畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的銀行報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、sj005-1 changzhou institute of technology畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書題目： 基于單片機(jī)的銀行報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院： 延陵學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 09電y4 學(xué)生姓名： 趙佳康 學(xué)號(hào)： 09125537 指導(dǎo)教師： 范力旻 職稱： 副教授 評(píng)閱教師： 職稱： 2013年 6 月摘要進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，生產(chǎn)力得到了極大的提高，生活中也存在很多引發(fā)火災(zāi)的因素。由于這些因素的存在，我們每天都生活在危險(xiǎn)之中。而公共場(chǎng)合的安全尤為重要，因?yàn)楣矆?chǎng)合涉及到大量的人生安全和大量的公共財(cái)產(chǎn)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，銀行充當(dāng)?shù)慕巧浅?/p>

2、的重要，而銀行的安全問(wèn)題一直都是銀行工作的重點(diǎn)。銀行作為交易的中心，每天的人流量都很大。為銀行的工作人員和客戶提供人性化的服務(wù)是非常有必要的。隨著科技的進(jìn)步，很多需要人完成的服務(wù)都改為采用了自動(dòng)化設(shè)備，從而極大的節(jié)省了人力，也節(jié)省了相應(yīng)的開支。為了給銀行工作人員和客戶提供一個(gè)安全的環(huán)境，為了能夠在火災(zāi)發(fā)生之前，給工作人員發(fā)出警報(bào)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度的減少對(duì)人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的銀行報(bào)警裝置。一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行報(bào)警系統(tǒng)通常包括門禁報(bào)警裝置、火警裝置、視頻監(jiān)視裝置等安全裝置。本設(shè)計(jì)的工作任務(wù)主要有三方面：溫度報(bào)警、煙霧報(bào)警、門禁系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。從而滿足銀行對(duì)工作人員和

3、用戶人生安全的考慮，也保證了銀行的正常運(yùn)行。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；安全；報(bào)警abstractsince the 21st century, with the development of economy, the progress of science and technology, productivity has been greatly improved, there are many factors causing the fire in the life. due to the presence of these elements, we every day life in danger.

4、 and public safety is particularly important, because the public involves a lot of life safety, and a lot of public property.in a market economy, the bank acts as the role is very important, but the bank's security problem has always been the focus of the bank. bank as trading center, large traf

5、fic every day. for bank staff and customers to provide the humanized service is necessary. with the progress of science and technology, many people need to complete the services are to adopt automation equipment, thus greatly save manpower, save the corresponding expenses. for bank staff and custome

6、rs to provide a safe environment, in order to be able to before the fire, to alert staff, will be a fire in the bud, maximum limit to reduce personnel casualties and economic losses. we have designed a bank alarm device based on single chip microcomputer. a simple bank alarm system usually includes

7、entrance guard alarm system, fire alarm equipment, video surveillance equipment and other safety devices. task of this design mainly has three aspects: the temperature alarm, smoke alarm, entrance guard system driver. to meet the life safety of bank staff and users, also ensure the normal operation

8、of the bank. keywords：scm ；alarm ；safety常州工學(xué)院延陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書目錄第1章 緒論11.1 課題簡(jiǎn)介11.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11.3 主要任務(wù)及設(shè)計(jì)要求21.4 課題研究的背景及意義21.5 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3第2章 銀行報(bào)警系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)52.1銀行報(bào)警系統(tǒng)電源、復(fù)位及晶振電路設(shè)計(jì)52.1.1 電源電路及下載電路52.1.2 復(fù)位電路62.1.3 時(shí)鐘電路72.2 液晶顯示電路82.3 蜂鳴器報(bào)警電路102.4 8×8點(diǎn)陣顯示電路122.4.1 74hc245和74hc138芯片介紹132.4.2 點(diǎn)陣顯示電路分析132.5 煙霧傳感器模

9、塊162.5.1 煙霧傳感器介紹162.5.2 煙霧傳感器的選定172.5.3 煙霧傳感器的特點(diǎn)及電路182.6 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊192.6.1 直流電機(jī)工作原理192.6.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)l9110芯片202.7 紅外感應(yīng)傳感器模塊212.8 溫度傳感器ds18b2022第3章 銀行報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)243.1 銀行報(bào)警系統(tǒng)主程序流程圖243.2 銀行報(bào)警系統(tǒng)子程序流程圖253.2.1 ds18b20溫度檢測(cè)及處理子程序253.2.2 1602液晶的初始化流程圖263.2.3 紅外傳感器及煙霧傳感器子程序流程圖283.2.4 蜂鳴器子程序流程圖28第4章 系統(tǒng)的調(diào)試及結(jié)論分析304.1 硬件

10、調(diào)試304.1.1 硬件電路故障及解決方法304.1.2 硬件調(diào)試方法304.2 軟件調(diào)試314.2.1 軟件電路故障及解決方法314.2.2 軟件調(diào)試方法324.3 銀行報(bào)警系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程324.3.1用keil軟件創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目324.3.2用stc_isp_v480進(jìn)行下載36第5章 總結(jié)與展望385.1 總結(jié)385.2 展望38致謝40參考文獻(xiàn)41附錄a原理圖42附錄b程序清單43附錄c實(shí)物圖52 第1章 緒論第1章 緒論1.1 課題簡(jiǎn)介從上世紀(jì) 70 年代以來(lái)，社會(huì)和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)公共場(chǎng)合安全方面的要求也越來(lái)越高，銀行作為交易的中心，它的安全也至關(guān)重要。電子

