楼宇防盗报警器毕业论文.doc

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1、楼宇防盗报警器摘 要本设计发送电路和接收电路两大部分组成。编码芯片采用PT2262，解码芯片采用PT2272，保证接收报警信号的准确性，防止其他信号的干扰。传感器采用门窗传感器，一旦有非法开门或进窗时，立即将情况通过无线发送电路发射出去。置于他处的无线接收电路接收报警信号，由单片机控制响应报警。关键词：防盗报警系统；编码调制；无线接收和控制目 录第一章 绪论11.1 可编程序控制器的基本概况11.2 防盗报警器的设计背景1第二章 系统设计22.1 系统设计要求22.2 楼宇防盗报警器的工作流程框图2第三章 硬件设计33.1 原理描述系统功能框图33.2 功能模块详细设计33.2.1 无线转发防

2、盗报警发送电路33.2.2接收报警电路43.3接收电路电源部分53.4单片机控制部分53.5部分报警电路和单片机输出信号处理部分73.6 信号处理和报警响应部分73.7主要芯片功能描述83.7.1 AT89C51高性能8位单片机8 3.7.2 集成芯片LM386介绍.8 3.7.3 无线门磁传感器介绍.9第四章 软件设计.104.1主程序流程图.104.2 程序模块说明.114.2.1停电程序.114.2.2 撤防程序.124.2.3 布防程序.12 附录.13结论.16致谢.17参考文献.18第一章 绪论1.1 可编程序控制器的基本概况简单的说，单片机就是在一块硅芯片上集成了中央处理器（CP

3、U），它把中央处理器（CPU）、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、中断系统、定时器和输入输出端口（I/O）等主要部件集成到一个不带外部设备的微型计算机。它具有集成度高、体积小、功能强、使用灵活、价格低廉、稳定可靠等特点。在家用电器、智能仪表、数控机床、数据处理、自动检测、工业控制、火箭制导等领域发挥着十分重要的作用。1.2 防盗报警器的设计背景改革开放，科技普及，促进中华大地上人们生活和文化知识水平得到不断提高，随之而来的也有一些不稳定的社会因素，这样就促成了人们对家庭安防意识的根本改变，原来神秘的“技防”也开始面向社会，楼宇防盗报警系统也步履跚跚地进入了大众百姓家议事日程中。在

4、我们的日常生活中，为了我们的各方面生命财产安全，通常要采取一定的防盗措施。而有些防盗现场（如庭院、底楼大门等）距离主人较远，这时就需要对这些地方进行无线监控。随着科学技术的不断进步，各种各样的智能控制系统越来越多，在众多的控制系统中，单片机扮演着重要的角色。利用各种各样的单片机作为控制系统的核心，是这些智能控制的核心。本设计就是采用MCS-51系列单片机做的楼宇防盗报警器：若有人非法打开门窗时，门窗传感器产生防盗信号，经过处理后触发编码芯片，使编码信号通过天线发射出去。在接收端，天线接收信号，解码芯片产生相应的信号，送入单片机进行判断和运算，得到相应的控制量去控制外围执行部件，以达到控制的目的

5、，实现报警功能。第二章 系统设计2.1 系统设计要求无线发射接收转发距离：100m；转发频率：315MHz；单片机：AT89S52；传感器：门窗传感器；供电电源：912V；安装：无线布控，不需布线 2.2 楼宇防盗报警器的工作流程框图门窗传感器信号处理信号编码信号发射信号接收信号解码单片机控制响应报警 图2-1 系统工作流程图本设计可以分为硬件电路设计和软件程序设计两大部分，首先介绍了该控制系统的硬件电路部分，包括无线转发防盗报警发送电路、无线防盗报警接收电路及一些主要芯片（如：AT89C2051、PT2262/PT2272、LM386等）。其次是软件程序设计部分，包括主程序分析和模块程序分析

