家用双重防盗报警器设计毕业设计(论文)(可编辑)

xxxxxxxx学院毕业设计(论文)课题名称:家用双重防盗报警器设计系别:电子信息工程系专业:应用电子技术班级:xxxxxxxxxx姓名:xxxxxxxxxx同组人:起迄日期:2009.10.26~2009.12.16指导教师:xxxxx职称:xxxxxxxxxxxxxxx学院教务处印制前言随着改革开放的不断深入和市场经济的迅猛发展,城市外来流动人口大量增加,带来了许多不安定因素,刑事案件特别是入室盗窃、抢窃居高不下,现代安全防范措施势在必行。安全是至关重要的,离开了安全,那么生活就会毫无幸福、快乐的可言,它关系到每个人的生活及财产是否得以保障,没有人希望自己辛辛苦苦得来的成果、所拥有的一切在突然间变得一无所有。所以说安全是美好生活的前提条件,安全性标志着生活的质量。报警器随着时代的发展进入了千家万户。机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替,经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾等领域,与社会生产、生活密不可分。本文介绍的报警器为触摸式防盗报警器。它具有灵敏度高、轻便、实用等特点,可将装置安装在门或窗上,该报警器一经触发便能自动报警,并能在预定时间后自动停报。该防盗报警器设计时,充分考虑这一问题,使得系统的功能有着很好的扩展性,可以针对不同的场合,进行系统的改进。考虑到实际现场环境和用户的安全防范要求。具有防拆动、防破坏功能。具有一定的抗干扰能力,可以防止各种误报现象的发生。系统的灵敏度和可靠性很高。本文的主要内容是对较为常见的家庭防盗报警装置的设计改进并制作,通过对此例的研究制作,学习普通防盗报警器的工作原理和使用方法,根据此报警器可制作出用于不同范围的报警装置,并且学习电路图和电路板的设计和制作,了解各个元器件的类别、工作原理和使用方法。本文主要讨论触摸式防盗报警装置的各个单元电路以及各个元器件的选择及其性质,分析各部分电路的具体作用;研究和分析整体电路的构造,对整体电路进行重新布局和调试测试;学习电路板的设计以及元器件的焊接;掌握该触摸式防盗报警器的作用和工作原理。通过该触摸式防盗报警器的设计,对各部分单元电路的分析过程,这对今后从事电子行业是非常有益的。目录系统功能说明…………………1单片机的基本知识……………12.1单片机的基本知识介绍……………………12.2单片机引脚介绍……………3密码锁报警器设计原理……………53.1密码输入键盘设置……………53.2音频放大电路……………63.3单片机外围电路设计…………73.4数码管知识介绍……………83.5数码管检测方法……………93.6点阵基本知识介绍……………9单片机硬件设计和元件清单……………………104.1单片机印制板设计…………104.2元件清单……………10第五章程序设计…………115.1数码管子程序……………115.2确认和清除按键程序………14结束语………………………16致谢.…………………………16参考文献……………………17家用双重防盗报警器xxxxx学院电子大二班xxx摘要近年来,随着改革开放的深入发展,电子电器的飞速发展.人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷盗现象屡见不鲜。因此,越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。随着人们生活水平的不断提高,家庭安全服务正在逐渐引起人们的重视。在家中设置联网紧急求助系统,使家人能对家中的险情进行及时处理。报警器这时正为人们解决了不少问题.但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构。价格高昂,一般人们难以接受。如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器,必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。关键词音频放大家用双重防盗报警器功能说明本系统主要由单片机,数码管,音频放大电路组成,用于设于家用,门铃,在进入门之前,先输入密码,如果密码正确,门就自动打开,并且通过单片机不断改变频率,通过音频放大电路,放出美妙的铃声,如果密码输入错误,单片机处理后使蜂鸣器报警,如果输入次数达五次的时候,报警声音变大,同时密码锁自动关闭!不可以再输密码,在输密码前,点阵显示welcome,表示欢迎,如果密码输入整数就显示comein表示请进,如果输入错误,就显示error,表示错误。第二章单片机的基本知识2.1单片机基本知识介绍单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机,在线式就是现场控制,需要的是有较强的抗干扰能力,较低的成本,这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。单片机是靠程序的,并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能,尤其是特殊的独特的一些功能,这是别的器件需要费很大力气才能做到的,有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列,或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话,电路一定是一块大PCB板!但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机,结果就会有天壤之别!只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能,高效率,以及高可靠性!由于单片机对成本是敏感的,所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言,它是除了二进制机器码以上最低级的语言了,既然这么低级为什么还要用呢?很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢?原因很简单,就是单片机没有家用计算机那样的CPU,也没有像硬盘那样的海量存储设备。一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮,也会达到几十K的尺寸!对于家用PC的硬盘来讲没什么,可是对于单片机来讲是不能接受的。单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行,所以汇编虽然原始却还是在大量使用。