家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)1緒論1.1家庭報(bào)警器發(fā)展現(xiàn)狀及其系統(tǒng)構(gòu)成與分類家庭防盜報(bào)警器的發(fā)展從上世紀(jì)初，報(bào)警系統(tǒng)就已經(jīng)在北美稍具雛形。在北美，報(bào)警呼救箱放置在街頭巷尾，在呼救時(shí)發(fā)出聲響提示，以尋求附近警察的幫助；同時(shí)，這種呼救箱直接連接到附近的警局，使得稍遠(yuǎn)一些的警察也能夠收到呼救信息。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的電報(bào)公司加入到這個(gè)行業(yè)中，從而使得報(bào)警信息可以通達(dá)到更遠(yuǎn)的地方；不過，這種電報(bào)方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話理所當(dāng)然地成為報(bào)警通訊的主要手段。而此后自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)的出現(xiàn)以及電話普及到千家萬戶，更使得通過電話線報(bào)警的方式得到了前所未有的發(fā)展。從以上過程來看，報(bào)警行業(yè)的發(fā)展是以工業(yè)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的，只有具備良好的通信手段，才能夠把各地的報(bào)警信息匯聚到相應(yīng)的權(quán)威部門，然后由權(quán)威部門負(fù)責(zé)分配有限的警力來幫助到所有的社會(huì)個(gè)體。國外智能監(jiān)控防盜技術(shù)發(fā)展已處于一個(gè)較高水平階段，從具有代表性的北美發(fā)展過程，可以清楚的看出世界智能監(jiān)控防盜技術(shù)的發(fā)展概況。其具有以下特點(diǎn)，值得我們借鑒。目前，對北美的安防產(chǎn)業(yè)來說，最成功的經(jīng)營模式就是聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)模式，聯(lián)網(wǎng)報(bào)警將整個(gè)北美的安防產(chǎn)業(yè)從橫向到縱向進(jìn)行整合串并，形成了一個(gè)集中許多高科技手段和產(chǎn)業(yè)化管理水準(zhǔn)的一體化綜合性產(chǎn)業(yè)。比如世界排名第一，北美最大的安防跨國公司一美國棋諾亞公司，它在世紀(jì)年代開始搞簡單的防盜報(bào)警，其當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)范圍和技術(shù)水平跟中國現(xiàn)在很多安防企業(yè)是相當(dāng)?shù)?。?0年代，它對其產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展方向做了很大的調(diào)整，變?yōu)槁?lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)商，建立了首家網(wǎng)管中心，尤其是在年代引用了大量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進(jìn)的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)平臺(tái)，它在美國、加拿大、英國、香港、臺(tái)灣等多個(gè)國家和地區(qū)都有分公司，北美的客戶數(shù)己超過600萬，2003年防盜報(bào)警收入總產(chǎn)值達(dá)105億美元。第1頁（共32頁）1979年公安部在石家莊市召開了“全國刑事技術(shù)預(yù)防專業(yè)工作會(huì)議”，會(huì)議提出要大力開展安全技術(shù)防范工作，技防作為公安業(yè)務(wù)的組成部分就這樣正式提出來。其實(shí)我國的技防工作早在60年代就開始了，那時(shí)候由于形勢所迫，博物館，銀行都自發(fā)采用各式各樣的防范手段，這是我國技術(shù)防范工作的初級(jí)階段。當(dāng)時(shí)主要采用的手段是聲控報(bào)警。罪犯撬玻璃的聲音，砸展柜的聲音傳到了值班室。值班人員判斷出罪犯在行竊，及時(shí)報(bào)告了領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門，組織保衛(wèi)人員和警力將罪犯包圍后將其擒獲。82年公安部和公安部第一研究所，根據(jù)當(dāng)時(shí)的防盜報(bào)警技術(shù)的發(fā)展為故宮很多展廳安裝了主動(dòng)紅外、被動(dòng)紅外、微波、超聲波、聲控等防盜探測器，形成了多種探測手段的防盜報(bào)警系統(tǒng)，防盜報(bào)警技術(shù)提高到一個(gè)新水平。84年以后安防事業(yè)在中國進(jìn)入了普及與提高階段，而且發(fā)展迅速。相繼各個(gè)博物館、銀行、商場、超市、居民小區(qū)都陸續(xù)建立了安全防范系統(tǒng)。進(jìn)入90年代，人們注意到周界防范的重要性，要利用周邊的圍墻，鐵柵欄等屏障建立周界防范，如果沒有條件形成大周界也要建立建筑物的墻體、窗戶、門外和建筑物之外。在防護(hù)區(qū)和禁區(qū)內(nèi)采用3種以上不同探測原理的探測器構(gòu)筑多道防線，與此同時(shí)防遮擋功能的探測器也問世了，促進(jìn)了入侵探測器技術(shù)的發(fā)展。目前，全國的安全技術(shù)基本上和國際接上了軌。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的支持下，安防系統(tǒng)也是一個(gè)很完善的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，防盜報(bào)警系統(tǒng)，電視監(jiān)控系統(tǒng)，聲音系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)和巡更系統(tǒng)統(tǒng)一由一臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，標(biāo)志我國的安防事業(yè)進(jìn)入一個(gè)新階段。防盜報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成防盜報(bào)警系統(tǒng)是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測發(fā)生在布防監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對策的系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報(bào)警信號(hào)在安?？刂浦行臏?zhǔn)確顯示出事地點(diǎn)，使于迅速采取應(yīng)急措施。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了安全防范系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)通常由探測器（又稱防盜報(bào)警器）、傳輸通道和報(bào)警控制器三部分構(gòu)成。如圖所示。報(bào)警探測器是由傳感器和信號(hào)處理組成的，用來探測入侵者入侵行第2頁（共32頁）為的，由電子和機(jī)械部件組成的裝置，是防盜報(bào)警系統(tǒng)的關(guān)鍵，而傳感器又是報(bào)警探測器的核心元件。采用不同原理的傳感器件，可以構(gòu)成不同種類、不同用途、達(dá)到不同探測目的的報(bào)警探測裝置。圖1-1防盜報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成圖防盜報(bào)警器的分類（1）報(bào)警探測器按工作原理主要可分為紅外報(bào)警探測器、微波報(bào)警探測器、被動(dòng)式紅外/微波報(bào)警探測器、玻璃破碎報(bào)警探測器、振動(dòng)報(bào)警探測器、超聲波報(bào)警探測器、激光報(bào)警探測器、磁控開關(guān)報(bào)警探測器、開關(guān)報(bào)警探測器、視頻運(yùn)動(dòng)檢測報(bào)警器、聲音探測器等許多種類。