[论文精品]家居防火防盗报警系统.doc

结论毕 业 设 计（论 文）题 目 家居防火防盗报警系统 姓 名 所在系别 电子信息工程系 专业班级 09计算机控制专业 学 号 指导教师 日 期 2011年11月23日 目录摘 要iabstractii一、 引言21、应用价值与背景22、现有实现方式23、设计特点3二、设计思路81、mcs-51单片机实现方式82、报警器系统逻辑框图8三、硬件电路设计241、总体逻辑框图242、报警、故障、正常鉴别电路243、掉电保护25四、软件设计261、报警器应用系统软件结构图262、主程序流程图27结束语28谢 辞29参考文献30摘 要当今世界，生命生活安全越来越受到人们的关注。人们对于防火防盗愈加关注，一个集防盗防火功能于一身的报警器在生活中就起了重要的作用。电子技术的蓬勃发展为实现这种报警器提供了必要的技术支持。我设计的这种报警器，与常见的单一的防火报警器或者防盗报警器相比功能跟强大。不仅能在无人条件下实现烟雾浓度报警，还可以在着火前达到预警作用并实现防盗窃报警功能。而且其成本更低，更能满足当今社会的需求。关键词 ： 防盗，防火，报警器 abstractin todays world, life is safe more and more get the attention of people. people pay more and more attention to the fire alarm, a theft proof and fireproof functions in a alarm in life plays a key role. the rapid development of electronic technology to achieve the alarm provides the necessary technical support.i designed this alarm can not only in no condition to realize the concentration of smoke alarm, but also before the fire reaches the warning function and realization of anti theft alarm. with the common single alarm fire or anti-theft alarm compared with powerful function, lower cost, better meet the needs of todays society.keywords theftproof； fireproof；alarming machine一、引言1、应用背景与价值当今社会，人们生活水平的提高使得安全系统受到人们的关注。因为现代家居装潢大多使用木质材料，如果发生火灾后果不堪设想，又因社会治安不法分子，一个防盗兼防火功能于一身的报警器就可以起到防患于未然的作用。单片微机具有体积小、运算速度快、抗干扰能力强、价格低廉、可靠性高等优点，所以本设计将使用传统的电路设计，采用mcs-51系列的8031为主机。2、现有实现方式（1）使用半导体气敏器件对可燃性气体的敏感特性，可以设计出防火报警器。设计防火报警器时，重要的是如何确定开始报警浓度，即设计报警器报警浓度下限。选低了，灵敏度高，容易产生误报；选高了，又容易造成漏报，起不了报警效果。一般情况下，对于丙烷、丁烷、甲烷等气体，都选定在其爆炸下限的十分之一。考虑到温度、湿度和电源电压变化的影响，开始报警浓度应有一定的变化范围，以确保环境变化时也不会发生误报和漏报。（2）盗警传感器主要根据用途选定。一般家用报警器，应考虑到经济关系，尽量减少成本。因为传感器的价格一般都很高，因此可用铜丝等一些导线或开关代替，放置在门、窗处或连接需要保护的物品。3、设计方法该报警器防盗功能采用断弦方式报警，报警灵敏。与已有的人体感应传感方式相比更灵敏且不易受外在干扰而误报。防火功能也是采用传感器报警相比热敏报警和光敏报警更灵敏。二、设计思路1、mcs-51单片机实现方式mcs-51单片机内部包含了作为微型计算机所必需的基本功能部件，各功能部件相互独立而融为一体，集成在同一块芯片上。为进一步介绍8031的内部结构和工作原理，现把各功能部件划分为cpu、存储器、i/o端口、定时器/计数器和中断系统等五部分加以介绍。因本设计主要用到cpu、存储器、i/o端口，所以只对这三部分作主要介绍。（存储器和i/o端口将在下章根据具体应用作详细介绍）8031内部cpu是一个字长为二进制八位的中央处理单元，也就是说它对数据的处理是按字节为单位进行的。和微型计算机cpu类似，8031内部cpu也是由运算器、控制器和专用寄存器组三部分电路组成。1）本设计采用的是mcs-51系列的8031为主机。根据设计的应用要求，现对8031进行介绍。 8031内部没有rom存储器，可以外接外部rom，但片内和片外之和不能超过64kb。ram存储器主要用来存放数据，故它又称为数据存储器。mcs-51的ram存储器有片内和片外之分：片内ram共128个，地址范围为00h7fh；片外ram共有64kb，地址范围为0000hffffh。因此，mcs-51 ram的实际存储容量是超过64kb的，如图2-1（b）所示。