(完整版)大專機(jī)電一體化-畢業(yè)設(shè)計

1、河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院HunanIndustryPolytechnic畢業(yè)設(shè)計類別畢業(yè)設(shè)計題目圖書館智能防火報警系統(tǒng)設(shè)計系名稱專業(yè)及班級機(jī)電工程系機(jī)電1002學(xué)生姓名葉小青學(xué)號19指導(dǎo)教師田林紅完成日期2012年月日摘要本文介紹了住宅智能化中的防盜防火報警系統(tǒng)。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(dāng)確定警情時自動通過電話報警。傳感器采用微波探測器和溫度探測器，分別對盜情和火情進(jìn)行檢測，當(dāng)有人闖入時，微波探測器檢測到盜情，然后向單片機(jī)發(fā)出中斷申請，單片機(jī)控制電話撥號電路，模擬摘機(jī)，自動撥打110，并播放預(yù)先錄制好的錄音，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，溫度探測器檢測到火情，則自動

2、撥打119并播放錄音，也可以自行設(shè)置所要撥打的號碼，如事主的手機(jī)號碼，錄音需自行錄制。本系統(tǒng)采用了美國ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機(jī)，美國公司XICOR生產(chǎn)的低功耗CMOS的串行EEPROM-X25O45，加拿大Mitel公司生產(chǎn)的DTMF信號編解碼芯片MT8888,語音模塊采用美國ISD公司的ISD1420語音芯片,整體功耗較小，兼容性好，穩(wěn)定性高。本系統(tǒng)通過密碼來識別主人身份，系統(tǒng)開啟后只有輸入正確的密碼才能關(guān)閉系統(tǒng)。本系統(tǒng)同時還具有自我診斷功能，出現(xiàn)故障能自動進(jìn)行處理。系統(tǒng)從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了抗干擾設(shè)計，使其具有較好的抗干擾能力，完成系統(tǒng)可靠工作。關(guān)鍵詞：智能防火防盜報警系

3、統(tǒng)；自動撥號；探測器AbstractThisarticleintroducedintheinabox,andall-weatherautomaticdetectionthetheft-alarmandthefire-alarm,thendialthepolicesentimentautomaticallywithtelephonecall.Thesensorusesthemicrowavedetectorandthetemperaturedetector,torobsthesentimentandthestateseparatelycarriesontheexamination,whensom

4、epeoplebrokeinto,microwavedetectortodetectunauthorizedsituation,andthensenttotheinterruptionSCMapplications,MCUcontroltelephonedial-upcircuit,Simulatedpick,automaticallydial110,andplaypre-recordedsoundrecording,whenthefireoccurred,thetemperaturedetectortothefiredetection,automaticallydial119andaudio

5、recordingcanalsosetupbyanumbertodial,suchasthevictimPhonenumber,recordingownrecord.ThissystemusestheU.S.ATMELcompanysAT89C51SCM,U.S.companiesXICORproductionoflow-powerCMOSSerialEEPROM-X25045,Canada,MitelcompanyssignalforDTMFdecoderchipMT8888,voicemoduleusingtheU.S.ISDcompanysISD1420voicechip,asmalle

6、roverallpowerconsumption,compatibility,andthesystem.Thesystemalsofeaturesaself-diagnosis,failurecanbeautomaticallyprocessed.Hardwareandsoftwaresystemsfromtwoaspectsoftheanti-interferencedesign,soastomakeitabetteranti-interferencecapabilities,reliablesystemtocompletethework.Keywords:intelligentfirepr

7、oofandtheft-proofalarmsystem;automaticDial;detector目錄第一章緒論第二章系統(tǒng)設(shè)計方案21智能報警系統(tǒng)的總體構(gòu)成22報警系統(tǒng)的功能及工作過程第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計31防盜探測器電路設(shè)計3.2防火探測器電路設(shè)計3.3用戶端自動報警器總體設(shè)計3.3.1自動報警器電路設(shè)計332串行EEPR0MX25045TOC o 1-5 h z第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計:41控制模塊程序設(shè)計142撥號模塊程序設(shè)計143語音模塊程序設(shè)計144密碼及顯示模塊程序設(shè)計145讀寫數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計1第五章系統(tǒng)的抗干擾措施51系統(tǒng)硬件抗干擾措施152系統(tǒng)軟件抗干擾措施2附錄2結(jié)束語2致謝參

8、考文獻(xiàn)第一章緒論改革開放以來，在城市大發(fā)展的過程中，大量外地人口涌入城市，給社會治安帶來很大壓力。工廠、機(jī)關(guān)和居家失盜、失火、搶劫事件時有發(fā)生；個別地方尤為嚴(yán)重，損失驚人。由此引起公安部門的高度重視和社會各屆人士的普遍關(guān)注。有些部門和居民小區(qū)開始派人白天守衛(wèi)、夜間巡邏，并紛紛購置防護(hù)鐵門、鐵欄桿等被動防范措施，將主人裝在鐵籠子中以求安全。一旦發(fā)生警性（如火警或煤氣泄漏），才發(fā)現(xiàn)鐵籠子將消防人員攔在事故現(xiàn)場之外，難以即時救助，實為弊端。從整頓市容角度來看，亦不雅觀。為此，政府部門提倡采用高科技手段實現(xiàn)技術(shù)防范措施。在社會治安的現(xiàn)實需求和政府部門的推動下，市場上國產(chǎn)和進(jìn)口的防盜報警應(yīng)運而生。本文所