（2）報(bào)警探測器按工作方式可分為主動(dòng)式報(bào)警探測器和被動(dòng)式報(bào)警探測器。（3）報(bào)警探測器按探測范圍的不同又可分為點(diǎn)控報(bào)警探測器、線控報(bào)警探測器、面控報(bào)警探測器和空間防范報(bào)警探測器。（4）防盜探測器是否采用電源分類可分為無源和有源兩種。（5）從防盜探測器與報(bào)警主機(jī)（后端處理器）的連接方式可分有線與無線。除了以上區(qū)分以外，還有其他方式的劃分。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)使用情況不同，合理選擇不同防范類型的報(bào)警探測器，才能滿足不同的安全防范要求。報(bào)警探測器作為傳感探測裝置，用來探測入侵者的入侵行為及各種異常情況。在各種各樣的智能建筑和普通建筑物中需要安全防范的場所很多。這些場所根據(jù)實(shí)際情況也有各種各樣的安全防范目的和要求。因此，就需要各種各樣的報(bào)警探測器，以滿足不同的安全防范要求。防盜報(bào)警器的發(fā)展前景與趨勢隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員流動(dòng)性增大，社會(huì)治安狀況更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元“安全防范問題就顯得尤為重要”。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防第3頁（共32頁）盜窗）家居防衛(wèi)在實(shí)際使用中暴露出一些明顯的問題，如：（1）影響樓房美觀，市容整潔；（2）影響火災(zāi)救援通道；（3）給犯罪分子提供了便利的翻越條件；（4）時(shí)間久了會(huì)有高空墜物的危險(xiǎn)；（5）壓抑人性自由。所以作為新一代的智能安全防盜報(bào)警器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。另外，為了進(jìn)一步規(guī)范住宅小區(qū)智能化建設(shè)，建設(shè)部特別制定了智能小區(qū)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照其要求智能小區(qū)中必須具有安全防范、信息管理、物業(yè)管理和信息網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)。因此，小區(qū)安全防范系統(tǒng)建設(shè)已逐漸納入許多小區(qū)建設(shè)的必備項(xiàng)目中。數(shù)字化、無線化、集成化是防盜報(bào)警系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。不難發(fā)現(xiàn)防盜報(bào)警的技術(shù)發(fā)展趨勢：（1）更穩(wěn)定/可靠：如探測器需可抗RFI/EMI、防雷電等，以適應(yīng)惡劣氣候；（2）更多樣的功能：如探測器可調(diào)頻、防遮擋、防噴蓋、防破壞等；（3）更精美、小巧的外觀：以符合品味日益提高的室內(nèi)裝潢需求；（4）更智能化的設(shè)計(jì)：方便地設(shè)/撤防，人性化的操作界面；（5）更強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能；（6）更方便的擴(kuò)展性。上述發(fā)展趨勢，都建立在數(shù)字化、無線化、集成化的三大核心技術(shù)基礎(chǔ)上。設(shè)計(jì)要求與研究內(nèi)容設(shè)計(jì)要求現(xiàn)時(shí)社會(huì)治安問題嚴(yán)峻，各種入室搶竊、偷盜事件時(shí)有發(fā)生，治安問題更加突出。為了防護(hù)自己，越來越多的家庭采用智能防盜報(bào)警產(chǎn)品。防盜報(bào)警系統(tǒng)是利用探測器裝置對建筑物內(nèi)外重要地點(diǎn)和區(qū)域進(jìn)行布防，探測。當(dāng)探測器探測到非法入侵，報(bào)警器工作狀態(tài)變?yōu)閳?bào)警狀態(tài)，產(chǎn)生報(bào)警聲。本論文的目的就是設(shè)計(jì)出一種符合上述要求的防盜撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)。本文所研制的報(bào)警器的功能要求如下：（1）應(yīng)用場合：家庭防盜報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)非法入侵報(bào)警；（2）采用熱釋電紅外傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)有人入室行竊，應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警，并能顯示出出事地點(diǎn)；預(yù)留相應(yīng)接口，以適應(yīng)家用電器聯(lián)網(wǎng)的需求；220VAC供電；（5）成本控制在適合家用。第4頁（共32頁）研究內(nèi)容本課題需要研究的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：.根據(jù)系統(tǒng)功能要求并且考慮產(chǎn)品的性價(jià)比，進(jìn)行系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)。該方案采用模塊化設(shè)計(jì)方法，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和用戶的使用。.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。包括芯片的選型、所選芯片的功能、芯片外圍電路的合理設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容有單片機(jī)的選擇、主機(jī)電路的設(shè)計(jì)、傳感器的選擇、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。下面分3章從系統(tǒng)涉及的相關(guān)技術(shù)、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)對本課題做詳細(xì)的介紹。2總體方案設(shè)計(jì)現(xiàn)在市場上有各種各樣的報(bào)警器，通過對它們進(jìn)行分析比較，根據(jù)產(chǎn)品的功能要求和產(chǎn)品的性價(jià)比，決定采取由單片機(jī)為主要技術(shù)進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的功能要求根據(jù)實(shí)際要求，本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題技術(shù)要求：（1）應(yīng)用場合：家庭防盜報(bào)警；（2）采用熱釋電紅外傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)有人入室行竊，應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警，并能顯示出出事地點(diǎn)；（3）預(yù)留相應(yīng)接口，以適應(yīng)家用電器聯(lián)網(wǎng)的需求；（4）220VAC供電；（5）成本應(yīng)控制在適合家用?？傮w設(shè)計(jì)方案智能住宅安防報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方案是參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我國住宅建設(shè)的實(shí)際情況，為滿足新時(shí)期居民的居住要求，并充分考慮其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。系統(tǒng)組成框圖如圖2.1所示，根據(jù)系統(tǒng)擬達(dá)到的總體功能，將其劃分為以下功能模塊：電源電路，熱釋電紅外傳感器電路、警鈴電路、數(shù)碼管顯示電路、TC35通信電路等。第5頁（共32頁）