11、制造業(yè)發(fā)展迅速，銀行的正常運(yùn)行，需要高可靠性的設(shè)備來(lái)滿足要求，因此銀行報(bào)警裝置應(yīng)運(yùn)而生。隨著銀行報(bào)警報(bào)警裝置不斷應(yīng)用，人們對(duì)報(bào)警裝置的要求也不斷提高，一些功能全面的報(bào)警裝置逐漸取代了一些老舊功能單一的報(bào)警裝置。相比較老舊功能單一的報(bào)警裝置，目前的銀行報(bào)警報(bào)警技術(shù)有“四大技術(shù)”發(fā)展趨勢(shì)。 1、平臺(tái)化平臺(tái)化這個(gè)概念在安防技術(shù)領(lǐng)域由來(lái)已久，俗話說(shuō)：“二流企業(yè)做產(chǎn)品，一流企業(yè)做平臺(tái)”，于是很多安防企業(yè)在“做大”、“做強(qiáng)”后，紛紛開始轉(zhuǎn)向“做平臺(tái)”。這類企業(yè)比那些專注于平臺(tái)研發(fā)的單位有著一個(gè)顯著地優(yōu)勢(shì)，他們了解客戶，客戶也了解他們。 2、網(wǎng)絡(luò)化 毋庸置疑，網(wǎng)絡(luò)化是銀行安防技術(shù)發(fā)展的熱門課題，也因其對(duì)安防

12、管理資源的高可用性而受到終端用戶的研發(fā)、生產(chǎn)企業(yè)的高度青睞。銀行的安防聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)從純粹的安全保衛(wèi)領(lǐng)域向業(yè)務(wù)管理領(lǐng)域拓展。視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)也不僅局限于自助銀行等傳統(tǒng)領(lǐng)域，而是想全面聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)。3、高清化從模擬到數(shù)字，安防對(duì)于監(jiān)控高清化得訴求從未停止過(guò)，其中尤以銀行為甚。銀行對(duì)于清晰視頻的追求似乎永無(wú)止境。 4、智能化安防智能化的熱潮已激蕩了數(shù)年，但智能化得技術(shù)門檻太高，在銀行的實(shí)際應(yīng)用較其他三者有著更長(zhǎng)的一段路要走。隨著一些性能先進(jìn)的銀行報(bào)警裝置的不斷應(yīng)用，一些常見的火災(zāi)和銀行盜竊案件，也少了許多。從而為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了有力的保障。1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，一般都有較為完善的火災(zāi)預(yù)防、

13、火災(zāi)報(bào)警、火災(zāi)撲救、善后處理等完善的銀行報(bào)警體系。國(guó)外的一些政府每年都要撥出大量的資金用于銀行報(bào)警設(shè)備的更新、消防設(shè)施的保養(yǎng)、以及消防人員的培訓(xùn)。美國(guó)、意大利、俄國(guó)等國(guó)家就采用計(jì)算機(jī)與傳感器相連進(jìn)行信號(hào)的采集，從而對(duì)各種報(bào)警設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。德國(guó)、日本、加拿大、俄國(guó)、新西蘭這些國(guó)家在城市建設(shè)中，在銀行報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，有很多讓我們借鑒的地方。這些國(guó)家將各種火災(zāi)報(bào)警接入實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，成功的運(yùn)行了很多年，它能過(guò)使指揮工作人員能夠準(zhǔn)確判斷出現(xiàn)的緊急情況的場(chǎng)合。調(diào)度應(yīng)急人員迅速趕到事故發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)。除此以外，德國(guó)在銀行報(bào)警系統(tǒng)的管理方面比較規(guī)范，德國(guó)成立了一個(gè)銀行報(bào)警服務(wù)機(jī)構(gòu)，這個(gè)機(jī)構(gòu)

14、保證報(bào)警數(shù)據(jù)的傳送穩(wěn)定流暢，為用戶提供了一個(gè)安全的工作環(huán)境。 我國(guó)銀行報(bào)警系統(tǒng)起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚幾十年，從上世紀(jì) 70 年代我國(guó)才開始研制生產(chǎn)銀行報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品。進(jìn)入 80 年代后，國(guó)內(nèi)主要廠家也多是模仿國(guó)外產(chǎn)品，大多數(shù)還是引進(jìn)外國(guó)成熟的產(chǎn)品，核心技術(shù)基本都掌握在國(guó)外企業(yè)的手里。銀行報(bào)警產(chǎn)品在90年代以后得到了全面的發(fā)展，隨著改革開放的不斷進(jìn)行，外國(guó)企業(yè)漸漸的進(jìn)入了內(nèi)地。在這段時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的銀行報(bào)警產(chǎn)品技術(shù)含量也得到了大幅度的提高。1.3 主要任務(wù)及設(shè)計(jì)要求1、銀行報(bào)警系統(tǒng)的工作任務(wù)如下：銀行的室內(nèi)溫度小于30時(shí)，顯示字符“welcome everybody”。銀行的室內(nèi)溫度大于30時(shí)，并

15、且小于等于55時(shí)，顯示“temperature:*”，及字符“safe temperature”。 銀行室內(nèi)溫度超過(guò)55時(shí)，報(bào)警，并顯示字符“fire warning”。 報(bào)警同時(shí)，流水燈循環(huán)閃爍。當(dāng)有人靠近進(jìn)門時(shí)門打開，當(dāng)有人靠近離開時(shí)門打開。煙霧監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)濃度達(dá)到100ppm-10000ppm時(shí)進(jìn)行報(bào)警，顯示“smoking warning”。2、設(shè)計(jì)要求如下：（1）掌握單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，了解外圍設(shè)備的工作原理和技術(shù)指標(biāo)。（2）熟悉并掌握keil uvision3編程軟件和protel99se制圖軟件。（3）確定設(shè)計(jì)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行外圍器件的選擇。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)方案和已選

16、的器件進(jìn)行外圍硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)。（5）焊接電路板進(jìn)行實(shí)物仿真。1.4 課題研究的背景及意義進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，生產(chǎn)力得到了極大的提高，生活中也存在很多引發(fā)火災(zāi)的因素。由于這些因素的存在，我們每天都生活在危險(xiǎn)之中。而公共場(chǎng)合的安全尤為重要，因?yàn)楣矆?chǎng)合涉及到大量的人生安全和大量的公共財(cái)產(chǎn)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，銀行充當(dāng)?shù)慕巧浅５闹匾y行的安全問(wèn)題一直都是銀行工作的重點(diǎn)。銀行作為交易的中心，每天的人流量都很大。為銀行的工作人員和客戶提供人性化的服務(wù)是非常有必要的。隨著科技的進(jìn)步，很多需要人完成的服務(wù)都改為采用了自動(dòng)化設(shè)備，從而極大的節(jié)省了人力，也節(jié)省了相應(yīng)的開支。為了給