一样的道理,如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行,家用PC的也是承受不了的。可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词??“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。单片机历史单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。1.SCM即单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。2.MCU即微控制器(MicroControllerUnit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips公司。Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系2.2单片机的引脚介绍8051单片机引脚功能介绍,单片机的40个引脚大致可分为4类:电源、时钟、控制和I/O引脚。如图1所示。图1⒈电源:⑴VCC-芯片电源,接+5V;⑵VSS-接地端;⒉时钟:XTAL1、XTAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端。⒊控制线:控制线共有4根,⑴ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲①ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址②PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输入编程脉冲。⑵PSEN:外ROM读选通信号。⑶RST/VPD:复位/备用电源。①RST(Reset)功能:复位信号输入端。②VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。⑷EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。①EA功能:内外ROM选择端。②Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编程电源Vpp。⒋I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口:P0、P1、P2、P3口,共32个引脚。P3口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线)。拿到一块芯片,想要使用它,首先必须要知道怎样连线,我们用的一块称之为89C51的芯片,下面我们就看一下如何给它连线。1、电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是5V电源,其中正极接40管脚,负极(地)接20管脚。2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须供给脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶体震荡器,电容,连上就能了,按图1接上即可。3、复位管脚:按图1中画法连好,至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。4、EA管脚:EA管脚接到正电源端。至此,一个单片机就接好,通上电,单片机就开始工作了。我们的第一个任务是要用单片机点亮一只发光二极管LED,显然,这个LED必须要和单片机的某个管脚相连,不然单片机就没法控制它了,那么和哪个管脚相连呢?单片机上除了刚才用掉的5个管脚,还有35个,我们将这个LED和1脚相连。按照这个图的接法,当1脚是高电平时,LED不亮,只有1脚是低电平时,LED才发亮。因此要1脚我们要能够控制,也就是说,我们要能够让1管脚按要求变为高或低电平。既然我们要控制1脚,就得给它起个名字,总不能就叫它一脚吧?叫它什么名字呢?设计51芯片的INTEL公司已经起好了,就叫它P1.0,这是规定,不能由我们来更改。名字有了,我们又怎样让它变'高'或变'低'呢?叫人做事,说一声就能,这叫发布命令,要计算机做事,也得要向计算机发命令,计算机能听得懂的命令称之为计算机的指令。让一个管脚输出高电平的指令是SETB,让一个管脚输出低电平的指令是CLR。因此,我们要P1.0输出高电平,只要写SETBP1.0,要P1.0输出低电平,只要写CLRP1.0就能了。现在我们已经有办法让计算机去将P10输出高或低电平了,但是我们怎样才能计算机执行这条指令呢?总不能也对计算机也说一声了事吧。要解决这个问题,还得有几步要走。第一,计算机看不懂SETBCLR之类的指令,我们得把指令翻译成计算机能懂的方式,再让计算机去读。计算机能懂什么呢?它只懂一样东西??数字。因此我们得把SETBP1.0变为(D2H,90H),把CLRP1.0变为(C2H,90H),至于为什么是这两个数字,这也是由51芯片的设计者--INTEL规定的,我们不去研究。第二步,在得到这两个数字后,怎样让这两个数字进入单片机的内部呢?这要借助于一个硬件工具"编程器"。如果你还不知道是什么是编程器,我来介绍一下,就是把你在电脑上写出来来的代码用汇编器等编译器生成的一个目标烧写到单片机的eprom里面去的工具,80c51这种类型的单片机编程是一件很麻烦的事情,必要先装到编程器上编程后才能在设备上使用,而目前最新的89s51单片机居然在线编程(isp)功能,不用拔出来利用简单的电路就可以实现把代码写入单片机内部.我们将编程器与电脑连好,运行编程器的软件,然后在编缉区内写入(D2H,90H)见图2,写入好,拿下片子,把片子插入做好的电路板,接通电源……什么?灯不亮?这就对了,因为我们写进去的指令就是让P10输出高电平,灯当然不亮,要是亮就错了。现在我们再拨下这块芯片,重新放回到编程器上,将编辑区的内容改为(C2H,90H),也就是CLRP1.0,写片,拿下片子,把片子插进电路板,接电,好,灯亮了。因为我们写入的()就是让P10输出低电平的指令。这样我们看到,硬件电路的连线没有做任何改变,只要改变写入单片机中的内容,就能改变电路的输出效果第三章密码锁报警器设计原理3.1密码输入键盘的设置如图2所示,首先由键盘输入数字,然后由单片机来处理,输出数字,假设设置密码为“1314”,如果从键盘输出的数字不是1314,那么单片机会输出一高电平让蜂鸣器短声报警,如果连续3次输入错误,就会发出长声报警;键盘16键功能如下:键0?