单片机的防盗报警系统设计
目 录
一、引言 2
二、防盗报警系统的设计方案 2
（一）设计目的 2
（二）设计任务 2
三、硬件系统设计 3
（一）系统框架设计 3
（二）主要元器件简介 3
1．AT89C51单片机 3
2．LCD1602液晶屏 5
3．热释电红外传感器 5
（三）模块电路设计 6
1．晶振电路 6
2．复位电路 6
3．电源电路 7
4．显示电路 8
5．红外感应电路 8
6．声光报警电路 9
7．按键电路.9
8．开锁电路10
四、软件设计 10
（一）主函数设计 10
（二）子函数设计 11
1．液晶显示函数 11
2．红外感应函数 11
3．声光报警函数 12
4．按键控制函数 13
五、仿真调试 14
六、总结与展望 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
附录1 原理图及PCB图 19
附录2 源程序 20
一、引言
改革开放前期，由于当时社会经济的落后，人们生活水平低下，人们并没有防盗的意识。等到改革开放以后，社会快速的发展，人们生活水平飞速提高，这个时候人们开始对家庭财产安全有了意识，开始使用一些简单的防盗措施，由于当时科技并不是很发达，早期的防盗措施也仅仅局限于机械锁之类的防盗工具，它可以起到家庭财产安全的保护作用，但是也只是一个简易的保护，因为机械 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
锁是很容易被打开的，而且使用也不是很方便，如果人们在使用的过程中丢失了开锁的钥匙，那么自己也将无法打开，只能把它撬开。长时间的使用，由于环境湿度的影响，机械锁很容易生锈，生锈到达一定程度也无法开锁，所示早期的防盗工具灵活度很小，潜在的成本比较高。等到21世纪到来后，电子技术及微处理器和传感器的快速发展，使得防盗工具开始智能化。这是根据单片机特性而来，由于单片机具有可编程性和传感器的智能特点，我们将传统的防盗系统进行了改进，设计了一款基于单片机的防盗报警系统。该系统可以识别是否有人闯入，如果有人闯入发出报警，只有知道密码者才能输入正确的密码消除报警，为了方便使用者使用，还专门设计了液晶显示装置用来显示密码输入结果，这不仅对于本设计方便也为后期产品的更新升级做好准备，而且使用液晶后整个产品更加美观。由于单片机及传感器的集成化，使得整个系统体积非常小，并且功耗也低，实用性非常强。非常适合小区和家庭使用，市场价值将是巨大的。
二、防盗报警系统的设计方案
（一）设计目的
本设计目的是实现一个基于单片机的防盗报警系统，用来保证人们的家庭财产安全。利用AT89C51单片机的智能特性并结合红外传感器输出信号的特点，实现对人员进入的监控及报警。当靠近了红外传感器后传感器输出一个感应信号给单片机处理，控制声光报警电路工作，只有输入密码正确才能取消报警。整个系统就实现了智能化监控。由于系统使用单片机集成芯片，整个电路体积大大缩小，适合安装，并且操作也简单，生产成本也降低。可以大范围的推广到各大小区及家庭中应用。
（二）设计任务
基于单片机的防盗报警系统，主要由几个模块构成，它们可以实现以下功能：
（1）核心控制模块：以AT89C51单片机为核心，通过晶振电路、复位电路、电源电路构成单片机最小系统，满足单片机正常工作的前提条件。
红外感应模块：使用热释电红外传感器对人员靠近的监测，利用红外传感器检测输出信号的特点，将其信号传送给核心控制模块进行处理。
声光报警模块：使用一个PNP三极管来驱动蜂鸣器和小灯，根据红外感应模块输出信号的变化控制声光报警模块。
按键模块：使用4*4矩阵按键对报警后密码的输入，当密码输入正确后控制声光报警模块停止。
LCD显示模块：使用一个LCD1602对系统状态及密码输入的显示。
三、硬件系统设计
（一）系统框架设计
