课程设计红外线报警系统.docx
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课程设计红外线报警系统
目录
1.绪论：
课题研究的意义和目的.....................................2
2.课题要求
2.1基本要求..................................................2
2.2提高要求..................................................2
2.3扩展要求..................................................2
3.课题内容简介..................................................3
4.总体设计框图..................................................3
5.电路工作原理..................................................5
6.硬件电路原理阐述
6.1单片机控制系统电路
6.1.1复位电路的设计......................................5
6.1.2时钟电路的设计......................................6
6.1.3引脚分配的设计......................................6
6.2红外线接收电路...........................................6
6.3键盘修改电路.............................................7
6.4LCD显示电路.............................................8
6.5录音报警电路.............................................8
7.软件设计流程.................................................9
8.附件
8.1调试报告.................................................10
8.2心得体会.................................................11
8.3参考文献.................................................13
8.4程序清单.................................................14
8.5整机电路图...............................................28
8.6元器件清单...............................................29
1绪论：
课题研究的意义和目的
随着社会经济的发展，人民的生活水平相应地不断提高。
人们对自身的财产安全越来越重视，如何保障财产安全成为社会普遍关注的热点问题。
传统的方法（如安装防盗门、防盗窗、防盗网等）已日益淘汰，取而代之的则是各种先进的、智能化的电子保安设备。
现代化的居民住房大多安装有社区安全防范系统，但是也存在着安全防范系统灵敏度不高、效率低、误报率高、监视范围没有针对性、与住户脱离了直接联系等缺陷，而且往往价格过高，普通家庭消费不了。
因此，一套高效快捷、安全可靠、物美价廉的警报系统对家庭用户来说显得非常重要。
本次的课题设计采用89C51主控芯片，集防盗、密码修改，LCD显示，输入读报等功能于一体，一遇情况立即自动报警，成本低，电路简单，满足绝大多数家庭的需求。
2课题要求
2.1基本要求
必须实现键盘输入以及输入的信号进行LCD显示。
2.2提高要求
要求实现语音报读功能，红外线数据接收。
2.3扩展要求
完成整个报警功能；实现密码加密，输入，修改，验证等功能。
实现红外线接收；红外线传输的解调采用模拟电路设计；能通过USB接口，用PC机供电系统。
3课题内容简介
红外线报警系统完成如下功能：
红外线发射子系统和红外线接受子系统分别安装在门和门框上，红外线发送器和接收器正对。
进入报警状态后，如果红外线发射子系统发射的红外线在接收子系统不能被接收，证明门被打开过，这时报警响起。
整个系统红由外线发射子系统和红外线接收子系统构成，红外线发射子系统键盘输入模块，输入报警开启和关闭，密码等信息。
显示模块将显示输入的信息和系统提示的信息。
89C51根据输入，将信息处理后向红外线发射模块和LCD传送。
红外线接收子系统中的红外线接收模块接收到信息后，发送到信息处理器89C51，处理好信息分别发送到显示模块进行显示和报警模块进行报警或提示。
此次课题设计主要实现以下功能：
由键盘输入修改密码，同时语音播报及在LCD显示器上显示出来89C51把数据发送给PT2262编码，然后通过红外线发射二极管发射出去。
4总体设计框架
总体结构框图如下所示：
红外线发送模块
本课题设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为键盘输入模块、语音模块，显示模块LCD、红外线发送模块等子模块。
电路结构可划分为：
由红外线编码芯片PT2262及相关模拟电路组成的红外线发送装置、由ISD1720控制的报警器、单片机89C51控制电路、LCD显示电路，键盘输入电路及相关的控制管理软件组成。
就此设计的核心模块来说，单片机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。
5电路工作原理
