家庭用智能防盗报警系统设计本科课程设计报告

1、-. z摘要随着信息技术的飞速开展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量、功能、效劳等多重需求过渡。同时，随着人们的保护意识不断增强，防盗措施的紧迫性也逐渐被提上了日程，防盗报警系统应运而生。 本文设计了住宅智能化中的红外防盗报警系统。本系统以单片机89C51为核心，配以各种功能模块，来满足人们日常生活中的平安需求，本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、本钱低，安装比拟方便，抗干扰力强、灵敏度高，而且安装较隐蔽，不易被觉察。该系统主要包括红外探测电路、LCD控制电路、声光报警电路及单片机控制电路等。自动检测功能由红外探测电路实现，当有盗贼穿过此装

2、置时，红外传感器立即将检测到的信号经过信号处理后传送给主机电路，由主机来判断信号并驱动电路报警。报警功能由扬声器、蜂鸣器等发声装置实现，同时通过RS-485通信报警给小区警卫。本设计通过红外传感器探测人体红外线信号，从而到达报警的功能，满足了人们日常生活对防盗报警功能的需要。关键词：防盗报警，红外探测，RS-485通信，声光报警ABSTRACTWith the rapid development of munication technique and great improvement of peoples living standard, the need has been changed

3、from only the living space to multiform needs of quality, function, service and so on. At the same time, as the increasing of protecting awareness, security measures have gradually been put on the agenda. Anti-theft alarm system came into being. A kind of intelligent infrared anti-theft alarm system

4、 is designed for residential area. In order to meet the security needs of daily life, this system with various function modules cores with microcontroller 89C51. This system used Pyroelectric infrared sensor，it also has some advantages such as easy making, low cost, convenient installation, strong a

5、nti-interference ability, high sensitivity, and a more hidden installation and difficult to found. This system includes infrared detecting circuit, LCD control circuit, sound and light alarm circuit and MCU control circuit. Automatic detection can be pleted by infrared detecting circuit. When theft

6、is detected, the signal produced by infrared sensor will be transmitted to the signal processing module, and then this circuit sends the signal received to the main circuit which will judge it and drive the alarm module. Alarm function is realized by audible devices such as speaker, buzzer, etc., an

7、d it can be transmitted to sub-district guardhouse through RS-485 munications alerting. This system detects the infrared signal of human body by infrared sensor, so it has the alarming function. This system meets the need of anti-theft and alarm in peoples daily live.KEY WORDS：anti-theft and alarm,

8、infrared detecting, RS-485 munication, sound and light alarm毕业设计论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计论文，是我个人在指导教师的指导下进展的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过奉献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了意。作 者 签 名：日 期：指导教师签名： 日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计论文的规定，即：按

9、照学校要求提交毕业设计论文的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览效劳；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的局部或全部容。作者签名： 日 期：目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296316091摘要 PAGEREF _Toc296316091 h IHYPERLINK l _Toc296316092ABSTRACT PAGEREF _Toc296316092 h IIHYPERLINK l _Toc296316094第1章绪论 PAGEREF _Toc296

10、316094 h 1HYPERLINK l _Toc2963160951.1 前言 PAGEREF _Toc296316095 h 1HYPERLINK l _Toc2963160961.2 防盗报警系统在国外的开展 PAGEREF _Toc296316096 h 1HYPERLINK l _Toc2963160971.3 防盗报警器的开展前景与趋势 PAGEREF _Toc296316097 h 2HYPERLINK l _Toc2963160981.4 设计任务与要求 PAGEREF _Toc296316098 h2HYPERLINK l _Toc296316099第2章系统方案设计 PA

11、GEREF _Toc296316099 h 3HYPERLINK l _Toc2963161002.1 系统总体设计思路 PAGEREF _Toc296316100 h 3HYPERLINK l _Toc2963161012.2 系统方案设计 PAGEREF _Toc296316101 h 3HYPERLINK l _Toc2963161022.3 传感器简介 PAGEREF _Toc296316102 h 4HYPERLINK l _Toc2963161032.3.1 热释电红外传感器简介 PAGEREF _Toc296316103 h 4HYPERLINK l _Toc2963161042