17、銀行工作人員和客戶提供一個(gè)安全的環(huán)境，為了能夠在火災(zāi)發(fā)生之前，給工作人員發(fā)出警報(bào)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度的減少對(duì)人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)基于單片機(jī)的銀行報(bào)警裝置。一個(gè)簡(jiǎn)單的銀行報(bào)警系統(tǒng)通常包括門禁報(bào)警裝置、火警裝置、視頻監(jiān)視裝置等安全裝置。本設(shè)計(jì)的工作任務(wù)主要有三方面：溫度報(bào)警、煙霧報(bào)警、門禁系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)。從而滿足銀行對(duì)工作人員和用戶人生安全的考慮，也保證了銀行的正常運(yùn)行。1.5 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1、方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)方案采用stc89c52單片機(jī)作為主控制芯片，ds18b20溫度傳感器作為溫度測(cè)量元件，對(duì)銀行室內(nèi)的溫度進(jìn)行采集，設(shè)置溫度的報(bào)警值，當(dāng)超過(guò)報(bào)警值的時(shí)候就報(bào)警，顯示電路采

18、用1602液晶顯示模塊和8×8的點(diǎn)陣顯示模塊，采用揚(yáng)聲器作為聲音報(bào)警，直流電機(jī)模塊作為門禁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本裝置安裝簡(jiǎn)單，基本能夠滿足銀行的要求，能夠顯示銀行室溫，當(dāng)有煙霧時(shí)可進(jìn)行煙霧報(bào)警，溫度超過(guò)報(bào)警值的時(shí)候可進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警，還可測(cè)量有沒(méi)有人員進(jìn)出，當(dāng)有人靠近門時(shí)，打開門，從而給工作人員和客戶提供一個(gè)人性化的服務(wù)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、價(jià)格低廉、并且具有一定的智能，有很高的實(shí)用價(jià)值。圖1-1 銀行報(bào)警系統(tǒng)方案框2、方案論證ds18b20測(cè)溫系統(tǒng)是分布式的，它能對(duì)電力工業(yè)、煤礦、森林、銀行、火災(zāi)等場(chǎng)合，進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。ds18b20的通信協(xié)議，由stc89c52單片機(jī)向ds18b20發(fā)送

19、命令，讀取ds18b20發(fā)送的數(shù)據(jù)。它直接輸出數(shù)字量，經(jīng)過(guò)處理后顯示在1602液晶上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)銀行室內(nèi)溫度的測(cè)量監(jiān)控，當(dāng)溫度超過(guò)一定的值時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警。煙霧報(bào)警采用的是mq-2氣體傳感器模塊，當(dāng)氣體的濃度達(dá)到100ppm-10000ppm時(shí)，此模塊會(huì)發(fā)出信號(hào)。門禁系統(tǒng)的探測(cè)是采用的是紅外人體感應(yīng)，當(dāng)有人靠近時(shí)會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)。從而為煙霧和門禁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供一個(gè)報(bào)警和驅(qū)動(dòng)的依據(jù)。經(jīng)過(guò)論證此方案的硬件電路非常簡(jiǎn)單，在程序的編寫方面有著一定的難度，經(jīng)過(guò)近段時(shí)間對(duì)ds18b20、液晶、紅外感應(yīng)傳感器、和煙霧傳感器的了解，基本上能夠使用keil編程軟件完成對(duì)程序的編寫，并進(jìn)行實(shí)物仿真。53第2章 銀行

20、報(bào)警系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)第2章 銀行報(bào)警系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)2.1銀行報(bào)警系統(tǒng)電源、復(fù)位及晶振電路設(shè)計(jì)2.1.1 電源電路及下載電路單片機(jī)設(shè)計(jì)電源及下載一般采用的是電腦usb接口供電電路，usb接口的電壓?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作電壓都是5v，正好相適配。基本能夠滿足本系統(tǒng)上絕大多數(shù)元器件的供電要求。1、usb接口的介紹：usb接口的形狀各式各樣，對(duì)于一般的供電電路來(lái)說(shuō)，一般使用a型usb接口和b型usb接口就能夠滿足設(shè)計(jì)要求了。本設(shè)計(jì)采用的是b型usb為電路進(jìn)行供電。圖2-1 b型usb接口圖形usb pin definition表1-1 usb管腳定義表pinnamecable colordescription1v

21、ccred+5v2d-whitedata-3d+greendata+4gndblackground2、供電電路的設(shè)計(jì)：usb供電電路很簡(jiǎn)單，與變壓器降壓產(chǎn)生的5v電壓相比，usb的5v供電更加安全，更加可靠，穩(wěn)定性也比較好，制作過(guò)程也比較容易，即簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)。usb供電時(shí)的電流，能滿足一般元器件的供電要求，但是對(duì)于大功率的元件就不能滿足了，對(duì)于像點(diǎn)陣一類的大功率的元件在不使用的時(shí)候可以從電路板上拔下來(lái)，減小功率。圖2-2 usb供電電路圖2-3 usb 接口電路圖 2-4 usb 串口轉(zhuǎn)換電路2.1.2 復(fù)位電路stc89c52單片機(jī)的復(fù)位引腳是第9腳，此引腳接高電平超過(guò)2個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)即可

22、復(fù)位。復(fù)位電路的功能是在系統(tǒng)上電的時(shí)候提供一個(gè)復(fù)位信號(hào)，直到系統(tǒng)的電源穩(wěn)定后才撤銷復(fù)位信號(hào)。復(fù)位電路設(shè)計(jì)的不好，將直接影響到系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。很多用戶在設(shè)計(jì)完整個(gè)系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)不穩(wěn)定，用仿真器調(diào)試時(shí)并沒(méi)有發(fā)生這種現(xiàn)象，但在進(jìn)行實(shí)物仿真的時(shí)候卻出現(xiàn)了出現(xiàn)了“卡機(jī)”、“程序跑飛”等現(xiàn)象，這種現(xiàn)象主要是由復(fù)位電路設(shè)計(jì)的不好引起的。 圖2-5 復(fù)位電路原理圖分析：當(dāng)按下按鈕時(shí)，開關(guān)第一次接觸，電容短路，快速放電，電容端的電壓迅速為0，開關(guān)彈回時(shí)，整個(gè)電路形成rc充電電路，其時(shí)間常數(shù)為rc，電容端的電壓為： 公式(2.1)通常低電平可定義為0.3×vcc，即可視為低電平，抖動(dòng)效應(yīng)自然消失，因此