本设计中以51系列单片机AT89C51为核心。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
开启电源后，芯片进行初始化，第一次工作时应按下按键进行各种提示音的录制（声音内容随时可以修改）。
语音提示数据输入，输完数据后按下确认键，数据送入单片机处理后传给编码芯片PT2262编码，然后编码信号与38KHZ的电流调制，最后通过红外线发射二极管发射出去。
值得注意的是，PT2262和PT2272的地址码要相匹配才能工作，否则接收端不能读出来自发射端的信号。
6硬件电路设计阐述
6.1单片机控制系统电路
6.1.1复位电路的设计
图1.复位电路
复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期以上的高电平时就可以完成复位操作。
例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。
本设计采用的是外部手动按键复位电路。
6.1.2时钟电路的设计
图2.时钟电路
6.1.3引脚分配的设计
图3.89C51引脚分配图
说明：
P10—P17、P06、RD、WR接LCD显示器，DS0—DS3接红外线发射，X2,X1接晶振，P0—P4接ISD1700;P20—P27接键盘
6.2红外线编码及发送电路
图4.红外线及发送发送电路
此电路利用红外线编码芯片PT2262对信号进行编码,然后发送出去。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电频，与此同时相应的地址码才输出高电频。
只有发射断PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同一样，才能配对使用，本设计中令地址端的所有管脚都悬空。
6.3键盘修改电路
图5.键盘模块电路
本次设计采用4*4键盘。
其中0-9是数字键，剩余键中，有一个修改键，一个确定键，和一个录音键。
其余为非法键。
6.4LCD显示电路
图6.LCD显示电路
此电路可显示键盘输入的信号和接收到的信号。
其中还可通过调节R6来实现对比度的调节。
6.5录音报警电路
图7报警录音电路
按下录音键，分段录音，用于数据输入提示的报读。
7.软件设计流程
按上述工作原理和硬件结构分析可知系统基本主程序工作流程图如下图所示；
开始
中断计时初始化
芯片初始化
初始界面显示
有键按下否？
NO
YES
执行按键功能
结束
方波发生程序
写计数初值
方波产生脚脚取反
中断返回
8.附件
8.1调试报告
调试过程：
（1）在Keil环境中进行程序编写，编译，调试。
（2）程序调试通过后，利用烧录工具将程序固化到89C51单片机中。
（3）检查线路应焊接无误。
（4）电源电路的调试。
（5）将固化好程序的AT89C51插入电路的插座上，接上电源进行软硬联调。
调试结果：
接通电源后，LCD显示器“inputcode”，按下按键，显示器上显示所按的数据（即设置的密码），按下确认键后显示器显示“complete”,“pleasewait”，若按下取消键，显示最初的界面。
此红外线报警发射模块能够正确地实现键盘输入以及对输入的信号进行LCD显示。
当按下修改键时,LCD显示“newpassword”,通过正确输入六位密码（0-9）最后按下确认键，即可完成密码修改，LCD显示“complete”。
若想取消之前的密码修改，则按下取消键取消密码的修改。
若是按下录音键，ISD1720进入录音状态，不同的键代表不同的地址，这样实现指定片段录音，当LCD显示的时候，也赋给SoundID不同的值，以实现分段定点放音。
此装置不能正确地发射解调后的波，而且放音程序也不能正常实现，需要我们继续改善
8.2心得体会
本次课程设计是以小组的方式展开的，共四人，两个负责软件编辑，两个负责硬件电路的焊接。
在为时三个星期的设计过程中，彼此互相探讨，合作默契。
这次的课程设计让我们学会了很多。
对于生医专业的学生来说，做这个设计之前都没学过单片机，这意味着我们要自学，这无疑加大了我们的难度，可也正是如此，才让我们充分体验到非凡的乐趣。
开始时，我们脑里一片浆糊，不知从何处下手，因为是首次接触完全意义上的课程设计，很多知识都不懂，都需要在网上找资料从头开始学习。
以前不是没有接触过设计之类的课程，但那时大多数是找老一届所留下的“遗产”依葫芦画瓢，最后课程设计结束了，我们依然一片茫然，一点感觉也没有。
但本次的课程设计，首先是课题很吸引人，增强了我们的兴趣，每个都想通过自己真正的努力做出来；其次是持续时间长，为时三个星期，这充分让我们自己找资料学习相关内容，和团队内部成员之间的相互讨论。
所以我们由开始时的茫然无措转变为思路清晰，每个人都知道自己的要干什么，充分调动了每个成员的积极性。
在这三个星期里，我们小组经历了不少。
硬件布线方面，我们小组中负责硬件电路的组员细心谨慎，在布线方面花了很大的心思：
导线在电路板上的行走设计成最优化，焊接成后看上去美观整齐。
焊接很顺利，焊点也很美观。
到软件调试时，开始时要么不显示，要么只显示方块，不显示字，折腾了半天才发现跨接的导线由于焊接时勒得过紧，焊接温度高，把导线外层的塑料皮熔掉，导线间短路了。
改正过来后得以正常工作。
事后组员们都唏嘘不已。
问题找出来了后，接下来的工作比较顺利地完成。
本次课程设计结束了，每人都收获颇丰，不仅在知识上，更是在思想认知上。
设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，这次的课程设计无疑是理论付诸实践的一次尝试。
本次设计是一个团队任务，组员们积极开动脑筋，互相讨论，实在不懂就上网查资料，自学相关知识，提高学习能力的同时又增进了团队成员彼此间的默契。
成果出来了，让
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