2022年单片机的电话报警系统毕业设计方案.docx

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1、精品学习资源毕业论文业电气自动化技术题目基于单片机的电话报警装置专班 级过自 3092 同学姓名谢大喜指导老师张辉 答辩日期摘 要本系统设计一个基于 51 单片机的电话防盗报警装置，使用ATMEL公司的 8 位单片机 AT89S51作为中心掌握器 , 结合红外传感技术、芯片 CD4066、74LS154、74LS04， HT9200B等，通过单片机对 4-16 的 74LS154 译码器输出相应的编码 , 然后经过 74LS04 六反相缓冲器对模拟开关相应的掌握引脚输出高电平, 以达到对电话机输入相应的按键信号，以驱动电话机拔号；或通过双音多频DTM）F 信号发生器 HT9200B产生 DTM

2、F欢迎下载精品学习资源音频信号拔号；使用传感技术，对不同的范畴进行防盗，当盗贼进入到传感监测范 围，传感器接收并发出信号，系统响应报警；系统采纳拔号装置与电话线连接自动报警，操作简洁，快捷，且系统的精度和稳固性高；关键字：单片机红外传感技术 STC89S51RC74LS04目录第一章绪论 1其次章防盗器简介 12 1 自动报警装置特点 12. 2系统结构 1第三章硬件系统 13. 1主掌握器方案设计与论证 13 2 报警传感器 23 2 1红外对管传感器 23 2 2红外热释电传感器 33 3 传感器电路 43 4电话拨号 73. 5显示器 113.6 键盘接口电路 11欢迎下载精品学习资源第

3、四章软件设计 144. 1 主程序流程图 144 2 号码设置子程序流程图 144 3 储备器安排 164 4 系统主程序 164 5 内部 EEPRO的M 应当程序 174 6 读取内部数据程序 174 7写入数据程序 174 8 扇区擦除子程序 184 9 行列式键盘输入程序 184 10 显示程序 19结论 21参考文献 22致谢 23欢迎下载精品学习资源第一章 绪论随着社会的进展，人的活动、居住区域越来越大，偷窃、火灾、煤气中毒等安全问题越来越受到人们关注；家庭报警系统已经成为家庭需求，办公楼以及商店等也把安全问题作为重点来抓；目前，市场上虽已售有多种自动拨号报警器，但质量参差不齐，高

4、端产品价格特别昂贵，而低端产品质量和性能很难得到保证；本系统讨论的方向是智能化、可扩展、性价比高的智能语音报警系统；本系统立足于人性化的交互治理，个性化的保密设置，以及应用语音频谱分析技术，具有极高的安全性能；其次章 防盗器简介2 1 自动报警装置特点本系统是一个基于公共电话网络，以微处理器为掌握器的红外报警系统，可分为核心掌握台和报警传感外设两部分；掌握台的核心部分由一片51 单片机组成；使用 ATMEL 公司的 8 位单片机 AT89S51 作为中心掌握器 , 结合红外传感技术、芯片CD4066、74LS154、74LS04，HT9200B等，通过单片机对 4-16 的 74LS154译码

5、器输出相应的编码 , 然后经过 74LS04 六反相缓冲器对模拟开关相应的掌握引脚输出高电平, 以达到对电话机输入相应的按键信号，以驱动电话机拔号；或通过双音多频为号 主掌握器，完成数据处理，号码的储模块存、拔号及液晶显示器E的EP显RO示M掌握等；模块方案 2：采纳凌阳公司的 16 位单片机 SPCE061A作为主掌握器；该芯片内集成有并行的 I/O 端口，模数转换 ADC ,数模转换 DAC ,定时器/计数器,RAM ,FLASH 等器件；比较：如采纳凌阳公司图的2.116自位动单报片警机装置S系PC统E结06构1A图作为主掌握器，由于 SPCE061A内置有 2K 的 SRAM和 32K

6、 的内存 FLASH，实现本系统的数据处理及液晶显示所需的资源虽欢迎下载精品学习资源然都能满意，但是模数转换ADC ,数模转换 DAC ,定时器/计数器 ,RAM ,FLASH 等器件在本系统中都用不上；采纳通用 51 单片机， 51 系列单片机是目前使用时间最长、最为成熟的单片机系列，由于 51 单片机内部有 256B 的 RAM和 4K 的 ROM，考虑到实现本系统不需要大量的数据处理及液晶显示也不需占用大量的ROM资源等，用 51 单片机就能满意本系统需要的RAM和 ROM，其 I/O资源相当丰富， ROM用于程序存放及储备预存号码，另外可扩展EEPRO，M或者使用内部有 EEPROM的