LED蜂鳴器電源后備電源RS232串口通信TC35

模塊SIM卡用戶手機(jī)LED蜂鳴器電源后備電源RS232串口通信TC35

模塊SIM卡用戶手機(jī)GSM網(wǎng)絡(luò)圖2.1系統(tǒng)組成框圖紅外探測器安裝在用戶家里需要防范的部位，例如門窗、廚房，臥室等，當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，一旦有人入侵，與之相應(yīng)的報(bào)警探測器立即向用戶端自動(dòng)報(bào)警主機(jī)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，接到警情事件后，自動(dòng)報(bào)警主機(jī)立即進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行處理，同時(shí)顯示入侵的地點(diǎn)，并做出相應(yīng)的提醒。系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)本系統(tǒng)主要有電源電路，熱釋電紅外傳感器電路、警鈴電路、數(shù)碼管顯示電路、TC35通信電路等部分組成。下面我們將簡要介紹單片機(jī)技術(shù)，傳感器技術(shù)和GSM技術(shù)等。單片機(jī)技術(shù).單片機(jī)的特點(diǎn)所謂單片機(jī)就是一塊芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口電路等而具有一定規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)與通用微型計(jì)算機(jī)相比較，它在硬件結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨(dú)到之處，主要特點(diǎn)如下：(1)單片機(jī)中的存儲(chǔ)器ROM和RAM是嚴(yán)格分工的。ROM為程序存儲(chǔ)器，只存放程第6頁(共32頁)序、常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。而RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放變量。這樣的結(jié)構(gòu)主要是考慮到單片機(jī)用于控制系統(tǒng)中，有較大的程序存儲(chǔ)空間，把已調(diào)試好的程序固化在ROM中，而把少量的隨機(jī)數(shù)據(jù)存放在RAM中，這樣，小容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能以高速RAM形式集成在單片機(jī)內(nèi)，以加快單片機(jī)的執(zhí)行速度。但單片機(jī)上RAM是作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用，而不是當(dāng)作高速數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器(Cache)用。(2)采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制的需要，單片機(jī)的邏輯控制能力要優(yōu)于同等級(jí)的CPU，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。單片機(jī)的運(yùn)行速度也較高。(3)單片機(jī)的I/O引腳通常是多功能的。由于單片機(jī)機(jī)芯上引腳有限，為了解決實(shí)際引腳和需要的信號(hào)線數(shù)的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來區(qū)分。(4)系列齊全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)具有內(nèi)部掩膜ROM、內(nèi)部EPROM和外接ROM等形式，并可方便的擴(kuò)展外部的RAM、ROM及I/O接口，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，對應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來極大的方便。(5)單片機(jī)的功能是通用的。單片機(jī)雖然主要是作控制器用，但是功能上還是通用的，可以像一般微處理器那樣廣泛地應(yīng)用在各個(gè)方面。.單片機(jī)的應(yīng)用單片機(jī)在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：(1)體積小、成本低、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電儀一體化；(2)面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳的性能價(jià)格比；(3)抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他機(jī)種無法比擬的；(4)可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)得效率和可靠性大為提高。單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，下面僅列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域。(1)工業(yè)控制：數(shù)控機(jī)床，溫度控制，可編程順序控制，電機(jī)控制，工業(yè)機(jī)器人，智能傳感器。離散與連續(xù)過程控制；第7頁(共32頁)(2)儀器儀表：智能儀器，醫(yī)療器械，液體和氣體色譜儀，數(shù)字示波器；(3)電訊技術(shù)：調(diào)制解調(diào)器，聲像處理，數(shù)字濾波，智能線路運(yùn)行控制；(4)辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備：圖形終端機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，繪圖儀，磁盤/磁帶機(jī)，智能終端機(jī)；(5)導(dǎo)航與控制：導(dǎo)彈控制，魚雷制導(dǎo)，智能武器裝置，航天導(dǎo)航系統(tǒng)；(6)汽車與節(jié)能：點(diǎn)火控制，變速控制，防滑車控制，排氣控制，最佳燃料控制，計(jì)費(fèi)器，交通控制；(7)商用產(chǎn)品：自動(dòng)售貨機(jī)，電子收款機(jī)，電子秤，銀行計(jì)統(tǒng)機(jī)；(8)家用電器：微波爐，電視機(jī)，錄像機(jī)，音響設(shè)備，游戲機(jī)。.AT89S52的特點(diǎn)AT89S52作為普通51單片機(jī)已與廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡單，方便使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主控制芯片。AT89S52的功能特性描述：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。下面我們介紹一下AT89S52的引腳，AT89S52引腳排列如圖2.2所示，各引腳的功能如下：引腳結(jié)構(gòu)第8頁(共32頁)