23、 即 兩邊取對(duì)數(shù)抖動(dòng)的時(shí)間約在10ms20ms之間，以10ms為例，若電阻取10k，則得 若是 20ms，則因此，c的值可定于之間c的值選，滿足以上要求2.1.3 時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路是52單片機(jī)系統(tǒng)工作的核心，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，它是單片機(jī)工作的“動(dòng)力”，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，并關(guān)系到應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定性的高低等。在52單片機(jī)的內(nèi)部，有一個(gè) 反相放大器，反相放大器的輸入端為xtal1，輸出端為xtal2，由這個(gè)放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。單片機(jī)的一切指令

24、的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率上的。振蕩電路可以使用晶體和晶振來(lái)搭建。晶體和晶振的主要區(qū)別在于晶體需要外接振蕩電路才能夠起振，發(fā)出脈沖信號(hào)，而晶振則只需要在相應(yīng)的引腳上提供電源和地信號(hào)既可以發(fā)出脈沖信號(hào)。從外形來(lái)看，晶體一般是扁平封裝，有2個(gè)引腳，這2個(gè)引腳互相沒(méi)有區(qū)別，功能相同：晶振則大多為長(zhǎng)方形或者正方形封裝，有4個(gè)引腳，這4個(gè)引腳的功能互不相同，不能混淆。從工作參數(shù)來(lái)看，晶體的溫度系數(shù)和精確度高于晶振。一般的單片機(jī)系統(tǒng)都是使用晶體來(lái)構(gòu)成外部振蕩電路，它利用單片機(jī)的內(nèi)部振蕩單元和外部的晶體一起產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。 圖2-6 使用晶體提構(gòu)成外部振蕩電路2.2 液晶顯示電路作為銀行報(bào)警系統(tǒng)

25、，它不光要有聲音報(bào)警，也要有光報(bào)警。光報(bào)警主要是一些報(bào)警信息的顯示，在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，顯示器件有很多，一般的輸出方式有以下幾種：有l(wèi)ed、數(shù)碼管、液晶，發(fā)光管和led數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡(jiǎn)單，爭(zhēng)對(duì)本設(shè)計(jì)的需要，設(shè)計(jì)要顯示一系列的英文字符，而有此功能的只有l(wèi)cd液晶，所以采用lcd1602作為本設(shè)計(jì)的顯示屏。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通用器件，如在計(jì)算器、萬(wàn)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(hào)和圖形。液晶的體積小、功耗較低、操作簡(jiǎn)單、但它有一個(gè)很重要的缺點(diǎn)，它的適應(yīng)的溫度范圍比較小0-55，存放溫度在-20-60，所以在設(shè)計(jì)銀行報(bào)警系統(tǒng)的時(shí)

26、候要考慮全面，防止設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品不能夠適應(yīng)環(huán)境。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中采用液晶顯示有以下幾大優(yōu)點(diǎn)：顯示質(zhì)量非常的高數(shù)字化的接口體積很小、重量很輕功耗較低圖 2-8 lcd1602引腳圖 lcd1602的參數(shù)：表2-1 lcd1602液晶參數(shù)表顯示容量工作電壓工作電流額定工作電壓字符尺寸16×2個(gè)字符4.5-5.5v2.0ma5.0v2.95×4.35mm 表2-2 lcd1602液晶管腳功能表引腳號(hào)符號(hào)狀態(tài)功能1vss電源地2vdd+5v邏輯電源3vee液晶驅(qū)動(dòng)電源4rs輸入寄存器選擇1：數(shù)據(jù)；0：指令5r/w輸入讀、寫操作選擇1：讀；0：寫6e輸入使能信號(hào)7db0三態(tài)數(shù)據(jù)總線

27、8db1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9db2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10db3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11db4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12db5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13db6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14db6三態(tài)數(shù)據(jù)總線圖 2-9 lcd1602與單片機(jī)接線圖液晶的主要顯示內(nèi)容：當(dāng)溫度低于30的時(shí)候液晶上顯示“welcome everybody”；當(dāng)溫度在30到55之間，液晶的第一行顯示“safe temperature”，第二行顯示“temperature：*”；在上面兩種情況下如果有煙霧報(bào)警，則液晶第一行顯示“smoking”，第二行顯示“warning”；當(dāng)溫度超過(guò)55的時(shí)候，液晶第一行顯示“fire”，第二行顯示“warning”。2.3 蜂鳴器報(bào)警電路

28、作為銀行報(bào)警系統(tǒng)，聲音報(bào)警是必不可少的部分。而聲音報(bào)警的器件有很多，比如揚(yáng)聲器、喇叭、蜂鳴器。由于蜂鳴器聲音的獨(dú)特性，它能夠給人一種警覺(jué)。所以本設(shè)計(jì)選用蜂鳴器作為聲音報(bào)警。1、蜂鳴器的介紹：蜂鳴器的分類 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。：蜂鳴器的電路圖形符號(hào) 蜂鳴器在電路中用字母“h”或“ha”表示。 2、蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理：壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。：電磁式蜂鳴器 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。 圖2-10 蜂鳴器實(shí)物圖3、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)上，很多方案都會(huì)用到蜂鳴器，大部分都是使

29、用蜂鳴器來(lái)做提示或報(bào)警，比如按鍵按下、開始工作、工作結(jié)束或是故障等等。這里對(duì)單片機(jī)在蜂鳴器驅(qū)動(dòng)上的應(yīng)用作一下描述。 4、驅(qū)動(dòng)方式介紹單片機(jī)驅(qū)動(dòng)他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是pwm輸出口直接驅(qū)動(dòng)，另一種是利用i/o 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。 pwm驅(qū)動(dòng)是利用pwm 輸出口自身就可以輸出方波來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。有些單片機(jī)是通過(guò)軟件設(shè)置使它的端口可以直接輸出方波，因此只需要通過(guò)軟件編程來(lái)設(shè)置它寄存器就可以了。有的還可以設(shè)置占空比、周期等一些方波的參數(shù)。而利用i/o電平的反轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器則比較麻煩，可以通過(guò)編寫一些延時(shí)程序來(lái)做定時(shí)。通過(guò)這個(gè)電平的反轉(zhuǎn)行成一個(gè)方波，這個(gè)波形就可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴

