单片机的家庭防盗报警器设计毕业设计说明书
目 录
一 引言 1页
二 STC89C52单片机概述 2页
2.1 STC89C52单片机结构 2页
2.2 STC89C52单片机特性参数 2页
三 总体方案 3页
3.1 报警系统实现方案比较 4页
3.2总体设计 5页
四 硬件设计 6页
4.1 时钟与复位模块 7页
4.2 键盘输入模块 8页
4.3 数据采集与传输模块 10页
4.4 指示报警模块 11页
五 软件设计 12页
5.1主程序工作流程 13页
5.2 键盘子程序 14页
5.3 红外报警子程序 15页
六 系统调试 15页
6.1 硬件调试 15页
6.2 软件调试 17页
6.3 调试结果 17页
6.4 问题及解决方案 18页
总 结 19页
附录A 单片机家用防盗系统电路原理图以及仿真图 20页
附录B 单片机家用防盗报警器设计源程序 22页
参 考 文 献 29页
致 谢 30页
一 引言
随着现代社会的发展，人们的生活质量有了很大提高，许多高档家用电器和奢侈品不断进入众多家庭。然而，一些偷盗案件也越来越多，因此人们对个人财产安全问题十分忧虑，这时报警系统就帮助我们解决了大部分难题。但是市场上的报警系统多是适用于一些大型公司的重要机构，价格非常昂贵，不适用于普通家庭。若能设计一种性能可靠、价格低廉且智能化的报警系统，必将在私人财产防盗领域起到巨大作用。另外，在人体探测、电子防盗等诸多领域中，被 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
动型热释电红外线探测装置也凭借其工作性能稳定、价格低廉等优点倍受广大用户的欢迎。
防盗报警系统是在检测到安保现场有入侵者时能及时有效地发出报警信号的电子系统，一般组成分为：探测器（报警器）、传输系统、报警控制器，探测器监测到异常情况就发出报警信号，然后由传输装置送入控制报警器发出光、声或者其它报警信号。
本设计的电路部分包含硬件以及软件两个，硬件部分主要包含时钟电路、复位电路、键盘输入电路、数据采集电路、传输电路和报警电路。数据采集与传输部分应用了红外型热释电传感器与BISS0001集成电路，核心处理器使用51单片机系列STC89C52，软件部分是通过编写特定程序来处理输入信号以及控制输出信号。在配套的程序软件控制下，整个系统正常工作，从而实现家庭防盗报警的功能。
二 STC89C52单片机概述
本设计使用一种由STC公司出产的高性能而低功耗的CMOS微控制器：STC89C52单片机。STC89C52应用非易失性的高密度存储器技术设计，和工业中的80C51产品引脚和指令全部兼容，其上在系统中可编程的Flash程序存储器，也可以用于一般的编程器【1】。
2.1 STC89C52单片机结构
经典的MCS-51内核也被STC89C52所使用，但却有了很多有效的改进。具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口，看门狗定时器，2个数据指针，7向量4级中断结构一个并兼容传统51的5向量2级中断结构，内置4KB EEPROM，外部中断4个，16位计数器/定时器3个，MAX810复位电路，片内晶振。
2.2 STC89C52单片机特性参数
（1）STC89C52单片机特性【3】
1. 8K字节程序存储空间
2. 512字节数据存储空间
3. 内带2K字节EEPROM存储空间
4. 可直接使用串口下载
（2）STC89C52单片机参数【2】
1.改进型8051单片机，12时钟/机器周期或6时钟/机器周期可随意选用，指令代码和传统的8051单片机全部兼容。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。
3. 工作频率范围：0～40MHz。
4. 用户应用程序空间为8K字节。
5. 片上集成512字节RAM。
6.具有EEPROM功能。
7.16位的计数器/定时器3个，分为T0、T1、T2。
8.UART即通用异步串行口，甚至能用定时器软件完成多个UART。
9.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
三 总体方案
3.1 报警系统实现方案比较
（1）总体方案设计比较
方案一：用模拟电子电路组成被动红外报警器。系统主要分为12V电源电路、开机延时、信号放大电路、音箱报警、电压比较器以及红外线传感器，构成如图3-1所示的框图。
