单片机的家庭报警装置
摘 要本装置以STC12C5A60S2单片机为主控芯片，可以测试烟雾传感器来检测火焰、红外热释电来检测人体、以及通过水位传感器测试家中地面是否有水，当检测到危险信号时通过sim900手机模块发送到主人的手机中进行报警。当有人闯入家里时，红外热释电传感器就可以感受到。通过实物制作，该装置电路设计简单，稳定性高，成本低，同时还可以像节点一样检测室内的防火装置。
目 录
引言 1
一、总体设计方案 2
二、主要选用芯片介绍 3
（一）STC12C5A60S2单片机 3
（二）单片机最小系统 4
（三）热释电红外传感器 4
（四）水位传感器介绍 5
（五）烟雾传感器 5
（六）sim900手机模块 6
三、环境检测装置电路的硬件设计 6
（一）家庭报警装置电路总体结构 6
（二）红外热释电模块与单片机的通信电路 7
（三）水位传感器与单片机通信电路 8
（四）烟雾传感器与单片机通信电路 8
（五）sim900手机模块与单片机通信电路 9
（六）按键输入电路 10
（七）报警电路 10
四、环境检测装置的软件设计 11
（一）总流程设计 12
五、组装与调试 12
（一）系统硬件的调试 13
（二）系统的软件调试 14
六、结术语 14
七、致 谢 15
八、参考文献 16
附录1：原理图 17
附录2：总图 18
附录3：程序 19
引言
随着科技水平的进步，人们的房屋变得越来越结实。高层楼房拔地而起，导致房里面的东西越来越多。比如，容易危害住宅安全的问题有三种。第一是失火，失火的原因有很多，像厨房的煤气灶如果在烧一些东西容易将其烧干之后引起失火。第二是被盗，房子容易被外人入侵。第三是房子内水龙头坏掉，让家中的的家具浸泡在水中，甚至漏水到楼下的住户家里，会造成一系列的争吵。本装置是用于家庭内防火、防盗、防水泡等功能。将这三者检测功能实现在现代家
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庭住户中。同样适用于家庭、办公室、图书馆等，具有一定的推广价值。
一、总体设计方案
本设计中使用单片机作为整个装置的主控芯片，根据装置使用的场景与所需要的功能性来说。本装置中使用的主控芯片需要低功耗、工业级、拥有电压检测功能。使用起来方便调试，价格低廉。“STC12C5A60S2”单片机在使用中是拥有与传统51单片机系列的功能完全兼容，并且内部的运算速度比51单片机更加快，是一款工业级别的低功耗的单片机。此款单片机还拥有电压检测功能口，在本文中所介绍的几种传感器都是需要根据电压的变化而得出其感应情况。这款单片机还是拥有串口下载程序功能，只需要两个引脚就可以将其程序下载进去，非常方便调试使用。 与51单片机相比较如表1.1所示：
表1.1 STC12C5A60S2单片机与普通51单片机对比
STC12C5A60S2单片机
传统51单片机
速度
同样晶振的情况下，速度是普通51的8~12倍
0～420MHz.实际工作频率可达48MHz
EEPROM
有
无
SPI接口
有
无
IO口状态
IO口可以定义，有四种状态
只有一种状态
中断优先级
有四种状态可定义
不可设定
AD
具有8路AD采集口
无
RAM
有1K内部扩展RAM
512
二、主要选用芯片介绍
（一）STC12C5A60S2单片机
该单片机的40个管脚完全匹配传统的引脚，8051指令与该单片机的指令和传统完全兼容；单片机的引脚，如图2.1所示：
图2.1 STC12C5A60S2管脚图
单片机引脚功能是我们在使用单片机设计其外围电路的重要说明，而本装置中使用的单片机的说明如表2.1所示：
表2.1 单片机引脚功能表
引脚号
引脚名称
引脚功能
40
VCC
电源脚
20
GND
电源接地脚
9
RESET
单片机复位引脚
1~8
I/O管脚
四种输出方式引脚
10~17
I/O管脚
四种输出方式引脚
21~28
I/O管脚
四种输出方式引脚
39~32
I/O管脚
四种输出方式引脚
P3口也可作为STC12C5A60S2单片机的一些特殊功能口如表2.2所示：
表2.2 P3口特殊功能表
引脚号
名称
功能
P3.0
RXD
(串行输入口)
P3.1
TXD
(串行输出口)
P3.2
INT0
(外部中断0)
P3.3
INT1
(外部中断1)
P3.4
T0
(记时器0外部输入)
P3.5
T1
(记时器1外部输入)
P3.6
WR
(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD
(外部数据存储器读选通)
（二）单片机最小系统
STC12C5A60S2单片机最小系统电路分别由单片机晶振电路、单片机复位电路、与单片机芯片构成。这是单片机工作的基本电路图也是保证单片机可以正常工作的前提条件。单片机最小系统电路，如图2.2所示：
图2.2 单片机最小系统电路图
单片机的最小系统由复位电路与时钟电路组成。时钟电路的外部振荡市接在单片机的18与19脚上，外接的晶体振荡器与瓷片电容共同构成的振荡电路。因为单片机的内部拥有高增益的反相放大器，在接上振荡电路之后就可以自激产生振荡时钟脉冲。复位引脚是在其为高电平时发生作用，复位电路是将电容与电阻串联，复位引脚接在电阻上。在单片机正常运行程序时，复位引脚为低电平。本文中的复位电路为上电复位电路，在单片机刚上电时，复位引脚得到高电平。单片机进行复位之后，程序将会从新从主函数开始运行。