30、器了。 5、蜂鳴器驅(qū)動(dòng)的電路一般情況下蜂鳴器的工作電流比較大，所以單片機(jī)的i/o 不能直接去驅(qū)動(dòng)，所以要采用三極管放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)。 圖2-11 蜂鳴報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路分析：1、蜂鳴器要完成的任務(wù)：蜂鳴器的主要任務(wù)就是當(dāng)溫度超過(guò)55的時(shí)候，進(jìn)行火警報(bào)警。2、二極管4148的作用：蜂鳴器是一個(gè)感性元件，通過(guò)它的電路不能突變，所以必須有一個(gè)二極管給它提供一個(gè)續(xù)流的回路。否則，在蜂鳴器的兩端會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰電壓，不僅會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)三極管，還會(huì)干擾到系統(tǒng)的其他部分。3、電路的計(jì)算：蜂鳴器的工作電流43ma可以根據(jù)工作電流計(jì)算出它的輸出電阻為： 公式（2.2）而這個(gè)蜂鳴器的內(nèi)阻為：16所以選取的電阻r35為：100

31、，能符合設(shè)計(jì)的基本要求。根據(jù)9012的放大倍數(shù)，43ma的輸出電流計(jì)算最小輸入電流為： 公式（2.3）根據(jù)最小輸入電流，可以算出最大輸入電阻為： 公式（2.4）得根據(jù)以上的計(jì)算，r34小于2.1k就行，所以r34選1k符合設(shè)計(jì)的要求r33為上拉電阻，對(duì)于小電流的電路一般取r33=10k即可。2.4 8×8點(diǎn)陣顯示電路作為報(bào)警的顯示，本設(shè)計(jì)采用了8×8的點(diǎn)陣顯示，從而給人提供一個(gè)視覺(jué)報(bào)警。設(shè)計(jì)一個(gè)8×8點(diǎn)陣led顯示屏，在目測(cè)條件下led顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足。顯示時(shí)應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。點(diǎn)陣顯示屏作為信息顯示的重要手段，在廣告宣傳、商業(yè)、交通、指揮調(diào)度等許多方面都

32、得到了廣泛的應(yīng)用。led顯示屏，它是通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，一般它都由很多發(fā)光二極管組成，通過(guò)控制它的亮滅來(lái)顯示字符。led受到廣泛的關(guān)注從而得到迅速的發(fā)展，這與它本身的優(yōu)點(diǎn)是分不開的。它主要有以下優(yōu)點(diǎn)：亮度高、功耗較低、比較小、耐沖擊和性能穩(wěn)定。led的發(fā)展前途非常的大。本設(shè)計(jì)采用的是m15088a/b型號(hào)的8×8的共陽(yáng)極點(diǎn)陣，段碼驅(qū)動(dòng)采用的是74hc245芯片，另外采用的是三極管放大電路，行選采用的是74hc138譯碼器。本設(shè)計(jì)采用的是逐行掃描的方式，掃描是通過(guò)單片機(jī)控制74hc138譯碼器來(lái)完成的，數(shù)據(jù)是通過(guò)p2口直接送到74hc245段碼驅(qū)動(dòng)芯片。2.4.1 74

33、hc245和74hc138芯片介紹1、74hc245總線驅(qū)動(dòng)芯片介紹一般情況下各種單片機(jī)的i/o端口都有一定的負(fù)載能力，但本設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)的是8行8列的點(diǎn)陣，不能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如果強(qiáng)行驅(qū)動(dòng)，會(huì)使i/o端口燒毀。所以當(dāng)負(fù)載超過(guò)其負(fù)載能力，一般是需要加驅(qū)動(dòng)器的，所以采用了74hc245作為負(fù)載驅(qū)動(dòng)。74hc245總線驅(qū)動(dòng)芯片的基本參數(shù)：電壓 2.0-6.0v驅(qū)動(dòng)電流 +/-7.8ma 傳輸延遲 7ns5v 邏輯電平 cmos功耗考量 低功耗或電池供電應(yīng)用2、74hc138譯碼器的介紹本設(shè)計(jì)的功能比較復(fù)雜，所以占用的i/o口也比較多，而驅(qū)動(dòng)8行8列的點(diǎn)陣需要用到8個(gè)i/o端口，如果這樣分配，資源將不夠用。所

34、以采用74hc138譯碼器，從而節(jié)省i/o端口。74hc138是一款cmos元件，74hc13它接受3位地址輸入（a0, a1和a2），當(dāng)使能時(shí)，能夠提供近8個(gè)有效輸出（y0至y7）。74hc138有3個(gè)使能輸入：兩個(gè)低電平有效（e1和e2），一個(gè)高電平有效（e3）。當(dāng)e1和e2置低且e3置高時(shí)，否則74hc138所有輸出為高電平。 74hc138譯碼器的基本參數(shù)：電壓 2.0-6.0v驅(qū)動(dòng)電流 +/-5.2ma 傳輸延遲 12ns5v邏輯電平 cmos功耗考量 低功耗溫度范圍 -40-85功耗考量 低功耗或電池供電應(yīng)用2.4.2 點(diǎn)陣顯示電路分析圖2-12 點(diǎn)陣行和列的驅(qū)動(dòng)圖 2-13 點(diǎn)陣

35、顯示驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)陣的具體工作任務(wù)：當(dāng)有煙霧報(bào)警時(shí)，點(diǎn)陣作流水燈循環(huán)閃爍。流水燈工作方式如下：對(duì)應(yīng)“第一次:abc,第二次:bcd,第三次:cde,第四次:def,第五次:efg,第六次:fgh,第七次:gha,第八次hab”。圖2-14 點(diǎn)陣工作示意圖計(jì)算分析：8×8點(diǎn)陣每行都由8個(gè)led組成，單片機(jī)的i/o端口不能夠驅(qū)動(dòng)，所以需要加三極管放大電路。根據(jù)每個(gè)led需要的電流10ma可以計(jì)算出：9012的輸出電流為i=8×10ma=80ma，根據(jù)三極管最大的放大倍數(shù)=200，可以計(jì)算出9012的最小輸入電流為： 公式（2.5）得根據(jù)輸入電路計(jì)算最大輸入電阻為： 公式（2.6）故

