基于单片机的家庭防盗报警系统的方案设计书.docx
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基于单片机的家庭防盗报警系统的方案设计书
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,从而经过单片机内部程序处理后,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].杨振江单片机原理与实践指导中国电力出版社2008.8
[2].朱清慧Proteus教程—电子线路设计、制版与仿真清华大学出版社2008
[3].从宏寿电子设计自动化—Proteus在电子电路与51单片机中的应用西安电子科技大学出版社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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 家庭 防盗 报警 系统 方案设计
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