6、（如：停电程序、撤防程序、布防程序等）。第三章 硬件设计3.1 原理描述系统功能框图在无线转发防盗报警发送电路中，当关上门时，传感开关导通，D触发器CD4013（11）脚通过传感开关接地，（1）脚输出低电平，电源控制切断高频发射及编码调制供电回路，此时静态电流仅为5uA，故可不设电源开关。若有人非法打开门窗时，传感开关将因失去门磁而断开，CD4013（11）脚被高电平触发，（13）脚输出约5s单稳态低电平并进一步触发（6）脚，（1）脚输出控制周期约为1s的高电平脉冲。该脉冲控制着电源及编码发射的通和断，从而使编码调整管8050及超高频发射管F90间歇工作5s后自动停止，完成对报警信号的发送任务

7、。改变（10）脚的电阻值，可调整被触发后发射电路的工作时间，改变（6）脚的电阻值，可调节间歇发射周期。接收报警电路在有效转发范围内接收到信号时，T942高频接收组件输出已解调编码脉冲串至解码（14）脚，若编解码地址管脚地址设置一致时，PT2272的（10）、（11）、（12）、（13）、（17）脚输出预置数据至单片机电路，由单片机去控制报警！系统总框图如下：传感信号产生编码芯片PT2262信号发射信号接收编码芯片PT2262AT89C51LED显示语音器图3-1系统总框图3.2 功能模块详细设计3.2.1 无线转发防盗报警发送电路 发射框图：传感信号产生信号分频信号放大信号编码信号发射图3-2

8、 发射原理框图当门磁传感器产生报警信号时，使D触发器CD4013（1）脚输出控制周期约为1s的高电平脉冲。该脉冲控制着电源及编码发射的通和断，在编码输出脚（17）输出串行的编码信号，从而使编码调整管8050及超高频发射管F90间歇工作5s后自动停止，完成对报警信号的发送任务。发射原理图：图3-3 无线转发防盗报警发送电路3.2.2接收报警电路该电路主要由无线接收、数据解码、数据处理、报警电路、输出显示、断电报警和电源电路组成。整机接收频率315M，数据解码采用市面上用得较多的PT2272专用解码芯片，可靠性及稳定性较好；数据处理的任务由单片机完成，用于区分报警信号，同时接受各种操作指令，完成相

9、应的操作。当接收到报警信号后一方面驱动报警电路，发出响亮的警车报警声，另一方面输出具体的地址信息，确定是哪一路发送了报警信号；断电报警功能则实时监控电源状况，当市电断电后，能发出嘟嘟的报警声，提醒使用者注意，外供电已被切断，若为不法分子破坏所致，可提早进行防范。 接收框图：信号接收接收解码单片机控制信号放大报警响应 图3-4 接收原理框图3.3接收电路电源部分家用交流电经过整流滤波后,再采用稳压芯片7805，产生5V的直流电源,为单片机电路供电。图3-5 电源电路3.4单片机控制部分 采用的单片机是AT89C51，解码芯片PT2272输出的数据进入单片机,经过计算,处理后,输出相应的信号去响应

10、报警。电路图如下：图3-7 单片机电路3.5部分报警电路和单片机输出信号处理部分 图3-8 部分报警电路3.6 信号处理和报警响应部分 LM386是一个低电压音频功率放大芯片，把传输过来的报警信号放大后，驱动喇叭响应报警，以驱赶或震胁盗贼。LM386的（1）脚和（2）接一个电容C2可以提高它的增益， 喇叭的功率是0.25W。如下图：图3-9 报警电路3.7主要芯片功能描述 3.7.1 AT89C51高性能8位单片机 AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用AT

11、MEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。 AT89C51是一个低功耗高性能单片机，40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。主要功能特性：（1）兼容MCS51指令系统；（2）32个双向I/O口；（3）两个16位可编

