毕业设计（论文）单片机智能家庭防盗报警系统.doc

智能家庭防盗报警系统摘 要：本系统采用了红外对管电路，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S51，整个系统是在系统软件控制下工作的。关键词：单片机 红外对管 数据采集 报警电路Smart Home Burglar Alarm SystemAbstract: the system uses infrared tube circuit, it has the advantages of simple manufacture, low cost, convenient installation, and the anti-theft performance is relatively stable, strong anti-interference ability, high sensitivity, safe and reliable.This anti-theft device concealed installation, not easy to be the thief found.The design includes the design of hardware and software in two parts.The hardware part comprises a single-chip control circuit, infrared probe circuit, driving alarm circuit, an LED control circuit components.Processor with 51 series single chip AT89S51, the system is in the system operates under software control.Keywords: Microcontroller Infrared Emitting Diode Data Acquisition Alarm Circuit目录第一章 绪论31.1 课题设计背景31.2 课题设计意义3第二章 方案论证52.3 显示器件的选择6第三章 系统硬件电路设计73.1 总体硬件电路设计73.2 单片机主控制电路设计83.2.1 单片机概述83.2.2 单片机基础93.2.3单片机与单片机系统93.2.4 单片机应用领域103.3 MCS-51 系列单片机介绍103.3.1 80C51 芯片介绍103.3.2 80C51与8051的比较113.3.3 单片机最小系统123.3.4 定时与中断的概念123.4 AT89S51的芯片概述123.5红外对管原理143.5.1 红外对管简介143.5.2红外对管基本参数153.5.3多路控制的红外遥控系统163.6检测电路介绍163.7 LCD显示模块的设计183.7.1 1602字符液晶简介183.7.2 1602管脚说明193.7.3 字符集193.7.4 显示地址203.7.5 基本的读写时序图203.7.6 1602与单片机连接213.8声光电路设计22第四章 系统软件设计234.1 主程序设计234.2 按键程序设计23第五章 总结265.1 测试环境及工具265.2 设计总结26致谢27参考文献28附录29第一章 绪论1.1 课题设计背景随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，人们私有财产也不断地增多，因而也对防盗措施提出了新的要求。从现代人们住宅发展的趋势来看，现代人们住宅主要是向群体花园式住宅区发展，向高空中发展，一般都是一个住宅区有几栋至几十栋以上，但目前市面上所拥有的家庭电子防盗报警器，只能用于单一的住宅单元，不利于统一管理，而且也不能满足现代住宅区的发展要求，所以很有必要对家庭电子防盗报警器进一步完善和提高。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进，不但可以用于单一的住宅区，也可以规模用于比较大规模住宅区的防盗系统，它的工作性能好，不易出现不报和误报现象，安全可靠。不仅如此，它使用了单片机做信号处理器，这样有利于与计算机相连接，利用计算机统一管理，使整个小区的住户基本情况、资料等在计算机内存储起来，方便来访人的查询和保安人员的统一管理。1.2 课题设计意义目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，主人在家走动时，都很容易失报和误报，其可靠性低。（二）开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时如果由于风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。再者，就闭路监控电路防盗系统而言：它的安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用。而本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。这种红外传感器能转变为电压信号，同时，红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。第二章 方案论证2.1 系统总体方案论证防盗报警系统一般是由入侵探测器、防盗报警控制器和接警中心（硬件加软件）组成。它的最简单形式是本地（家庭、单位）报警系统，它的组成部分是入侵探测器和本地报警控制器，以及声光报警器。该系统设计方案有以下两种：方案一；利用固定点电话联网防盗报警系统来实现家庭防盗报警，该系统由编程主机、探测器、门磁和遥控器组成，一旦发生警情，能把报警信息通过邮电通讯网络瞬间远程传输到用户设定的固定电话上，同时向接警中心报告，中心联网电脑可通过电子地图、数据库、电脑语音提示、监听现场情况，显示发生警情的单位、地址、方位、发案时间、所辖派出所（巡逻大队）经历分布，及时调动警力做出快速处理。方案二；通过传感器检测家庭安全隐患，把检测结果送入单片机，通过单片机控制报警灯和高音报警器的启动。通过比较，方案二能满足我们实时快捷的要求，更加简单有效，固本设计选择方案二。