（三）热释电红外传感器
红外热释电适用领域：室内安防、人体感应玩具、工业自动化控制器等。其原理介绍如下：
目 录
引言 1
一、总体设计方案 2
二、主要选用芯片介绍 3
（一）STC12C5A60S2单片机 3
（二）单片机最小系统 4
（三）热释电红外传感器 4
（四）水位传感器介绍 5
（五）烟雾传感器 5
（六）sim900手机模块 6
三、环境检测装置电路的硬件设计 6
（一）家庭报警装置电路总体结构 6
（二）红外热释电模块与单片机的通信电路 7
（三）水位传感器与单片机通信电路 8
（四）烟雾传感器与单片机通信电路 8
（五）sim900手机模块与单片机通信电路 9
（六）按键输入电路 10
（七）报警电路 10
四、环境检测装置的软件设计 11
（一）总流程设计 12
五、组装与调试 12
（一）系统硬件的调试 13
（二）系统的软件调试 14
六、结术语 14
七、致 谢 15
八、参考文献 16
附录1：原理图 17
附录2：总图 18
附录3：程序 19
引言
随着科技水平的进步，人们的房屋变得越来越结实。高层楼房拔地而起，导致房里面的东西越来越多。比如，容易危害住宅安全的问题有三种。第一是失火，失火的原因有很多，像厨房的煤气灶如果在烧一些东西容易将其烧干之后引起失火。第二是被盗，房子容易被外人入侵。第三是房子内水龙头坏掉，让家中的的家具浸泡在水中，甚至漏水到楼下的住户家里，会造成一系列的争吵。本装置是用于家庭内防火、防盗、防水泡等功能。将这三者检测功能实现在现代家
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
庭住户中。同样适用于家庭、办公室、图书馆等，具有一定的推广价值。
一、总体设计方案
本设计中使用单片机作为整个装置的主控芯片，根据装置使用的场景与所需要的功能性来说。本装置中使用的主控芯片需要低功耗、工业级、拥有电压检测功能。使用起来方便调试，价格低廉。“STC12C5A60S2”单片机在使用中是拥有与传统51单片机系列的功能完全兼容，并且内部的运算速度比51单片机更加快，是一款工业级别的低功耗的单片机。此款单片机还拥有电压检测功能口，在本文中所介绍的几种传感器都是需要根据电压的变化而得出其感应情况。这款单片机还是拥有串口下载程序功能，只需要两个引脚就可以将其程序下载进去，非常方便调试使用。 与51单片机相比较如表1.1所示：
表1.1 STC12C5A60S2单片机与普通51单片机对比
STC12C5A60S2单片机
传统51单片机
速度
同样晶振的情况下，速度是普通51的8~12倍
0～420MHz.实际工作频率可达48MHz
EEPROM
有
无
SPI接口
有
无
IO口状态
IO口可以定义，有四种状态
只有一种状态
中断优先级
有四种状态可定义
不可设定
AD
具有8路AD采集口
无
RAM
有1K内部扩展RAM
512
二、主要选用芯片介绍
（一）STC12C5A60S2单片机
该单片机的40个管脚完全匹配传统的引脚，8051指令与该单片机的指令和传统完全兼容；单片机的引脚，如图2.1所示：
图2.1 STC12C5A60S2管脚图
单片机引脚功能是我们在使用单片机设计其外围电路的重要说明，而本装置中使用的单片机的说明如表2.1所示：
表2.1 单片机引脚功能表
引脚号
引脚名称
引脚功能
40
VCC
电源脚
20
GND
电源接地脚
9
RESET
单片机复位引脚
1~8
I/O管脚
四种输出方式引脚
10~17
I/O管脚
四种输出方式引脚
21~28
I/O管脚
四种输出方式引脚
39~32
I/O管脚
四种输出方式引脚
P3口也可作为STC12C5A60S2单片机的一些特殊功能口如表2.2所示：
表2.2 P3口特殊功能表
引脚号
名称
功能
P3.0
RXD
(串行输入口)
P3.1
TXD
(串行输出口)
P3.2
INT0
(外部中断0)
P3.3
INT1
(外部中断1)
P3.4
T0
(记时器0外部输入)
P3.5
T1
(记时器1外部输入)
P3.6
WR
(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD
(外部数据存储器读选通)
（二）单片机最小系统
STC12C5A60S2单片机最小系统电路分别由单片机晶振电路、单片机复位电路、与单片机芯片构成。这是单片机工作的基本电路图也是保证单片机可以正常工作的前提条件。单片机最小系统电路，如图2.2所示：
图2.2 单片机最小系统电路图
单片机的最小系统由复位电路与时钟电路组成。时钟电路的外部振荡市接在单片机的18与19脚上，外接的晶体振荡器与瓷片电容共同构成的振荡电路。因为单片机的内部拥有高增益的反相放大器，在接上振荡电路之后就可以自激产生振荡时钟脉冲。复位引脚是在其为高电平时发生作用，复位电路是将电容与电阻串联，复位引脚接在电阻上。在单片机正常运行程序时，复位引脚为低电平。本文中的复位电路为上电复位电路，在单片机刚上电时，复位引脚得到高电平。单片机进行复位之后，程序将会从新从主函数开始运行。
（三）热释电红外传感器
红外热释电适用领域：室内安防、人体感应玩具、工业自动化控制器等。其原理介绍如下：
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