12、程定时/计数器；（4）1个串行中断；（5）两个外部中断源；（6）可直接驱动LED；（7）低功耗空闲和掉电模式；（8）4k可反复擦写(1000次)Flash ROM；（9）可编程UARL通道；（10）全静态操作0-24MHz；（11）128x8bit内部RAM；（12）共6个中断源；（13）3级加密位；（14） 软件设置睡眠和唤醒功能。3.7.2 集成芯片 LM386介绍 LM386是美国国家半导体公司生产的低电压小功率音频功率集成电路。它具有以下特点：（1）工作电压范围宽，为412V；（2）静态耗电电流小，为4mA（典型值）；（3）失真小，为0.2%（典型值）；（4）电压增益可变，为20200

13、倍（2646）；（5）外接元件少，电路内部工作状态自动调节；（6）输出功率为660mW（最大）；（7）频带范围为300Hz300kHz。晶体管VT1VT6构成了输入级，VT7为电压放大级，其集电极负载为一恒电流。VT8VT10组成互补对称OTL输出电路。电阻R5R7组成负反馈环路，其固定增益为20倍。LM386的外形采用8脚双列直插式封装，下图为其外形及管脚排列图。左侧槽形缺口是定位标记，它的左下角引线是脚（有的上方还有一个圆点标记）,脚是输出端，脚接“地”,脚是输出端,脚接电源正极,脚用以改善集成功放的性能。如要调节一下LM386的放大倍数，可在它的脚间接上一个电位器和一只10uf左右的电容

14、组成串联网络。当电位器的阻值为零时，LM386的电压放大倍数最大（约20倍）。如要使扬声器发出的声响柔和一些，可在脚与地之间串接一只电容和电阻。在脚与地之间接上一只几十微法的电容器，便可防止LM386出现自激。LM386的内部电路原理图（如图3-11所示）：图3-11 LM386内部电路3.7.3 无线门磁传感器介绍 门磁传感器一般安装在门内侧的上方。它由两两部分组成：较小的部件为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场；较大的是无线门磁主体，内部有一个常开型的干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm)，无线门磁传感器处于工作守候状态；当永磁体离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器立

15、即发射包含地址编码和自身识别码( 也就是数据码) 的315MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码，判断是否为同一个报警系统，然后根据自身识别码( 也就是数据码),确定是哪一个无线门磁报警。第四章 软件设计停电指示布防信号？布防成功响应信号值合理？响应报警开 始系统初始化是否停电？N无线信号？读入无线信号值撤防信号？撤防成功响应N4.1主程序流程图YYNYNYNY 图4-1 主程序流程图4.2 程序模块说明 该系统软件采用汇编语言开发，主要由查询和中断两部分组成。报警信号检测为循环检测，远程控制为中断部分。子程序包括有停电程序、撤防程序、布防程序、报警程序、延时程序。4.2.

16、1停电程序断电报警功能实时监控电源状况，当市电断电后，能发出嘟嘟的报警声，提醒使用者注意，外供电已被切断，若为不法分子破坏所致，可提早进行防范。停电流程图（如图4-2所示）：INT1中断入口断电报警延 时断电报警停止断电报警停止延 时断电报警延 时结 束 4.2.2 撤防程序当不需要进行防盗时，可通过遥控器产生撤防信号使防盗报警器撤消防盗功能。 撤防流程图（如图4-3所示）：INT1中断入口停止接收防盗信号撤防响应延 时结 束图4-3 撤防流程图4.2.3 布防程序与撤防程序相反，布防程序可使防盗报警器恢复防盗功能。布防流程图（如图4-4所示）：INT1中断入口恢复接收防盗信号布防响应延 时结

17、 束图4-4布防流程图附录 源程序：ORG 0000H ;CLR P1.6 ;CLR P1.2 ;ACALL DYS ;SETB P1.6ACALL YS ;SETB P1.2 ;CLR P1.3 ;CLR P1.6 ;ACALL DYS ;SETB P1.6 ;ACALL YS ;SETB P1.3 ;CLR P1.4 ;CLR P1.6 ;ACALL DYS ;SETB P1.6 ;ACALL YS ;SETB P1.4 ;CLR P1.5 ;CLR P1.6 ;ACALL DYS ;SETB P1.6 ;ACALL YS ; MOV P1, #0FFH ;MOV P3, #0FFH ;A