在这个电路中，分别由51单片机和晶振电路、电源电路及复位电路构成一个最小系统，还有按键电路、声光报警电路、LCD1602显示电路、红外感应电路、开锁电路组成,如图1所示。首先通过红外感应电路检测是否有人靠近，将感应信号发送给单片机进行处理判断，然后控制声光报警电路工作，可以使用按键输入密码数据，如果密码正确控制开锁电路工作，LCD1602显示输入的密码。整个系统正常工作必须保证单片机最小系统正常，晶振电路、复位电路以及电源电路构成了单片机的最小系统。晶振电路负责给单片机提供时钟，让它不停的走动。如果单片机出现死机或者瘫痪的状态时就可以按下复位按键进行重启。电源电路顾名思义就是给整个系统提供一个稳定的工作电压，如果没有电源，那么系统将不会工作。在这个框图内单片机AT89C51负责整个系统的控制。
图1 系统总框图
（二）主要元器件简介
1．AT89C51单片机
单片机的英文缩写是MCU，也叫做单片微处理器。通俗的讲就是说，一块单片机就相当于一台电脑的处理器。如果在单片机的外围加上输入输出接口那就相当于一台简单的电脑了。因此它的功能是非常强大的，芯片内部含有4K字节大小的程序存储器Flash和256字节的静态RAM，整个芯片提供给我们使用的有32个IO口，分别是P0P1P2P3口。内部还具有2个定时器，它们是16位的。在单片机P3管脚还有第二功能，其中有2个IO口具有外部中断功能和串口通信功能。芯片正常工作电压是在3.3V到5.5V之间，通常使用5V电源系统进行供电。单片机的外部中断触发，可以使用低电平触发，也可以使用下降沿触发。芯片的串口通信接口直接可以和单片机进行通信，如果需要和电脑串口通信的话需要使用一个电平转换芯片，因为电脑串口电压是12V，所以通常使用一个MAX232芯片进行转换。芯片工作频率可以在0到40Mhz下运行，最高工作频率可以达到48Mhz，超过这个频率运行可能会出现干扰。我们选择的单片机封装采用的是插件封装，也就是DIP封装，单片机引脚图如图2所示。
图14 液晶显示流程图
2.红外感应函数
热释电红外传感器在没有感应的情况下是输出低电平，如果感应到信号以后输出高电平，在感应一瞬间就产生了一个高脉冲，由于硬件电路中将感应信号接在单片机的外部中断0管脚，因此只需要配置好外部中断触发条件即可立即响应。当感应到有人后即驱动声光报警电路工作。红外感应流程图如图15所示。
图15 红外感应流程图
一、引言 2
二、防盗报警系统的设计方案 2
（一）设计目的 2
（二）设计任务 2
三、硬件系统设计 3
（一）系统框架设计 3
（二）主要元器件简介 3
1．AT89C51单片机 3
2．LCD1602液晶屏 5
3．热释电红外传感器 5
（三）模块电路设计 6
1．晶振电路 6
2．复位电路 6
3．电源电路 7
4．显示电路 8
5．红外感应电路 8
6．声光报警电路 9
7．按键电路.9
8．开锁电路10
四、软件设计 10
（一）主函数设计 10
（二）子函数设计 11
1．液晶显示函数 11
2．红外感应函数 11
3．声光报警函数 12
4．按键控制函数 13
五、仿真调试 14
六、总结与展望 16
致 谢 17
参考文献 18
附录 19
附录1 原理图及PCB图 19
附录2 源程序 20
一、引言
改革开放前期，由于当时社会经济的落后，人们生活水平低下，人们并没有防盗的意识。等到改革开放以后，社会快速的发展，人们生活水平飞速提高，这个时候人们开始对家庭财产安全有了意识，开始使用一些简单的防盗措施，由于当时科技并不是很发达，早期的防盗措施也仅仅局限于机械锁之类的防盗工具，它可以起到家庭财产安全的保护作用，但是也只是一个简易的保护，因为机械 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
锁是很容易被打开的，而且使用也不是很方便，如果人们在使用的过程中丢失了开锁的钥匙，那么自己也将无法打开，只能把它撬开。长时间的使用，由于环境湿度的影响，机械锁很容易生锈，生锈到达一定程度也无法开锁，所示早期的防盗工具灵活度很小，潜在的成本比较高。等到21世纪到来后，电子技术及微处理器和传感器的快速发展，使得防盗工具开始智能化。这是根据单片机特性而来，由于单片机具有可编程性和传感器的智能特点，我们将传统的防盗系统进行了改进，设计了一款基于单片机的防盗报警系统。该系统可以识别是否有人闯入，如果有人闯入发出报警，只有知道密码者才能输入正确的密码消除报警，为了方便使用者使用，还专门设计了液晶显示装置用来显示密码输入结果，这不仅对于本设计方便也为后期产品的更新升级做好准备，而且使用液晶后整个产品更加美观。由于单片机及传感器的集成化，使得整个系统体积非常小，并且功耗也低，实用性非常强。非常适合小区和家庭使用，市场价值将是巨大的。