方案二：本方案分硬件和软件两个部分，处理器使用STC89C52单片机。在配套的程序软件控制下，此报警系统正常运作，安装在探测点上的红外探头会将人体发射出的红外线信息转换成电信号，然后打开门限输出TTL电平到单片机，于单片机内部，通过辨别判断、软件查找等过程即时送出报警状态控制信号，最后驱动电路放大信号并且促使声光报警装置做出相对应的动作【6】。系统组成如图3-2所示框图
（2）电源模块比较
方案一：使用市电做POWER，电路图如下图3-3。
方案二：用3节5号干电池（4.5V）给单片机供电。
（3）传感器模块比较
方案一：红外热释电传感器（PIR）是一种高灵敏度探测元器件，探测范围为0.1～10m，它能探测到人体向外散发的红外线，并且能够把红外信号转化成电压信号送出，若把这个电压信号放大，就能够促使各种控制电路开始工作。
方案二：多普勒微波传感器，运用多普勒雷达定理送出低功率的微波，再通过接收物体反射回的微波，如果微波运动传感器监测到物体地运动，它反射回的微波频率和送出频率发生了偏移，因而会于输出端生成一种低频电压信号。
（4）比较结果：通过对上述不同方案的详细描述，我们可以知道，方案二的总体设计不管是整体还是局部模块电路都比方案一要更加简单而有效；电源部分也一样，方案二更简单实用；最后关于传感器的比较，红外热释电传感器更加具有针对性，只会对进入探测范围的人作出反应，而多普勒微波传感器会对进入探测范围的所有物体作出反应，这不适合本设计的防盗报警器。
3.2总体设计
通过对上述不同方案的比较，本设计使用以51单片机为基础的红外热释电报警器，CPU使用51单片机系列的STC89C52，电源使用3节干电池组成的4.5V电压，在配套的系统软件控制下，整个系统正常运行。电路结构可划分为：单片机控制电路、LED指示灯、蜂鸣器、热释电红外传感器。
硬件电路图请见附录A。通过上述分析能知道在本报警系统中用到了以下电路元件：单片机的人工复位电路、按键、LED、蜂鸣器、单片机STC89C52，还有热释电红外传感器等部分单片机的外围电路等。其中黄灯：D3为红外热释电传感器的信号指示灯，有信号则亮，无信号则灭；绿灯：D2是布防指示灯，按下布防键，绿灯闪烁，布防完成后，绿灯长亮；红灯：D1是报警指示灯，如果有人闯入，则红灯闪烁；红灯：D4是电源指示灯，当电源接通时，红灯长亮；按键S1为复位按键；按键S2为人工取消报警按键；按键S3为布防按键；按键S4为紧急报警按键。
一 引言 1页
二 STC89C52单片机概述 2页
2.1 STC89C52单片机结构 2页
2.2 STC89C52单片机特性参数 2页
三 总体方案 3页
3.1 报警系统实现方案比较 4页
3.2总体设计 5页
四 硬件设计 6页
4.1 时钟与复位模块 7页
4.2 键盘输入模块 8页
4.3 数据采集与传输模块 10页
4.4 指示报警模块 11页
五 软件设计 12页
5.1主程序工作流程 13页
5.2 键盘子程序 14页
5.3 红外报警子程序 15页
六 系统调试 15页
6.1 硬件调试 15页
6.2 软件调试 17页
6.3 调试结果 17页
6.4 问题及解决方案 18页
总 结 19页
附录A 单片机家用防盗系统电路原理图以及仿真图 20页
附录B 单片机家用防盗报警器设计源程序 22页
参 考 文 献 29页
致 谢 30页
一 引言
随着现代社会的发展，人们的生活质量有了很大提高，许多高档家用电器和奢侈品不断进入众多家庭。然而，一些偷盗案件也越来越多，因此人们对个人财产安全问题十分忧虑，这时报警系统就帮助我们解决了大部分难题。但是市场上的报警系统多是适用于一些大型公司的重要机构，价格非常昂贵，不适用于普通家庭。若能设计一种性能可靠、价格低廉且智能化的报警系统，必将在私人财产防盗领域起到巨大作用。另外，在人体探测、电子防盗等诸多领域中，被 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
动型热释电红外线探测装置也凭借其工作性能稳定、价格低廉等优点倍受广大用户的欢迎。
防盗报警系统是在检测到安保现场有入侵者时能及时有效地发出报警信号的电子系统，一般组成分为：探测器（报警器）、传输系统、报警控制器，探测器监测到异常情况就发出报警信号，然后由传输装置送入控制报警器发出光、声或者其它报警信号。
本设计的电路部分包含硬件以及软件两个，硬件部分主要包含时钟电路、复位电路、键盘输入电路、数据采集电路、传输电路和报警电路。数据采集与传输部分应用了红外型热释电传感器与BISS0001集成电路，核心处理器使用51单片机系列STC89C52，软件部分是通过编写特定程序来处理输入信号以及控制输出信号。在配套的程序软件控制下，整个系统正常工作，从而实现家庭防盗报警的功能。
二 STC89C52单片机概述
