智能家居防盗系统设计Word文件下载.docx
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密码门禁及报警模块部份采纳了4×
4矩阵键盘输入和采纳EEPROM芯片AT24C04作为掉电后能够存储密码，从而保证了系统的平安性与有效性。
。
关键词：
STC89C52单片机人体热释红外检测密码门禁GSM
1.方案的比较与选择
本设计为红外检测兼密码锁智能家居防盗系统，要紧包括单片机主操纵系统、热释红外报警系统、密码门禁模块、数据存储模块等部份。
依照选择方案的需要，现分析各个方案的好坏性。
单片机最小系统模块
方案
（1）:
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采纳ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处置器和Flash存储单元，功能壮大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统操纵应用处合。
方案
（2）:
STC89C52是一个8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工。
综合比较上述两种方案，单片机最小系统模块应采纳STC89C52。
下载模块
方案
（1）串品通信口那么是用USB转串口线或串口线，利用起来不方便，性能相对也没那么好
方案
（2）ISP下载口是用ISP下载器加一个ISP软件程序将编好的程序烧录到单片机上就好了，实施起来既方便，性能又好.但缺点是设备比较昂贵。
综合比较两个方案，咱们采纳ISP下载器
热释红外检测模块
方案
（1）：
采纳经常使用的红外探头作为信号搜集模块，改模块集成度高，反映灵敏；
方案
（2）：
采纳红外热释电处置芯片BISS0001专门处置芯片设计的人体热释红外检测模块，具有较高的灵敏度与较高的分辨度。
方案
（1），作用范围小，受外界物体阻碍较大，而方案
（2），那么作用范围宽，而且针对人体热释红外检测，因此选择方案
（2）。
密码门禁系统模块
采纳Intel公司6264芯片，该芯片容量为8KB，是28引脚双列直插式芯片，采纳CMOS工艺制造。
该芯片搭建电路，操作时序复杂，不适合作为单片机外部数据存储器。
AT24C04是一个4K位串行CMOSE2PROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。
AT24C04有一个16字节页写缓冲器。
该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写爱惜功能。
它支持IC芯片利用简单，外部电路容易实现。
综上比较上述两种方案，宜采纳AT24C04为数据存储模块芯片。
报警模块
（1）一般单色发光二极管具有体积小、工作电压低、工作电流小、发光均匀稳固、响应速度快、寿命长等优势。
可是发光二极管发光强度小，难以引发注意，用于报警功能，显得不适合。
（2）蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采纳直流电压供电，应用于电子产品中作发声器件。
采纳无源蜂鸣器实现，只要编写相应的程序即可实现发出不同频率的声音。
蜂鸣器所利用的报警频率为单片机内部提供，不需外部提供时钟频率。
因此，减少外围设备元件。
（3）GSM电话终端通信功能报警，采纳GSM的短信功能,能够使某些操纵达到“零距离"
由于短信息的费用低廉,能够取代传统的无线遥控。
模块有AT命令集接口,支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类、和,,的非透明模式。
另外,该模块还具有簿功能、多方通话,漫游检测功能,经常使用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。
通过独特的40引脚的ZIF连接器,实现电源连接、指令、数据、语音信号、及操纵信号的双向传输。
综合上述比较，咱们的设计采纳
（2）和（3）二者的结合，咱们采纳蜂鸣器和GSM短信通知做报警器和报警功能，输入密码不正确后，蜂鸣器就会响；
GSM模块就会发短信通知主人，咱们那么是利用它来进行判定输入的密码是不是正确。
液晶显示模块
