报警器 智能仪表综合课设.docx
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报警器智能仪表综合课设
摘要
随着时代的进步和发展，智能仪表已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文主要介绍了一个基于89C51单片机的报警系统，重点对报警器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以保证我们的安全财产，有广泛的应用。
报警器根据其使用环境的不同可分为以下几种类别：
家用报警器，商用报警器，火灾报警器，温度报警器烟，雾报警器气体报警器。
关键词：
报警器；AT89C51
目录
1绪论1
1.1报警器简介1
1.2报警器的作用1
1.3本课题的背景和意义1
2系统设计简介3
2.1报警器功能介绍3
2.2设计要求3
2.3设计方案论证3
3硬件设计5
3.1分模块设计及芯片选择5
3.2硬件原理图5
3.3系统板上硬件连线6
4设计语言及软件介绍7
4.1c语言简绍7
4.2keil软件介绍7
5系统软件设计8
5.1软件设计思路8
5.2系统程序设计模块8
5.3c语言程序10
5.4汇编语言11
6调试与仿真13
6.1仿真图13
7心得体会14
结论14
参考文献14
1绪论
1.1报警器简介
报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。
报警器（alarm），分为机械式报警器和电子报警器。
随着科技的进步，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、感应检测等领域，与社会生产密不可分。
1.2报警器的作用
⑴家庭盗贼侵入主要是门和窗，门盗的比例又大于窗盗。
在每个住户大门上安装有一个门磁感应器。
如有盗匪撬门，门磁感应器会即刻将此信息传输给家庭报警主机，主机报警，将此信息传输到控制中心，中心会立即显示报警地点、性质（门盗）。
⑵窗盗采用红外线感应探头在每套房的窗口及阳台进行布防，当有盗贼从窗口或阳台进入时，探测器立即通过家庭主机传输至控制中心。
同时，家庭主机也报警，控制中心会立即显示出报警地点、性质（窗盗）。
⑶煤气泄漏也是现代家庭不得不防的安全措施，这里采用了煤气感应报警器，安装于厨房。
当煤气泄漏时，达到一定浓度后，感应器立即将此信号通过家庭主机传输到报警中心。
1.3本课题的背景和意义
生活中有很多场所会用到报警器，比如保险柜、大门、防盗窗等。
在接下来的设计实验中，我将设计一个简单的报警器电路。
他对我们的财产安全有着至关重要的作用。
多功能报警控主机有线无线防区（八路无线四路有线防区）：
可以连接有线探探头、有线门磁、有线煤气探测器。
（若扩充四个无线防区，可以使用遥控器进行操作，可以随时随地进行无线报警或救助）多种操作方式：
可以使用电话机对系统进行操作；也可以在别处用电话进行操作；可以及时将各种报警信号以数字的形式传至报警中心；可以设置六路电话号码。
具备先进的抗干扰、防雷击特性。
智能家用门磁感应器的功能介绍：
防盗：
若有非法入室盗窃者，立刻现场通过主机的高分贝喇叭或者连接的报警喇叭报警，同时向外发送报警信号；
防窃：
若遭遇坏人入室抢劫，可即时发送报警信号；
求助：
可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警；
防火：
通过烟感探测器及时探测室内烟雾，发出失火警报；
防可燃气体中毒：
能够探测到煤气、液化石油气、天然气等气体的泄露，及时报警；
全自动报警：
一旦发生警情，主机自动循环拨打设置的电话，如联网可向报警中心报警，或者发出语音报警信号；
远程：
接通报警电话后可即时和判断室内现场动静，BSV液晶拼接墙24小时显示监控，以便是否采取行动；
异地遥控：
主人在异地远距离通过手机或电话对家中主机进行布防或撤防；
9）异地监听：
主人在异地远距离可以通过手机利用家里的固定电话监听家里的声音和异常声音。
2系统设计简介
2.1报警器功能介绍
防盗：
若有非法入室盗窃者，立刻现场通过主机的高分贝喇叭或者连接的报警喇叭报警，同时向外发送报警信号；
防窃：
若遭遇坏人入室抢劫，可即时发送报警信号；
求助：
可用于家中老人、小孩意外事故和急病呼救报警；
防火：
通过烟感探测器及时探测室内烟雾，发出失火警报；
防可燃气体中毒：
能够探测到煤气、液化石油气、天然气等气体的泄露，及时报警；
全自动报警：
一旦发生警情，主机自动循环拨打设置的电话，如联网可向报警中心报警，或者发出语音报警信号；
远程：
接通报警电话后可即时和判断室内现场动静，BSV液晶拼接墙24小时显示监控，以便是否采取行动；
异地遥控：
主人在异地远距离通过手机或电话对家中主机进行布防或撤防；
9）异地监听：
主人在异地远距离可以通过手机利用家里的固定电话监听家里的声音和异常声音。
2.2设计要求
当报警器的报警按钮按下时，单片机应当立即启动执行报警程序，程序应使蜂鸣器发出1kHz频率声音，响100ms与500Hz频率声音，响200ms,两音频信号相互交替，当报警被解除时，单片机应停止报警程序的执行。
2.3设计方案论证
我们知道，人耳听到的声音频率范围是几十到几千赫兹之间，太高或太低频率的声音是不能被人耳听到的。
、
单片机的I/O输出引脚上是能输出高电平或低电平信号的。
如果能设计一个程序，令单片机的某一引脚按照一定的时间间隔来输出一些符合规律的高低电平信号，那么就能得到一系列的矩形波，而如果这种时间间隔反映的频率是在人耳能接听的频率范围之内，那么就可以输出一定的声音信息了。
要输出稳定的矩形波，或者说是声音信息，可以利用延时程序来控制输出高电平或低电平的持续时间；然后，当持续时间到时，就令该信号相反，从而实现电平的转换，如图：