12、.3.2 热释电红外传感器电路图 PAGEREF _Toc296316104 h 5HYPERLINK l _Toc2963161052.3.3 被动式热释电红外探头的工作原理及特性 PAGEREF _Toc296316105 h 6HYPERLINK l _Toc2963161062.4 51系列单片机的部组成 PAGEREF _Toc296316106 h 6HYPERLINK l _Toc2963161072.4.1 89C51单片机的部组成 PAGEREF _Toc296316107 h 7HYPERLINK l _Toc2963161082.4.2 89C51单片机引脚及功能 PAG

13、EREF _Toc296316108 h 8HYPERLINK l _Toc2963161092.5 RS485接口 PAGEREF _Toc296316109 h 10HYPERLINK l _Toc296316110第3章硬件设计 PAGEREF _Toc296316110 h 12HYPERLINK l _Toc2963161113.1 电源电路设计 PAGEREF _Toc296316111 h 12HYPERLINK l _Toc2963161123.2 热释电红外传感器原理 PAGEREF _Toc296316112 h 13HYPERLINK l _Toc2963161133.2

14、.1 传感器选型 PAGEREF _Toc296316113 h 13HYPERLINK l _Toc2963161143.3 放大电路的设计 PAGEREF _Toc296316114 h 13HYPERLINK l _Toc2963161153.4 红外探测信号输入电路 PAGEREF _Toc296316115 h 14HYPERLINK l _Toc2963161163.5 键盘电路设计 PAGEREF _Toc296316116 h 17HYPERLINK l _Toc2963161173.6 时钟电路的设计 PAGEREF _Toc296316117 h 17HYPERLINK l

15、 _Toc2963161183.7 复位电路的设计 PAGEREF _Toc296316118 h 18HYPERLINK l _Toc2963161193.8 声光报警电路的设计 PAGEREF _Toc296316119 h 18HYPERLINK l _Toc2963161203.9 实时时钟电路 PAGEREF _Toc296316120 h 19HYPERLINK l _Toc2963161213.9.1 实时时钟芯片DS1302的构造及工作原理 PAGEREF _Toc296316121 h19HYPERLINK l _Toc2963161223.9.2 引脚功能及构造 PAGER

16、EF _Toc296316122 h 19HYPERLINK l _Toc2963161233.10 液晶显示模块设计 PAGEREF _Toc296316123 h 20HYPERLINK l _Toc2963161243.10.1 12864模块引脚说明 PAGEREF _Toc296316124 h 21HYPERLINK l _Toc2963161253.10.2 接口时序 PAGEREF _Toc296316125 h 22HYPERLINK l _Toc2963161263.11 RS-485 通信的设计 PAGEREF _Toc296316126 h 23HYPERLINK l

17、_Toc2963161273.11.1 RS-485芯片选型 PAGEREF _Toc296316127 h 23HYPERLINK l _Toc2963161283.11.2 MA*485简介 PAGEREF _Toc296316128 h 23HYPERLINK l _Toc2963161293.11.3 MA*485电路设计 PAGEREF _Toc296316129 h 25HYPERLINK l _Toc296316130第4章软件设计 PAGEREF _Toc296316130 h 28HYPERLINK l _Toc2963161314.1 软件的程序实现 PAGEREF _To

18、c296316131 h 28HYPERLINK l _Toc2963161324.2 主程序工作流程图 PAGEREF _Toc296316132 h 28HYPERLINK l _Toc2963161334.2 中断效劳程序工作流程图 PAGEREF _Toc296316133 h 30HYPERLINK l _Toc2963161344.3 报警电路子程序流程图 PAGEREF _Toc296316134 h 31HYPERLINK l _Toc2963161354.4 显示电路子程序流程图 PAGEREF _Toc296316135 h 32HYPERLINK l _Toc296316

19、1364.5 信号采集电路子程序流程图 PAGEREF _Toc296316136 h 32HYPERLINK l _Toc296316137第5章结论与展望 PAGEREF _Toc296316137 h 34HYPERLINK l _Toc296316138致 PAGEREF _Toc296316138 h 35HYPERLINK l _Toc296316139参考文献 PAGEREF _Toc296316139 h 36HYPERLINK l _Toc296316140附录 PAGEREF _Toc296316140 h 37HYPERLINK l _Toc296316141附录1 硬件