二、防盗报警系统的设计方案
（一）设计目的
本设计目的是实现一个基于单片机的防盗报警系统，用来保证人们的家庭财产安全。利用AT89C51单片机的智能特性并结合红外传感器输出信号的特点，实现对人员进入的监控及报警。当靠近了红外传感器后传感器输出一个感应信号给单片机处理，控制声光报警电路工作，只有输入密码正确才能取消报警。整个系统就实现了智能化监控。由于系统使用单片机集成芯片，整个电路体积大大缩小，适合安装，并且操作也简单，生产成本也降低。可以大范围的推广到各大小区及家庭中应用。
（二）设计任务
基于单片机的防盗报警系统，主要由几个模块构成，它们可以实现以下功能：
（1）核心控制模块：以AT89C51单片机为核心，通过晶振电路、复位电路、电源电路构成单片机最小系统，满足单片机正常工作的前提条件。
红外感应模块：使用热释电红外传感器对人员靠近的监测，利用红外传感器检测输出信号的特点，将其信号传送给核心控制模块进行处理。
声光报警模块：使用一个PNP三极管来驱动蜂鸣器和小灯，根据红外感应模块输出信号的变化控制声光报警模块。
按键模块：使用4*4矩阵按键对报警后密码的输入，当密码输入正确后控制声光报警模块停止。
LCD显示模块：使用一个LCD1602对系统状态及密码输入的显示。
三、硬件系统设计
（一）系统框架设计
在这个电路中，分别由51单片机和晶振电路、电源电路及复位电路构成一个最小系统，还有按键电路、声光报警电路、LCD1602显示电路、红外感应电路、开锁电路组成,如图1所示。首先通过红外感应电路检测是否有人靠近，将感应信号发送给单片机进行处理判断，然后控制声光报警电路工作，可以使用按键输入密码数据，如果密码正确控制开锁电路工作，LCD1602显示输入的密码。整个系统正常工作必须保证单片机最小系统正常，晶振电路、复位电路以及电源电路构成了单片机的最小系统。晶振电路负责给单片机提供时钟，让它不停的走动。如果单片机出现死机或者瘫痪的状态时就可以按下复位按键进行重启。电源电路顾名思义就是给整个系统提供一个稳定的工作电压，如果没有电源，那么系统将不会工作。在这个框图内单片机AT89C51负责整个系统的控制。
图1 系统总框图
（二）主要元器件简介
1．AT89C51单片机
单片机的英文缩写是MCU，也叫做单片微处理器。通俗的讲就是说，一块单片机就相当于一台电脑的处理器。如果在单片机的外围加上输入输出接口那就相当于一台简单的电脑了。因此它的功能是非常强大的，芯片内部含有4K字节大小的程序存储器Flash和256字节的静态RAM，整个芯片提供给我们使用的有32个IO口，分别是P0P1P2P3口。内部还具有2个定时器，它们是16位的。在单片机P3管脚还有第二功能，其中有2个IO口具有外部中断功能和串口通信功能。芯片正常工作电压是在3.3V到5.5V之间，通常使用5V电源系统进行供电。单片机的外部中断触发，可以使用低电平触发，也可以使用下降沿触发。芯片的串口通信接口直接可以和单片机进行通信，如果需要和电脑串口通信的话需要使用一个电平转换芯片，因为电脑串口电压是12V，所以通常使用一个MAX232芯片进行转换。芯片工作频率可以在0到40Mhz下运行，最高工作频率可以达到48Mhz，超过这个频率运行可能会出现干扰。我们选择的单片机封装采用的是插件封装，也就是DIP封装，单片机引脚图如图2所示。
图14 液晶显示流程图
2.红外感应函数
热释电红外传感器在没有感应的情况下是输出低电平，如果感应到信号以后输出高电平，在感应一瞬间就产生了一个高脉冲，由于硬件电路中将感应信号接在单片机的外部中断0管脚，因此只需要配置好外部中断触发条件即可立即响应。当感应到有人后即驱动声光报警电路工作。红外感应流程图如图15所示。
图15 红外感应流程图
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