶有內(nèi)部電阻的8位雙向i/o口，p3口輸出緩沖故可驅動4個ttl電路。對p3口寫如“1”時，它們被

41、內(nèi)部電阻拉到高電平并可作為輸入端時，被外部拉低的p3口將用電阻輸出電流【1】。p3口除了作為一般的i/o口外，更重要的用途是它的第二功能。本論文沒用到所以這里不作詳細介紹。所以選擇采用at89c51作為主控制系統(tǒng).3.2 顯示模塊選擇方案采用點陣式數(shù)碼管顯示，點陣式數(shù)碼管是由八行八列的發(fā)光二極管組成，對于顯示文字比較適合,如采用在顯示數(shù)字顯得太浪費,且價格也相對較高,所以也不用此種作為顯示。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的

42、輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、led數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和led數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點介紹字符型液晶顯示器的應用。在單片機系統(tǒng)中應用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：顯示質量高由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（crt）那樣需要不斷刷新新亮點。數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。且體積小、重量輕、功耗低。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、pda

43、移動通信工具等眾多領域。線段的顯示點陣圖形式液晶由m×n個顯示單元組成，假設lcd顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點組成，屏上64×16個顯示單元與顯示ram區(qū)1024字節(jié)相對應，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應位置的亮暗對應，如圖3。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖表3是dm-162的內(nèi)部顯示地址. 圖3 lcd1602顯示區(qū)地址比如第二行第一個字符的地址是40h

44、，那么是否直接寫入40h就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位d7恒定為高電平1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應該是01000000b（40h)+10000000b(80h)=11000000b(c0h) 【1】。3.3 溫度芯片的選擇方案溫度傳感器的種類眾多，在應用與高精度、高可靠性的場合時dallas（達拉斯）公司生產(chǎn)的ds18b20溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得ds18b20更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，ds18b20的優(yōu)勢更是我們學習單片機技術和開發(fā)溫度相關的小產(chǎn)品的不二選擇。了解其工作原

45、理和應用可以拓寬您對單片機開發(fā)的思路，如圖4。ds18b20的主要特征：1.全數(shù)字溫度轉換及輸出。2. 先進的單總線數(shù)據(jù)通信。3. 最高12位分辨率，精度可達土0.5攝氏度。4. 12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒。5. 可選擇寄生工作方式。6. 檢測溫度范圍為55°c +125°c (67°f +257°f) （如圖5 顯示了溫度的儲存的位的描述）。圖4 ds18b20芯片7. 內(nèi)置eeprom，限溫報警功能。 8. 64位光刻rom，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接。9.多樣封裝形式，適應不同硬件系統(tǒng)。ds18b20芯片封裝結構：ds18b20引腳

46、功能：gnd 電壓地 ·dq 單數(shù)據(jù)總線 ·vdd 電源電壓·nc 空引腳ds18b20的溫度測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。圖5 ds18b20溫度儲存位ram 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，ds18b20共9個字節(jié)ram，每個字節(jié)為8位。第1、2個字節(jié)是溫度轉換后的數(shù)據(jù)值信息，第3、4個字節(jié)是用戶eeprom（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第5個字節(jié)則是用戶第3個eeprom的鏡像。第6、7、8個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的

47、溫度分辨率而設計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉換、計算的暫存單元。eeprom 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)，ds18b20共3位eeprom，并在ram都存在鏡像，以方便用戶操作【1】。我們在每一次讀溫度之前都必須進行復雜的且精準時序的處理，因為ds18b20的硬件簡單結果就會導致軟件的巨大開消，也是盡力減少有形資產(chǎn)轉化為無形資產(chǎn)的投入，是一種較好的節(jié)約之道。3.4 電路設計方案綜上各方案所述,對此次作品的方案選定: 采用at89c51作為主控制系統(tǒng); 數(shù)字式溫度ds18b20傳感器; lcd1602作為顯示，鍵盤采用4x4用p3口（系統(tǒng)共設定有15個按鈕，