20、原理图 PAGEREF _Toc296316141 h 37HYPERLINK l _Toc296316142附录2 主要源程序代码 PAGEREF _Toc296316142 h 39-. z第1章 绪论1.1前言随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断开展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的基于51单片机的家庭式电子防盗系统。1.2防盗报警系统在国外的开展从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；同时，这种呼救箱

21、直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后，由于通信技术的开展，提供远程通信效劳的电报公司参加到这个行业中，从而使得报警信息可以通到达更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及普及到千家万户，更使得通过线报警的方式得到了前所未有的开展。从以上过程来看，报警行业的开展是以工业技术开展为根底的，只有具备良好的通信手段，才能够把各地的报警信息会聚到相应的权威部门，然后由权威部门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。国外智能监控防盗技术开展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美开展过程，可以清楚

22、的看出世界智能监控防盗技术的开展简况。其具有以下特点，值得我们借鉴。目前，对北美的安防产业来说，最成功的经营模式就是联网报警效劳模式，联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进展整合串并，形成了一个集中许多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。比方世界排名第一，北美最大的安防跨国公司-美国棋诺亚公司，它在世纪年代开场搞简单的防盗报警，其当时的业务围和技术水平跟中国现在很多安防企业是相当的。到70年代，它对其产业的整体开展方向做了很大的调整，变为联网报警效劳商，建立了首家网管中心，尤其是在年代引用了大量的网管技术、系统集成技术和电子技术，现己成为十分先进的联网报警效劳平台，它在美国、加拿

23、大、英国、等多个国家和地区都有分公司，北美的客户数已超过600万，2003年防盗报警收入总产值达105亿美元。1.3防盗报警器的开展前景与趋势随着社会的开展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此作为社会的根本单元平安防问题就显得尤为重要。传统的机械式防盗网、防盗窗家居防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题，如：影响楼房美观，市容整洁；影响火灾救援通道；给犯罪分子提供了便利的翻越条件；时间久了会有高空坠物的危险等。所以作为新一代的智能平安防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规住宅小区智能化建立，建立部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小

24、区中必须具有平安防、信息管理、物业管理和信息网络等系统。因此，小区平安防系统建立已逐渐纳入许多小区建立的必备工程中。1.4设计任务与要求(1)该设计包括硬件和软件设计两个局部。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等模块子函数。(2)本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LCD控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等局部组成。(3)系统可实现功能。当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设

25、置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比拟电路送至门限开关，翻开门限阀门送出TTL 电平至89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声,并通过RS-485总线传送给小区警卫。第2章 系统方案设计2.1 系统总体设计思路本系统由五路热释电红外探测器采集五路门、窗、阳台等报警监测点报警信号，将报警信号送入89C51控制芯片，触发声光报警，并通过串口通信将报警信号传给小区警卫，进展警情处理从而实现家庭用防盗报警系统的功能。根本工作原理如下:利用被动式热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经过信号处理电路

26、对电信号进展滤波、放大、比拟、输出高电平作为告警信息送给CPU，CPU判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，完成声音报警和发光报警。此外，CPU有一个全双工的串行通信口，需通过RS-485总线通信将报警区域的地址传送到小区监控中心的PC机上，监控中心可以及时的发现报警的具体地点，进展警情的处理。2.2 系统方案设计本设计包括硬件和软件设计两个局部。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路构造可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LCD控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机

27、就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下构造：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2.1总体设计框图所示：信号处理电路89C51单片机传感器1传感器5复位电路12864液晶显示小区警卫声光报警电路. . . . . .RS485总线时钟电路图2.1 总体设计框图处理器采用51系列单片机89C

28、51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比拟电路送至门限开关，翻开门限阀门送出TTL 电平至51单片机。在单片机，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。2.3 传感器简介 热释电红外传感器简介被动式红外探测器不需要附加红外辐射光源，本身不向外界发射任何能量，而是由探测器直接探测来自移动目标的红外辐射，因此才有被