数码管是利用发光二极管的特性组合而成数字显示器件，通过操纵相应的二极管的状态显示相应的数字。
使数码管正常显示就得有驱动电路驱动相应的段码，数码管现实方式可分为静态显示和动态显示，静态显示方式只适合显示单个的数字，因此设计应采纳动态显示方式。
由于动态显示方式利用人眼视觉暂留的特性，扫描的时刻应不大于20毫秒，占用系统资源大，而且显示的个数和字型有限，在本设计中不易采纳。
1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点型液晶模块它有假设干个5X7或5X11等点阵字符位组成，每一个点阵字符位都能够显示一个字符。
每位之间有一个点距的距离，每行之间也有也有距离，起到了字符间距和行间距的作用。
1602的驱动电路带有11条指令，能够很方便的操纵液晶的现实成效如：
清屏、左移右移、光标显示。
而且1602显示的字符在下一条指令为到来之前可不能改变，也确实是能够维持显示的字符，1602液晶占用的系统资源也少。
综合比较上述两种方案，应采纳1602液晶组本钱设计的显示模块。
密码锁
STC89C52单片机P1引脚外接4×
4矩阵键盘，按键有0～9,还有Input键、设初始密码、修改密码等按键。
开机后液晶屏显示提示语，按Input键即可输入密码，按修改密码键，在正确输入旧密码的前提下，即可修改密码。
2.电路的设计
本设计为红外检测兼密码锁智能家居防盗系统，总共分为以下几个模块
硬件整体框图
图1硬件整体框图
各模块电路原理图
2.2.1STC89C52原理图
图4STC89C52原理图
2.2.2报警模块电路
图5报警模块电路
2.2.3电源电路
图6电源电路
2.2.4串口电平转换电路
图7串口电平转换电路
2.2.5AT24C04原理图
图9AT24C04原理图
2.2.6红外模块电路
图10红外模块电路
电路的仿真结果
图电路的仿真结果
图密码保留成功
图成功解锁
3电路板的制作、焊接、调试
PCB板的制作
在制作系统的PCB电路板的时候，由于咱们在省赛的时候已经做过自己作品的板，因此咱们吸取了以前的教训和回忆起自己的做板体会而且这次的PCB电路图并无以前的复杂，因此咱们在做板的时候要紧注意了以下的注意事项：
1注意有贴片的时候使使用镜面放置没有那么容易使封装反过来，注意不要搞反电路图的不同层，否则将引起做板的失败.
2在布线的时候咱们遵循的原那么合理的布线原那么以避免干扰避免降低板子的性能，布线要紧凑，格局要合理清楚，所有的线都不能太细因为太细有可能在侵蚀的时候把碳粉下面的线路也侵蚀掉。
在设置孔径的时候咱们预留了比实际还要大一点的孔的大小，因为担忧在实际焊接的时候过孔的面积不够大使得元器件无法焊接，以避免引脚插不进去而再钻孔的时候会把铜片给钻烂了。
3在打印的时候要注意节省A4纸和热转印纸，因此咱们把pcb电路图做的比较紧凑和较小，方便咱们多次利用A4纸和热转印纸来节省纸张。
4在侵蚀覆铜板的时候因为咱们的板子比较小咱们只倒了适量的比较少的盐酸和双氧水，为后面做板的同窗节省材料。
5在热转印的时候，咱们适本地调高了热转印机子的温度使碳粉覆盖在覆铜板上面的成效更好，来回过了40遍以上的次数。
发觉有些碳粉没有覆盖上去的时候，咱们用油性笔把线路补充完整。
另外，咱们在制作PCB电路板的时候，有些芯片的型号在AltiumDesigner里面找不到原理图和封装，咱们查找和观看AltiumDesigner的教学视频来学习如何制作元器件的原理图和封装并寄存在库里面，咱们学会利用元器件的datasheet和画板软件来画出适合的PCB板，那么咱们以后就不用依托网上面的封装，因为咱们学会了自己制作。
而在布线方面，咱们没有采取自动布线，而是咱们手动地布线，发觉手动布线超级灵活，通过与万用板来对照，咱们体会到制作PCB版的优越和灵活性。
电路板的制作
（1）打印图：
咱们把PCB调到打印模式，并调好相关的设置即能够打印，将图纸打印后，注意不要刮蹭到碳粉
（2）过塑：
咱们把板贴到打印的图上，而且必然要摊平整，而且要紧，这时咱们能够用胶纸来黏好，如此咱们在把板放到过热转印机过塑，约过塑30次。
转印得不太理想，可是大体脉络都在，能够利用油性笔进行修补，或适当调整热转印的温度。
（3）侵蚀：
咱们过塑好的板放到盐酸与双氧水的混合物上面进行侵蚀，由于本次设计的盐酸是用洁厕精代替，因此洁厕精和盐酸和水的比例是1:
1:
1，侵蚀过得板要用清水清洗.
