红外声控报警系统的设计和实现通信技术专业.doc

摘要 这个红外声控报警系统是由中央控制器、红外传感器、声控传感器、报警器及键盘部分组成。控制器采用单片机AT89C52,红外传感部分采用红外发射接收一体化的光电传感器TCRT5000，声控传感部分采用驻极体话筒，扬声器和发光二极管作为报警设备。单片机通过红外传感部分和声控传感部分的传来的信号的变化来判断是否有外来者，如有则通过扬声器或者发给二极管来报警；红外传感器是通过发射管发射红外线到接收管，两个元件之间通过红外线进行连接，当有物体挡在中间时，便把电平的变化传给单片机；同理，声控传感器是把声音信号转换为电信号然后传送给单片机；键盘是用来设置报警触发的条件。 关键词：单片机 ； 汇编语言 ；红外传感器 ；声控传感器 ；AT89C52 Abstract The infrared voice alarm system is composed of a central controller, infrared sensors, voice-activated sensors, alarm devices and keyboard parts. Controller using microcontroller AT89C52, infrared sensing part of the integration of infrared transmitting and receiving electro-optical sensors TCRT5000, voice-activated sensor part of the use of electret microphone, speakers and light-emitting diodes as the alarm equipment. Microcontroller through the infrared sensor part and the voice-activated sensor part of the coming changes in the signal to determine whether there are outsiders, if sent through the speakers or the diode to the police; infrared sensors, infrared emission through the launch tube to the receiving tube, two between elements of a connecting via infrared, when there are objects stand in the middle, they then pass on the changes in level microcontroller; Similarly, voice-activated sensor is converted into electrical signals into acoustic signals and then transmitted to the microcontroller; keyboard is used to set the alarm trigger conditions. Keywords:microcontroller; assembly language;infrared sensor; voice-activated sensor; AT89C52 目录 摘 要 I Abstract II 引 言 1 1 设计任务 2 2方案论证与比较 2 2 系统硬件电路设计 3 2.1复位电路 3 2.2晶振电路 3 2.3液晶显示电路设计 4 1 基本操作时序： 5 2 状态字说明 5 3 RAM地址映射图 6 4 指令说明 6 5 初始化过程（复位过程） 7 2.4 温度传感器设计 9 1 DS18B20功能结构 9 2 DS18B20内部结构 11 2.5 存储电路 14 2.6 时钟模块的设计 16 1 引脚功能及结构 16 2 DS1302的控制字节 17 3数据输入输出(I/O) 17 4 DS1302的寄存器 18 5 DS1302实时显示时间的软硬件 18 6 DS1302的应用举例 19 7 结论 26 2.7 键盘接口的设计 26 3 系统原理图： 27 4 软件系统的设计 27 4.1 主程序 27 4.2 时间显示程序 28 4.3 时间调整程序设计 28 4.4 读取温度子程序 29 4.5 温度转换命令子程序 29 4.6 计算温度子程序 30 4.7 显示数据刷新子程序 31 4.8 温度数据的计算处理方法 31 4.9 温度值存储子程序 33 4.10查询子程序 33 5 测试方法与实验数据 34 5.1 测试仪器 34 5.2 硬件调试 34 5.3 软件调试 34 6 测试结果分析 34 7 设计总结： 35 参考文献 36 致 谢 37 附 录： 38 40 引 言 随着社会的快速发展，人们的生活水平也越来越高，因此如何保护人们的生命财产安全也成为了每个人关注的问题，因此，国内外防盗器的发展趋势将会不断发展。随之而来的是各种各样的防盗设备应运而生总体来说死有线的、无线的。从应用领域来进行分类，可以分为家居、汽车和便携防盗器。 红外防盗器是各种防盗设备中应用最广泛的设备之一，应用简单、方便，但是，外界干扰也比较大。单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。