48、確定鍵占2個）。晶振12mhz，選定用中斷來控制報警聲音。利用紅色發(fā)光二極管作為錯誤、報警溫度過高報警指示燈，用綠色發(fā)光二極管作為進入系統(tǒng)指示燈。4 系統(tǒng)軟件的設計與實現(xiàn)4.1 軟件設計思想由于采用12m，處理速度本來不夠快，在一個while里面盡量減少調(diào)用實現(xiàn)的次數(shù)，如果調(diào)用過多，就會倒是系統(tǒng)資源占用嚴重，系統(tǒng)運行反應慢，比如在溫度有所改變的時候，我們可以不必這么準確地更新到十分位，本系統(tǒng)采用當溫度改變1°c的時候，才去更新數(shù)據(jù)（當然也可以精確到0.5°c）。添加按鍵聲音，雖然對整個系統(tǒng)沒多少影響，但是對用戶這是一個很好提示效果。在溫度或密碼報警的時候，將不會”norma

49、l”，而會顯示”waring”的警號詞語，在進入系統(tǒng)后，管理員修改密碼作2個輸入密碼，前后比較2次輸入的密碼，正確后提示“success”， 錯誤提示“error”，用戶看以此來判斷修改密碼錯誤的原因。還有在輸入密碼那塊，在輸入密碼那段將lcd1602重新設置一下，使其出現(xiàn)光標閃爍效果，這讓人第一眼就知道輸入的密碼將在哪一塊出現(xiàn)。這對程序檢錯也是很大的幫助。最后就是如果對返回鍵的實現(xiàn)，這應該是本系統(tǒng)一處亮點，因為本系統(tǒng)只提供用3次輸入機會（當然進入了系統(tǒng)后，錯誤次數(shù)將重新計數(shù)），所以返回鍵尤為重要，對返回鍵的設置思想，就是重復調(diào)用字符串并顯示，這無疑對12mhz的cpu一個打擊，但是這是必須要

50、的。在本章的一些函數(shù)將配合實現(xiàn)返回鍵的用法，這里只說總體思想，代碼下面有介紹。4.2 系統(tǒng)軟件原理流程圖main開始中斷初始化（用于報警聲音）lcd1602初始化程序inital_lcd1602()ds18b20得到溫度readfrmds18b20()，其中此函數(shù)里面包含初始化器件，并得到溫度數(shù)據(jù)，同時在此第一次檢測溫度是否達標。p3端口初始化（用于鍵盤掃描）進入while無限循環(huán)中錯誤次數(shù)和溫度標志是否達標調(diào)用報警聲音函數(shù) 是 否掃描鍵盤和溫度溫度是否改變1顯示新的字符串 是 否錯誤次數(shù)加1 否顯示新的字符串刪除標識判斷密碼 是 否 否確定鍵是否按下 是鍵盤上啟用可以修改密碼功能 是 否 4

51、.3 必要的參數(shù)說明 sbit dq=p10; /溫度使能sbit spk=p11; /喇叭sbit rl=p12;/紅燈sbit gl=p13; /綠燈uchar code temptext28="normal","warning"此字符串于warnsign有關，當warnsign =1 即在屏幕上提示warning標志溫度過高可能著火了，同時報警聲。uchar clientcode7="123456"/初始密碼uchar codestr7;/登陸狀態(tài)下臨時密碼uchar newcode17;/新的密碼1uchar newcode2

52、7;/新的密碼2 2次新的密碼將會對比。 uchar floattempt8; /存放溫度的數(shù)組；uchar int_tempt,flot_tempt; /溫度高位，和小數(shù)位uchar ertimes3='2','1','0'/密碼錯誤的次數(shù)；uchar code message212="successlly!","error!"/提示密碼修改成功錯誤提示語/登陸狀態(tài)下管理員身份驗證提示。uchar code asucess216="waiting.","identity co

53、rrect"uchar erotimes=0;/錯誤的次數(shù) 對應著ertimes3；uchar frq; /聲音的頻率uchar voice=1; /聲音stop/start的標志uchar amditkey=0; /管理員進去之后，管理員標志uchar warnsign=0; /溫度太高標志uchar ncsign=0; /修改密碼標志，2次修改密碼uchar size=0; /codestr的大小，有此標志可以使用back按鍵功能uchar ncsize=0,acsize=0; /newcode27，newcode27的大小，uchar backflag=0;/back按鍵可以使用標志uchar ensure=0;/確定鍵按下的標志uchar overfull=0;/back鍵 此標志來確定是那一種back 6個的情況和未滿6的情況；此段為按下鍵盤發(fā)聲數(shù)據(jù)。uchar code song_tone=255,0; uchar code song_long=1,0; uchar evetinf;鍵盤掃描變量4.4 主函數(shù)模塊學過c語言的都知道主函數(shù)是干什么的，是運行整個系統(tǒng)的入口，在主函數(shù)首先初始