9、要介紹的智能防盜防火報警系統(tǒng)，正是在智能住宅蓬勃發(fā)展的背景下，為了滿足用戶對安全的強(qiáng)烈要求，而設(shè)計并開發(fā)的。系統(tǒng)的首要任務(wù)是根據(jù)住宅小區(qū)的類型、使用功能及防護(hù)風(fēng)險等要求，為保障小區(qū)人身財產(chǎn)安全，通過運用傳感器探測、雙音多頻遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)綜合形成智能報警系統(tǒng)，從而達(dá)到保障住宅安全的目的雙音多頻（DTMF）信令的傳輸速度，使得它廣泛應(yīng)用于各種通信和控制系統(tǒng)中。DTMF信號收發(fā)芯片的發(fā)送部分采用信號失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式DA變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTMF信號：接收部分用于完成DT信號的接收、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式輸出。當(dāng)遇到盜情、火情等各種險情的時候，該系統(tǒng)可以通

10、過電話網(wǎng)絡(luò)自動向相關(guān)部門發(fā)出語音求救信號，從而達(dá)到保護(hù)用戶生命財產(chǎn)的目的。第二章系統(tǒng)設(shè)計方案智能報警系統(tǒng)的總體構(gòu)成本防盜防火報警系統(tǒng)是一種新型的電子安全報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計是將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，從而形成一個防盜、防火報警系統(tǒng)5。系統(tǒng)總體構(gòu)成包括防盜防火探測器、用戶端自動報警器與通訊線路三個模塊，系統(tǒng)組成框圖如圖2-1所示。防盜探測器微波探測器防火探測器溫度探測器報警開關(guān)緊急呼救開關(guān)指示燈控制輸出輸入圖2-1智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)組成框圖用戶端自動報警器安裝于居民住宅，用于對居民住宅各個不同部位的不同類型探測器進(jìn)行監(jiān)測與控制，并對從各個探測器采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。當(dāng)出現(xiàn)

11、異常情況時，通過家中的電話線路自動撥號報警，并與中央控制器建立聯(lián)系。系統(tǒng)不需要另外占用電話線路，當(dāng)有報警信號時，報警電話享有電話線路的優(yōu)先權(quán)。報警系統(tǒng)的功能及工作過程智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)具有以下特點和功能：系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計。前端報警器能夠快速、準(zhǔn)確地檢測到現(xiàn)場的異常狀態(tài)，經(jīng)確認(rèn)后及時通報給中央控制器。并能夠可靠地進(jìn)行盜情、火情報警，通過電話線拔打預(yù)先設(shè)置的1-6組電話手機(jī)號碼（小區(qū)監(jiān)控管理中心電話、用戶個人電話、用戶單位電話、盜警電話110、火警電話119、緊急呼救電話），進(jìn)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。用戶端自動報警器可檢測探測器或傳輸線路發(fā)生的故障（如探頭斷線

12、或掉電等）,并可向中央控制器報告故障情況。系統(tǒng)開關(guān)機(jī)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。用戶端自動報警器內(nèi)提供備用電源，在沒有市電的情況下，交直流供電自動切換，確保系統(tǒng)在停電時能繼續(xù)工作。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(zāi)等緊急情況時，與之相應(yīng)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(jìn)行確認(rèn)（多次巡檢中斷信號），若50s后無人解除警情同時警情確認(rèn)無誤后，進(jìn)行事件的現(xiàn)場聲（蜂鳴器）、光（LED）報警，同時用戶端自動報警器自動向相關(guān)部門撥打預(yù)先設(shè)置好的報警電話號碼

13、，進(jìn)行語音報警。在用戶端自動報警器的面板上設(shè)有LCD顯示器、鍵盤以及三色警燈（LED），三色警燈分別指示火災(zāi)或紅外微波雙鑒的防火防盜報警、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）和故障燈（黃）。正常時LCD顯示時間，事件發(fā)生時鎖定顯示當(dāng)時的時間。用戶端報警器同時具有探頭故障報警功能，避免由于探頭掉電而漏報，出現(xiàn)故障時點亮故障燈；如果判斷探頭掉線（被剪斷），則聲光報警。如果出現(xiàn)誤觸發(fā)而報警時可以通過觸發(fā)延遲時間（505定時器）去解除，另外用戶端自動報警器還具備狀態(tài)信息（如有無交流電、備用電池電量是否不足等）上報的功能，可以對預(yù)設(shè)的普通電話、手提電話實現(xiàn)報警。本章節(jié)主要介紹了系統(tǒng)

14、總體設(shè)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(shè)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(shè)計打下了理論基礎(chǔ)。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計防盜探測器電路設(shè)計實際電路中，是由振蕩器電路產(chǎn)生并發(fā)射近微波段電磁波形成微波場，天線把電信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電磁波輻射到周圍空間，輻射半徑可達(dá)10m以上（如果想繼續(xù)增大輻射半徑或提高靈敏度可以通過調(diào)整天線的大小和方向來完成）。當(dāng)有人在場中運動時，反射回去的微波將發(fā)生頻率變化，從而使微波探測器輸出一個與人體運動速度有關(guān)的低頻電信號。根據(jù)該特性，也選擇微波探測器用于盜情的檢測。圖3-1微波探測器原理框圖環(huán)形天線和它周圍的電阻、電容和MOS場效應(yīng)管