（4）用洗板水把碳粉清理干净。
（5）钻孔,在钻孔的时候要细心地不能把铜片给钻烂了。
电路板的焊接
板制作好后，咱们即能够进行焊接了。
咱们在焊接电路板的时候，最好要对着自己的原理图和PCB图来进行焊接。
在焊接的进程中，咱们要注意电容的极性，插座的方向等问题，还有确实是焊锡的时候不要弄到短路。
其实，电路焊接的顺利与否跟PCB原理图和PCB制作的好坏有专门大关系。
若是PCB原理图绘制得好，PCB的制作和电路的焊接都会比较顺利。
电路的调试
咱们依照电路图制作和焊接完电路板以后就开始电路板的调试，下载完程序后，系统没有正常工作，灯也没有亮。
以下是咱们在调试进程中碰到的几个问题和解决方式。
（1）接上电源后，液晶屏亮，但怎么调都不能正确显示。
于是，咱们就用万用表一一检查电路。
后来，发觉液晶屏的GND没有与其他的GND连接起来。
于是咱们就把液晶屏的GND与其他GND连接起来。
液晶屏的问题解决了，但系统仍是没有正常工作。
（2）程序下载正常，系统却没有正常工作。
第一，咱们就先下载一个最简单的程序查验I/O有无问题，结果发觉led灯仍是没亮。
刚开始，咱们疑心是单片机坏了，从头找来一块单片机，可是系统仍是照样没工作。
后来，通过认真检查电路，咱们发觉原先咱们把复位开关接错了，致使单片机一直处于复位状态而无法正常工作。
咱们把复位开关卸下来，从头焊接。
把开关从头焊接以后，从头下载程序，系统终于能够工作了。
（3）液晶屏显示不正常，显现只有部份显示的现象。
刚开始，咱们疑心是程序的问题，但从头从头至尾检查一遍程序，仍是没有发觉什么问题。
后来，咱们想会可不能是液晶屏有问题。
咱们从头找来一块1602LCD液晶屏换上去，换上以后系统终于能够正常工作了。
4调试进程中碰到的问题
（1）接上电源后，发觉液晶屏不通电，经检查发觉液晶屏的两根地线没有与其他元器件的地线连在一路，通过焊接，成功通电。
（2）接上电源后，液晶屏工作不正常。
检查后发觉是由于液晶屏5口RW没有接上C52芯片的第14引脚，接上后液晶屏仍不显示字符，后发觉时电位器阻值过小，致使液晶显示对照度亮度太高，以致字符无法正常显示，通过调整电位器阻值，液晶屏正常工作。
（3）GSM程序：
运用运算机软件输出指令，能利用TC35正常通信（收发短信、打都没问题）；
将运算机与单片机连通，收发指令亦可准确完成。
但在实测进程中，程序不能通过单片机与TC35模块连通。
尝试过的解决的方法：
一、将编写的程序在单片机与运算机之间运行并通过，验证程序的正确性；
二、修改波特率；
3、修改串口及数据线；
4、验证数据串口公口母口的传输线有无交叉。
五、将12M的晶振换成11.059M，可使波特率与GSM模块正常匹配，从而才能正常发送信息。
取得结果：
运算机与单片机可正常通信；
运算机软件（tc35-tc35i串口专用工具）与TC35连接通信正常。
单片机与TC35连通显现故障，单片机发送的连接指令，TC35不能对其作出响应，无返回命令。
最终通过转换接口引线，使TC35与单片机引脚正确连接，从而解决运算机与单片机可正常通信，运算机软件（tc35-tc35i串口专用工具）与TC35连接通信正常，但单片机与TC35连通显现故障的问题，使GSM模块能够正常工作，在发觉入侵者后报警系统启动时向电话发送短信。
5.课程设计心得
咱们主若是运用单片机设计了一个报警系统，而且用模块化的设计方式来实现那个电路。
在程序编写终止后，咱们还对该程序进行了调试,能按预期的成效进行模拟,大体完成课程设计的要求。
通过这次单片机课程设计，咱们收成了很多：
第一是对单片机的整个熟悉和把握，那个进程包括选题，利用c语言设计程序，选元器件，画电路原理图和PCB电路图，制板，到最后利用自制的板进行下载调试和查验，整个进程哪怕有一个细节错了，整个设计也就失败。
咱们一开始编好程序后，显现一些小错误致使无法完成编译。
在解决程序设计问题以后，咱们开始画电路原理图和PCB电路图，专门是在画PCB的时候，元器件的放置，布线显现很多问题。
通过查阅相关资料，完成PCB以后咱们又在制板的进程中碰到很多问题，如PCB线宽设置、焊盘直径设置等等，因为这些小问题会阻碍制板后电路板的制作成效，乃至会阻碍元器件的焊接。
在焊接完程序片机后用单开发板进行下载调试和查验，最后才完成了那个课程设计。
因为一开始没有体会，因此在整个进程中碰到了很多错误和麻烦，但是咱们对一些错误却不能一步到位的判定出来，这就告知咱们设计一个实验或做一件情形时，第一有一个大局意识，而且能够预见显现的问题和能够快速作出对这些问题或错误的反映与处置。
同时通过那个实验，咱们也深刻的发觉理论与实际的区别，专门是电路的仿真与实际电路的运行有着专门大的不同，往往能够在电脑进行成功仿真的电路在实际电路上却相差甚远。
最后，通过这次设计实验，咱们发觉了编程软件有时候并非专门好的放映实践情形，因此咱们应该设计一个更好的软件来仿真，一个好的仿真软件能够减少对实验箱的依托而且更方便仿真调试与程序的修改。
总之，这次实验不单单增强了咱们的动手编程能力，也大大增强了咱们团队合作和设计的能力，使咱们在理论学习和编程练习方面都取得了较大的收成。
Smarthomesecuritysystem
Abstract
Thedesignfortheinfrareddetectorandlocksmarthomesecuritysystemthatusesan8-bitmicrocontrollerAtmelSTC89C52asthemaincontrolchip,thealarmsourceisusedinthesmarthomesecuritysystemswhicharewidelyusedandcost-effectivehumanpyroelectricinfrareddetectionandelectronicpasswordlockdetectiontechnology.Thesystemhardwaremodules,includingSCMmastercontrolsystem,thehumanbodypyroelectricsensormodule,passwordaccesscontrolmodule,thepasswordlockmodule,displaymodule,alarmmoduleandothermodules.