PDIFPLCCE2￥F1^匚W1□V&CPl.1匚^9□PC&CADO：.put35□PC1CADI3P1.J匚437□PC.3tAD2；iFMEPDIFPLCCE2￥F1^匚W1□V&CPl.1匚^9□PC&CADO：.put35□PC1CADI3P1.J匚437□PC.3tAD2；iFME手X□F53^W?|W$I?Fl：匚%1MK：iF1J&E7浴□PC&C?5：'(SGUiiPl.rt833口吊工①jBE二1w.reau]lR3JD；iP3.0匚iD31CODJFS.l匚11X)□ALEshot~d1223□RE；flFHF爾C132SJP27CAI5!-MsM.4EMS?3P9LSCAli|i{T1?P141博auh&w陽?ps.eEE3□P2+CA1J>I?；. 匚17*□P23^CA11：-KTAL2E中白23□P23GATH-XTAL1Eg22□P2.1GA9I以9匚2021□P2J>CAS^舄□<』?口isin■a-s-InroavsnenmuinEydrl匕-znglO54嚴(yán).5匚牌辜用H匚nrrc4用9bpi白匚wcr邛加pi「匚￡由1酊燈k2匚阿rgm匚儂園」匚僧1卜快13匚□PC4(A￡H)JFO，(OE)□P5□n飛nesvFp□NC□AL^rastj□PTEP□F2-7(*15)」P2?？破?gfMOSi}P1BC1■;yfli￡O)Pl.a匚2向其⑼P30CNCCCTMD1F31F(n7T3jP33匚(HTTI)=F3.3匚rrnjF3.v匚CT11P3.5匚TQFPgn定門二更二odrl備oodcErl￥J-1性矽hdrlr1相匕l(fā)artEn￡3黑籬霹件彳s?fl-m需W.U&K二WLJm史音；uifLJQ總至豆u￥U1umtusesnq星UK隹□=D*[AC+n前厚(A￡HjJ=0.5(*￡M-3007(AD7J□E^vff□nc□ALEF^OG3Pi7(Alfl>3=2.42f□=2.5>11)u口裔U05UWMLXuzwlM:□zed電uo』量uo-ff里Jw4/&-二蛾.u門cdsL?圖2.2AT89S52引腳排列圖VCC：供電電壓。GND：接地。PO口:PO口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫l時(shí)，被定義為高阻輸入。PO能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，PO口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，PO輸出原碼，此時(shí)PO外部必須被拉高。第9頁（共32頁）P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向1/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向1/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能口，如下為管腳的備選功能：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4TO（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.3.2熱釋電紅外傳感器技術(shù)第10頁（共32頁）現(xiàn)在有關(guān)家庭防盜的傳感器非常多，有人體熱釋電傳感器、門磁傳感器、振動(dòng)位移傳感器、紅外線反射開關(guān)無線探頭、門把手人體接近感應(yīng)傳感器、雷達(dá)波人體檢測無線探頭等等。本系統(tǒng)考慮到不僅要滿足可靠探測的需要，而且還需經(jīng)濟(jì)實(shí)用和安裝操作簡便，所以選用了人體熱釋電紅外傳感器完成防盜監(jiān)測。當(dāng)盜賊企圖從門窗進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，人體熱釋電傳感器能檢測到人體移動(dòng)的紅外信號(hào)。熱釋電紅外傳感器是一種新型的利用紅外輻射熱效應(yīng)的原理進(jìn)行工作的探測器，其原理是利用熱釋電晶體材料自發(fā)極化強(qiáng)度隨溫度變化所產(chǎn)生的熱釋電效應(yīng)。晶體受輻射照射時(shí)，由于溫度的改變使自發(fā)極化強(qiáng)度發(fā)生變化，結(jié)果在垂直于自發(fā)極化方向兩個(gè)外表面之間出現(xiàn)感應(yīng)電壓，利用這個(gè)感應(yīng)電壓的變化可以測量光輻射的能量。因?yàn)闊後岆妭鞲衅鞯碾娦盘?hào)正比于傳感器溫度隨時(shí)間的變化率，不像其他熱傳感器需要有個(gè)熱平衡的過程，所以其響應(yīng)速度比其他熱傳感器快很多。而且它的光譜響應(yīng)范圍寬，在室溫下工作無需致冷，使用方便，因此本課題中的紅外傳感器選用的就是熱釋電傳感器［7?8］。.熱釋電效應(yīng)由于熱釋電晶體自然存在時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生固有的自發(fā)電極化，通常情況下這類晶體并體并不顯出外電場，因?yàn)閷?dǎo)體來說，這種自極化的自由電荷分布將與內(nèi)電矩相抵消；對絕緣體來說，極化引起的表面電荷會(huì)吸引雜散電荷趨附到晶體表面從而使得二者中和掉。當(dāng)晶體的溫度發(fā)生變化時(shí)，晶體的自發(fā)極化強(qiáng)度也隨之改變，在與極化強(qiáng)度方向垂直的晶體表面就會(huì)產(chǎn)生熱釋電電荷，如果晶體的溫度變化足夠快，內(nèi)部的或外界的電荷來不及補(bǔ)償中和熱釋電電荷，這時(shí)會(huì)顯出電場。這種晶體隨溫度變化而產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象就是熱釋電效應(yīng)［9?10］。.熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu)及工作原理熱釋電紅外傳感器系統(tǒng)主要有光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外探測頭、信號(hào)濾波和放大、信號(hào)處理電路等幾部分組成。其組成框圖如下圖所示：第11頁（共32頁）菲涅爾透鏡一?熱釋電紅外傳感器 一?放大電路 一?比較器 _電源―圖2.3熱釋電紅外傳感器系統(tǒng)組成框圖紅外熱釋電處理芯片BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路，具有較高性能的傳感信號(hào)處理能力，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外開關(guān)，能自動(dòng)快速開啟報(bào)警裝置。由于紅外熱釋電傳感器只對不斷快速變化的紅外信號(hào)才敏感，而自然界的紅外信號(hào)一般都是緩慢變化或者是不變的，因此探頭部分需要一個(gè)能對紅外輻射進(jìn)行調(diào)制的裝置，本課題所使用的菲涅爾透鏡。由于菲涅爾透鏡采用了特殊的光學(xué)透鏡組合，因此能在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交變的場區(qū)，即產(chǎn)生了一個(gè)交替變化的，，盲區(qū)，，和，，有效區(qū)，，。這樣，外部目標(biāo)的紅外輻射通過菲涅爾透鏡照射到敏感單元上的將會(huì)是交變的紅外輻射，當(dāng)這個(gè)交變的紅外信號(hào)照射到探測器晶體上面，晶體的溫度會(huì)發(fā)生變化，從而引起自發(fā)極化強(qiáng)度的變化，晶體表面的束縛電荷因此也會(huì)發(fā)生變化，這樣就產(chǎn)生了一個(gè)隨紅外輻射變化的電信號(hào)［10?12］。紅外熱釋電傳感器的正確安裝應(yīng)滿足下列條件：(1)紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面2.0-2.2米。(2)紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào)，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。