2.2 单片机的选择方案一： 采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。方案二：采用AT89S51,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超底压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为4KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。所以选择采用AT89S51作为主控制系统。2.3 显示器件的选择方案一：采用LED数码管显示。LED数码管也称半导体数码管，是目前数字电路中最常用的显示器件。它是以发光二极管作笔段并按共阴极方式或共阳极方式连接后封装而成的。数码管只能显示固定数字和字母，而且其接口及驱动电路比较复杂，如图2.1。图2.1 数码管与单片机连接图方案二：采用LCD显示。LCD显示具有接口简单，可显示文字、图形，输出信息相当丰富，并具有一屏输出多路信息的特点，比较适合本设计，同时对液晶的控制口线也不多。由于LED数码显示器显示方面的局限性，不能提供文字画面显示。而LCD灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成人机交互图形界面，低电压低功耗是其又一显著特点。综上所述：同时考虑到本设计要显示多路数字信息，采用LCD显示信息比较方便。故采用LCD液晶屏显示。 第三章 系统硬件电路设计3.1 总体硬件电路设计本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路结构可划分为：红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图3总体设计框图所示： AT89S51复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动图3.1 总体设计框图 处理器采用51系列单片机AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89S51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。图3.2 系统部分电路图3.2 单片机主控制电路设计3.2.1 单片机概述 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central processing unit)。随机存储器RAM（Random access memory）。只读存储器ROM（Read only memory）。 中断系统、定时器计数器以及IO（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。为此，称它为单片微型计算机SCMC（Single chip micro computer），简称单片机。 单片机主要应用与控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Micro controller unit）。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯用“单片机”这一名称。单片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其嵌入的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU（Embedded micro controller unit）。在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。 3.2.2 单片机基础 根据控制应用的需要，可以将单片机分成为通用型和专用型两种类型。 通用型单片机是一种基本芯片，他的内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需要。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个在设计的过程，通过用户的进一步设计，才能组建成一个以通用单片机芯片为核心再配以其它外围电路的应用控制系统。然而在单片机的控制应用中，有许多时候是专门针对某个特定产品的，例如电度表和 IC 卡读写器上的单片机等。这种应用的最大特点是针对性强而且数量巨大，为此厂家常与芯片制造商合作，设计和生产专用的单片机芯片。由于专用单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，设计时已经对系统结构的最简化，软硬件资源利用的最优化。3.2.3单片机与单片机系统 单片机通常是指芯片本身，它是芯片制造商生产的，在它上面集成的是一些做为基本组成部分的运算器电路，控制器电路，存储器，中断系统，定时器/计数器以及输入/输出口电路等。但一个单片机芯片并不能把计算机的全部电路都集成到其中，例如组成谐振电路和复位电路的石英晶体，电阻，电容等，这些元件在单片机系统中只能以散件的形式出现。此外，在实际的控制应用中，常常需要扩展外围电路和外围芯片。从中可以看到单片机和单片机系统的差别，即：单片机只是一块芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其它 电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。 通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和软件基础。3.2.4 单片机应用领域 现在单片机的应用已经很广泛，下面就一些典型方面进行介绍。 1. 工业自动化方面自动化能使工业系统处于最佳状态，提高经济效益，改善产品质量和减轻劳动强度。因此，自动化技术广泛应用于机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，而在工业自动化技术中，无论是过程控制技术，数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都需要要有单片机的参与。 