7、 STC89C5，1 为精简硬件系统带来了极大的便利，一片廉价的 89S51单片机就可以完成整个系统的主要功能，不仅体积小而且牢靠性高；基于此，本系统采纳 STC89S51R单C 片机作为主掌握器；3.2 2 报警传感器3.2.1 1红外对管传感器红外传感器可采纳红外发射接收对管，这类对管体积小，隐藏性好，工作原理主要是由发射管发出红外线信号，当有物体遮挡，接收管的光敏二极管 或光敏基极三极管）接收到反射信号，从而转变物理参数；详细应用电路如图 2.1 ，电路中，调整发射管的限流电阻 200R），可以调整灵敏度，但是留意不能让电流超过 50mA，以免烧毁发射管；红外对管的优缺点优点：体图积3小

8、.1 ，红器外件对功管耗原小理，图安装简洁，接线简洁，隐藏性好，价格低廉；缺点： 1 、简洁受较强列光源干扰； 2、检测距离较短，较远的物体不易被探头接收；红外对管的接法敏捷 , 可依据自身设计的电平需求 , 接成不同形式；为了红外对管可以接收更大范畴的信号 , 输出侧的 11K 上拉电阻在没有输入信号时使输出端保持高电平， 假如电路里已经有信号输入上拉电阻，就可以省略本处的10K 电阻；此电阻不能太小阻值，否就信号输入时低电平可能会达不到单片机的低电平要求；如图:欢迎下载精品学习资源图 3.2 红外对管接线图只要在红外线发射接收对管的正上方有对红外光有反射作用的物质，图示的输出端口“ P3.

9、2 ”的电平立刻从高变成低；3.2.2 2红外热释电传感器人体都有恒定的体温，一般在37 度，所以会发出特定波长 10UM左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10UM左右的红外线而进行工作的；人体发射的10UM左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后集合到红外感应源上；红外感应源通常采纳热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平稳，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号；下图为红外热释电传感器结构图，可采纳市面上常见的LHI778；图 3.3红外热释电传感1、这种探头是以探测人体辐器射为目标的；所以热释电元件对波长为10UM左右的红外辐射必须非常敏感

10、；2、为了仅仅对人体的红外辐射敏锐，在它的辐射照面通常掩盖有特别的菲泥尔滤光片 ， 使 环境 的 干 扰受 到 明 显的 控 制作 用 ；3、被动红外探头，其传感器包含两个相互串联或并联的热释电元；而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生欢迎下载精品学习资源释 电 效 应 相 互 抵 消 ， 于 是 探 测 器 无 信 号 输 出 ；4、一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不 能 抵 消 ， 经 信 号 处 理 而 报 警 ；5、菲泥尔滤光片依据性能要求不同，具有不

11、同的焦距 感应距离），从而产生不同的监控视 场 ， 视 场 越 多 ， 控 制 越 严 密 ；被 动 式 热 释 电 红 外 探 头 的 优 缺 点优点： 本身 不发任何类型 的辐射 ， 器件功耗很 小， 隐藏性好；价 格低廉；缺点： 1 、简洁受各种热源、光源干扰； 2、被动红外穿透力差，人体的红外辐射简洁被遮挡，不易被探头接收； 3、易受射频辐射的干扰； 4 、环境温度和人体温度接近 时 ， 探 测 和 灵 敏 度 明 显 下 降 ， 有 时 造 成 短 时 失 灵 ；抗干扰性能1、防小动物干扰：探测器安装在举荐地使用高度，对探测范畴内地面上地小动物，一般不产生报警；2、抗电磁干扰：探测器

12、的抗电磁波干扰性能符合GB10408中 4.6.1要求，一般手机电磁干扰不会引起误报；3、抗灯光干扰：探测器在正常灵敏度的范畴内，受3M 外 H4 卤素灯透过玻璃照耀，不产生报警；红外线热释电传感器的安装要求红外线热释电人体传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系.；正确的安装应满足下列条件：1、 红 外 线热 释 电 传感 器 应 离地面2.0-2.2M；2 、红外线热释电传感器远离空调,冰箱，火炉等空气温度变化敏锐的地方；3、红外线热释电传感器探测范畴内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物；4、红外线热释电传感器不要直对窗口，否就窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有

13、条件的最好把窗帘拉上；红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的地方；3.3 3 传感器电路如下图所示，电路由单调解码器LM567自身产生的振荡信号转化为红外信号，然后形成一个闭环回路，再通过人体靠近使闭环回路的信号发生变化而触发单片机发出报警 信号；LM567的 5、6 脚形成振荡，振荡频率由 R7、C3 打算；振荡信号一路从 5 脚输出经C5 耦合到运算放大器 A1 隔离、缓冲，输出经VT1 放大后驱动红外线发射管 VD1发射出红外线； VD1、VD2分别为红外线发射、接收对管；当人体靠近红外对管时，VD1 发射的红外光经人体反射到VD2上， VD2接收到红外红经 C1 耦合到运算放大器

