单片机控制防盗报警系统的设计概要.docx
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单片机控制防盗报警系统的设计概要
分类号：
TP315单位代码：
10452
学士学位毕业设计（论文）
基于单片机控制防盗报警系统的设计
姓名秦琴学号200615440203
年级2006
专业通信工程
系（院）信息学院
指导教师徐波
2010年4月23日
Anti-theftalarmsystembasedonMCUcontrol
By
QinQin
Supervisor:
XuBo
April2010
诚信声明
本人呈交给临沂师范学院的这篇毕业论文，除了所注参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在指导老师指导下的设计成果。
学生签名：
日期：
经检查该毕业设计（论文）为独立完成，不存在抄袭现象。
指导老师签名：
日期
基于单片机控制防盗报警系统的设计
摘要
随着经济的发展，人们对防盗、防劫、防火保安设备的需求量大大增加。
针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。
本设计是利用单片机对防盗报警系统进行控制，系统要求能对16个以上的监测点进行自动监测。
是以单片机为核心构成防盗报警系统，以完成用户键盘输入，数码（可汉字液晶）显示、故障状态指示为主，完成报警检测，若有报警事故发生，可向外界发出声光报警信号。
设计运用单片机技术设计了一新颖红外线防盗报警器。
而本设计中的输入部分主要是各种各样的传感器。
不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为；不同作用的传感器，也可检测出不同类型的情况。
具体到设计时,又分硬件设计和软件设计，硬件设计主要分两大部分：
单片机部分和检测部分。
软件设计分主程序设计和中断子程序设计。
在完成正文部分后，主要工作就是要进行调试，为了实现设计预计现象，软件和硬件都要作必要的修改。
关键词：
单片机；报警器；传感器
基于单片机控制防盗报警系统的设计
AbstractWiththeeconomicdevelopment,people'ssecurity,anti-robbery,firegreatlyincreasedthedemandforsecurityequipment.Fortheft,robbery,fire,gasleakagedetectionandalarmincidentsystems,theirneedsbecomemoresophisticated.Thisdesignistheuseofmicrocomputercontroloftheanti-theftalarmsystem,thesystemrequirementscanbemorethan16monitoringpointsforautomaticmonitoring.Isasinglechipasthecorecomponentsofanti-theftalarmsystem,inordertocompleteuserkeyboardinput,digital（KeHanZiLCD）XianShi,GuzhangzhuangtaiZhishiweizhu,completeBaojingjiance,ifBaojingaccidentcouldhavehappenedtoWaijieaudibleandvisualalarmssignal.Designusingmicrocontrollertechnologytodesignanewinfraredburglaralarm.Theinputofthispartofthedesignismainlyavarietyofsensors.Differenttypesofdetectorswithavarietyofdifferentmeansofdetectingintrusions;thedifferentrolesofthesensorscanalsodetectdifferenttypesofsituations.Specifictothedesign,isdividedintohardwareandsoftwaredesign,hardwaredesign,twomainparts:
MCUpartandtestpart.Softwaredesignandinterruptsubroutinesubmainprogramdesign.Aftercompletingthebodyofthemainworkistodebug,thephenomenonisexpectedtoachievedesign,softwareandhardwaremustmakethenecessarychanges.
Keywords：
single-chipmicrocomputer；alarm；sensor
基于单片机控制防盗报警系统的设计
前言........................................................................................................................................1
第1章方案选择论证................................................................................................................3
1.1单片机的选择...................................................................................................................3
1.2显示器工作原理及其选择...............................................................................................3
1.3液晶显示和数码显示.......................................................................................................3
1.4防盗报警选择传感器的选择..........................................................................................4
第2章单片机系统的硬件设计................................................................................................5
2.1硬件系统总体设计...........................................................................................................5
2.2AT89C51芯片的介绍.......................................................................................................5
2.2.1引脚功能....................................................................................................................6
2.2.2结构原理...................................................................................................................7
2.2.3AT89C51定时器/计数器相关的控制寄存器介绍...................................................9
2.2.4MAX708芯片介绍.....................................................................................................9
2.3单片机复位设置............................................................................................................10
2.48255A芯片介绍.............................................................................................................11
2.4.18255A的引脚和结构..............................................................................................11
2.4.28255的工作方式.....................................................................................................12
2.4.38255的控制字.........................................................................................................15
2.5AT89C51与8255的接口电路......................................................................................15
2.6显示部分........................................................................................................................16
2.6.1七段显示译码器......................................................................................................16
2.6.27448译码驱动.........................................................................................................17
2.6.3单片机与7448译码驱动器及LED的连接.........................................................18
2.6.4外部地址锁存器......................................................................................................19
第3章检测信号放大电路设计..............................................................................................21