在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术于一体的综合技术中，单片机将发挥越来越大的作用。 2. 仪器仪表方面现在仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高，对此最好使用单片机来实现，而单片机的使用又将加速仪器仪表向数字化，智能化，多功能化和柔性化方向发展。 此外，单片机的使用还有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构、减小体积及重量而易于携带和使用，并具有降低成本，增强抗干扰的能力，便于增加显示、报警和自诊断等功能。 3. 家用电器方面当前，家用电器产品的一个重要发展趋势是不断提高其智能化程度，而家电智能化的进一步提高就需要有单片机的参与，所以生产厂家常标榜“电脑控制”以提高其产品的档次，例如洗衣机，电冰箱，空调机，微波炉，电视机和音像视频设备等，这里说的3.3 MCS-51 系列单片机介绍 3.3.1 80C51 芯片介绍 MCS-51的原生产厂商是Intel公司，最早推出80C51芯片的也是Intel公司，并且作为MCS-51的一部分，按原MCS-51芯片的规则命名，例如80C31、80C51、87C51和89C51，这样我们就能很容易地认识80C51的系列芯片。 但是后来愈来愈多的厂商生产80C51的系列芯片，例如PHILIPS，ATMEL，LG，华邦等公司。这些芯片都是以80C51为核心并且与MCS-51芯片兼容，但它们又各具特点。然而由于生产厂家多，芯片的类型也很多，使芯片的命名无法再遵循统一的规律，造成我们辨认上的困难。例如PHILIPS公司生产的80C51系列芯片名称分别为：80CXXX（ROM Less型），83CXXX（Mask ROM型）；Siemens公司命名为C500系列，芯片型号以”C5“打头；而华邦公司则命名为W77C51系列和W78C51系列等等。 新一代80C51的兼容芯片，还在芯片中增加了一些外部接口功能单元，例如数/模转换器，可编程计数器阵列，监视定时器，高速I/O口，计数器的俘获/比较逻辑等，有些还在总线结构上也做了重大改进，出现了廉价的非总线型单片机芯片。所有这些使新一代的兼容芯片已远非原来意义上的80C51了。 目前这些80C51的兼容芯片已开始在我国使用，其中尤以 PHILIPS公司的同名芯片80C51及其派生产品最受欢迎，而ATMEL公司的闪速存储器型单片机芯片AT89S51等更是后来居上，大有取代传统EPROM型芯片之势。 3.3.2 80C51与8051的比较 首先与8051兼容是对80C51芯片的最基本要求，以确保8位单片机MCS-51系列的继续发展，兼容应包括指令，引脚信号，总线等多个方面，指令兼容能保证两者之间不存在指令障碍以维持软件的可移植性，而引脚信号和封装以及总线的兼容则确保两者在系统扩展和接口方面的一致性，有利于系统的开发和应用。 80C51的最大改进是在芯片的半导体工艺上，早期的MCS-51系列芯片采用HMOS工艺，即高密度短沟道MOS工艺，而80C51芯片则采用CHMOS工艺，即互补金属氧化物HMOS工艺。CHMOS是CMOS和HMOS的结合，除保持了HMOS高速度和高密度的特点之外，还具有CMOS低功耗的特点。例如8051芯片的功耗为630mW,而80C51的功耗只有120mW，这样低功耗，有一粒纽扣电池就可以工作。低功耗对单片机在便携式、手提式或野外的仪器仪表设备上使用十分有利。 80C51在功能增强方面也做了许多工作。首先，为进一步降低功耗，80C51芯片增加了待机和掉电保护两种工作方式，以保证单片机在掉电情况下，能以最低的消耗电流维持。 此外在80C51系列芯片中，内部程序存储器除了ROM型和EPROM型之外，还有 EEPROM型，例如89C51就是4KB EEPROM，并且随着集成技术的提高，80C51系列片内程序存储器的容量也越来越大,目前已有64KB的芯片了.另外,许多80C51芯片的还具有程序存储器保密机制，以防止应用程序泄露或被复制。 3.3.3 单片机最小系统 最小系统就是单片机在发挥具体测控功能时所必须的组成部分。如下图所示为最小系统方框图：图3.3 最小系统方框图3.3.4 定时与中断的概念 中断是一项重要的计算机技术，采用中断技术可以使多项任务共享一个资源，所以中断技术实质上就是一种资源共享技术。 向CPU发出中断请求的来源称之为中断源。MCS-51是一个多中断源的单片机，以80C51为例，有三类共五个中断源，分别是外部中断两个，定时中断两个和串行中断一个。 3.4 AT89S51的芯片概述 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，4个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，内部集成看门狗计时器片内时钟振荡器。其工作电压在4.55V,一般我们选用5V电压。 89S51相对于89C51增加的新功能包括： 新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比89C51更低。（一）ISP在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。 （二）最高工作频率为33MHz，大家都知道89C51的极限工作频率是24M，就是说S51具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。 （三）双数据指示器。（四）内部集成看门狗计时器，不再需要像89C51那样外接看门狗计时器单元电路。（五）全新的加密算法，这使得对于89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 （六）兼容性方面：向下完全兼容51全部子系列产品。比如8051、89C51等早期MCS-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051还是89C51还是MCS-51等等），在89S51上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。 