29、动式之称。被动式红外探测器是利用热释电效应进展探测的。被动式红外探测器又称为热释电红外探测器，其主要工作原理便是热释电效应。热释电效应是指如果使*些强介电质材料(如钦酸钡、钦错酸铅P(zT)等)的外表温度发生变化，则随着温度的上升或下降，材料外表发生极化，即外表上就会产生电荷的变化，从而使物质外表电荷失去平衡，最终电荷变化将以电压或电流形式输出1。热释电红外传感器通过接收移动人体辐射出的特定波长的红外线，可以将其转化为与人体运动速度，距离，方向有关的低频电信号。当热释电红外传感器受到红外辐射源的照射时，其部敏感材料的温度将升高，极化强度减弱，外表电荷减少，通常将释放掉的这局部电荷称为热释电电荷

30、。由于热释电电荷的多少可以反映出材料温度的变化，所以由热释电电荷经电路转变成的输出电压也同样可以反映出材料温度的变化，从而探测出红外辐射能量的变化。红外探测器的光学系统可以将来自多个方向的红外辐射能量聚焦在探测器上，这样红外探测器就可以探测到*一个立体探测空间热辐射的变化。当防区域没有移动的人体时，由于所有的背景物体(如墙壁、家具等)在室温下红外辐射的能量比拟小，而且根本上是稳定的，所以不能触发报警器。当有人体突然进入探测区域时，会造成红外辐射能量的突然变化，红外探测器将接收到的活动人体与背景物体之间的红外热辐射能量的变化转化为相应的电信号，电信号的大小，决定于敏感元件温度变化的快慢，经过后级

31、比拟器与状态控制器产生相应的输出信号U，送往报警器，发出报警信号。红外探测器的探测波长为814um，人体的红外辐射波长正好处于这个围之，因此能较好的探测到活动的人体。被动式红外探测器属于空间控制型探测器，其戒备围在不同方向呈多个单波束状态，组成锥体感热区域，构成立体戒备。由于被动式红外技术具有监测距离较远，灵敏度较高，节能价廉等优点，本课题采用红外探测器作为报警探测器，并在设计中增加了自动声光报警的功能，使报警系统更加趋于完善。 热释电红外传感器电路图热释电红外线(PIR)传感器是80年代开展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器

32、或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。图2.2为热释电红外传感器的部电路框图。图2.2 热释电红外传感器的部电路框图 被动式热释电红外探头的工作原理及特性人体的体温一般在37，所以会发出特定波长10um左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进展工作的。人体发射的红外线通过菲尼尔滤光增强后聚焦到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经后续电路检测处理后就能产生报警信号民。该探头具有

33、如下特点：由于这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10um左右的红外辐射必须非常敏感。为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射面通常覆盖有特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。被动红外探头的传感器包含两个互相串联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有一样的作用，使其产生的释电效应相互抵消，因此探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域，人体红外辐射通过局部镜面聚焦，并被热释电元件接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理后即可报警。根据性能要求不同，菲尼尔滤光片具有不同的焦距感应距离，从而产生

34、不同的监控视场，视场越多，控制越严密。2.4 51系列单片机的部组成AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器EPROM和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片置通用8位中央处理器CPU和Flash 存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域2。MCS-51单片机是在一块芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需要的根

35、本功能部件。MCS-51单片机包含以下几个部件：MCS51系列单片机的典型芯片是89C51，所以以89C51为例来介绍MCS51系列单片机。8 位的 CPU，片有振荡器和时钟电路,工作频率为112MHzAtmel 89C*为024MHz片有 128/256字节 RAM片有 0K/4K/8K字节 程序存储器ROM可寻址片外 64K字节 数据存储器RAM可寻址片外 64K字节 程序存储器ROM片 21/26个 特殊功能存放器SFR4个8位 的并行I/O口PIO1个 全双工串行口SIO/UART2/3个16位 定时器/计数器TIMER/COUNTER可处理 5/6个中断源，两级中断优先级置1个布尔处