18、GARN: MOV R6, #34H ;JB P3.6, TINDIAN ;检查是否停电JNB P3.0, AGARN ;是否有有效无线信号输入ACALL DYS ;JNB P3.0, AGARN ;MOV A, P3 ;读入无线信号值ANL A, #3CH ;0011,1100CJNE A,#20H, XH ;20H=00(10,00)00 B ;撤防程序CLR P3.1 ;CLR P1.6 ;撤防成功响应CLR P1.4 ;指示灯CLR P1.5 ;SETB P3.7 ;ACALL YS ;SETB P1.6 ;AJMP AGARN ;XH: CJNE A,#30H, ONE ;判断是否为

19、布防信号SETB P3.1 ;CLR P1.6 ;布防成功响应SETB P1.4 ;指示灯SETB P1.5 ;SETB P3.7 ;ACALL YS ;SETB P1.6 ;AJMP AGARN ;ONE: JNB P3.1, AGARN ;CJNE A,#4H, TWO ;1H=00(00,01)00BMOV P1, #0FBH ;AJMP BJ ;TWO: CJNE A,#8H, THREE ;2H= 00(00,10)00BMOV P1, #0F7H ;AJMP BJ ;THREE: CJNE A,#0CH, FOUR ;3H=00(00,11)00BMOV P1, #0EFH ;AJ

20、MP BJ ;FOUR: CJNE A,#10H, FIVE ;00(01,00)00BMOV P1, #0DFH ;AJMP BJ ;FIVE: NOP ;NOP ;NOP ;AJMP AGARN ;BJ: CLR P3.7 ;启动报警信号ACALL YS ;延时34秒JB P3.0, AGARN ;DJNZ R6, BJ ;SETB P3.7 ;关闭报警信号AJMP AGARN ;TINDIAN: MOV P1, #0FFH ;停电程序CLR P1.6 ;CLR P1.5 ;ACALL YS ;SETB P1.6 ;SETB P1.5 ;ACALL YS ;CLR P1.6 ;ACALL

21、YS ;SETB P1.6 ;SETB P1.5 ;ACALL YS ;AJMP AGARN ;DYS: MOV R0, #14H ;L1: MOV R1, #0F1H ;L2: NOP ;NOP ;NOP ;DJNZ R1, L2 ;DJNZ R0, L1 ;RETYS: MOV R0, 0FFH ;L3: MOV R1, 0F1H ;L4: NOP ;NOP ;NOP ;DJNZ R1, L4 ;DJNZ R0, L3 ;RET ;结论本设计是用51单片机控制的无线防盗报警系统，该系统实用性强，适合用于家庭防盗。它具有如下功能：（1）断电指示功能（2）撤防功能（3）布防功能（4）报警功能。

22、发送电路和接收电路的频率均为315MHz，编码芯片采用PT2262，解码芯片采用PT2272，保证接收报警信号的准确性，避免其他无线信号的干扰，性能可靠。该系统使用方便，无需布线，只要将转发器往门窗上一贴，即成为“看门狗”，一旦有人非法进门或进窗时，即可以将情况转发到他处的报警接收器。特别适合对离主人较远的庭院，底楼大门，仓库，车库门等进行防盗参考文献1 江太辉，原理与应用，广州，华南理工大学出版社，20022 杨帮文，实用电子小制作精选。北京，人民邮电出版社，20023 苏凯，刘国庆，陈国平，mcs-51系列单片机原理与设计，北京冶金工业出版社，20034 余永权atme189系列flash单片机原理与应用，北京，电子工业出版社。19975 涂石亮。单片机软件设计技术，重庆，科学技术文献出版社，19886 万福亮，单片机系统设计与应用，合肥，中国科学技术大学出版社，2001