15、組成了近微波段高頻自激振蕩電路（它的振蕩頻率在1GHz左右），微波探測器原理如圖3-1所示，當(dāng)電路接通電源以后，振蕩產(chǎn)生的單頻、等幅信號通過外接天線發(fā)射到空間，產(chǎn)生一個立體空間微波防護(hù)區(qū)，天線既發(fā)射振蕩信號，也接收回波。反射回來的微波信號與原信號之間混頻后產(chǎn)生微弱的頻移信號，該信號送放大器進(jìn)行放大。放大后的信號送窗口式鑒幅比較輸入端，經(jīng)比較將一定強(qiáng)度的探測信號轉(zhuǎn)換為寬度不同的等幅脈沖輸出。微波探測器電路使用的主要元件是單電源通用四運算放大器KIA324P、環(huán)形天線、微波振蕩管C3355及一些外圍元器件，外接+6V電源。其電路圖如圖3-2。當(dāng)有人在該微波防護(hù)區(qū)內(nèi)移動時，振蕩頻率和幅度發(fā)生相應(yīng)的變

16、化。根據(jù)多普勒效應(yīng)，該波動的頻率與物體運動的快慢有關(guān)，而幅度與距離有關(guān)?；祛l后高頻信號因為過高而失去作用，剩下微弱的低頻信號經(jīng)U1作前級放大，10pF電容與7.5K電阻構(gòu)成充電電路，充電電壓作為第一級比較器U4的基準(zhǔn)電壓，同時實現(xiàn)延時功能，即只有前級放大電壓高于該參考電壓時，輸出才為高電平，此時，C9015導(dǎo)通，最后信號經(jīng)U2、U3構(gòu)成的窗口比較器比較后輸出探測到的信號。實驗過程中報警范圍實測約為7-8米，探測到有效信號時，有20秒的報警信號輸出，LED發(fā)光做出預(yù)警指示，可有效的進(jìn)行實時探測。該電路可以工作在較寬的電壓范圍內(nèi)（標(biāo)準(zhǔn)電壓是32V，但實際可以工作在很寬的電壓范圍內(nèi)），當(dāng)檢測到異常信

17、號時為高電平。圖3-2微波探測器電路圖3.2防火探測器電路設(shè)計溫度探測器使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20,5V直流電壓供電。DS18BZ0的測溫原理是利用溫敏振蕩器的頻率隨溫度變化的關(guān)系，把溫度信號直接轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號，通過內(nèi)部計數(shù)器對受溫度影響的振蕩器周期的計數(shù)可實現(xiàn)溫度測量。探測器中DS18B20采用寄生電源供電方式，保證在有效的DS18B2O時鐘周期內(nèi)能提供足夠的電流，圖3-3中采用一個MOSFET管和MCU的IO口來完成對DS18B2O的總線上拉，然后通過另一IO對DS18B2O進(jìn)行控制并取得溫度值。圖3-3溫度探測器電路用戶端自動報警器總體設(shè)計用戶端自動報警器是本課題的設(shè)計重點，自

18、動報警器組成框圖如圖3-4所示，主要包括撥號模塊、語音模塊、電話接口模塊、鍵盤密碼顯示模塊以及電源模塊。報警器功能已在1.2節(jié)具體描寫過，這里不再詳述，本節(jié)著重介紹與自動撥號功能相關(guān)的硬件電路設(shè)計。圖3-4用戶端自動報警器組成框圖自動報警器電路設(shè)計自動報警器電路見圖3-5。時鐘電路由兩個30P的電容和12MHz的晶振構(gòu)成。復(fù)位電路由電阻、電容、二極管和按鍵開關(guān)構(gòu)成，具有上電復(fù)位和手動復(fù)位的功能。單片機(jī)的INTO、INT1分別與盜警、火警傳感器相連，實現(xiàn)各種警情的采集。為防止環(huán)境干擾信號對觸發(fā)中斷的影響，當(dāng)響應(yīng)中斷后，對中斷信號多次（如5次）巡檢，確認(rèn)是中斷信號時，才去執(zhí)行中斷處理子程序，否則認(rèn)

19、為是外界干擾信號不執(zhí)行報警處理，有效降低誤報幾率。30PN414812.0MHzRSTGMDVCCOP1.0VccP1.1(ADO)PO.OP1.2(ADlPO.lP1.3(AD2)P0.2P1.4(AD3)PQ.3P1.5(AD4)P0.4P1.6(ADPO.JP1.7U扇PCi.百RST(AD-7)PO.-7P3.0(RXD)EAATPP3.1(TKD)ALEVPROGP3.2(INT0)PSENP3.3(INTI)(AD15)P2.-7P3.4(T0)仙D14)P2百P3.5(T1)(AD13JP2.5P3,6(WR)(AD12)P2.4P3.70ED(AD11)P2.3KTAL2(AD

20、10)P2.2XTAL1(AD9)P2.1GKD(ADS)P2.0AT83C51INHHELPA-AlarmCAl-iim11.2KACOFF-POWERDETECTOROFFHJPDE/REVOICE圖3-5自動報警器電路P2.1與語音電路相連，實現(xiàn)語音的回放控制。P2.2接通訊接口轉(zhuǎn)換芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送、接收片選端RE(DE)。P2.3與電話接口電路相連，實現(xiàn)模擬摘掛機(jī)的控制。P2.4接探頭掉線檢測端，單片機(jī)對該口定時査詢,正常時為高電平，當(dāng)檢測到低電平即發(fā)出掉線警報。P25接交流電源掉電報警信號(交流斷電后由直流電源繼續(xù)供電，直流電源放電低于預(yù)警值后向自動報警器發(fā)直流斷電預(yù)警信號。P10、P

