基于單片機(jī)的多功能家居警報(bào)系統(tǒng)

1、<p>　　基于單片機(jī)的多功能家居警報(bào)系統(tǒng)</p><p>　　[摘 要]家庭報(bào)警系統(tǒng)由主控制模塊、溫度傳感器模塊和溫度顯示電路、熱釋電紅外傳感器和霍爾傳感器、光敏電阻、煙霧傳感器等模塊組成。以AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)板組成的主控制電路為核心，使用DS18B20溫度傳感器檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，用LCD1602顯示實(shí)時(shí)溫度和鍵盤設(shè)置溫度上下限，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)置溫度時(shí)報(bào)警并風(fēng)扇自動(dòng)啟動(dòng)，直到實(shí)時(shí)溫度低于設(shè)置溫

2、度，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度低于設(shè)置溫度時(shí)報(bào)警并啟動(dòng)加熱裝置。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]AT89C52；DS18B20；溫度報(bào)警器；煙霧傳感器；光敏電阻 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TP327 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）14-0216-01 </p><p><b>　　1 研究背景 </b></p>

3、<p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，越來越多的家庭開始安裝使用家庭報(bào)警，所以對(duì)于家庭報(bào)警系統(tǒng)的多功能、高性能、穩(wěn)定性的需求越來越高。家庭報(bào)警器是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能采取對(duì)策的系統(tǒng)。報(bào)警主機(jī)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事件，就能通過聲光報(bào)警信號(hào)在安?？刂浦行臏?zhǔn)確顯示出事地點(diǎn)，使其迅速采取應(yīng)急措施。家庭防盜器廣泛應(yīng)用在

4、城市實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)等眾多領(lǐng)域。 </p><p><b>　　2 方案設(shè)計(jì)思想 </b></p><p>　　此次設(shè)計(jì)主要解決目前家庭報(bào)警器的功能單一，性能不穩(wěn)定和價(jià)格昂貴等問題。在本系統(tǒng)中使用溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)臥室的溫度，通過與按鍵設(shè)置的溫度相比較，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度高于設(shè)置溫度時(shí)，開啟風(fēng)扇（或空調(diào)）降溫。當(dāng)實(shí)時(shí)溫度低于設(shè)置溫度時(shí)，啟動(dòng)電熱器（或空調(diào)）升溫，目的是維持室內(nèi)

5、溫度。將紅外對(duì)管放到窗戶、陽(yáng)臺(tái)、門上用于檢測(cè)是否有人經(jīng)過，如果有人經(jīng)過，啟動(dòng)報(bào)警電路通知主人。把煙霧傳感器安裝到廚房，用于檢測(cè)煙霧和煤氣，當(dāng)檢測(cè)到煙霧和煤氣時(shí)發(fā)出警報(bào)并啟動(dòng)排氣扇進(jìn)行通風(fēng)換氣。使用霍爾元件檢測(cè)門是否關(guān)閉和檢測(cè)門是否正常開啟，如果非正常開啟，發(fā)出警報(bào)聲。 </p><p><b>　　3 系統(tǒng)總框架圖 </b></p><p>　　由上述方案設(shè)計(jì)思想，采

6、用系統(tǒng)總框圖，總框圖由溫度傳感器，煙霧傳感器，霍爾元件傳感器，LCD1602液晶屏，按鍵設(shè)置溫度，風(fēng)扇，加熱器以及報(bào)警電路組成，如圖3-1所示。 </p><p>　　4 主控電路的設(shè)計(jì) </p><p>　　硬件設(shè)計(jì)中最核心的器件是單片機(jī)AT89C52，一方面接收各個(gè)傳感器的信號(hào)，處理信號(hào)并產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)控制其它電路。另一方面驅(qū)動(dòng)LCD1602的顯示。整個(gè)系統(tǒng)的軟件編程通過C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)

7、AT89C52實(shí)現(xiàn)其控制功能。 </p><p>　　4.1 AT89C52系列單片機(jī) </p><p>　　AT89C52系列單片機(jī)產(chǎn)品繁多，主流地位已經(jīng)形成。多年來的應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，AT89C52的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)成熟，許多單片機(jī)芯片傾力于提高AT89C52系列產(chǎn)品的綜合功能，從而形成了AT89C52的主流產(chǎn)品的地位，今年來推出的與AT89C52兼容的主要產(chǎn)品有ATMEL公司融入f

8、lash存儲(chǔ)器技術(shù)推出的AT89系列單片機(jī)；Philips公司推出的80C52、80C552系列高性能單片機(jī)；華邦公司提出的W78C51、W77C51系列高速低價(jià)單片機(jī)；ADI公司推出的AduC8xx系列高精度ADC單片機(jī)[3]；Cygnal公司推出的C8051f系列高速單片機(jī)；由此可見，89C52已經(jīng)成為事實(shí)上的單片機(jī)主流系列，所以，本次設(shè)計(jì)選擇89C52單片機(jī)。 </p><p>　　4.2液晶顯示屏各種圖形

9、的顯示原理 </p><p>　　線段的顯示，點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H――00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）

10、=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長(zhǎng)度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。 </p><p>　　字符的顯示：用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8

11、15;8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了， </p><p>　　可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。 </p>

12、<p>　　漢字的顯示，漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5……右邊為2、4、6……根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)，直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。 </p&g

13、t;<p>　　4.3溫度報(bào)警電路的設(shè)計(jì) </p><p>　　在設(shè)計(jì)中我們選擇DS18B20溫度傳感器檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO-92小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃，可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度[1]，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用

14、寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 </p><p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。 </p><p><b&g

15、t;　　5 結(jié)論 </b></p><p>　　本章主要講述了家庭智能報(bào)警器的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方案，用系統(tǒng)總框架圖來體現(xiàn)智能家庭報(bào)警器的工作流程，介紹了溫度報(bào)警電路的設(shè)計(jì)?？刂破魇褂玫氖切詢r(jià)比較高的單片機(jī)利用不同傳感器對(duì)不同環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)然后反饋信號(hào)到單片機(jī)，單片機(jī)再對(duì)信號(hào)處理從而達(dá)到警報(bào)的效果。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p&

16、gt;<p>　　[1] 肖學(xué)云，無線電制作精匯[M].北京.人民郵電出版社 </p><p>　　[2] 王守中，51單片機(jī)開發(fā)入門與經(jīng)典實(shí)例[M].北京：人民郵電出版社 </p><p>　　[3] 譚浩強(qiáng)，C程序設(shè)計(jì)（第二版） [M].北京：清華大學(xué)出版社 </p><p>　　[4] 郭永貞，數(shù)字電子技術(shù)[D] .西安：西安電子科技大學(xué)出版社