(3)紅外線熱釋電傳感器探測范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。(4)紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。2.3.3GSM模塊目前，在國內(nèi)已經(jīng)開始使用的GSM模塊有Flacon的A2D系列，Wavecom的WM02系列，西門子的TC35系列模塊，這些模塊的功能、用法差別不大。其中TC35系列模塊性價(jià)比很高，并且已經(jīng)有國內(nèi)的無線電設(shè)備入網(wǎng)證。西門子的TC35模塊是西門子推出的無線模塊，功能豐富，設(shè)計(jì)緊湊，大大縮小了用戶產(chǎn)第12頁(共32頁)品的體積。TC35與GSM2/2+兼容、雙頻&5]^900/65]^1800）、RS232數(shù)據(jù)口、符合ETSI標(biāo)準(zhǔn)GSM0707和GSM0705,且易于升級(jí)為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計(jì)。因此本此課題研究選用西門子的TC35模塊。它主要是由射頻天線、內(nèi)部F1ash、GSM基帶處理器、匹配電源和一個(gè)40腳的Zip插座組成。其中GSM基帶處理器是核心部件，它的作用相當(dāng)于一個(gè)協(xié)議處理器，用來處理外部系統(tǒng)通過串口發(fā)送過來的AT指令。射頻電路部分主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)，實(shí)現(xiàn)外部射頻信號(hào)與內(nèi)部基帶處理器之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換，匹配電源為處理器以及射頻部分提供所需的電源，插座是提供給用戶的應(yīng)用接口主要有音頻接口、數(shù)據(jù)接口、SIM卡接口、電源及其控制接口。TC35工作頻段為雙頻GSM900MHz和GSM1800MHz（phase2/2+）：支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真。TC35的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合ITU-TRS232接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗(yàn)位，波特率在300bps?115kbps之間可選，硬件握手信號(hào)用RTSO/CTSO,軟件流量控制用XON/XOFF,CMOS電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的AT命令集。GSM模塊提供的命令接口符合GSM07.05和GSM07.07規(guī)范。GSM07.07中定義的ATCommand接口提供了一種移動(dòng)臺(tái)（MS）與數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）之間的通用接口，能夠GSM07.05對短消息作了詳細(xì)的規(guī)定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時(shí)，通過串口發(fā)送指示消息，數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向短消息模塊發(fā)送各種命令能夠3報(bào)警器硬件設(shè)計(jì)我設(shè)計(jì)紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)是由中央控制器、人體熱釋電紅外傳感器、TC35通信模塊、警鈴電路及數(shù)碼管顯示部分組成?？刂破鞑捎脝纹瑱C(jī)AT89S52,檢測部分采用紅外感應(yīng)芯片BISS0001,顯示部分采用數(shù)碼管顯示和警鈴電路設(shè)計(jì)。概況起來可分信號(hào)采集端，數(shù)據(jù)處理顯示，警鈴電路三部分。本文從硬件和軟件兩方面介紹了紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)，對硬件原理圖和程序圖作了簡潔的描述。主機(jī)電路設(shè)計(jì)報(bào)警器的主機(jī)采用AT89S52單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)是將中央處理器（CPU）、隨機(jī)第13頁（共32頁）存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及輸入輸出接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型算機(jī)?，F(xiàn)在世界上已經(jīng)有很多大公司能夠生產(chǎn)單片機(jī)，隨著超大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，單片機(jī)的功能也日漸強(qiáng)大，運(yùn)算速度日益提高，相繼出現(xiàn)了32位和64位單片機(jī)，但根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要和產(chǎn)品的性價(jià)比，本文選用ATMEL公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)AT89S52,構(gòu)成系統(tǒng)的主機(jī)。主機(jī)部分的電路原理圖如圖3.1所示，它由復(fù)位電路、振蕩電路組成。圖3.1主機(jī)部分原理圖時(shí)鐘電路AT89S52內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖3.2所示，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時(shí)元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體振蕩頻率可以在1.2?12MHz之間選擇，電容值在5?30pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時(shí)鐘電路如圖3.3所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器。對外部第14頁(共32頁)

振蕩信號(hào)無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號(hào)。片內(nèi)時(shí)鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘P1和P2,供單片機(jī)使用。圖3.2圖3.2內(nèi)部方式時(shí)鐘電路圖3.3外部方式時(shí)鐘電復(fù)位及復(fù)位電路1.復(fù)位操作復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。除PC之外，復(fù)位操作還對其他一些寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表3-1所示。寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H表3-1一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)第15頁（共32頁）