36、理器和1个布尔累加器CyMCS-51指令集含 111条指令32.4.1 89C51单片机的部组成图2.3画出了89C51单片机的部系统组成的根本框图： 外时钟源 外部事件计数2*16位定时/计数器时钟电路256B RAM4KB ROM 89C51 单片机中断控制串行接口并行接口64KB 总线控制器 中断 INT0 INT1 控制 并行口 串行通讯图2.3 MCS51单片机系统组成根本框图由图2.3可以看出，MCS51系列单片机89C51是由中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、输入/输出I/O口电路、定时器/计数器等假设干部件组成，再配置一定的外围电路，如时钟电路、复位电路等，

37、即可构成一个根本的微型计算机系统4。2.4.2 89C51单片机引脚及功能共40条引脚，分为端口、控制、电源三类：(1) 端口线：4个8位端口共32条引脚，用于传输数据、地址、控制、状态等信息。P0口P0.0P0.7：多功能端口，用于传输数据、地址。P0口在传输数据信息时，输入带缓冲、输出带锁存，使用非常方便。P1口P1.0P1.7：单功能端口，用于数据输入/输出传输。P2口P2.0P2.7：多功能端口，用于传输地址信息或作为普通I/O端口。P3口P3.0P3.7：多功能端口，用于传输控制信息或作为普通I/O端口。传输控制信息时：P3.0：R*D，串口输入P3.1：T*D，串口数出P3.2：I

38、NT0，外部中断0输入P3.3：INT1，外部中断1输入P3.4：T0，计数器0输入P3.5：T1，计数器1输入P3.6：WR，写控制信号线P3.7：RD，读控制信号线(2)电源线：共2条，VCC、VSS(GND)。(3)控制线：共6条，传送控制信号。ALE：地址锁存，用于区分在多功能端口传送的数据/地址信息，ALE=0/1：数据/地址。EA：允许访问外程序存储器。EA=0/1：片外/片存储器有效。PSEN：片外ROM选通。RST：芯片复位线。*TAL1、*TAL2：外接石英晶体输入线5。图2.4为89C51单片机的引脚图：图2.489C51单片机引脚构造2.5 RS485接口RS485采用差

39、分信号负逻辑，2V6V表示1”，- 6V- 2V表示0”。RS485有两线制和四线制两种接线，四线制是全双工通讯方式，两线制是半双工通讯方式。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。 主要特点为：单+5V电源供电；低功耗时工作电流120500uA，静态电流120uA；关闭方式，由低电流关机模式，静态电流为0.1uA；驱动器有过载保护功能；共模输入电压围-7+12V。RS485总线电气性能如下表2.1所示：表2.1 RS-485总线具体参数性能指标RS485总线工作模式差分传输平衡传输允许的收发器数目32受芯片驱动能力限制最大电缆长度4000英尺1219M最高数据速

40、率10Mbps最小驱动输出电压围1.5V最大驱动输出电压围5V最大输出短路电流250mA最大输入电流1.0mA/12Vin驱动器输出阻抗54欧输入端电容50pF接收器输入灵敏度200mV接收器最小输入阻抗12k接收器输入电压围-7V+12V接收器输出逻辑高200mV接收器输出逻辑低2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端11。 图3.12为DS1302的引脚功能图： 图3.12 实时时钟电路3.10液晶显示模块设计12864汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，置8192

41、个中文汉字16*16点阵、128个字符8*16点阵及64*256点阵显示RAMGDRAM。图3.13为12864模块的引脚构造及其与单片机的连接12：图3.13 12864引脚构造和接口3.10.1 12864模块引脚说明12864点阵液晶显示模块LCM就是由128*64个液晶显示点组成的一个128列*64行的阵列。每个显示点对应一位二进制数，1表示亮，0表示灭。存储这些点阵信息的RAM称为显示数据存储器。要显示*个图形或汉字就是将相应的点阵信息写入到相应的存储单元中。图形或汉字的点阵信息由自己设计，问题的关键就是显示点在液晶屏上的位置行和列与其在存储器中的地址之间的关系。由于多数液晶显示模块