本设计使用一种由STC公司出产的高性能而低功耗的CMOS微控制器：STC89C52单片机。STC89C52应用非易失性的高密度存储器技术设计，和工业中的80C51产品引脚和指令全部兼容，其上在系统中可编程的Flash程序存储器，也可以用于一般的编程器【1】。
2.1 STC89C52单片机结构
经典的MCS-51内核也被STC89C52所使用，但却有了很多有效的改进。具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口，看门狗定时器，2个数据指针，7向量4级中断结构一个并兼容传统51的5向量2级中断结构，内置4KB EEPROM，外部中断4个，16位计数器/定时器3个，MAX810复位电路，片内晶振。
2.2 STC89C52单片机特性参数
（1）STC89C52单片机特性【3】
1. 8K字节程序存储空间
2. 512字节数据存储空间
3. 内带2K字节EEPROM存储空间
4. 可直接使用串口下载
（2）STC89C52单片机参数【2】
1.改进型8051单片机，12时钟/机器周期或6时钟/机器周期可随意选用，指令代码和传统的8051单片机全部兼容。
2. 工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）。
3. 工作频率范围：0～40MHz。
4. 用户应用程序空间为8K字节。
5. 片上集成512字节RAM。
6.具有EEPROM功能。
7.16位的计数器/定时器3个，分为T0、T1、T2。
8.UART即通用异步串行口，甚至能用定时器软件完成多个UART。
9.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）。
三 总体方案
3.1 报警系统实现方案比较
（1）总体方案设计比较
方案一：用模拟电子电路组成被动红外报警器。系统主要分为12V电源电路、开机延时、信号放大电路、音箱报警、电压比较器以及红外线传感器，构成如图3-1所示的框图。
方案二：本方案分硬件和软件两个部分，处理器使用STC89C52单片机。在配套的程序软件控制下，此报警系统正常运作，安装在探测点上的红外探头会将人体发射出的红外线信息转换成电信号，然后打开门限输出TTL电平到单片机，于单片机内部，通过辨别判断、软件查找等过程即时送出报警状态控制信号，最后驱动电路放大信号并且促使声光报警装置做出相对应的动作【6】。系统组成如图3-2所示框图
（2）电源模块比较
方案一：使用市电做POWER，电路图如下图3-3。
方案二：用3节5号干电池（4.5V）给单片机供电。
（3）传感器模块比较
方案一：红外热释电传感器（PIR）是一种高灵敏度探测元器件，探测范围为0.1～10m，它能探测到人体向外散发的红外线，并且能够把红外信号转化成电压信号送出，若把这个电压信号放大，就能够促使各种控制电路开始工作。
方案二：多普勒微波传感器，运用多普勒雷达定理送出低功率的微波，再通过接收物体反射回的微波，如果微波运动传感器监测到物体地运动，它反射回的微波频率和送出频率发生了偏移，因而会于输出端生成一种低频电压信号。
（4）比较结果：通过对上述不同方案的详细描述，我们可以知道，方案二的总体设计不管是整体还是局部模块电路都比方案一要更加简单而有效；电源部分也一样，方案二更简单实用；最后关于传感器的比较，红外热释电传感器更加具有针对性，只会对进入探测范围的人作出反应，而多普勒微波传感器会对进入探测范围的所有物体作出反应，这不适合本设计的防盗报警器。
3.2总体设计
通过对上述不同方案的比较，本设计使用以51单片机为基础的红外热释电报警器，CPU使用51单片机系列的STC89C52，电源使用3节干电池组成的4.5V电压，在配套的系统软件控制下，整个系统正常运行。电路结构可划分为：单片机控制电路、LED指示灯、蜂鸣器、热释电红外传感器。
硬件电路图请见附录A。通过上述分析能知道在本报警系统中用到了以下电路元件：单片机的人工复位电路、按键、LED、蜂鸣器、单片机STC89C52，还有热释电红外传感器等部分单片机的外围电路等。其中黄灯：D3为红外热释电传感器的信号指示灯，有信号则亮，无信号则灭；绿灯：D2是布防指示灯，按下布防键，绿灯闪烁，布防完成后，绿灯长亮；红灯：D1是报警指示灯，如果有人闯入，则红灯闪烁；红灯：D4是电源指示灯，当电源接通时，红灯长亮；按键S1为复位按键；按键S2为人工取消报警按键；按键S3为布防按键；按键S4为紧急报警按键。
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