图中可见，片内ram的地址范围00hffh和片外ram的地址范围0000h00ffh实际上是同一个地址范围的两种不同表示方法。为了指示机器到片内ram寻址还是到片外ram寻址，单片机器件设计者为用户提供了两类不同的传送指令：mov指令用于片内00hffh范围内的寻址，movx指令用于片外0000hffffh范围内的寻址。片内ram共有128字节，分为工作寄存器区、位寻址区和便笺区。 工作寄存器区（00h1fh）这32个ram单元共分四组，每组占8个ram单元，分别用代号r0r7表示。r0r7可以指向四组中任意组，由psw中的rs1rs0状态决定。外部rom片内romea=1片外romea=o ffffh1000h 0fffh0000h （a）程序存储器地址分配sfr便笺区位寻区工作寄存器（03组）工作寄存器（03组）外部ramffh80h ffffh0000h7fh30h2fh20h1fh00h(b)数据存储器地址分配2、报警器系统逻辑框图p1.0-p1.3 p0 8031p1.4-p1.5 alep1.6-p1.7 p2.0-p2.4 p2.5-p2.7 rst/vpd psen声光报警74ls373a0-a7a8-a12ce2764d0-d7oe火警电路盗警电路掉电保护 三、硬件电路设计1、总体逻辑框图通过总体逻辑框图，勾画出硬件系统总体结构，并进行具体的功能分配，地址空间的划分以及有关技术措施的实现。1 恒流供电气体探测器电路图。图 2-3 恒流供电气体探测器电路图报警器特点是对气敏器件加热不是使用恒压源，而是恒流源。而报警器大多需要传感器、电源、检测回路分开放置。因此，需要采用恒流源供电。图 2-4所示恒流供电气体检测器电路图，气敏器件加热丝供电采用的是恒流源。恒流源由i、bg1、bg2等组成。监测电路即与电路图中的火灾探测点连接。在正常情况下，qm-n5的阻值很大约为20m欧姆,当火灾发生时它的阻值会迅速减少。2、 报警、故障、正常鉴别电路图2-4 火警、故障、正常鉴别电路该电路左端输入线与火灾探测器qm-n5相连；r3、r4分压电路来设置故障信号门槛电平vg；r5、r6设置火警信号门槛电平vh（vhvg）。若探测器状态设vt，vtvg则比较器1、2均输出低电平（比较器的正端电压大于负端电压，则输出高电平；反之，正端电压小于负端电压，则输出低电平），表示正常状态；如果vgvtvh，则比较器1、2均输出高电平，说明探测到火警信号。(本电路中正常时vg=7.5v,vh=10v,vt=5v;火灾发生时vt迅速增大)盗警、故障、正常鉴别电路输入线与盗警探测器相连，结构与图2-5大致相同；r3、r4分压电路来设置故障信号门槛电平vg；r5、r6设置火警信号门槛电平vh（vhvg）。若探测器状态设vt，vtvg则比较器1、2均输出低电平（比较器的正端电压大于负端电压，则输出高电平；反之，正端电压小于负端电压，则输出低电平），表示正常状态；如果vgvtvh，则比较器1、2均输出高电平，说明探测到盗警信号。3、掉电保护图2-5 掉电保护电路图本设计采用的是tl7705芯片。tl7705是电源监视用集成电路，其内部基准电压发生器具有较高的温度稳定性。7脚输入，rs设定监视电压。当rs=200欧姆时，监视电压为4.75v，即输入电压在34.75v之间时，6脚产生正脉冲使cpu复位即接rst/vpd。复位脉冲宽度td=0.13c3，其中c3单位为10-6f，td单位为s。可由1脚输出2.5v基准电压。为了吸收电源的纹波和脉冲干扰，通常在1脚接上0.1f的滤波电容。被监视的电源电压由5脚引入，当其值小于基准电压时，输出脚reset和 分别为高、低电平。当被监视的电源电压高于基准电压时，端子reset、 输出关断。tl7705当遇到掉电时，使单片机进入掉电工作方式。为保证单片机有足够的处理时间，取其检测电压为4.75v，当电源电压降到4.75v时，tl7705通过reset向单片机发出中断申请信号，单片机响应中断，保护现场数据，并进入掉电工作方式。四、软件设计1、报警器应用系统软件结构图应用系统软件监控程序主程序掉电处理显示程序数据采 集火警报警处理盗警报警处理火警故障处理盗警故障处理图2-7 报警器应用系统软件结构图2、主程序流程图主程序流程图5、 结束语六、谢辞参考文献1 涂时亮，张友德.单片机mcs-51用户手册.上海：复旦大学出版社，19922 方秉玲，陆忠化，郝国法.微型计算机控制系统分析与设计.北京：科学出版社，19923 胡汉才，单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，19964 谢筑森，张辉，陈粤初，耿德根.单片机开发与典型应用设计.合肥：中国科学技术大学出版社，1997.95 黄德培，方培生，牛文成.离子敏感器件及其应用.北京：科学出版社，19886 董国增，mcs-51单片机接口及应用试验和训练指导.北京：机械工业出版社，19997 许惠民，安德宁.单片微型计算机原理、接口、应用.北京：北京邮电学院出版社，19908 李秉操，张登举，傅寿英，徐飞.单片机接口技术及在工业控制中的应用.西安：陕西电子编辑部，19919 孙育才，苏学成.单片微型计算机应用系统设计与实现.南京：东南大学出版社，199010 杜仁毅，李慕靖，王建中，陈启帆.十六位微型计算机.上海：