42、的驱动电路是由一片行驱动器和两片列驱动器构成，所以12864液晶屏实际上是由左右两块独立的64*64液晶屏拼接而成，每半屏有一个512*8 bits显示数据RAM。下表3.1所示具体说明了12864模块的引脚构造：逻辑工作电压(VDD)：4.55.5V电源地(GND)：0V工作温度(Ta)：060(常温) / -2075宽温12表3.1 12864模块引脚说明引脚号引脚名称功能说明1 VCC模块的电源地2 VDD 模块的电源正端3 VLLCD驱动电压输入端调比照度 4 RS(CS) 并行的数据H/指令L选择信号串行的片选信号 5 R/W(SID) 并行的读H/写(L)选择信号串行的数据口 6

43、E(CLK) 并行的使能信号串行的同步时钟 7 DB0 并行数据0 8 DB1 并行数据1 9 DB2 并行数据2 10 DB3 并行数据3 11 DB4 并行数据4 12 DB5 并行数据5 13 DB6 并行数据6 14 DB7 并行数据7 15 PSB 并/串行接口选择：H-并行；L-串行 16 NC 空脚17 /RST复位低电平有效18 NC 空脚19 LED_A 背光源正极20 LED_K 背光源负极 接口时序8位并行连接时序图:(1)MPU写资料到模块图3.14 MPU写资料到模块(2)MPU从模块读出资料图3.15 MPU从模块读出资料3.11RS-485 通信的设计RS-485

44、芯片选型由于PC机是系统的主控机，主机PC和单片机之间采用的是RS-485总线标准进展通信，所以在电路设计时采用RS-485通信收发器芯片为MA*485，它是MA*IM公司生产的用于RS-485通信的低功率收发器件，半双工通信方式，每种芯片都有一个驱动器和一个收发器组成。MA*485简介MA*485是一个8个引脚的芯片，它是一个标准的RS485收发器，只能进展半双工的通讯，含一个输出驱动器和一个信号接收器。MA*485具有低功耗设计，静态电流仅为300uA。MA*485具有三态输出特性，在使用MA*485时，总线最多可以同时连接32个MA*485芯片。图3.16是MA*485的俯视图和逻辑图。

45、 图 3.16MA*485逻辑图下面是MA*485的引脚定义：RO引脚1：接收信号的输出引脚。可以把来自A和B引脚的总线信号，输出给单片机。是S电平，可以直接连接到单片机。RE引脚2：接收信号的控制引脚。当这个引脚低电平时，RO引脚有效，MA*485通过RO把来自总线的信号输出到单片机；当这个引脚高电平时，RO引脚处于高阻状态。DE引脚3：输出信号的控制引脚。当这个引脚低电平时，输出驱动器无效；当这个引脚高电平时，输出驱动器有效，来自DI引脚的输出信号通过A和B引脚被加载到总线上。是S电平，可以直接连接到单片机。DI引脚4：输出驱动器的输入引脚。是S电平，可以直接连接到单片机。当DE是高电平时

46、，这个引脚的信号通过A和B脚被加载给总线。GND引脚5：电源地线。A引脚6：连接到RS485总线的A端。B引脚7：连接到RS485总线的B端。VCC引脚8：电源线引脚。图3.17 MA*485典型半双工RS-485网络MA*485电路设计RS485 总线长距离通讯时易受强信号干扰，所以应加保护措施，可选择的方法如下隔离保护方法：采用高频变压器、光耦等元件实现接口的电气隔离。将瞬态高压转移到隔离接口中的电隔离层上，不会产生损害性的浪涌电流，起到保护接口的作用。电路设计中可以考虑采用高速光耦6N137芯片，也可以优化普通光耦电路参数的设计，使之能工作在最正确状态。16N137简介6N137光耦合器

47、是一款用于单通道的高速光耦合器，其部有一个850 nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个、肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。26N137工作参数最大输入电流，低电平：250uA 最大输入电流，高电平：15mA 最大允许低电平电压(输出高)：0.8v 最大允许高电平电压：VCC最大电源电压、输出：5.5V 扇出(TTL负载)：8个(最多) 工作温度围：-40C +85C典型应用：高速数字开关，马达控制系统和A/D转换等