36、r1可取1k通過(guò)計(jì)算基本符合設(shè)計(jì)的要求2.5 煙霧傳感器模塊火災(zāi)報(bào)警是銀行報(bào)警系統(tǒng)的核心，火災(zāi)發(fā)生前必定會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，為了能夠防患于未然，本設(shè)計(jì)采用了煙霧報(bào)警這個(gè)模塊。煙霧傳感器能夠在火災(zāi)發(fā)生前檢測(cè)到煙霧，從而發(fā)出信號(hào)，給報(bào)警提供一個(gè)依據(jù)，本設(shè)計(jì)當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到。煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量轉(zhuǎn)換成電壓或者電流信號(hào)。再通過(guò)lm393組成的電路，產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字信號(hào)，高電平為3.3v,低電平為0v，提供給單片機(jī)，給煙霧報(bào)警提供一個(gè)依據(jù)。傳感器作為煙霧檢測(cè)報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是儀表的核心組成部分之一。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。2.5.1 煙霧傳感

37、器介紹 煙霧傳感器的分類 利用物理化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器：半導(dǎo)體煙霧傳感器、接觸燃燒煙霧傳感器等。 利用物理性質(zhì)的煙霧傳感器：熱導(dǎo)煙霧傳感器、光干涉煙霧傳感器、紅外傳感器等。 利用電化學(xué)性質(zhì)的煙霧傳感器：電流型煙霧傳感器、電勢(shì)型氣體傳感器等。 煙霧傳感器應(yīng)滿足的基本條件 一個(gè)煙霧傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實(shí)體，也可以是由多個(gè)不同功能傳感器組成的陣列。但是，任何一個(gè)完整的煙霧傳感器都必須具備以下條件： 能選擇性地檢測(cè)某種單一煙霧，而對(duì)共存的其他煙霧不響應(yīng)或者低響應(yīng) 對(duì)被檢測(cè)煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的煙霧濃度 對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好 長(zhǎng)期工作穩(wěn)定

38、性 使用壽命長(zhǎng) 制造成本低，使用與維護(hù)方便2.5.2 煙霧傳感器的選定煙霧檢測(cè)報(bào)警主要應(yīng)用在容易引發(fā)火災(zāi)的場(chǎng)合，根據(jù)報(bào)警器檢測(cè)煙霧種類的要求，一般選用接觸燃燒式煙霧傳感器和半導(dǎo)體煙霧傳感器。 使用接觸燃燒式傳感器，其他探頭的阻緩及中毒，是不可避免的問(wèn)題。阻緩是當(dāng)在煙霧與空氣的混合物中含有硫物質(zhì)的情況下，則有可能在無(wú)焰燃燒的同時(shí)，有些固態(tài)物質(zhì)附著在催化元件表面，阻塞載體的微孔，從而引起響應(yīng)緩慢反映滯緩，靈敏度降低。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的

39、物質(zhì)時(shí)，則傳感器將使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的中毒，以致靈敏度很快就喪失。當(dāng)懷疑檢測(cè)環(huán)境中存在這些物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。因此經(jīng)常對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是保證其準(zhǔn)確性的必要途徑。一般連續(xù)使用兩個(gè)月后應(yīng)對(duì)傳感器進(jìn)行量程校準(zhǔn)，這種經(jīng)常性對(duì)傳感器的維護(hù)，無(wú)形中加大了工作人員的工作量，同事增加了報(bào)警器維護(hù)的成本。半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器，它具有靈敏度高，響應(yīng)快、體積小結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過(guò)對(duì)比上述兩種煙霧傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體煙霧傳感器的優(yōu)點(diǎn)更加突出：靈敏度高、響應(yīng)

40、快、抗干擾性好、使用方便、價(jià)格便宜，且不會(huì)發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低等。因此本設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體煙霧傳感器作為報(bào)警器煙霧信息采集部分的核心。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)計(jì)選用mq-2型煙霧傳感器，這種型號(hào)的傳感器不但具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。2.5.3 煙霧傳感器的特點(diǎn)及電路 mq-2的特點(diǎn)1、 具有信號(hào)輸出指示2、 雙回路輸出（既有模擬輸出也有ttl電平輸出）3、 ttl低電平有效，可直接接單片機(jī)4、 模擬輸出05v電壓，濃度越高電壓值越高5、 具有長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性6、 快速響應(yīng)恢復(fù)特性 mq-2的參數(shù)特性表2-3 mq-2參

41、數(shù)特性符號(hào)參數(shù)名稱技術(shù)條件備注vc回路電壓15vac或dcvh加熱電壓5.0v±0.2vac或dcrl負(fù)載電阻可調(diào)rh加熱電阻31歐姆室溫ph加熱功耗900mv lm393芯片的簡(jiǎn)單介紹lm393是高增益的比較器，它可以看作是放大倍數(shù)接近“無(wú)窮大”的運(yùn)算放大器。電壓比較器的功能：比較兩個(gè)電壓的大?。ㄓ脕?lái)輸出電壓的高電平，表示兩個(gè)輸入電壓的大小關(guān)系）當(dāng)“+”輸入端電壓高于“-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為高電平當(dāng)“+”輸入端電壓低于“-”輸入端時(shí)，電壓比較器輸出為低電平lm393芯片的基本參數(shù)：比較器數(shù) 2工作溫度范圍 0-70通道數(shù) 2工作電壓 2-36v消耗電流 0.8ma圖2-15