2.復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩周期(即二個(gè)機(jī)器周期)以上。若使用頗率為6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過4us才能完成復(fù)位操作。產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)的電路邏輯如圖3.4所示。圖3.4復(fù)位信號(hào)的電路邏輯圖整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)(RST)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻對施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充電來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖3.5(a)所示。這佯，只要電源Vcc的上升時(shí)間不超過1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。圖3.5(a)上電復(fù)位圖圖3.5(a)上電復(fù)位圖3.5(b)按鍵電平復(fù)位圖3.5(c)按鍵脈沖復(fù)位按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中，按鍵電平復(fù)位是通過使復(fù)位端第16頁(共32頁)經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖3.5(b)所示；而按鍵脈沖復(fù)位則是利用RC微分電路產(chǎn)生的正脈沖來實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖3.5(c)所示［14］。上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。本系統(tǒng)中采用上電自動(dòng)復(fù)位，其復(fù)位電路如圖3.5(a)所示。3.2熱釋電紅外傳感器本系統(tǒng)采用的熱釋電傳感器成品的引腳示意圖如圖3.6所示，引腳功能如下：數(shù)字1腳：電源負(fù)極數(shù)字2腳：信號(hào)輸出，高電平有效，4?6V和工作電壓有關(guān)數(shù)字3腳：電源正極DC6?9VW1：靈敏度調(diào)整W2：輸出延時(shí)調(diào)整5?120秒圖3.6熱釋電紅外傳感器的引腳示意圖它的技術(shù)參數(shù)如下：1、工作電壓：DC6?9V2、電平輸出：和電源電壓相同3、感應(yīng)角度：水平：90?140度；垂直：15?30度4、靜態(tài)電流：小于750HA5、無信號(hào)輸出：0V6、感應(yīng)距離：0.5?15米7、外形尺寸：28mmX38mm高25毫米(最高點(diǎn))8、輸出電平：4?6V與工作電壓有關(guān)9、工作時(shí)間：可調(diào)5-120秒范圍當(dāng)探測器檢測到異常的情況，由2腳輸出一個(gè)高電平，發(fā)送到單片機(jī)上，單片機(jī)第17頁(共32頁)做出報(bào)警處理。3.3TC35短信息收發(fā)模塊GSM模塊選用德國西門子公司的TC35模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)AT指令控制。GSM無線通信模塊TC35具有語音、數(shù)據(jù)呼叫、短消息等許多功能，本系統(tǒng)主要采用GSM模塊TC35的短消息接收和發(fā)送功能?；贏T89S52與GSM的短消息收發(fā)系統(tǒng)的組成框圖如圖3.7所示。計(jì)算機(jī)MCUGSM模塊Mobile圖3.7系統(tǒng)組成框圖該系統(tǒng)主要有兩個(gè)通信模塊AT89S52與GSM通信模塊TC35，實(shí)現(xiàn)MCU與GSM模塊之間的有線數(shù)據(jù)傳輸；GSM與手機(jī)通信模塊，實(shí)現(xiàn)GSM模塊與手機(jī)之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。本設(shè)計(jì)采用PC機(jī)處理數(shù)據(jù)，通過單片機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)給TC35。GSM通信模塊TC35是利用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模跃涂梢允褂肁T89S52的串口和它直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，MAX232是完成電平轉(zhuǎn)換的功能。設(shè)計(jì)電路框圖如圖3.8所示。圖3.8系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖TC35模塊的正常運(yùn)行需要相應(yīng)的外圍電路與其配合。TC35共有40個(gè)引腳，通過ZIF連接器分別與電源電路、啟動(dòng)與關(guān)機(jī)電路、數(shù)據(jù)通信電路、語音通信電路、SIM卡電路、指示燈電路等連接。TC35主要由GSM基帶處理器、GSM無線模塊、電源模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口6部分組成，共有40個(gè)引腳，通過一個(gè)ZIF連接器引出。這40個(gè)引腳可以劃分為5類，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、SIM卡、音頻接口和控制。第1?14腳為電源部分，其中1?5為電源電壓輸入端Vbatt+,6?10為電源地GND,11.12充第18頁（共32頁）

TTOXiCt”C調(diào)4￥CC?aR。UE口用口DCI>電引腳，13對外輸出電壓（外電路使用），14為ACCU-TEMP接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻;15、30、31和32腳為控制部分；16?23為數(shù)據(jù)輸入/輸出；24?29為SIM卡引腳;33?40為語音接口用來接電話手柄［15］。TC35模塊及其外圍設(shè)計(jì)電路圖見圖3.9：TTOXiCt”C調(diào)4￥CC?aR。UE口用口DCI>vtwtrpcrAtftVDDDS民。RINGOtd：￡?力?際力Pffl?8gCCTiCCtSTCOOctox亡亡”weSTCtfliki罩FormiSwiEPP2ewrEP9L■1:S3MTCN1MOJMEmwzn圖3.9TC35模塊及其外圍設(shè)計(jì)電路電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232MAX232產(chǎn)品是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標(biāo)準(zhǔn)的芯片。該器件包含2驅(qū)動(dòng)器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA-232-F電平。內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本可分三個(gè)部分：第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。8腳（R2IN）、9腳（R20UT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。TTL/CMOS第19頁（共32頁）數(shù)據(jù)從T1IN、12小輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DP9插頭；DP9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。第三部分是供電。15腳DNG、16腳VCC（+5v）。單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串口通信電路串行端口的本質(zhì)功能是作為CPU和串行設(shè)備間的編碼轉(zhuǎn)換器。當(dāng)數(shù)據(jù)從CPU經(jīng)過串行端口發(fā)送出去時(shí)，字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行的位。在接收數(shù)據(jù)時(shí)，串行的位被轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)據(jù)。