21、11、Pl2為接鍵盤電路的三根I0口線，Pl3接緊急呼救按鍵。Pl5接液晶顯示器的串行時鐘輸入端,Pl6接液晶顯示器的數(shù)據(jù)輸入端oPl.7接多路開關(guān)CD4051的片選端INH,PI.4、P2.6分別接多路開關(guān)的輸入端A、B。多路開關(guān)輸出分別接報警LED、蜂鳴器，有警報發(fā)生時開關(guān)的輸出IO口給出高電平信號。P0.0、P01、P0.2和P0.3分別與MT8888的DO、Dl、D2和D3相連，用作數(shù)據(jù)總線。P20與MT8888的RSO相連，控制MT8888內(nèi)部寄存器的選擇oP2.7與MT8888的CS相連,控制MT8888的選通。36、P3.7分別與MT8888的WR和RD相連，控制MT8888的讀

22、寫。P04、P0.5接EEPROM的串行輸入和串行輸出端，P06、P0.7分別接EEPROM的串行時鐘輸入和片選輸入端。串行EEPROM-X25045本設(shè)計中采用了具有可編程的串行EEPROM-X25045。X25045是美國公司XlCOR低功耗CMOS的產(chǎn)品(備用電流10uA、工作電流3mA)，它把看門狗定時器、VCC監(jiān)控電路和EEPROM三種常用功能組合在單個封裝內(nèi),增大了電路密度，減少了體積，提高了系統(tǒng)的可靠性，是設(shè)計成直接與許多通用的微控制器系列的同步串行外設(shè)接口(SPI)相接的512X8位EEPROM。本系統(tǒng)中X25045依次存儲了標(biāo)志字段、用戶編號、話機(jī)號碼、報警器編號、警情代號、

23、系統(tǒng)設(shè)置等數(shù)據(jù)信息。VCC監(jiān)控功能是指只要VCC電平降至低于最小轉(zhuǎn)換電壓或者看門狗定時器達(dá)到其編程的超時極限值，RESET的輸出為高電平。X25045包括一個8位指令寄存器，它可以通過SI(P04)輸入來訪問，數(shù)據(jù)在SCK(P06)的上升沿由時鐘同步輸入。在整個工作周期內(nèi)，CS(P07)必須為低電平，WP必須為高電平。X25045監(jiān)視總線，如果在預(yù)置時間內(nèi)沒有總線活動，那么它將提供RESET信號輸出。在S1線上輸入的數(shù)據(jù)在CS變?yōu)榈碗娖胶蟮腟CK的第一個上升沿被采樣，由SCK的下降沿輸出到50（P0.5）線上。SCK是靜態(tài)的，允許用戶停止時鐘并在其后恢復(fù)操作。所有的指令、地址和數(shù)據(jù)都以MSB（

24、最高有效位）在前的方式傳送，讀和寫指令的指令格式中均包含有地址高位A8，此位用于選擇器件的上半部或下半部。在上電和字節(jié)、頁或狀態(tài)寄存器寫周期完成以后及WP變?yōu)榈碗娖綍r，寫使能鎖存器被復(fù)位（即禁止寫操作），因此寫操作前必須設(shè)置寫使能鎖存器。如圖3-6所示：圖3-6狀態(tài)寄存器格式本系統(tǒng)中對X25045的讀數(shù)據(jù)、寫數(shù)據(jù)、置位寫使能的操作過程簡述如下:從X25045中讀數(shù)據(jù)的操作為：把CS拉低以選擇芯片：發(fā)送8位的讀（READ）指令；送8位的字節(jié)地址；將所選定地址的存儲器中的數(shù)據(jù)移到S0線上。繼續(xù)提供時鐘脈沖可連續(xù)讀出接下的地址空間中的數(shù)據(jù)。每移出一個字節(jié)數(shù)據(jù)之后，字節(jié)地址自動增加到下一個較高地址。達(dá)

25、到最高地址（$1FFH）時，地址計數(shù)器翻轉(zhuǎn)至$00H，無限循環(huán)下去。把CS置為高電平，可以中止操作。置位寫使能鎖存器操作為：CS先被拉到低電平；由時鐘同步送入寫使能指令；將CS變?yōu)楦唠娖?，否則寫操作忽略。寫數(shù)據(jù)到X25045的操作為：拉低CS并保持在低電平；發(fā)送寫指令；寫數(shù)據(jù)?？梢赃B續(xù)寫多達(dá)4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，但必須是這4個字節(jié)駐留在同一頁上。否則計數(shù)器將翻轉(zhuǎn)到頁的首地址并重新寫可能已有數(shù)據(jù)寫入的任何單元。X25045具有允許簡單的三線總線工作的串行外設(shè)接口（SerialPeripheralInterface,SPI），最高可達(dá)1MHz串行時鐘頻率。這里用單片機(jī)的三根口線Pl3、Pl4、Pl.5來

26、模擬SPI接口。X25045接口電路如圖3-7所示，P0.4與X25045的串行輸入腳SI相連，用于輸出操作碼、字節(jié)地址以及寫入數(shù)據(jù)；P05與X25045的串行輸出引腳SO相連,用于讀出數(shù)據(jù)；P0.6與X25045串行時鐘輸入腳SCK相連，作為串行數(shù)據(jù)輸入和輸出的時鐘信號。由于X25045的復(fù)位輸出信號為高電平有效，故和89C51復(fù)位方式一致。本系統(tǒng)中自動報警器也將處理過的數(shù)據(jù)存入X25045?？撮T狗定時器（WDO和WDI）位用于設(shè)置延時時間。這些非易失性的位通過WRSR指令來設(shè)置。本系統(tǒng)中采用06s的超時周期。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計/CSVccSCRST/WPSCKVSSSI自動報警器軟件部分采