因此本设计选用AT89S51单片机来作为本系统的核心部分。 下图为89s51的核心电路框图：图3.4 89s51的核心电路框图3.5红外对管原理3.5.1 红外对管简介常用的红外系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样：用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小（100mW左右），所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。前些年常用PC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源（GND）和数据输出（VO或OUT）。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，用起来如同一只三极管，非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz，这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷1237.9 kHz38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等，一般由发射端晶振的振荡频率来决定。红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路，需要时按图索骥即可。因此，现在红外遥控在家用电器、室内近距离（小于10米）遥控中得到了广泛的应用。3.5.2红外对管基本参数红外接收头的主要参数如下：工作电压：4.85.3V工作电流：1.72.7mA接收频率：38kHz  峰值波长：980nm静态输出：高电平输出低电平：0.4V输出高电平：接近工作电压3.5.3多路控制的红外遥控系统多路控制的红外发射部分一般有许多按键，代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时，相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时，接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”，宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时，接收端对应输出端输出“有效电平”，发射端松开键时，接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”，可能是高、也可能是低，取决于相应输出脚的静态状况，如静态时为低，则“高”为有效；如静态时为高，则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键，接收端对应输出端改变一次状态，即原来为高电平变为低电平，原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相清除，在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况，其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码，利用接收端的几个输出形成一个二进制数，来代表不同的按键输入。一般情况下，接收端除了几位数据输出外，还应有一位“数据有效”输出端，以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。 除以上输出形式外，还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号，接收端对应输出予以“储存”，直至收到新的信号为止；“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。3.6检测电路介绍本设计的检测电路由双运算放大器LM358电路组成，在设计中LM358作为电压比较器，对家中各个出入口进行全方位检测。LM358内部具有两个独立的高增益内部频率补偿的运算放大器，适用于电源电压范围很宽的单电源，也常用在双电源的工作模式中，在一般的工作条件下，电源电流与电源电压无关。其引脚图如图所示。图3.5 LM358引脚图LM358电压比较器可以看作是放大倍数接近“无穷大”的运算放大器。系统中夜间模式控制电路如图3.6所示，其中的继电器控制LM358的信号输出脚，当系统正常启动时电路中的单路继电器处于非工作状态，则3、6、7号检测信号可正常输入单片机中，但是当夜间模式启动后，单路继电器开始工作，此时3、6、7号检测的信号脚与单片机断开无法进行数据传输，则用户可在房间内出入自由。 图3.6夜间模式控制原理图 图3.7继电器工作原理图继电器的工作原理和特性：继电器是一种电子控制的元件，由控制系统和被控制系统组成，一般情况下用于自动控制电路中，实际上它是一种用较小的电流去控制较大电流的“自动开关”。所以在电路中起着安全保护、自动调节、转换电路等作用。电磁式继电器工作原理如图3.7所示,一般由线圈、衔铁、铁芯、触点簧片等组成，当在线圈的两端加上一定的电压时，线圈中就会流过一定电流，从而产生电磁效应，这时衔铁就会在电磁力吸引的作用下摆脱弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电的时候，电磁的吸力也会消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回到原来的位置，使动触点与原来的静触点分离。这样的吸合、分离，就达到了继电器在电路中的导通和切断的目的。3.7 LCD显示模块的设计3.7.1 1602字符液晶简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，工业字符型液晶，能够同时显示16X2即32个字符（16列2行）。注：为了表示的方便 ，后文皆以1表示高电平，0表示低电平。一般1602字符型液晶显示器实物如图3.8。