由于計(jì)算機(jī)串口輸出電平是15丫，單片機(jī)是5V，所以單片機(jī)與PC機(jī)的通信需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。電平轉(zhuǎn)換電路很簡單，只要在單片機(jī)和計(jì)算機(jī)串口之間接個(gè)電平轉(zhuǎn)換MAX232。串口通信電路如圖3.10所示圖3.10串口通信電路蜂鳴器電路本系統(tǒng)的蜂鳴器報(bào)警電路如圖3.11所示，蜂鳴器用一個(gè)三極管0913來驅(qū)動(dòng)。單片機(jī)引腳P3.4接0913的基極輸入端。當(dāng)P3.4輸出高電平1時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器兩端獲得約+5V的電壓而鳴叫；當(dāng)P3.4輸出低電平0時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。第20頁（共32頁）圖3.11蜂鳴器電路數(shù)碼管顯示電路本系統(tǒng)的顯示電路采用的是數(shù)碼管顯示電路，數(shù)碼管顯示器由于其成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡單，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。下面介紹其工作原理及與單片機(jī)的接口電路。數(shù)碼管的工作原理LED數(shù)碼顯示器是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)或線段發(fā)光，將這些二極管排成一定圖形，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就可以顯示出不同的字形。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的LED顯示器為七段顯示器，再加上有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，因此也可把它稱為八段顯示器。結(jié)構(gòu)形式有共陰極和共陽極兩種，它的結(jié)構(gòu)圖第21頁（共32頁）

如圖3.12所示。共陰極是把所有發(fā)光二極管的陰極連起來，通常接地，通過控制每一只發(fā)光二極管的陽極電平來使其發(fā)光或熄滅，陽極為高電平發(fā)光，為低電乎熄滅，如圖3.12（a）所示；共陽極是把所有發(fā)光二極管的陽極連起來，通常為高電平（如+5v），通過控制每一只發(fā)光二極管的陰極電平來使其發(fā)光或熄滅，陰極為低電平發(fā)光，為高電平熄滅，如圖3.12（b）。圖3.12（c）當(dāng)中的com端在應(yīng)用時(shí)作為位選端，8只發(fā)光二極管被分成兩組，所以有兩個(gè)com端，在使用時(shí)把它們并聯(lián)起來。在圖中的電阻并非是數(shù)碼管內(nèi)部就有的電阻，它們是需外接的限流電阻，如果不限流將造成發(fā)光二極管的燒毀。限流電阻的取值一般使流經(jīng)發(fā)光二極管的電流在10-20mA，由于高亮度數(shù)碼管的使用，電流還可以取得小一些。3.12（a）共陰極 3.12（b）共陽極3.12（c）封裝圖為了在LED顯示器上顯示某個(gè)字符，必須在它的8位段選線上加上相應(yīng)的電平組合，即一個(gè)8位數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)就叫該字符的段選碼。通常用的段選碼的編碼規(guī)則如下表所示。dpgfedcba忽略小數(shù)點(diǎn)的七段LED顯示器的段選碼如表3-2所示。表中是不帶小數(shù)點(diǎn)的字段選碼，讀者很容易得到帶小數(shù)點(diǎn)的字段選碼。表3-2七段LED顯示器的段選碼第22頁（共32頁）

顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼03FHC0Hb7CH83H106HF9Hc39HC6H25BHA4Hd5EHA1H34FHB0HE79H86H466H99HF71H8EH56DH92HP73H8CH67DH82HU3EHC1H707HF8HY6EH91H87FH80HT31HCEH96FH90H8.FFH00HA77H88H滅00HFFH本系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示電路LED的顯示方式分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。在靜態(tài)顯示方式下，每一位顯示器的字段控制線是獨(dú)立的。當(dāng)顯示某一字時(shí)，該位的各字段線和字位線的電平不變，也就是各字段的亮滅狀態(tài)不變。動(dòng)態(tài)顯示是利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，分時(shí)顯示不同的數(shù)碼管，動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，這種逐位點(diǎn)亮顯示器的方式稱為位掃描。靜態(tài)顯示方式下LED顯示器的電路連接方法是：每位LED的字位控制線門共陰極點(diǎn)或共陽極點(diǎn)連在一起，接地或接+5V；其字段控制線（a?dP）分別接到一個(gè)8位口。本系統(tǒng)中的數(shù)碼管顯示電路采用靜態(tài)顯示，如圖3.13所示，為共陽極數(shù)碼管，a?g通過分別接到單片機(jī)的P0.1?P0.7腳。第23頁（共32頁）圖3.13數(shù)碼管顯示電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序語言設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)能理解和執(zhí)行的語言稱為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，它隨計(jì)算機(jī)的誕生而誕生，隨計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。程序設(shè)計(jì)語言有機(jī)器語言、匯編語言和高級(jí)語言之分，究竟選用哪一類、哪一種語言來編寫程序，這要根據(jù)計(jì)算機(jī)的具體應(yīng)用場合和各類語言的特點(diǎn)來決定（一）機(jī)器語言機(jī)器表示計(jì)算機(jī)，機(jī)器語言是用二進(jìn)制表示的、計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別和執(zhí)行的語言。它雖然能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別，但在書寫、閱讀、記憶上都很困難，用它編寫程序具有工作量大、易出錯(cuò)、不便查錯(cuò)和不便交流等缺點(diǎn)。因此，人們通常不用它來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。（二）匯編語言為了解決機(jī)器語言存在的問題，人們用英文字母代替機(jī)器碼，這些英文字母稱為助記符。匯編語言是用助記符、保留字和偽指令等組成的一種計(jì)算機(jī)語言，是種用來替代機(jī)器語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的語言，是一種特別適用于編寫實(shí)時(shí)控制程序的計(jì)算機(jī)語言。采用匯編語言編程，用戶可以直接操作內(nèi)部的寄存器，能把數(shù)據(jù)的處理過程表述得非常具體和翔實(shí)，可以在空間和時(shí)間上充分發(fā)掘計(jì)算機(jī)的潛力采用匯編語言編寫的程序叫匯編語言源程序。計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別和執(zhí)行匯編語言源程序，必須通過“匯編程序”將它翻譯成機(jī)器語言程序（即目標(biāo)程序）。