27、用模塊化設(shè)計，分為主控模塊、摘掛機(jī)模塊、撥號模塊、語音模塊、顯示模塊及讀寫數(shù)據(jù)模塊。應(yīng)用匯編語言編程，在KeiluVISion2環(huán)境里，使用Top2000-B型編程器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。編程語言的軟件設(shè)計采用MCS-51匯編語言編寫自動報警器中相關(guān)程序（如撥號、語音、讀寫X25045等）。4.1控制模塊程序設(shè)計由于單片機(jī)的P3.2和P3.3腳分別和防盜、防火傳感器相連，因此，一旦發(fā)生險情，轉(zhuǎn)密碼子程序，若解碼正確則取消報警，否則將產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序里，位地址7FH被置1,證明發(fā)生險情，然后根據(jù)險情類別，將7EH或7DH置1,其中，7EH為盜警標(biāo)志位，7DH為火警標(biāo)志位。主程序在運行期間首

28、先檢測探頭與電源狀態(tài)，一切正常后等待中斷的發(fā)生。當(dāng)檢測到7FH（中斷標(biāo)志）被置1后，調(diào)密碼顯示子程序，密碼正確系統(tǒng)重新檢測中斷信號，密碼有誤則主程序首先判斷7EH的情況，如果被置1，則調(diào)用控制模塊PROCESS完成后續(xù)處理，處理完成后記錄報警信息,再檢測是否同時發(fā)生了火險，即7DH是否被置1,如果被置1，則同樣調(diào)用控制模塊PROCESS完成后續(xù)處理。如果沒有發(fā)生盜警，即7EH沒有被置1，則不用檢測7DH，認(rèn)為發(fā)生了火警，則直接調(diào)用PROCESS完成后續(xù)處理。圖4-20主程序流程圖圖4-21控制模塊PROCESS流程圖圖4-21為控制模塊PROCESS流程圖，它是整個系統(tǒng)軟件的核心，控制整個系統(tǒng)

29、完成摘機(jī)，信號音判斷、撥號，發(fā)出語音求救信號，最后掛機(jī)。由于考慮到撥號音、忙音、回鈴音的存在，因此這個模塊較主程序復(fù)雜一些。首先，調(diào)用摘機(jī)子程序模擬摘機(jī)，再調(diào)用檢測和判斷子程序判別是否有撥號音，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到ERROR，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果檢測到撥號音，則接下來調(diào)用撥號子程序，在撥號子程序里，將根據(jù)7EH、7DH被置位情況撥相關(guān)部門的電話，如管理中心電話或戶主電話等。撥號完畢后，重新調(diào)用檢測和判斷子程序，判別此時是忙音還是回鈴音，如果是忙音，則跳轉(zhuǎn)到ERROR，調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后重新調(diào)用摘機(jī)子程序：如果是回鈴音，則重新調(diào)用檢測和判斷子程序，判別此時對方是否摘機(jī)

30、，如果仍然是回鈴音，則繼續(xù)調(diào)用檢測、判斷子程序，直到505計時時間到，則調(diào)用掛機(jī)子程序，延時后，再重新調(diào)用摘機(jī)子程序；如果不是回鈴音，則調(diào)用語音程序，將事先錄制好的報警語音回放出來，最后調(diào)用掛機(jī)子程序，結(jié)束process模塊的執(zhí)行，返回主程序，等待再次被調(diào)用。4.2撥號模塊程序設(shè)計信號音檢測與判斷圖4-22檢測子程序流程圖圖4-23判斷子程序流程圖MT888O在工作之前要進(jìn)行初始化，它的初始化過程要經(jīng)過下面的步驟：讀狀態(tài)寄存器、寫CRA=OOOOB、寫CRA=OOOOB、寫CRA=IOOOB、寫CRB=OOB、讀SR、寫CRA=11OIB、寫CRB=DOOOOB。為了檢測信號音，應(yīng)將MT888

31、8設(shè)置為呼叫處理模式，即CP模式。該模式下MT8888可檢測各種信號音，如撥號音、忙音、回鈴音。只要位于中心頻率45OHz、帶寬25OHz左右的信號音就可以經(jīng)濾波器選擇、高增益比較器限幅、從施密特觸發(fā)器得到代表信號音的方波信號，并從IRQCP端輸出，微處理器可通過IRQCP端分析呼叫過程。根據(jù)程控交換機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，撥號音為450Hz的連續(xù)正弦波，正負(fù)誤差25Hz，忙音為45OHz的正弦波，035s通，035s斷，回鈴音為450Hz的正弦波，1s通，4s斷。因此，依據(jù)MT8888的CP檢測模式，可對IRQ腳輸出的方波計數(shù)5s，根據(jù)結(jié)果判斷是哪種信號音。撥號音計數(shù)上限：(450+25)*5=2375，

32、計數(shù)下限：(450-25)*5=2125:同理，忙音的計數(shù)范圍是，回鈴音的計數(shù)范圍是，無信號音的計數(shù)為0。考慮到計數(shù)誤差，我選擇了2000作為撥號音和忙音的分界線，900作為忙音和回鈴音的分界線，400作為回鈴音和無信號音的分界線。檢測子程序流程圖如圖3-22。首先將MT8888設(shè)置為呼叫處理模式，接著將單片機(jī)的T0設(shè)置成定時方式，T1設(shè)置成計數(shù)方式，由于需要定時5s，而選擇定時方式1,晶體振蕩器選擇12MHz，則最大定時時長為65.53ms，所以，需要用軟件擴(kuò)展定時。計時開始后，計數(shù)也即開始陰在定時中斷服務(wù)子程序里，判斷5s定時時間是否到，如果時間到，則從檢測子程序里跳出，否則，繼續(xù)計數(shù)。最