48、 6N137光耦合器的部构造、管脚如以下图所示。图3.18 6N137部构造需要注意的是，在6N137光耦合器的电源管脚旁应有个0.1uF的去耦电容。在选择电容类型时，应尽量选择高频特性好的电容器，如瓷电容或钽电容，并且尽量靠近6N137光耦合器的电源管脚；另外，输入使能管脚在芯片部已有上拉电阻，无需再外接上拉电阻。6N137光耦合器的使用需要注意两点：第一是6N137光耦合器的第6脚Vo输出电路属于集电极开路电路，必须上拉一个电阻；第二是6N137光耦合器的第2脚和第3脚之间是一个LED，必须串接一个限流电阻。3工作原理信号从脚2和脚3输入，发光二极管发光，经片光通道传到光敏二极管，反向偏置

49、的光敏管光照后导通，经电流-电压转换后送到与门的一个输入端，与门的另一个输入为使能端，当使能端为高时与门输出高电平，经输出三极管反向后光电隔离器输出低电平。当输入信号电流小于触发阈值或使能端为低时，输出高电平，但这个逻辑高是集电极开路的，可针对接收电路加上拉电阻或电压调整电路。脚6是集电极开路输出端，通常加上拉电阻RL。虽然输出低电平时可吸收电路达13mA，但仍应当根据后级输入电路的需要选择阻值。因为电阻太小会使6N137耗电增大，加大对电源的冲击，使旁路电容无法吸收，而干扰整个模块的电源，甚至把尖峰噪声带到地线上，一般可选2K5.1k，假设后级是TTL输入电路，且只有1到2个负载，则用47k

50、或15k也行。图3.1为RS-485通信与单片机的电路连接：图3.19 MA*485与单片机电路的连接第4章 软件设计4.1 软件的程序实现整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的，当硬件根本定型后，软件的相应子程序模块就大体定下来了。从软件的功能不同可分为两大类：一是监控软件主程序，它是整个控制系统的核心，专门用来协调各执行模块和操作者的关系。二是执行软件子程序，它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等。每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块。下面分别说明各个子程序的编写原理：声光报警子程序：当搜索到报警要求的信号后，调用报警子程序即可完成报警功能。其报警原理：控制三极管的

51、导通和关断时间来驱动蜂鸣器发声，输出高电平信号使发光二极管发光。串行口通信子程序：单片机和微机进展通信时，首先要设置串行口的波特率为9600,1位停顿位，无奇偶校验。串口通信程序可以采用查询和中断方式，由于单片机发送子程序的查询和中断方式的资源占用是一样的，故发送采用查询，接收子程序采用中断13。4.2 主程序工作流程图按上述工作原理和硬件构造分析可知系统主程序工作流程图如以下图4.1所示：完毕是否还有检测信号等待下次报警声光报警完毕声光报警是否持续10秒启动声光报警电路开场报警开场检测有无信号输入系统初始化q 图4.1 主程序工作流程图主程序代码设计：MAIN: MOV IE,#81H 。C

52、PU开放中断，INT0允许中断 SETB IT0 。外部中断为边沿触发方式 MOV SP,#30H 。指针入口地址 SETB P3.0 CLR P3.1 MOV P1,#0FFH 。使P1口全部置1 MOV P2,#00H 。P2口清零 CLR P1.2 LP: JNB P1.0,LA 。监测输入信号，是否有输入信号 LA: ACALL DELAY 。延时消抖 JNB P1.0,ALARM。再次监测输入信号，假设有输入信号转入报警子程序 AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAH LD2:MOV R2,0BBH LD1:NOP DJNZ R2,LD1 DJNZ R1,LD2 RET4.2

53、 中断效劳程序工作流程图本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机部程序处理后，驱动声光报警电路开场报警，报警持续10秒钟后自动停顿报警,然后程序开场循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停顿的声光报警的作用。手工按键停顿报警中断效劳程序工作流程图14，如以下图4.2所示；中断源发出中断申请关中断、保护现场INT0端有输入信号关闭报警恢复现场、开中断中断返回图4.2 中断效劳程序工作流程图4.3 报警电路子程序流程图报警电路控制端由单片