ThemaincontrolsystemusingAtmel'
s8-bitmicrocontrollerSTC89C52isalow-voltage,high-performanceCMOS8-bitmicrocontroller,chipcontaining8kbytesthatcanberepeatedlyrewritableFlashread-onlyprogrammemoryand256bytesofrandomaccessdatamemory（RAM）,compatiblewiththestandardMCS-51instructionsetofcost-effectivesingle-chip,tomeetthesystemrequirements;
pyroelectricinfraredsensormodule,infraredpyroelectricprocessingchipBISS0001specializinginchipdesignofthehumanbodypyroelectricinfrareddetectionmodule,withhighsensitivityandahigherdegreeofresolution,bydetectingthesignalusingthebuzzerandGSMmobileterminalcommunicationfunctionalarm.Passwordaccesscontrolandalarmmodulepartisthe4×
4matrixkeyboardinputandtheuseofEEPROMchipAT24C04asafterpowercanstorepasswords,thusensuringsystemsecurityandpracticality.
Thisdesignischaracterizedbymaturetechnology,stableperformance,simpleoperation,clearinterface,andalarmaccuracy,securityindexishigh,inlinewiththedesignofintelligenthomesecuritypurposes.
Keywords:
STC89C52microcontrollerhumanpyroelectricinfrareddetectorpasswordaccess
参考文献
[1].王卫星.单片机原理与应用开发技术.北京：
中国水利水电出版社，2020.
[2].张齐.朱宁西.单片机系统设计与开发.北京：
机械工业出版社，2020
[3].卢旭锦.2007.基于KeilC的AT24C02串行E2PRO编程.现代电子技术,（8）
[4].求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京：
人民邮电出版社，2004
[5].徐纬.2007.单片机综合学习系统--矩阵键盘.电子制作,（11）
附录
附录1系统原理图
附录2系统PCB电路图
附录3实物图
附录4
元器件清单
元件名
规格
数量
热释电红外传感器
1
GSM模块
STC89C52
电解电容
1uF
5
普通电容
22uF
电阻
2
1K
弹跳按键
3
LCD1602
晶振
高分贝无源蜂鸣器
MAX232
变阻器
10K
AT24C02
排阻
排针
整排的（用21针）
排座
整排的（使用16座）
插座
40脚
16脚
8脚
三极管
9013
8550
附录5程序
#include<
>
//包括_nop_（）函数概念的头文件
//利用malloc时要用到的函数
#include<
//#include<
sbitBEEP=P2^3;
//AT24C02初始化操作//////////////////////////////////
#defineOP_WRITE0xa0//器件地址和写入操作
#defineOP_READ0xa1//器件地址和读取操作
sbitSDA=P2^0;
//数据接口
sbitSCL=P2^1;
////////////////////////////////////////////////////
//keyborad//////////////////////////////////////////
#defineKEYPP1//扫瞄输出端口（高位元）及键盘输入端口（低位元）
unsignedcharscan[4]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
//7显示器及键盘之扫瞄码
//LCD1602显示模块/////////////////////////////////
sbitrs=P3^4;
sbitrw=P3^6;
sbitep=P3^5;
intwrt;
unsignedcharcodetext[]="
Warning!
Someonebrokein!
"
;
//sbitAN1=P3^6;
//sbitAN2=P3^7;
unsignedcharcodedis1[]={"
***SMARTHOME***"
};
unsignedcharcodedis2[]
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