33、后，計數(shù)值高八位存儲到THI中,低八位存儲到TL1中，供判斷子程序進(jìn)行判斷。判斷子程序流程圖見圖3-23。在此子程序里，將計數(shù)值分別與2000、900、250這三個數(shù)進(jìn)行比較，即調(diào)用MINUS子程序，將計數(shù)值與上述比較值做雙字節(jié)的無符號減法，然后根據(jù)寄存器C被置位情況，對撥號音標(biāo)志位7CH、忙音標(biāo)志位7BH、回鈴音標(biāo)志位7AH進(jìn)行置位或清零，然后返回。DTMF撥號程序設(shè)計：MT8888在自動撥號應(yīng)用里，應(yīng)將工作方式設(shè)置為突發(fā)方式，在此種情況下，雙音頻信號持續(xù)和暫停時間為5lms，符合自動撥號要求。在將MT8888設(shè)置為突發(fā)模式的時候，需要進(jìn)行如下步驟：寫控制寄存器A、寫控制寄存器B、寫發(fā)送數(shù)據(jù)

34、寄存器、等待中斷或讀狀態(tài)寄存器。撥號子程序流程圖見圖4-24。首先將MT8888設(shè)置為突發(fā)方式，然后判斷是否為盜情，即7EH是否被置位，如果沒有，則跳轉(zhuǎn)到撥管理中心電話號碼部分；如果被置位，則撥打用戶電話號碼，最后，該程序返回。語音模塊程序設(shè)計語音子程序流程圖參見圖4-25。單片機(jī)P2.1口由高電平變?yōu)榈碗娖?，觸動ISD1420的放音腳，放音開始，因為ISD1420最長錄音時間為20秒，所以，延時23秒后，單片機(jī)P2.1腳由低電平變?yōu)楦唠娖?，放音結(jié)束，然后進(jìn)入下一次放音狀態(tài)，直至三次放音結(jié)束，清除警情標(biāo)志位7EH后，程序返回。圖4-24撥號子程序流程圖圖4-25語音子程序流程圖密碼及顯示模塊程

35、序設(shè)計密碼及顯示子程序流程圖如圖4-26所示，用于控制報警器外部輸入。工作流程介紹見3.2.2節(jié)。圖4-26密碼及顯示子程序流程圖讀寫數(shù)據(jù)模塊程序設(shè)計本系統(tǒng)中對X25045的編程包括上電初始化、系統(tǒng)工作時對X25045的讀寫以及看門狗的訪問。上電初始化包含看門狗定時器的啟動設(shè)置、X25045中數(shù)據(jù)的有效性檢查、以及必要的數(shù)據(jù)塊保護(hù)設(shè)置等。對于自動報警器，因為X25045中只保存報警及探測器正常與否等關(guān)鍵信息，因此可將即固定在所希望的電平上。寫數(shù)據(jù)子程序流程圖如圖4-27所示。圖4-27寫數(shù)據(jù)子程序流程圖第五章系統(tǒng)的抗干擾措施5.1系統(tǒng)硬件抗干擾措施用戶端自動報警器工作環(huán)境較惡劣，易受到各種干擾

36、的侵犯。根據(jù)其來源不同，主要有空間干擾（通過電磁輻射進(jìn)入）、過程通道干擾（通過與自動報警器及中央控制器相連的前向和后向通道進(jìn)入）、供電系統(tǒng)干擾以及印制板與電路間產(chǎn)生的相互干擾。所以在設(shè)計上，應(yīng)該采取必要的軟硬件措施，免除和減小各種不良因素對系統(tǒng)的影響和損害，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計過程中，主要采取以下幾個方面的措施來提高系統(tǒng)的抗干擾能力：對于空間輻射干擾的抑制，主要解決辦法是屏蔽。靜電屏蔽使用導(dǎo)體材料即可。為達(dá)到電磁屏蔽的目的，可以把控制系統(tǒng)安裝在用鐵板做成的封閉機(jī)箱內(nèi)，來屏蔽外部靜電和電磁場的干擾。設(shè)計印制電路板時，合理布線，力求將系統(tǒng)中個元件之間、電路之間可能產(chǎn)生的不

37、利影響限制在最低程度。元件排列及信號走線盡量有序，短直，簡潔，避免相鄰電路相互影響了盡量避免過長的平行走線，減少布線的分布電容。接地線盡量加寬以減少接地電阻，并解決好接地點問題。避免印制電路形成環(huán)路接受噪聲形成干擾。按鈕等在操作時會產(chǎn)生火花，必須利用RC電路加以吸收。電源的設(shè)計將強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開，不把它們設(shè)計在一塊電路板上，電源線的走向盡量與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致。在印制電路板的各個關(guān)鍵部位配置去藕電容，電源輸入端跨接10協(xié)F的電解電容。每片集成電路電源的引腳上并接001協(xié)F高頻電容。對于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時電流變化大的器件和ROM、RAM存儲器件（集成塊），應(yīng)在芯片的電源線（VCC）和地線（GND