54、机的P2.4端来完成，高电平有效。当P2.4输出高电平时，NPN三极管导通，驱动扬声器产生声音报警信号，同时电路中的LED导通，发光二极管被点亮，进展发光报警。声光报警电路子程序流程图如以下图4.3所示：开场初始化P2.4是否为高电平电路启动声光报警报警完毕图4.3 报警电路子程序流程图子程序设计：PINT0: CLR E*0 。外部中断0效劳程序开场，屏蔽外部中断 PUSH PSW PUSH ACC JNB P3.2,LN 。监测是否有中断输入 LN: LCALL DELAY 。延时消抖 JNB P3.2,LN1 AJMP LN2 。无中断输入,中断返回 LN1: SETB P3.0 CLR

55、 P3.1 CLR P1.2 。使报警完毕，指示灯亮 POP ACC POP PSW SETB E*0 。开放外部中断0 LCALL LP 。在中断继续检测是否有输入信号 LN2: RETI END4.4 显示电路子程序流程图本设计除了实现防盗报警的功能外，还具有实时日历时钟显示的功能。在设计中采用了液晶12864显示模块15。以下图4.4所示为显示电路子程序流程图：开场A0是否为高电平初始化LCD实时时钟显示显示完毕图4.4 显示电路子程序流程图4.5 信号采集电路子程序流程图本设计需要采集五路报警信号门、窗、阳台等报经检测点，设计中采用了热释电红外传感器进展输入信号的采集。图4.5为信号采

56、集流程图。开场信号经处理输出高电平盗贼入侵初始化单片机INT0口进展数据采集采集完毕？信号采集完毕图4.5 信号采集电路子程序流程图第5章 结论与展望本设计研究了一种基于51单片机技术的家庭智能防盗报警器。该防盗报警器通过以89C51单片机为工作处理器核心，外接热释电红外传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰。平时传感器输出低电平，当有人在探测区围移动时输出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机的外部触发信号处理，经单片机部软件编程处理后，单片机输出控制

57、信号，驱动声光报警电路开场报警。该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人们平安意识的增强以及科学技术的快速开展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。经过这次毕业设计，使我觉得不管从理论知识还是从实际操纵中都学到了不少知识。经过这次毕业设计，它让我接触更多平时没有接触过的科学仪器设备、元器件以及获得相关的仪器调试经历，同时我也发现自己在这方面很多缺乏之处。体会到理论知识对实践有很大的指导作用，学会了高效率的查阅资料、运用工具书、利用网络查找资料，各种参数都需要自己去调整。偶尔还会遇到错误的资料现象，这就要求我们应更加注重实践环节

58、。在毕业设计中，我们应当注意重点与细节的关系。 致四年的读书生活在这个季节即将画上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开场。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走的辛苦却也收获满囊。本研究及学位论文是在我的导师庞中华教师的亲切关心和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励着我。庞教师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关心，在此谨向教师致以诚挚的敬意和崇高的敬意。我还要感在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克制一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。在论文即

59、将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。从开场进入课题到论文的顺利完成，由多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请承受我诚挚的意！最后，再次对关心、帮助我的教师和同学表示衷心的感！参考文献唐文彦.传感器.工业大学, 2007. 1516伊念东.单片机根底实用教程.中国地质大学, 2005茂泰.智能仪器原理及应用.电子工业，1999. 4346吴政江.单片机控制红外线防盗报警器.师学院学报, 2001, 27(12): 5559宋文绪. 传感器与检测技术. 高等教育, 2004全利. 单片机原理及接口技术. 航空航天大学, 2004. 7578薛均义. 彦斌. MCS-51系列单片微

60、型计算机及其应用. 交通大学, 2005康华光.电子技术根底模拟局部. 高等教育, 2004徐爱钧,秀华. 单片机高级语言C51应用程序设计. : 航空航天大学, 2006. 9799邓凯. 智能化住宅安防系统的应用. 冶金矿山设计与建立, 2000. 9899晶. Prote199高级应用: 人民邮电, 2000. 101103Vizimuller P. RF design guide-systems, circuits, and equations, Boston:1995Yang Y., Yi J., Woo Y., and Kim B. Optimum design for linea