14、 A2 放大，再经C2 输入到 LM567的 3 脚；由于 3 脚输入信号的频率是 LM567自身的振荡频率，频率完全相等，所以 LM567对输入频率进行比较后8 脚输出低电平，将钳位二极管VD3的负端拉低，使单片机的 P3 2 引脚的电位为被钳制在二极管的管压降 0 7V）左右，单片机将会读到 P32 引脚显现负脉冲，发出报警信号；人体离开后， VD2红外线消逝， LM567的 3 脚无输入， 8 脚输出为高电平， VD3的负欢迎下载精品学习资源端因变为高电平而截止，单片机的P32 经上拉电阻 R8而重新输入为高电平；图 3.4 传感器电路器下图与上图原理相像， LM567的 5 脚输出信号

15、用反相器 a 放大，当人体靠近时， VD2接收到 VD1发射过来的红外信号，经非门 b、c 两级放大，由 C4 耦合到 LM567的 3 脚；8脚 输 出 低 电 平 ；人体离开后， VD2红外线消逝， LM567的 3 脚无输入， 8 脚输出为高电平， VD3的负端因变为高电平而截止，单片机的 P32 经上拉电阻 R8而重新输入为高电平；图 3.5 传感器电路器基于单片机的电源电压为 5V，因 LM567的电压范畴较宽 4.75-9V ）， LM324的电压范畴更宽，可达3.0-32V ，为了防止输出信号过高，接口电路采纳钳位二极管电路，如下图欢迎下载精品学习资源所示，当输入高电平常，二极管

16、VD3 反向截止，由 5V 电源经电阻 R11 输入高电平，防止由于电压过高而损坏单片机，当输入低电平常，二极管导通，即可把单片机引脚的电位拉低；图 3.6接口电路这两种电路原理接近，电路设计新奇，利用解码器自身产生振荡信号，使振荡信号形成闭环回路，再重新输入到音调解码器LM567；这样，不仅简化了电路，而且又免去了较麻烦的调试步骤；由于音调解码器通过比较输出与输入信号的频率，所以可以很好 地防止了日光与灯光以及电磁波等辐射的干扰，精确性很高；3.4 电话拨号：通过单片机掌握采纳双音多频 DTMF）发生器 如 HT8200B）产生音频拔号信号，通过三极管 8550 和音频变压器耦合到电话线上，

17、此法拔号便利快捷，由于直接采纳拔号芯片而不需改将电话机，故硬件电路简洁，稳固性相对方案一更高，专用性更高，成本更低，更便于批量生产，但亦因其拔号及专用性高的特点，故此产品只能用作报警之用，不能当一般的家用电话使用，由于此芯片只有拔号功能，并不能用作接听及通话等用途，不过可以与家用电话共用同一条电话线，不必特地申请一条电话线；芯片简介HT9200A/B 双音多频信号发生器被可由指令掌握产生16 种双音多频信号和8 种单频信号，并由 DTMF引脚输出； HT9200A供应一种串行模式，而 HT9200B可能挑选为串行或并行模式，该芯片可以有多种应用，如安全系统、家庭自动化、通过电话线进行远程控制、

18、通讯系统等；欢迎下载精品学习资源图 3.15 拨号芯片串行模式下 HT9200A/HT9200）B在串行模式下， HTA9200A/B 通过 DATA引脚输入的一个5bit的代码来掌握不同的DTMF信号输出，这 5 位代码依据 D0到 D4的次序来传，并且数据要在 CLK引脚下降沿到来之前放到输出锁存中；因不本设计采纳的是并行模式，固串行模式不再详述；并行模式下 只适用于 HT9200B）HT9200B 除了能用于串行模式，仍能用于并行模式, 当 s/p引脚为高电平常， HT9200B 工作在并行模式；在并行模式下，HT9200B 通过 D0D3 引脚输入的代码来掌握不同的DTMF信号输出；

19、HT9200B是在 CE信号由高电平变为低电平常接收数据的；在CE下降沿和 DTMF产生信号输出之间会有一个延时大约为 6ms）图 3.16 拨号时序图掌握代码与频率输出对应关系 并行模式）：欢迎下载精品学习资源图 3.17 代码图应用范例如下串行模式：并行模式：图 3.18 串行接线图欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源3.5 5 显示器图 3.19 串并行接线图欢迎下载精品学习资源为了让用户更加清晰程序运行状态, 本系统加入了 LCD 液晶显示器， LCD 的种类繁多，有能用的，也有专用的，基于本系统所以显示的内容不多，应选用能用显示器1602图 3.20 显示器接线图如下列图， 16