38、）間直接接入0.01uF去耦電容。CMOS芯片的阻抗很高，易受外界的干擾，故電路中不使用的輸入端不允許懸空，否則會引起邏輯電平不正常。根據(jù)實際情況，將多余的輸入端與正電源或地相接。實踐表明，元器件的質(zhì)量對系統(tǒng)影響很大。應(yīng)選擇正品元器件。使用前還要進(jìn)行必要的篩選。對于接插件，應(yīng)選擇抗震性能好，接合可靠，防松的接插件。傳輸電纜應(yīng)具有良好的屏蔽層，耐老化，抗損傷，不易斷線。電阻系統(tǒng)本身對靜電的防護(hù)也是至關(guān)重要的。靜電產(chǎn)生的原因主要有兩種模式：人體帶電和電場感應(yīng)帶電?？紤]人體帶電模式，鑒于人主要接觸開關(guān)機(jī)控制CPU模塊，且主要是鍵盤。為防止靜電危害，在鍵盤的3個引線上對地分別串上3個防靜電電容，本系統(tǒng)

39、釆用001uF的電容。無論系統(tǒng)采取什么樣的抗干擾措施，系統(tǒng)總會受到一些干擾使系統(tǒng)中的單片機(jī)的程序跑飛。為了使程序跑飛后，系統(tǒng)能恢復(fù)正常運行，本系統(tǒng)釆用硬件看門狗X25045。5.2系統(tǒng)軟件抗干擾措施在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，由于程序及一些重要常數(shù)都存儲在ROM中，這就為軟件的抗干擾創(chuàng)造了良好的前提條件?？刂葡到y(tǒng)受干擾后反應(yīng)在單片機(jī)上就是所謂的“沖程序”,即程序指針亂跳，出現(xiàn)程序跑飛和非法死循環(huán)，導(dǎo)致程序失控。因此，需對單片機(jī)系統(tǒng)釆取一些有效措施，這里主要釆取了以下幾種措施。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e控制本系統(tǒng)采用檢錯重發(fā)。首先對所發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操作，把最后的結(jié)果也發(fā)送出去。接收端對接收到的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行異或操

40、作。若結(jié)果為零，則傳輸正確，否則傳輸錯誤，通知發(fā)送端重發(fā)。對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行程序復(fù)核在程序的執(zhí)行中對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核，本系統(tǒng)主要對輸入的鍵值進(jìn)行復(fù)核，看是否正確，若正確則進(jìn)行處理，否則忽略。指令冗余當(dāng)cPU受到干擾后，往往將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計中，在一些對程序流向起決定作用的指令之間插入兩條NOP指令，保證彈飛的程序迅速納入正確的控制軌道。此類指令有:RET、RETI、ACALL、AJMP、JZ、JNZ、JC、JB、JNB、等。在某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)至關(guān)重要的指令（如SETBEA之類）前也可插入兩條NOP指令，以保證被正確執(zhí)行。一些關(guān)系系統(tǒng)能否正常運行的重要指令

41、，如中斷操作，系統(tǒng)開關(guān)機(jī)標(biāo)志設(shè)定等，必須在程序中多寫一些，這樣可以保證系統(tǒng)即使受到干擾越過一條指令，還會遇到其它相同的指令，系統(tǒng)仍能正常運行。1.多加入一些NOP操作程序計數(shù)器受到千擾后，內(nèi)容被破壞，可能從錯誤的入口處開始執(zhí)行程序。如一個三字節(jié)的指令，單片機(jī)從第二字節(jié)開始執(zhí)行，則程序變得不可預(yù)料。插入NOP指令可以使PC納入正常運行軌道，使接下來的指令完整執(zhí)行，不被拆散。插入原則如各種轉(zhuǎn)移指令前插入NOP指令；在重要的指令前插入NOP指令：每隔若干條指令插入NOP指令。附錄自動撥號語音報警程序;InitializationORG000HLJMPMAINORG0003HLJMPALARMOORG

42、000BHLJMPTIMERORG0013HLJMPALARM1ORG002BH;MAINprogramMAIN:MOVSP,#40HACALLDELAYMOV30H,#08HMOV31H,#01HMOV32H,#05HMOV33H,#0AHMOV38H,#04HMOV39H,#07HMOV3AH,#0AHMOV3BH,#08HMOV3CH,#02HMOV3DH,#02HMOV3EH,#0AHCYCLE:CLR7FHCLR7EHCLR7DHCLR7CH;Setstackpoint;Bit7FHisinterruptflag;Bit7EHisALARM0(INT0)flag;Bit7DHisAL

43、ARM1(INT1)flag;Bit7CHisdialtoneflag;Bit7BHisbusybacktoneflagCLR7BH;Bit7AHisringbacktoneflag;SetINT0toedgetriggerCLR7AHSETBIT0CLRIE0SETBEASETBEX0SETBEX1HALT1:JNB7FH,HALT1ANLP2,#0FBH;OpenbuzzerJB7EH,STEP1SETP1:ACALLKEYWORDJB7DH,SETP2AJMPCYCLESETP2:ACALLKEYWPRDAJMPCYCLE;Delay100mssubprogramDELAY:MOVR7,

44、#200LP0:MOVR6,#255LP1:DJNZR6,LP1DJNZR7,LP0RET;INTOInterruptsubprogramALARMO:CLREX0CLRIE0SETB7FHSETB7EHRETI;INT1InterruptsubprogramALAEM1:CLREX1CLRIE1SETB7FHSETB7DHRETI;PROCESSsubprogramPROCESS:ACALLPICKACALLDELAYACALLDETECTACALLJUDGEJNB7CH,ERRORCLR7CHACALLDIALACALLDELAYWAIT:ACALLDETECTACALLJUDGEJB7B

