基于单片机的家庭防盗报警系统毕业设计说明书45页

基于单片机的家庭防盗报警系统毕业设计说明书45页内容摘要：

常稳定，必须通过复位按键来进行复位。 当 出现操作不当的情况或者程序的运行出现错误时，就会导致单片机进入一种死锁状态，此时就应该通过复位按键的功能对单片机进行重新启动。 STC89C52 单片机的复位 有 两种方式 ：上电复位、手动复位。 设计选择了手动复位方式。 由于晶振选择了值为 的晶振，它的两个机器周期的时间为 ，因此 R、 C 的乘积应不小于。 在复位电路的设计里， R 的值为 10K， C 的值为 10uF，它们的乘积大于 ，可以满足设计的条件。 时钟电路设计 时钟电路的作用是能够产生单片机工作 时 所需的信号，它是单片机内部各种操作 所遵从的 时间 规范。 对于很多类型的单片机来说，其产生时钟信号的方式通常有两种：内部振荡方式 与 外部振荡方式。 在 系统设计中，时钟信号的产生选择了内部振荡方式。 STC89C52 单片机的内部 自带 一个高增益反相放大器，其引脚 XTALXTAL2 分别是该高增益反相放大器的输入端和输出端。 作为反 馈元件的 的晶振与高增益放大器构成自激振荡器。 晶振与两个瓷片电容接在高增益放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 瓷片电容容量 数值 的选择至关重要，它 对 振荡回路的稳定、振荡频率的 大小 以及起振的难易程度 均起作用。 电源模块电路设计 电源模块电路设计如图 33 所示，电路是由自锁开关、 DC 插座、单片机组成的。 用 USB 电源线为 整个硬件电路 进行 供电。 自锁开关的 一 端 与 DC 插座相连，另一端与 与单片机的 VCC 脚相连。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C522 1P1POWER3U1S1VCC 图 33 电源模块电路 按键模块电路设计 按键输入模块电路设计如图 34 所示，在电路中， K K K3 按键的作用分别是布防、撤防、紧急报警。 按键 K K K3 的 一端 分别与单片机的 脚、 脚、 脚相连。 按键 K K K3 的 另一端 均接地。 当 按下按键时 ，单片机的引脚就会 马上 变为低电平， 其 内 部 的程序检测到 这个 低电平以后， 就会相应 地执行每个按键的作用。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52VCCU1K3紧急报警K2撤防K1布防 图 34按键输入模块电路 感应模块电路设计 感应模块电路设计如图 35 所示，模块 中 有三个端口，其中 VCC 端接电源，GND 端接地。 当热释电人体感应模块的的双元探头探测到人体辐射出的红外光谱时， 其 OUT 端 将 输出高电平，三极管导通 ，然后 三极管会输出一个低电平。 当 单片机的 脚 检测到这个 低电平 以后 ， 执行相应的控制程序。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52VCCQ19013GNDVCCOUTR6R710KVCCRSD 图 35 热释电人体感应模块电路 在此电路模块中， 的电阻对 9013 三极管的基极将会起到一种限流的作用 ； 10K 的电阻作为上拉电阻，当热释电人体感应模块检测不到有盗贼入侵的信号时，让 RSD 可以处于一个高电平的状态。 9013 三极管可以充当 “开关 ”来使用 ，它的优点是执行开或者关工作的速度极快，远远快于机械式的开关。 当处于饱和或者是导通状态时，其 CE 极间的电压很小，比 PN 结的导通电压还要低，则 CE极间相当于短路，也就是起到了开关的开的作用；当处于截止状态时，其 CE 极间的电流极小，相当于开关的关的作用。 声光报警模块电路设计 声光报警模块电路设计如图 36 所示，在电路中，单片机的 脚与 电阻 的一端相连，加上蜂鸣器、三极管、电阻、 红色 LED 指示灯构成了系统的声光报警电路。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52VCCR5D2LEDRQ29012LS1VCCR4BUZZ 图 36 声光报警模块电路 三极管 9012 作为开关使用， 是 PNP 型。 