基于单片机的家庭防盗警报系统的设计说明.docx
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基于单片机的家庭防盗警报系统的设计说明
一、设计要求·············································1
二、设计目的············································1
三、设计的具体实现·······································1
1、系统概述···········································1
2、单元电路设计·······································1
3、软件程序设计·······································4
四、结论与展望···········································6
五、心得体会与建议·······································7
六、附录·················································8
七、参考文献·············································8
家庭防盗报警系统设计报告
一、设计要求
1、当安全状态下，绿灯亮，表示安全；有人入室盗窃时候，感应器（本设计用开关K0代替，合上为有人入室盗窃）自动感应，并向单片机输入信号。
2、当检测到有人入室盗窃的信号输入，显示入室盗窃的指示灯，并响起扬声器通知，一定时间后自动恢复安全状态。
3、当人为手动停止（用开关K1代替），则恢复安全状态。
二、设计目的
1、实现入室盗窃的监控及自动报警功能
2、报警一段时间（本次设计设置为10S）后自动恢复安全状态
3、具有手动停止报警器和报警灯，然后恢复正常状态的功能
三、设计的具体实现
1、系统概述
本家庭防盗报警系统设计包括硬件设计与软件设计两部分。
硬件设计部分主要由一片AT89C51单片机芯片与三个功能子电路共同构成，三个功能子电路分别为：
1）晶振输入电路，2）安全状态显示及自动检测电路，3）报警响应及手动复位电路，与软件一起作用，实现家庭防盗的自动检测与报警功能。
工作原理：
2、单元电路设计
本家庭防盗报警系统主要由一片AT89C51单片机和三个子电路组成，共同与软件设计配合完成对家庭防盗并且自动报警的智能控制。
其中三个子电路设计如下：
1）晶振输入电路
图1—1晶振输入电路
上图1—1所示为晶振输入电路，图中19与18引脚分别为XTAL1、XTAL2，他们分别接晶振的输入与输出。
因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期。
本设计选择晶振频率为12MHz，输入芯片震荡周期为1/12μs，一个机器周期为1μs。
2）安全状态显示及自动检测电路
图1—2安全状态显示及自动检测电路
上图1—2所示为家庭防盗报警系统的安全状态显示电路与自动检测电路，如图所示,安全状态显示电路由安全指示灯绿灯D1和电阻R1组成，为使D1正常工作，R1选择220Ω，与D1串联；自动检测及报警电路由开关K0组成，它们分别接管脚P1.0和P1.1，P1口初始状态为高电平；在安全状态下，将P1.0被设置为低电平，安全指示灯绿灯D1被点亮，指示此时为安全状态。
当遇到盗窃情况（本设计用开关K0表示，开关合上表示遇窃，打开表示安全）时，管脚P1.1输入低电平，系统检测到低电平信号输入，立即将P1.1置为高电平，安全指示灯绿灯D1灭，并自动转到报警响应电路进行报警。
3）报警响应及手动复位电路
图1—3报警响应及手动复位电路
上图1—3所示为家庭防盗报警系统的报警响应电路及手动恢复电路；报警电路由报警指示灯D2，电阻R2和扬声器LS2组成，为使D2正常工作，R2选择220Ω，与D2串联；它们分解接管脚P2.3和P2.4；手动复位电路由开关K1组成，接管脚P3.2;当自动检测子电路检测到遇窃信号后，报警电路立即响应，P2.3立即置为低电平，遇窃指示灯红灯D2被点亮，同时P2.4立即置为高电平，扬声器工作。
在报警期间，如果检测到K1合上，P3.2接收都信号，立即停止报警响应，遇窃指示灯红灯D2灭，同时扬声器停止工作，转到安全状态，安全指示灯绿灯D1点亮；如果没有检测到P3.2的低电平信号，则报警响应持续10秒，10秒后自动恢复安全状态，安全指示灯绿灯D1点亮。
3、软件程序设计
根据上述工作原理及硬件结构分析可得程序设计工作流程图如下图1—4所示:
图1—4程序设计工作流程图
如上图1—4所示，本程序实现的功能是：
初始化单片机工作在安全状态下，当P1.1引脚无低电平信号输入时，不断循环检测；当单片机检测到从P1.1引脚传来的低电平信号，表示遇窃，从而经过单片机部程序处理后，驱动报警电路开始报警，自动延时10S后恢复初始化，当在延时时间未到10S时有手动停止（P3.2）的信号输入，则在接收到信号后恢复初始化状态（安全状态）。
程序设计软件用KeiluVision4设计编译，仿真软件用Proteus7.5,采用汇编语言编程。
仿真过程用到的主程序与相关子程序详见附录一。
四、结论与展望
本设计研究了一种基于单片机技术的家庭防盗智能报警器。
该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心，设计家庭防盗报警系统的硬件实现，通过与软件程序设计的共同作用下，硬件实现完成一系列自动检测盗窃信号（设计中设置为K0信号），接收到盗窃信号后自动报警并在延时一段时间后自动恢复的功能。
本次设计指示只简单实现一个功能描述，在实验中采用，在现实生活应用中，该放到报警器跟传感器联系起来应用，会使该防盗报警器更加的智能，应用性强，在家庭中应用能够让用户感受到其操作简单、易懂、灵活的特点，且安装方便、智能性高、误报率低。
随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。
五、心得体会与建议
在利用proteus软件仿真过程中，出现了很多的问题，初次接触这个软件，一点都不熟悉，很多知识都是用的时候在网上找的，或者查资料得出的。
对于器件库中的元件的性能不熟悉，不如说是最常用的电容器就有好多种，并不了解我们需要的是哪一个，而且电容的种类那么多，很难一次性选择正确。
电路图画好之后就是装入程序进行仿真。
我们的程序也有一些问题，开始时运行编译时总是达不到想要的要求，如延时问题，自动检测信号问题，还有智能化控制的问题，在经过自己的摸索与同学的讨论请教中，最终问题还是解决了。
用Keil软件编译好程序后载入，满足设计的要求，我们小组充分感受到团队合作重要性和自主克服困难的喜悦。
通过本次的单片机课程设计，我们不仅掌握了硬件电路设计的基本步骤和方法，还认真的回顾了汇编语言编程方面的知识。
将我们所学的知识应用于生活实践中。
真正的做到了学以致用的效果。
同时也锻炼了我们小组每位成员的动手能力，加强了团队合作的意识和能力。
大家都是受益匪浅。
六、附录
元器件明细表
名称
数量
属性
AT89C51芯片
1
晶振
1
12MHz
电容
2
30pF
电阻
2
220Ω
LED-GREEN
1
LED-RED
1
开关
2
扬声器
1
七、参考文献
[1].振江单片机原理与实践指导中国电力2008.8
[2].朱清慧Proteus教程—电子线路设计、制版与仿真清华大学2008
[3].从宏寿电子设计自动化—Proteus在电子电路与51单片机中的应用电子科技大学2012．1
附录一：
程序源代码
GREENBITP1.0
SIGNBITP1.1
REDBITP2.3
SPEAKERBITP2.4
STOPBITP3.2
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVIE,#81H
MOVTMOD,#01H
SETBIT0
MOVP1,#0FFH
START:
CLRGREEN
SETBRED
CLRSPEAKER
JNBSIGN,LS
LS:
LCALLDELAY10mS
JNBSIGN,ALARM
LJMPSTART
ALARM:
SETBGREEN
CLRRED
SETBSPEAKER
LCALLDELAY10S
CLRGREEN
SETBRED
CLRSPEAKER
LJMPSTART
DELAY10S:
;延时10S子程序
MOVR1,#200
LOOP:
;延时50mS
MOVTL0,#0C0H;赋延时初值，让T0延时40mS
MOVTH0,#63H
CLRTF0
SETBTR0
JNBTF0,$
CLRTR0
JNBSTOP,LT0
LT0:
LCALLDELAY10mS;调用延时10mS子程序
JNBSTOP,LT1
DJNZR1,LOOP
RET
LT1:
LJMPSTART
DELAY10mS:
;延时10mS子程序
MOVR6,#20
LD2:
MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,LD2
RET
END
附录二：
家庭防盗报警系统Proteus仿真原理图
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