45、H,ERRORJNB7BH,SUCCESSCLR7AHMOVR5,#10DJNZR5,WAITERROR:CLR7BHACALLHANG;Delay3sMOVR4,#30DY0:ACALLDELAYDJNZR4,DY0AJMPPROCESSSUCCESS:ACALLVOICEACALLHANGACALLDELAYRET;PICKsubprogram;P2.0controlrelayPICK:ANLP2,#0F7HRET;DetectvarioustonessubprogramDETECT:ANLP2,#OBEHACALLINI_MT;SetMT8888toCallProgressmode;Se

46、tT0totimer,T1tocounter,bothinMOVDPTR,#O1OOHMOVA,#06HMOVXDPTR,AMOVTMOD,#51HNo.1modeMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HMOVTL1,#00HSETBET0SETBTR0SETBTR1MOVR2,#lOOCLR79H;Bit79HistimeroutflagHALT2:JNB79H,HALT2ORLP2,#40HRET;TOInterruptsubprogramTIMER:DJNZR2,NEXTCLRTR1CLRTROMOV2OH,TH1MOV21H,TL1SETB79HRETINEXT:MOVTH0,#

47、3CHMDVTL0,#0B0HRETI;INI_MTsubprogramINI_MT:MOVDPTR,#0100H;lnitialMT8888MOVXMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVXDPTR,AMOVA,#08HMOVXDPTR,AMOVA,#00HMOVXDPTR,AMOVXRET;JUDGEsubprogramJUDGE:MOVRO,20BMOVR1,21H;07D0His2000.;0384His900.MOVR2,#07HMOVR3,#0D0HACALLMINUSJCNEXT1SETB7CHRETNEXT1:MOVR2,#03HMOVR3,#84HACALLMINUSJC

48、NEXT2SETB7BHRETNEXT2:MOVR2,#O1HMOVR3,#2CHACALLMINUSJCNEXT3SETB7AHNEXT3:RET;MINUSsubprogramMINUS:MOVA,R1CLRCSUBBA,R3MOVA,ROSUBBA,R2RET;012CHis300.;SetMT8888toBurstmode;DialsubprogramDIAL:ACALLINI_MTMOVDPTR,#O1OOHMOVA,#09HMOVXDPTR,AMOVA,#00HMOVXDPTR,AJB7EH,STEP3AJMPSTEP4STEP3:MOVR0,#30HMOVR1,#04HREDIA

49、L1:MOVMOVDPTR,#0000HMOVXDPTR,AACALLDELAYMOVDPTR,#0100HMOVXA,DPTRCJNEA,#OFH,REDIAL1INCR0ACALLDELAYACALLDELAYDJNZR1,REDIALIRETSTEP4:MOVR0,#38HMOVR1,#04HREDIAL2:M0VMOVDPTR,#0000HMOVXDPTR,AACALLDELAYMOVDPTR,#0100HMOVXCJNEA,#0FH,REDIAL2INCR0ACALLDELAYACALLDELAYDJNZR1,REDIAL2RET;VOICEsubprogramVOICE:JB7EH

50、,STEP5AJMPSTEP6STEP5:MOVR5,#03HANLPl,#7FH;Readdialresult;ReaddialresultMOVR5,#03HLP2:ANLP2,0FDHMOVR4,#22ODY1:ACALLDELAYDJNZR4,DY1ORLP2,#O2HACALLDELAYDJNZR5,LP2CLR7EHORLPl,#8OHRETSTEP6:MOVR3,#03HANLP1,#7FHLP3:ANLP2,#0FDHMOVR2,#22ODY2:ACALLDELAYDJNZR2,DY2ORLP2,#02HACALLDELAYDJNZR3,LP3ORLP1,#80HRET;HAN

51、GsubprogramHANG:ORLP2,#08HRETEND;Delay22s;Delay22s;P2.0controlrelay結(jié)束語本課題的研究開發(fā)工作經(jīng)過三個多月的不懈努力，目前基本達(dá)到了預(yù)期的要求，通過對多元探測器與自動撥號報警系統(tǒng)的調(diào)試，可得到如下結(jié)論：智能住宅防盜防火報警系統(tǒng)的總體方案設(shè)計基本正確、可行，其主要功能基本得以實現(xiàn)。盜警、火警檢測有效，自動撥號具有較強(qiáng)的抗干擾性能和自我保護(hù)功能，為將來系統(tǒng)產(chǎn)品化打下了良好的基礎(chǔ)。對于區(qū)域聯(lián)網(wǎng)式報警系統(tǒng)，其大部分時間處于警戒狀態(tài)，傳送數(shù)據(jù)量較小，若采用通常的微機(jī)加MODEM進(jìn)行通信，勢必造成浪費。采用單片機(jī)控制下的DTMF撥號方式，準(zhǔn)

52、確、及時發(fā)送報警信息，在簡化設(shè)備的條件下，可滿足聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)的技術(shù)要求。防火防盜報警系統(tǒng)所有探測器的輸出信號都是開關(guān)量，有無警情很容易識別。但由于信號線上受到空間電磁波的干擾，例如附近手機(jī)、電焊機(jī)等的工作，會導(dǎo)致誤報。因此實際電路中考慮到了對信號進(jìn)行特殊的處理：如在硬件上設(shè)置濾波電路、信號的上拉或下拉處理電路，或采用比較器進(jìn)行處理。同時在軟件上設(shè)計多次檢測程序，以確保既不誤報，也不漏報，以提高系統(tǒng)的可靠性。在軟件中按程序執(zhí)行的時間段，每0.2S左右，編入一段喂狗語句。硬件看門狗的等待時間為06S。這些時間段，是根據(jù)防火防盜的需要設(shè)置的，對不同的系統(tǒng)，這個時間段并不相同。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，實用