3.1热释红外线传感器典型电路........................................................................................21
3.2红外光敏二极管警灯电路............................................................................................22
3.2.1光敏二极管控制电路.............................................................................................23
3.3红外线探测信号放大电路设计.....................................................................................24
3.3.1光电耦合器驱动接口..............................................................................................26
3.3.2集成电路运算放大器.............................................................................................27
3.3.3精密多功能运算放大器INA105............................................................................27
3.3.4低功耗、双运算放大器LM358............................................................................29
第4章软件设计......................................................................................................................31
4.1主程序设计.....................................................................................................................31
4.2核对子程序设计............................................................................................................32
4.3中断子程序设计............................................................................................................32
4.4读数子程序设计............................................................................................................33
基于单片机控制防盗报警系统的设计
4.5程序设计说明................................................................................................................34
4.6程序清单........................................................................................................................35
结论........................................................................................................................................39
参考文献..................................................................................................................................40
致谢..........................................................................................................................................41
基于单片机控制防盗报警系统的设计
前言
单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的
仪器、产品、工作与生活环境。
红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。
由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。
这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。
通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。
红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。
当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点。
当我们考虑的范围广一点：
若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。
当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警。
周界报警系统：
在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全。
有的防盗报警系统还连有上位机。
将探测器发回的现场信号按防区的类型与主机的工作状态（布防、撤防）作出逻辑判断，进而发出报警。
一个防盗系统的功能主要体现在报警主机的功能上。
本设计是利用单片机对防盗报警系统进行控制，系统要求能对16个以上的监测点进行自动监测。
是以单片机为核心构成防盗报警系统，以完成用户键盘输入，数码（可汉字液晶）显示、故障状态指示为主，完成报警检测，若有报警事故发生，可向外界发出声光报警信号。
系统基本框图如下所示:
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基于单片机控制防盗报警系统的设计
单片机防盗报警系统主要用于宾馆、仓库、居民楼等场所，它能对受监测点进行自动监测。
一旦出现盗情，由单片机接收有效信号，并发出报警命令，即进行声光报警，并指示被盗地点，提醒有关人员进行有关措施。
该防盗报警系统具有结构简单、可靠性高、成本低等优点。
若更换其他的传感器，该系统还可以用于火灾报警、煤气泄漏
等报警。
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基于单片机控制防盗报警系统的设计
第1章方案选择论证
1.1单片机的选择
本设计采用低功耗，高性能的89C51单片机,北京集成电路设计中心推出的BI／ATu89C51的单片机。
是一种低功耗，高性能的含有4K字节快檫写可编程／檫除只读存储器（EEPORM）的8位CMOS单片机，时钟频率高达24MHZ，与8031的指令系统和引脚完全兼容。
芯片上的EEPROM允许在线（＋5V）电檫除，点写入或采用通用的非易失存储器对程序存储器重复编程。
此外，BI／ATu89C51还支持由软件选择的二种掉电工作方式。
非常适用于电池供电或其他要求低供耗场合。
由于芯片内的4Ｋ程序存储器可在线或用编程器重复编程，受到了应用设计者的欢迎，并得到较为广泛的应用。
1.2显示器工作原理及其选择
点亮显示器有静态和动态两种方法。
所谓静态显示就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二级管恒定地导通或截止，例如7段显示器a,b,c,d,e,f导通,g截止，显示0。
这种显示方式每一位都需要有一个8位输出口控制，静态显示时，较小的电流可以得到较高的亮度且字符不闪烁，所以可以采用8255A的输出口直接驱动。
在单片机串行口方式0应用中，也是采用静态显示方法。
当显示器位数较少时采用静态显示的方法是适合的。
当位数较多是，用静态显示所需I/O口太多，一般采用动态显示方法。
所谓动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器各个位（扫描），对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。
利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。
显示的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间有关。
调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。
若显示的位数不大于8位，则控制显示器公共位只需要一个I/O口（称为扫描口），控制显示器的各位所显示的字型也需一个8位口（称为段数据口），为了防止闪烁，显示的时间在1～2ms。
1.3液晶显示和数码显示
LED是一种离子注入型全固体半导体发光器件，它的电压低，正好与TTL电路匹配，发光效率高，寿命最长，是目前仪表数字显示的主体。
LCD是低电压驱动，极微小功耗，与CMOS功耗电路可直接匹配，是LSI的孪生兄弟，此外其极薄的扁平结构立刻眼在极亮的环境光下使用，以及信息容量大，生产容易3
基于单片机控制防盗报警系统的设计
等等，都充分显示了它的优越性能。
但是液晶显示一个最大的缺点，是工作温度范围较窄，特别是低湿范围不够，液晶显示器不宜施加直流电压，一般来说，使用液晶显示信息，需要液晶材料或器件，相应的驱动系统和控制系统三者统一。
在本设计中只需要使用几个数字来表示被盗地点，用液晶显示就显得浪费了，而数
码显示就简单便宜了。
1.4防盗报警选择传感器的选择
目前，用于防盗报警的传感器,市场上大多为红外线或微波类产品，分为主动式和被动式二种。
由于误报等原因本设计采用被动式探头。
它的工作原理比较简单：
发射器按一定的频率发射出脉冲式的红外波束和微波，对方的接收器则按相同的频率接收红外波束或微波。
当一发一收的频率经中心控制器判别一致时，表明波束行进的方向没有物体存在。
反之，光束行进路径上有异物遮挡，光束被反射、散射，接收器接受的信号就会丢失，从而发出报警信号。
而本设计输入部分主要是各种各样的传感器。
不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为，如人体的移动、物体的震动、玻璃的破碎和门窗的开关等，系统将所得的信号进行逻辑判断，发出警报。
常用的传感器有对射红外探测器、磁控管（门磁）、震动开关、被动红外探测器（PIR）、双鉴探测器、烟感、温感探测头等。
这些传感器不仅可以对室内的门、窗、敞开的阳台、固定玻璃、保险箱
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