键9;是数字键,用来输入数字的;键10;是清零键;键11;是复位键;键13;是确认键;图2键盘显示当输入四位数字时,按下确认键,就可以了,如果感觉自己输入错误了,可以按清0键,就可以重新输入;当输入正确的,就会放出一美妙的铃声;3.2音频放大电路其中放出的铃声由三极管放大电路来完成;如图3通过单片机改变频率,而放出歌声;如图2所示。信号通过P0^1口,输出,经过两个三极管的放大,然后通过扬声气将声音放出来。3.4单片机外围电路设计主要有复位和晶振电路(如图4),还有74HC573的驱动,锁存电路,在晶振电路主要是12Mhz频率,图4图5:锁存器及驱动电路其中两个74HC573是锁存器(如图5),用来控制数码管的位选和段选,当LE为0时,数码管锁存,Q1到Q8不会随着D1到D8的值改变而改变,当LE为1时,Q1到Q8不会随着D1到D8的值改变而改变,下表为74HC573真值表(表一)INPUTS OUTPUTOE LE D QLLLH HHLX HLXX HLQ0Z表1其中L为低电平,H为高电平。3.5数码管知识介绍图6数码管按段数分为七段数码管和八段数码管,八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元(多一个小数点显示);如图6按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管;按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极COM的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V,当某一字段发光二极管的阴极为低电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时,相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极COM的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上,当某一字段发光二极管的阳极为高电平时,相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时,相应字段就不亮。数码管的检测方法怎样测量数码管引脚,分共阴和共阳?找公共共阴和公共共阳:首先,我们找个电源(3到5伏)和1个1K(几百欧的也行)的电阻,VCC串接个电阻后和GND接在任意2个脚上,组合有很多,但总有一个LED会发光的,找到一个就够了,然后GND不动,VCC(串电阻)逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阴的了。相反用VCC不动,GND逐个碰剩下的脚,如果有多个LED(一般是8个),那它就是共阳的。也可以直接用数字万用表,红表笔是电源的正极,黑表笔是电源的负极。3.6点阵的基本知识点阵的基本结构图如图7图7点阵LED扫描方法介绍点阵LED一般采用扫描显示,实际运用三种方式(1)行扫描列扫描使用行,列扫描频率必须大于16*8128HZ,周期小于7.8ms,即可符合视觉暂留的要求,此外一次驱动一列或一行时需要加驱动电路提高电流,否则LED亮度会不足。第四章单片机硬件设计元件清单4.1单片机印制版设计图84.2元件清单(表2)名称 封装 标号 数量2N3904 BCY-W3/E4 Q1 189C52 DIP40 U 2Bell PIN2 L1 1CapPol1 RB7.6-15 C5,C7,C8,C9,C10 5Cap RAD-0.3 C1,C2, 2DpyBlue-CA LEDDIP-10/C15.24RHD D1,D2,D3,D4, 4名称 封装 标号 数量LED1LED-1 LED1,LED2 2LM386N-4 N08E U3 1M74HC573B1R DIP20 U1,U2 2Res2 AXIAL-0.4 R1,R2.R3,R4,R8 5RPot VR5 RP 1Speaker PIN2LS3 1SW-PB SPST-2 S1.S17 17XTAL BCY-W2/D3.1 Y1 1点阵 N1 1杜邦线 40表2程序设计5.1数码管显示子程序iftemp!0xf0//通过num确定按键次数num++whiletemp!0xf0;Voiddisplaykeyifnum1//按键次数为一chun1key;wel1;P00x0e;wel0;dual1;P0table[key];//显示第一位dual0;ifnum2//按键次数为二chun2key;wel1;P00x0e;wel0;dual1;P0table[key];//显示按得第二个数字dual0;wel1;P00x0d;wel0;dual1;P0table[chun2];//显示按得第一数字dual0;ifnum3//按键3次chun3key;wel1;P00x0e;wel0;dual1;P0table[key];//显示第三次按键数字dual0;wel1;P00x0d;wel0;dual1;P0table[chun3];//显示第二次按键次数dual0;wel1;P00x0b;wel0;dual1;P0table[chun3];//显示第一次按键次数dual0;ifnum4//按键四次wel1;P00x0e;wel0;dual1;P0table[key];//显示第四次按键数dual0;wel1;P00x0d;wel0;dual1;P0table[chun3];//显示第三按键数dual0;wel1;P00x0b;wel0;dual1;P0table[chun2];//显示第二按键数dual0;wel1;P00x01;wel0;dual1;P0table[chun1];//显示第一按键数dual0;5.2清除按键数字程序ifkey13//按下确认键;t0++ifkey4&chun31&chun23&chun11//比较密码是否输入正确PlayMusic_Girl,0,3,360;正确播放门铃delay10;else错误令给P3^7一个低电平ift03//判断输入错误的次数是否大于3次P3^70;//小于3次发出短的报警声音delay20;P3^71;ElseP3^70;//超过3次发出长声报警Delay200;P3^71;If(key14)Key0,chun10;Chun20,chun20;结束语本设计基本达到了设计目的,利用单片机和芯片555集成块实现了对报警器的控制和调试,通过合理的设备选型,参数设置和软件设计,提高了报警器的运行可靠性通过本次设计,我的知识领域得到进一步的发展,专业技能得到进一步的提高,同时增加了分析和解决工程实际综合能力,另外,也培养了自己严肃认真的科学态度和严谨的求实的工作作风。系统利用NE555电路芯片和单片机,LM386,电路设计并制