匯編語言實(shí)際上是用符號(hào)來表示機(jī)器的指令，而指令和計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。因此，匯編語言有兩個(gè)方面的缺點(diǎn)：一是對程序員計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)等技術(shù)知識(shí)的要求非常高，二是編寫出的程第24頁（共32頁）序不能通用于其他類型的計(jì)算機(jī)，即用某種型號(hào)機(jī)器的匯編語言寫的程序，只有該型號(hào)的機(jī)器才能執(zhí)行。（三）高級(jí)語言高級(jí)語言是一種獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的通用程序設(shè)計(jì)語言，它基本上不依賴于計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，程序員對計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)不用作具體的了解，就可以編寫程序，而且編寫的程序通用性好。一個(gè)高級(jí)語言程序只要做些“移植”工作（有時(shí)也可以不做），就可以應(yīng)用在不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)上。止匕外，高級(jí)語言是一種接近入的自然語言和常用數(shù)學(xué)表達(dá)式的計(jì)算機(jī)語言，語句功能強(qiáng)，編程效率高，易于掌握和交流。但是，計(jì)算機(jī)也不能直接識(shí)別高級(jí)語言程序，也必須經(jīng)過“翻譯”（常稱解釋或編譯）使之成為機(jī)器語言程序，機(jī)器才能執(zhí)行。用高級(jí)語言編寫程序的不足之處是，高級(jí)語言翻譯得到的機(jī)器語言程序，要比由完成同樣任務(wù)的匯編程序得到的機(jī)器語言程序長得多，由此而造成程序執(zhí)行時(shí)間長，所占存儲(chǔ)空間大。目前，常用的高級(jí)語言種類較多，如BASIC、FORTRAN.PASCAL,C語言等等，高級(jí)語言用于復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理有著明顯的優(yōu)勢。第25頁（共32頁）面向過程圖4.1三種語言程序處理過程示意圖單片機(jī)通常應(yīng)用于家用電器、儀器儀表、工業(yè)過程自動(dòng)化中，處于這些應(yīng)用場合下，要求計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序速度快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，要有靈活的接口處理技術(shù)，但存儲(chǔ)容量小。根據(jù)這些要求，顯然應(yīng)該優(yōu)選匯編語言來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。雖然許多單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)提供了高級(jí)語言，但目前被廣泛采用的仍是匯編語言。本課題就采用的是匯編語言。單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本步驟單片機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)的基本步驟如下：(1)設(shè)計(jì)任務(wù)的分析、確定思路或算法。(2)程序的總體設(shè)計(jì)并畫出流程圖。(3)編寫源程序。可在編譯軟件下編程，要求簡練、層次清楚、字節(jié)數(shù)少和執(zhí)行時(shí)間短等。(4)源程序的匯編和調(diào)試。(5)編寫程序說明文件。匯編語言程序設(shè)計(jì)方法(1)匯編程序的基本結(jié)構(gòu)總是簡單程序、分支程序、循環(huán)程序、查表程序、子程序、中斷程序等結(jié)構(gòu)化的程序模塊有機(jī)組成的。(2)劃分功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。(3)自上而下逐漸求精。Keil簡介KeiluVision2是德國Keil公司開發(fā)的一款關(guān)于8051系列MCU的開發(fā)工具，它支持匯編、C語言及混合編程，是一種集成化的文件管理編譯環(huán)境，可用來編譯程序源碼、鏈接和重定位目標(biāo)文件和庫文件、創(chuàng)建HEX文件、調(diào)試目標(biāo)程序等。KeiluVision2具有強(qiáng)大的仿真功能，可不接硬件電路直接進(jìn)行用戶程序仿真，也可利用第26頁(共32頁)硬件仿真器（用Monitor51協(xié)議，需硬件支持），通過連接單片機(jī)硬件電路，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真調(diào)試。在keiluVision2中編制程序：（1）新建項(xiàng)目。啟動(dòng)uVision2,選擇ProjectfNewProject菜單項(xiàng)，打開對話框，輸入項(xiàng)目文件名并選擇保存路徑。項(xiàng)目文件保存完后，彈出SelectDeviceforTARGET'TARGET1'對話框，是新建項(xiàng)目的CPU元器件選擇，選AT89S52。⑵在項(xiàng)目中添加源程序文件。在菜單中選擇File-New,新建源程序文件。輸入源程序，然后把程序保存在項(xiàng)目所在的目錄中，為文件取一個(gè)名，若是C語言編寫的程序，擴(kuò)展名為.C,若是匯編語言編寫的程序，擴(kuò)展名為ASM。接下來，將該文件添加到項(xiàng)目中，用鼠標(biāo)在屏幕左邊的SourceGroupl文件夾圖標(biāo)上右擊彈出菜單，選擇AddFiletoGroupiSourceGroupl’命令，彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按ADD按鈕，關(guān)閉文件窗口，程序文件即可加到項(xiàng)目中。⑶項(xiàng)目的編譯、鏈接。將光標(biāo)指向項(xiàng)目窗口中的文件名，并右擊，在快捷菜單中選擇Buildtarget選項(xiàng)，uVision2將自動(dòng)完成對當(dāng)前項(xiàng)目中所有源程序模塊的編譯、鏈接，得到.HEX目標(biāo)文件。4.2報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)自動(dòng)報(bào)警器軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主程序、掃鍵程序等等。應(yīng)用匯編語言編程，使用G6W型仿真器，在KeiluVision2環(huán)境里運(yùn)行，最后用燒寫器將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。編程語言的軟件設(shè)計(jì)采用MCS-S1匯編語言編寫自動(dòng)報(bào)警器中相關(guān)程序（如撥號(hào)、檢測等）。主程序設(shè)計(jì)主程序首先對單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入掃鍵程序，開始布防。當(dāng)檢測到意外情況（有人入侵）時(shí)，通過標(biāo)志位進(jìn)行警情判別，然后進(jìn)入報(bào)警程序進(jìn)行分類報(bào)警，主程序的程序流程圖見圖4.2。主程序部分如下所示：;********************************7; 主程序*********************************;第27頁（共32頁）START:ACALLCLEARMAIN:LCALLKEYWORKJB00H,FUN0;判斷20H,0位為1時(shí)執(zhí)行