图中，从单片机引脚上输出的信号，高电平和低电平保持的时间分别是t1和t2,信号的基本输出周期为T，即所要求的频率f的倒数。
程序编写时，令t1和t2相等。
这样，当要产生某一频率的信号时，只要先计算得到这个周期时间的一半，然后利用延时程序来控制单片机的该输出引脚在该时间内输出稳定的高电平或低电平。
当该时间结束时，又利用程序使单片机的该输出引脚的输出信号电平发生相反。
如此循环执行之后，就能得到设计要求的音频信号了。
3硬件设计
3.1分模块设计及芯片选择
本设计应有单片机，报警器按钮，喇叭（或蜂鸣器）三个模块。
单片机的晶体振荡器采用的是12MHz的石英晶体振荡器，用P1.7引脚作为报警器按钮信息的输入引脚，用P1.0引脚作为音频信息的输出引脚。
电路中使用的喇叭为普通的8Ω喇叭。
另外，从单片机引脚中输出的报警器音频信号比较弱，而且还伴有一些干扰信号的影响。
因此，为了能得到清晰和稳定的音频信号，在单片机输入引脚和喇叭之间，加入了功率放大器和一些电阻、电容组成的电路。
这样从单片机引脚中输出的报警信号经LM386的功率放大和电阻和电容的滤波之后，就能由喇叭（蜂鸣器）得到清晰稳定的输出了。
3.2硬件原理图
图1
通过VCC和GND控制报警的关与开，通过单片机控制频率。
3.3系统板上硬件连线
（1． 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上；
（2． 在“音频放大模块”区域中的SPKOUT端口上接上一个8欧的或者是16欧的喇叭；
（3． 把“单片机系统”区域中的P1.7/RD端口用导线连接到“四路拨动开关”区域中的K1端口上；
4设计语言及软件介绍
4.1c语言简绍
C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。
它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出，1978年后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。
它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。
4.2keil软件介绍
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
如果你使用C语言编程，那么Keil几乎就是你的不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
5系统软件设计
5.1软件设计思路
500Hz信号周期为2ms，信号电平为每1ms变反1次，1KHz的信号周期为1ms信号电平每500us变反1次；
5.2系统程序设计模块
软件设计流程图如下：
主要是通过延时程序，控制频率。
使其能达到想要的声音。
图2
5.3c语言程序
#include
#include
bitflag;
unsignedcharcount;
voiddely500（void）
{
unsignedchari;
for（i=250;i>0;i--）
{
_nop_（）;/*空操作8051NOP指令------c51中的intrins.h库函数*/
}
}
voidmain（void）
{
while
（1）
{
if（P1_7==0）
{
for（count=200;count>0;count--）
{
P1_0=~P1_0;
dely500（）;
}
for（count=200;count>0;count--）
{
P1_0=~P1_0;
dely500（）;
dely500（）;
}
}
}
}
5.4汇编语言
FLAGBIT00H;伪指令:
给位地址00H取名为FLAG
ORG00H
START:
JBP1.7,START;P1.7为1时跳转
JNBFLAG,NEXT;FLAG（00H）为0时跳转
MOVR2,#200
DV:
CPLP1.0;P1.0取反//500Hz信号响200ms=200*2*2*250us
LCALLDELY500;跳转到DELY500延时
LCALLDELY500
DJNZR2,DV;R2减1,不为0时转移到DV
CPLFLAG;FLAG取反
NEXT:
MOVR2,#200
DV1:
CPLP1.0;//1KHz信号响100ms=200*2*250us
LCALLDELY500
DJNZR2,DV1
CPLFLAG
SJMPSTART
DELY500:
MOVR7,#250;延迟2*250us
LOOP:
NOP ;空操作，占1个机器周期
DJNZR7,LOOP
RET
END
6调试与仿真
6.1仿真图
图3
注：
第二次运行时，要重新加载程序。
开关接SW2时，开始报警；接SWI，报警结束。
7心得体会
通过这学期对嵌入式开发的学习，我对单片机产生了浓厚的兴趣，小小的一块单片机，就能实现好多智能的东西，真是令人兴奋。
纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。
这个试验让我很好的了解了单片机的工作原理，各个模块的作用，并通过单片机C语言编程，实现了报警器功能。
结论
本设计利用89C51产生报警，这个设想可以实现。
参考文献
[1]李群芳.张士军.单片微型计算机与接口技术.北京：
电子工业出
版社.2008.
[2]李光飞.楼然苗.胡佳文.谢象佐.单片机课程设计实例指导.北京：
北京航空航天大学出版社.2004.
[3]沈德金.陈粤初.单片机接口电路与应用程序实例.北京：
北京航天航空大
学出版社.1990.
[4]徐爱钧.彭秀华.单片高级语言C51应用程序设计.北京：
电子工业出版社.1998.
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