因此，采用单片机来控制红外线元件来来达到报警功能，可靠性将大大提高，而且也可以通过编程实现防盗报警的多样性，同时，在红外防盗系统中加入声控防盗模块也可以进一步提高防盗的可靠性。 1 设计任务 设计制作一个红外声控模块电路，具有当有人通过时实现报警，并通过发光二极管和扬声器来报警。 1.1 基本部分 ① 当红外声控模块处于待机时，发光二极管和扬声器不发光也没有声响。 ② 键盘可设置防盗模块的开始工作和结束的时间，也可手动直接开启和结束其工作。 ③ 合理布局安装防盗设备，减少红外、声控设备误报警的发生。 1.2 发挥部分 ① 可再加上一块单片机控制模块，实现两个单片机控制模块的通信，这样可把一个安置在家里，实现远程控制，可使防盗器的使用更方便，更人性化。 方案论证与比较 2.1 主控制器选择 按照系统的设计功能要求，本系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来配合按键控制，来控制红外、声控模块及显示、扬声器。 对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小，这里我们用AT89S52，它有8K字节在系统可编程Flash存储器,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。 2.2 计时控制方案 方案1：使用专用时钟芯片 使用微控制器控制专用时钟芯片实现计时控制，这种方案有着计时精度高、控制简单的优点，而且更易于实现日期/时间显示、定时烹调等计时扩展功能。 方案2：采用MCU内部定时器。 AT89S52内部含有3个定时器，可以利用一个定时器与程序计数器相结合的方式，在系统晶振的驱动下，产生标准时钟频率。 由于方案2具有较好的灵活性、较少的电路器件和较高的性价比，而且通过精确的软件补偿使精度完全可以满足控制需要，所以选择该方案完成设计。 2.3 红外元件选择 方案1：使用发射接收一体化元件 这是一个把接收与发射做在一起的元件如TCRT5000，使用时不用考虑接收端与发射端是否对齐，因此使用这种元件，会使电路变的更方便。 方案2：使用独立的发射、接收红外元件 这是两个元件，一个是接收的，一个是发射的，在使用安装这种元件时，要把接收端与发射端的对齐才能使用，这样会带来给多的不便。 由于方案1使用起来会更方便，所以选择该方案来完成设计。 2.4 键盘电路方案 方案1：独立式键盘电路 独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立地与一根数据输入线（即单片机并行口或其他接口芯片的并行口相连）。在按键较多的情况下由于其占用的I/O口线多而不采用独立式键盘电路。 方案2：矩阵式键盘电路 矩阵式键盘采用行列式结构，按键设置在行列的交点上，当口线数量为8时，可以将4根口线定义为行线，另4根口线定义为列线，形成4×4键盘，可以配置16个按键。 由于设计中采用数个键盘，故采用方案2。 系统总体电路设计及IC资料 1.3 系统总体电路设计 AT89S52 单片机 声控模块 LED显示 扬声器 红外模块 键盘电路 系统由声控模块、红外模块、单片机控制模块、扬声器和LED模块及键盘显示电路组成。 用户可以通过键盘设置报警的条件，如启动时间和结束时间，然后通过采集红外、声控的信号，然后通过led灯和扬声器来报警。 3.2 IC资料介绍 3.2.1单片机AT89S52 （1）主要性能： ① 与MCS-51单片机产品兼容 ② 8K字节在系统可编程Flash存储器 ③ 1000次擦写周期 ④ 全静态操作：0Hz~33Hz ⑤ 三级加密程序存储器 ⑥ 32个可编程I/O口线 ⑦ 三个16位定时器/计数器 ⑧ 八个中断源 ⑨ 全双工UART串行通道 ⑩ 低功耗空闲和掉电模式 ⑪ 掉电后中断可唤醒 ⑫ 看门狗定时器 ⑬ 双数据指针 ⑭ 掉电标识符 （2）功能特性描述： AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K在系统可编程 Flash存储器。使用 Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业 80C51产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的 8位 CPU和在系统可编程Flash,使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash, 256字节RAM, 32位 I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针,三个 16位 定时器/计数器,一个6向量 2级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52可降至 0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下,RAM内容被保存，振荡器被冻结, 单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。 （3）引脚图 AT89S52单片机有40个引脚，引脚图如图3.1所示 图3.1 AT89S52引脚图 ① VCC：电源 ② GND：地 ③ P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O