图3.8 1602实物图3.7.2 1602管脚说明1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线，VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样。具体管脚说明见下表3.1。表3.1 1602管脚定义表3.7.3 字符集1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。因为1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如'A'。下图3.9是1602的16进制ASCII码图：图3.9 1602的ASCII码图读的时候，先读上面那列，再读左边那行，如：感叹号的ASCII为0x21，字母B的ASCII为0x42（前面加0x表示十六进制）。3.7.4 显示地址下图3.10为1602显示地址图图3.10 1602显示地址图3.7.5 基本的读写时序图读写操作时序如图3.11所示：图3.11 1602读写操作时序图3.7.6 1602与单片机连接下图3.12为连接图图3.12 1602与单片机连接图3.8声光电路设计蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.515V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。下图3.13为声控电路图。 图3.13 声控电路图 第四章 系统软件设计整个软件程序分为四个部分：主程序部分、按键部分、显示部分、报警部分。4.1 主程序设计下图4.1为主程序流程设计图图4.1 主程序流程设计图4.2 按键程序设计按键在闭合和断开时，触点会存在抖动现象，如图4.2，键盘的抖动时间一般为510ms,抖动现象会引起CPU对一次键操作进行多次处理，从而可能产生错误。消除抖动不良后果的方法有两种：一种是硬件消抖，如图4.3；另一种是软件消抖。图4.2 按键抖动图4.3 硬件消抖此处，我采用了延时和上升沿触发来实现软件消抖，程序如下：/*按键扫描子程序*/void keyscan_qh() if(key1=0) delayms(5);if(key1=0) flag_qh+;while(key1=0); if(flag_qh=3) flag_qh=0; 第五章 总结5.1 测试环境及工具PROTEUS ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。在完成单片机及其外围电路系统仿真，确认电路可行后，制作硬件。鉴于本设计是无线传输调试，硬件实际效果至关重要。常见问题VCC，GND是否接入对应电路，是否共地。单片机晶振是否起振。周围电磁场是否干扰显示欠缺由于主程序设计过于冗长，导致显示程序调用间隔过长，从而出现上图的不良效果，在之后的程序调试中采用只刷数据不刷界面的方法解决该问题。5.2 设计总结本设计研究了一种基于单片机技术的智能防盗报警器。该防盗报警器通过以AT89S51单片机为工作处理器核心，外接红传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰。平时传感器输出低电平，当有人在探测区范围内移动时输出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机的外部触发信号处理，经单片机内部软件编程处理后，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警。该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；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。致谢在此我很感谢毕业设计指导老师XXX老师，在百忙之中抽出宝贵的时间为我指导，给了我许多的资料和辅导。为此设计指出了许多不足之处，并建议了一些有效可行的改进方案。他严谨的治学作风和精益求精的治学态度给我留下了深刻的印象。在此对杨增汪老师表示崇高的敬意和衷心的感谢。本毕业设计的顺利完成离不开院系领导老师的大力支持和帮助。同时还要感谢在设计制作过程中，社团小组成员给予我的支持与帮助。由衷的感谢物电学院的所有老师，感谢这4年来每一位不辞劳苦的向我传授知识的老师，你们精心的栽培为我以后的学习工作打下了坚实的基础。谢谢你们！电子技术正在飞速发展，人们总是处在不断学习阶段，再加上我水平有限，所以本设计肯定存在许多不尽如人意的地方，欢迎广大老师和同学批评指正。最后衷心感谢在百忙之中抽出时间来评阅我的论文和参加答辩的各位老师。参考文献1 张迎新等编著 单片机初级教程 北京航天航空大学出版社 2000年6月第一版2 何立明编著 单片机应用系统设计 系统配置与接口技术 北京航天航空大学出版社 1990年1月第一版 3 谢维成，杨加国. 单片机原理与应用及C51程序设计M北京，清华大学出版社，2006年8月第1版 4 纪宗南. 单片机外围器件实用手册M北京：北京航空航天大学出版社，1998年78-82.5 张友德等编著 单片机微型机原理、应用与实验 复旦大学出版社 2003年第四版 6 吴金戌 沈庆阳.8051单片机实践与应用.北京:清华大学出版社. 2002年9月。7 黄继昌 张海贵 郭继忠等.实用单元电路及其应用M.北京：人民邮电出版社.2002。附录单片机部分程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned inttypedef unsigned char Uchar;typedef unsigned int Uint16;/-Lcd IO define-/sbit lcdrs=P11;sbit lcden=P10;sbit ir_a=P32; /红外对管sbit ir_b=P33;sbit red1=P27;sbit red2=P26;sbit green=P20; sbit beep=P12;sbit key=P25;sbit s1=P24;/时间sbit s2=P21;sbit s3=P22;sbit k1=P23;/定时键uchar code table1="System loading"uchar code tab1="People in rom:"uch