20、02LCD 的用法简洁，从左边起是三个引脚分别是电源地、电源正极、对比度调剂，接着三个的掌握端，右边八个是数据输入引脚；如数据端接在单片机的P0口，由于 P0 口输出驱动电路为开漏电路，所以要外接上拉电阻，才有高电平输出，如接到 P1P3口，由于其输出驱动电路内部已有上拉电阻，所以无需外接上拉电阻；3.6 键盘接口电路键盘是单片机系统中最常用的人机对话输入设备，用户通过键盘向单片机输入数据或指令；键盘掌握程序需完成的任务有：监测是否有键按下，有键按下时，在无硬件去抖动电路时，应用软件延时方法排除按键抖动影响；当有多个按键同时按下时，只处理一个按键，不管一次按键连续多长时间，仅执行一次按键功能程

21、序；欢迎下载精品学习资源行列式键盘的结构及工作原理：图 3.21 行列式键盘电路图本设计中用到的键盘是与 P2 口连接的，在上图中，键盘是与 P口连接的，两者原理上是一样的，现在就以 P1 口的接口电路加以说明； P1 口的 8 位 P1.0 P1.7 为键盘口线， 组成 4 行 4 列共 16 个按键的行列式键盘矩阵，其中行线P1.0 P1. 为键盘扫描输出线，列线 P1. P1. 为键盘扫描输入线，通过 4 个上拉电阻接到电源；在行列线的交叉点上为按键，行线和列线分别接到按键开关的两端；当键盘上没有键闭合时，行线和列线之间是断开的，全部列线输入全部为高点平；当键盘上某个按键按下时，就对应的

22、行线和列线短接，行线输出即为列线输入；当键盘初始化时全部行线输出低电平，就通过读取的列线值状态是否全为1，即可判定有无键按下；但到底是哪个键按下的，此时并判定不出来，仍必需通过键盘扫描才能判定；在键盘扫描时，先让第一行 P1.0 输出低电平 0，其余行 即 P1.1 行）输出高电平 1，检查各列P1. P1. 列）的输入状态值，如某列的输入电平为0，就第一行线和对应列线相交的键按下，否就可判定在P1.0 行的键没有被按下；如 P1.0 行无键按下，就连续扫描下一行 P1.1 行），让 P1.1 行输出低电平 0，其余行 即 P1.0 行）输出高电平 1，同样检查各列 P1. P1. 列）的输入

23、状态值，如某列的输入电平为0，就其次行和对应列线相交的键按下，否就P1.1 行无键按下；三四行亦如此，当四行均扫描完，仍未检查到列线输入值有 0 的情形，就表示此次并无键按下；这种工作方式称为键盘扫描；行列式键盘掌握程序需完成的任务键盘的工作方式有循环扫描方式和中断扫描方式两种；在CPU 完成其他任务的空余时间，调用键盘子程序，来响应按键的输入；在执行按键功能程序时，CPU不再响应按键输入要求；键盘扫描子程序一般完成如下任务；判定键盘有无按键按下其方法是在键盘输出线 行线 P1.0 和 P1. 输出全为 0，读取键盘输入 ，北京：中国劳动社会保证出版社，2006年 7 月第一版2 卿太全，李萧

24、 , 郭明琼，常用数字集成电路原理与应用，北京：人民邮电出版社，2006.1 月第一版欢迎下载精品学习资源3 付植桐主编，尹常永副主编，电子技术，北京：高等训练出版社，2004 年 6 用其次版4 宏晶科技 深圳）， STC89S51RC/RD系+列单片机器件手册5 邱关源主编 , 电路, 北京: 高等训练出版社 ,1999 年 6 月第 4 版6 张义和、陈敌北编著，刘丹改编，例说8051, 人民邮电出版社， 2006 年 1 月 1 号第一版致谢本论文是在我的导师老师的亲切关怀和尽心指导下完成的；他庄重的教案态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和鼓励着我；从课题的挑选到论文的最终完成，刘志远老师都始终赐予我细心的指导和不懈的支持；在此谨向全部科任老师特别是我的指导老师刘志远老师致以真诚的谢意和崇高的敬意！在此，我仍要感谢在一起开心的度过高校生活的同学们，正是由于他们的帮忙和支持，我才能克服一个一个的困难和疑问，直至本论文的顺当完成；欢迎下载