欧姆 的电阻同样也起到了对9012 基极限流的作用。 当单片机的 脚输出一个低电平时，三极管就会导通。 电流从电源，经蜂鸣器、三极管，再回到地，构成了完整的回路， 使得蜂鸣器开始鸣叫。 在电路中，蜂鸣器与红色的 LED 指示灯并联，当蜂鸣器工作的时候，红色的 LED 指 示灯也被点亮。 在此电路模块中串联了一个阻值大小为 欧姆的电阻的作用是：当外部电源对系统提供 5V 的电压时，由于红色的 LED 指示灯工作时，仅需要 3V 的电压，所以电阻可以起到分压的作用。 GSM 模块电路设计 GSM 模块电路设计如图 37 所示，主要应用了它的 VCC、 TX、 RX、 GND四个端口。 其中 TX、 RX 端口分别与单片机的 (RXD)、 (TXD)两个引脚相连。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52VCC11DTR2TX3RX4SP5MIC6RESET7GND8SIM900A+C4470uFD1 1N4007 RXTXVCCVCC 图 37 GSM模块电 路 因为 GSM 模块的工作电压是 ，而供电电源的电压是 5V，所以要在电路中串联一个 1N4007 二极管。 它起到了管压降的作用。 而 25V 470uF 的电容，在电路的设计中可以起到滤波的作用。 因为电容两端的电压不会发生突变，所以它可以抑制电压的波动，使得电路中的电压更加平稳光滑。 LED 指示灯模块电路设计 LED 指示灯模块电路设计如图 38 所示， 模块 由绿色、 黄色 指示灯 、 欧姆电阻、 220 欧姆电阻 构成。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND20(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31(AD7)32(AD6)33(AD5)34(AD4)35(AD3)36(AD2)37(AD1)38(AD0)39VCC40STC89C52VCCD3LEDYR2D4LEDGR3220VCCLEDYLEDG 图 38 LED指示灯模块电路 在电路中， 欧姆电阻、 220 欧姆电阻的一端分别与单片机的 脚、 脚连接。 电源接 LED 指示灯的正极。 当单片机的 脚、 脚输出低电平时， 电路中的绿色、黄色 指示灯 均被点亮。 串联在电路中的 欧姆电阻、220 欧姆电阻均起了分压的作用。 由于 绿色 指示灯的驱动电流要比 黄色 指示灯的驱动电流大，所以串联在它上面的电阻 要 小 一些。 4 系统软件设计 主程序设计 主程序设计流程如图 41 所示，当程序开始运行时，先进行系统 的初始化，然后再调用中断函数，当进入 While 循环时，程序执行按键扫描、短信发送的工作。 开 始调 用 中 断 初始 化 函 数进 入 W hile循 环执 行 按 键扫 描 函 数执 行 短 信发 送 函 数 图 41 主程序设计流程图 子程序设计 中断子程序设计 中断 子程序设计流程如图 42 所示， 先设置定时器 T1 的工作方式，再设置定时器的计数初值，然后启动定时器。 接着设置串口的工作模式，并允许串口接收数据，开启中断。 在设置计数器初值时，需要用到波特率的计算公式：的溢出率定时器波特率 1321 T ， 其 中 波 特 率 设 为 9600 ， 晶 振 频 率 为，可算出计数初值为 253，转换成十六进制表示为 FDH。 开 始设 置 串 口工 作 模 式允 许 串 口接 收 数 据设 置 定 时 器工 作 方 式设 置 定 时 器计 数 初 值启 动定 时 器开 启 中 断 图 42 中断子程序设计流程图 按键扫描子程序设计 按键扫描子程序设计流程如图 43 所示，当按下 K1 布防按键时，布防指示灯 开始闪烁 ， 并且计时。 当计时达 20S 时，布防指示灯长亮，此时系统处于布防状态， 可以用于检测是否有盗贼进入；当把 K2 撤防按键按下的时候， 蜂鸣器 关闭，所有的变量清零， 显示布防状态 、发送消息的 指示灯 关闭 ；当按下 K3 紧急报警按键时， 发送消息 指示灯即被点。