42、 煙霧傳感器模塊電路 分析：mq-2將外面的煙霧這些模擬信號(hào)，通過(guò)lm393電路后得到一個(gè)數(shù)字信號(hào)，這個(gè)數(shù)字信號(hào)能夠直接給單片機(jī)使用，高電平為3.3v，低電平為0v。當(dāng)為高電平的時(shí)候，紅色的d2發(fā)光二極管點(diǎn)亮，當(dāng)為低電平的時(shí)候，綠色的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。2.6 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為了適應(yīng)銀行管理的要求，門禁系統(tǒng)要能夠提供一個(gè)人性化高可靠性的服務(wù)。直流電機(jī)有良好的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)性能，直流調(diào)速技術(shù)也已經(jīng)較為成熟。因此直流電機(jī)也成為了首選電機(jī)。2.6.1 直流電機(jī)工作原理將直流電源加在電刷a和電刷b上，線圈abcd中流過(guò)電流，在導(dǎo)體ab中，電流從a指向b，在導(dǎo)體cd中電流從c指向d。導(dǎo)體ab和cd分別在

43、n、s磁場(chǎng)中，受到來(lái)自電磁力的作用。通過(guò)左手定則可知導(dǎo)體ab和cd都受到電磁力的作用，形成的轉(zhuǎn)矩方向也一樣，這個(gè)轉(zhuǎn)矩稱為電磁轉(zhuǎn)矩，是逆時(shí)針?lè)较?。此時(shí)，電樞就順著逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)了180度，導(dǎo)體cd處于n極下，ab處于s極下，由于電流仍然從電刷a流入，cd中的電流變?yōu)橛蒬流向c，而ab中的電流由b流向a，從電刷b流出，用左手定則可判斷，電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍是逆時(shí)針?lè)较颉Ｖ绷麟姍C(jī)借助于換向器和電刷的作用，使直流電動(dòng)機(jī)電樞線圈中流過(guò)的電流方向是不變的，使電樞產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變，從而確保直流電機(jī)朝確定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。2.6.2 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)l9110芯片本設(shè)計(jì)所選用的直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓

44、為5.9v，額定工作電流為750ma，而實(shí)驗(yàn)板上的最高電壓為5v，很顯然想要直接驅(qū)動(dòng)是不行的，所以想要驅(qū)動(dòng)這個(gè)直流電機(jī)，就需要加一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。l9110是為了驅(qū)動(dòng)控制直流電機(jī)而設(shè)計(jì)的專用集成電路，將設(shè)計(jì)好的電路集成在單片的ic之中，使整個(gè)系統(tǒng)的成本降低，提高整機(jī)的可靠性，這個(gè)芯片有兩個(gè)ttl/cmos電平的輸入，抗干擾性能非常好；輸出端可以直接驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它的電流驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，每通道能通過(guò)700850ma的持續(xù)電流，它的峰值電流可達(dá)2.02.5a；它的輸出飽和壓降較低；鉗位二極管能夠釋放負(fù)載的反向沖擊電流，所以它在驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、繼電器、步進(jìn)電機(jī)的使用上安全可靠。l9110被廣泛應(yīng)

45、用于直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)中。1、驅(qū)動(dòng)模塊的參數(shù)及功能特點(diǎn)：、寬電源電壓范圍：2.5v-12v、每通道連續(xù)電流輸出能力：800ma、輸出內(nèi)置鉗位二極管，適用于感性負(fù)載、具備管腳高壓保護(hù)功能、控制和驅(qū)動(dòng)集成于ic之中圖2-16 l9110管腳圖表2-4 l9110管腳功能定義引腳名稱引腳序號(hào)說(shuō)明vcc2、3工作電vss5、8工作地ia6驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入aib7驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入boa1馬達(dá)輸出aob4馬達(dá)輸出b圖2-17 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊電路圖2、分析：當(dāng)紅外報(bào)警器接受到有人靠近的信號(hào)時(shí)，便使jpd1端給“1”信號(hào)，jpd2端給“0”信號(hào)，使電機(jī)為正轉(zhuǎn)，延時(shí)一段時(shí)間后， jpd1端給“0”信號(hào)，jpd2端給“1”

46、信號(hào)的時(shí)候電機(jī)為反轉(zhuǎn)。2.7 紅外感應(yīng)傳感器模塊本設(shè)計(jì)包含一個(gè)門禁止驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而門禁系統(tǒng)的核心便是紅外傳感器模塊，當(dāng)有人靠近的時(shí)候，它會(huì)發(fā)出信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)的紅外傳感器是熱釋電紅外傳感器，它能夠檢測(cè)人或動(dòng)物，它發(fā)射的是紅外線，而輸出的是數(shù)字電信號(hào)。很早以前便有人提出利用熱釋電原理來(lái)探測(cè)紅外輻射，當(dāng)時(shí)這并沒(méi)有受到大家的廣泛重視，到了七十年代以后，這時(shí)候紅外傳感和激光技術(shù)得到迅速的發(fā)展，從而推動(dòng)了人們對(duì)熱釋電技術(shù)的研究，從而推動(dòng)了人們對(duì)熱釋電晶體的廣泛應(yīng)用。它已經(jīng)被應(yīng)用到很多自動(dòng)化裝置之中。比如樓道自動(dòng)開關(guān)、銀行的防盜報(bào)警上。熱釋電效應(yīng)和壓電效應(yīng)的原理優(yōu)點(diǎn)類似，當(dāng)溫度的變化引起晶

47、體表面荷電的現(xiàn)象。熱釋電傳感器對(duì)溫度的變化較為敏感。bis0001是高度集成的芯片，它是由熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件組成的電紅外開關(guān)。它可以自動(dòng)并且快速的開啟蜂鳴器、熒光燈、自動(dòng)門等裝置，基本能夠適用于企業(yè)、賓館這種敏感的場(chǎng)合。biss0001的特點(diǎn)：1、采用cmos工藝進(jìn)行制造2、它有獨(dú)立的輸入阻抗運(yùn)算放大器3、內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾4、內(nèi)部延時(shí)時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器圖2-22 biss0001芯片管腳圖技術(shù)參數(shù)工作電壓：dc5v至20v1、 靜態(tài)功耗：65ma2、 電平輸出：高電平為5v，低電平為0v3、 延時(shí)時(shí)間：0.318秒4、 感應(yīng)范圍：7米以內(nèi)5、 工作溫度：-1

48、570功能特點(diǎn)全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2.8 溫度傳感器ds18b20本設(shè)計(jì)的核心便是溫度傳感器，它能夠采集溫度，將溫度值輸入單片機(jī)，從而為報(bào)警提供了一個(gè)依據(jù)。當(dāng)銀行的室內(nèi)溫度小于30時(shí)，顯示字符“welcome everybody”；銀行的室內(nèi)溫度大于30時(shí)，并且小于等于55時(shí)，顯示“temperature:*”，及字符“safe temperature”；銀行室內(nèi)溫度超過(guò)55時(shí)，報(bào)警，并顯示字符“fire warning”。溫度傳感器是傳感器中用的比較普遍的一種，以前使用的是模擬溫度傳感器，例如熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)

49、，它的阻值也會(huì)發(fā)生線性變化，控制器采集電阻兩端的電壓，然后根據(jù)公式就能計(jì)算出當(dāng)前的環(huán)境溫度。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，現(xiàn)代的溫度傳感器已經(jīng)走向數(shù)字化，接口簡(jiǎn)單，外形小，在生產(chǎn)時(shí)間的各個(gè)領(lǐng)域都用到，為我們的生活提供了便利。ds18b20溫度傳感器，是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司推出的數(shù)字化溫度傳感器，它采用單總線協(xié)議，即與單片機(jī)接口只需要用到一個(gè)i/o端口，無(wú)須任何外部元件，直接將環(huán)境溫度轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以數(shù)字碼方式串行輸出，從而大大簡(jiǎn)化了傳感器與微處理器的接口。ds18b20出廠時(shí)默認(rèn)配置為12位，其中最高位為符號(hào)位，即溫度值共11位，單片機(jī)在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，一次會(huì)讀2字節(jié)共16位，讀完后將低11位的二

50、進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)后再乘以0.0625便為所測(cè)的實(shí)際溫度。另外還需要判斷溫度的正負(fù)，前5個(gè)數(shù)字為符號(hào)位，這5位同時(shí)變化，我們只需要判斷11位就可以了，前5位為1時(shí)，讀取的溫度值為負(fù)值，且測(cè)到的數(shù)值需要取反加1再乘以0.0625才可得到實(shí)際溫度值。前5位為0時(shí)，讀取的溫度為正值，且溫度為正值時(shí)，只要將測(cè)得的數(shù)值乘以0.0625即可得到實(shí)際溫度值。1、ds18b20溫度傳感器的特性適應(yīng)電壓的范圍比較寬，在3.0v到5.5v之間，并且由數(shù)據(jù)線供電單線接口，可與單片機(jī)進(jìn)行雙向通信測(cè)溫范圍-55到12512位分辨率時(shí)的最大工作周期為750ms2、ds18b20引腳介紹表2-5 ds18b20引腳介紹引

51、腳定義gnd電源負(fù)極dq信號(hào)輸入輸出vdd電源正極nc空3、ds18b20與單片機(jī)的接口電路 圖2-25 ds18b20與單片機(jī)接口電路常州工學(xué)院延陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書第3章 銀行報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)3.1 銀行報(bào)警系統(tǒng)主程序流程圖 圖3-1 銀行報(bào)警主程序流程圖 銀行報(bào)警系統(tǒng)主要包括四種顯示情況、蜂鳴器報(bào)警、傳感器輸入部分、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分。一開始進(jìn)入程序時(shí)，首先要給各個(gè)傳感器預(yù)熱一段時(shí)間，因?yàn)楦衅餍枰A(yù)熱一段時(shí)間才能正常的采集煙霧以及溫度信息。一共有三個(gè)報(bào)警信號(hào)，首先是溫度，在當(dāng)溫度低于30時(shí)，程序會(huì)進(jìn)入顯示1分支，顯示內(nèi)容為：“welcome everybody”；當(dāng)溫度在30-50時(shí)，程序進(jìn)

52、入顯示2分支，第一行顯示內(nèi)容為：“safe temperature”，第二行顯示內(nèi)容為：“temperature：*”；在顯示1和顯示2的情況下，如果有煙霧報(bào)警信號(hào)，則液晶顯示改為第一行顯示“smoking”,第二行顯示“warning”；另外此時(shí)，8×8點(diǎn)陣作流水燈顯示；當(dāng)溫度高于50時(shí)，此時(shí)液晶顯示改為第一行顯示“fire”，第二行顯示“warning”，當(dāng)以上的報(bào)警信號(hào)全部判斷完后，程序?qū)⑦M(jìn)入門禁信號(hào)的判斷，如果沒(méi)有門禁報(bào)警信號(hào)，程序不做動(dòng)作，如果有門禁報(bào)警信號(hào)，程序?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。3.2 銀行報(bào)警系統(tǒng)子程序流程圖3.2.1 ds18b20溫度檢測(cè)及處理子程序 圖3-2 ds1

53、8b20初始化及處理流程圖單片機(jī)對(duì)多只ds18b20進(jìn)行控制的時(shí)候，需要先讀取rom,逐個(gè)讀出ds18b20的序列號(hào)，然后再去一個(gè)個(gè)匹配，這樣就可以讀取并進(jìn)行操作了，但本設(shè)計(jì)只用到一個(gè)ds18b20溫度傳感器，所以不需要讀取rom中的序列號(hào)，只要跳過(guò)rom即可，就可以讀取溫度了。3.2.2 1602液晶的初始化流程圖圖3-3 1602液晶初始化程序流程圖圖3-4 液晶所要顯示的內(nèi)容流程圖液晶一共有四種顯示畫面，首先是當(dāng)溫度低于30時(shí)，程序會(huì)進(jìn)入顯示1分支，顯示內(nèi)容為：“welcome everybody”；當(dāng)溫度在30-50時(shí)，程序進(jìn)入顯示2分支，第一行顯示內(nèi)容為：“safe temperature”，第二行顯示內(nèi)容為：“temperature：*”；在顯示1和顯示2的情況下，如果有煙霧報(bào)警信號(hào)，則液晶顯示改為第一行顯示“smoking”，第二行顯示“warning”；當(dāng)溫度高于50時(shí)，此時(shí)液晶顯示改為第一行顯示“fire”，第二行顯示“warning”。3.2.3 紅外傳感器及煙霧傳感器子程序流程圖圖3-5 紅外報(bào)警及煙霧報(bào)警流程圖煙霧傳感器模塊和紅外感應(yīng)傳感器模塊，經(jīng)