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DZ260
无线
防盗
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总机
设计
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DZ260无线防盗报警系统总机设计,DZ260,无线,防盗,报警,系统,总机,设计
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摘 要本设计是无线防盗报警系统总机设计，无线防盗报警系统由两部分组成总机和分机；本系统用于投影机VGA线被拔报警。由分机检测VGA线，当分机检测到VGA线被拔掉时，将报警信息通过无线信号发送给主机，主机进行报警，并显示相关的信息。无线防盗报警系统总机设计使用PIC16F73单片机为核心，使用无线接收模块接收无线电波信号并解调成数字信号由单片机通过异步串口接收，采用液晶显示器显示相关的信息，使用蜂鸣器进行报警。本系统具有简单、实用、成本低廉等特点，也可以拓展用于其他场合的报警。无线接收模块为超再生接收电路，使用AM调制方式；液晶显示模块为十位段式的液晶显示器，本系统中只用了液晶显示器的其中四位，两位显示报警位置号码，另两位显示报警的分机号码。关键词：PIC16F73单片机；无线接受；报警器；液晶显示器AbstractThe design is the switchboard of the wireless anti-theft alarm system. The wireless anti-theft alarm has two parts. One is switchboard. The other is separate computer. The system is used in VGA line of alarm of projector. When the separate computer detect the VGA lost, the switchboard can receive the alarm information. The switchboard alarms and display the information.The core of the wireless anti-theft alarm switchboard is design in PIC16F73 microcontroller. The system makes the wireless receiver gain the radio wave information, and mediates it into digit information received through the asynchronous serial port of the microcontroller. It use the liquid-crystal display(LCD) display the related information and alarmed in buzzer. The system has the advantage of simple, practical and less-cost.The wireless receiver module is the super-regeneration circuit. The mediation is AM; The LCD are ten segments of liquid-crystal display, This system only uses the four segments of the LCD. There are two byte of display alarm. The other two display is separate computer number.Keyword:microcontroller(PIC16F73); wireless receive; alarm ; liquid-crystal display目 录1 绪 论11.1 课题背景及目的11.2 国内外发展情况11.3 设计思想22 单片机的概述32.1 单片机简介32.2 单片机的发展32.3 单片机特点42.4 单片机的一般结构42.4.1 中央处理单元(CPU)52.4.2 存储器RAM和ROM52.4.3 输入/输出(I/O)接口52.4.4 单片机的应用52.5 单片机发展趋势63 PIC16F73简介83.1 PIC单片机概述83.2 PIC16F7X系列微控制器概述83.2.1 PIC16F7X微控制器性能特点简介83.2.2 PIC16 F73的引脚功能103.3 PIC芯片晶振设计124 系统硬件设计134.1 显示模块的设计134.1.1 LCD数码显示134.1.2 LCM103液晶显示器134.2 电源的设计174.3 接收部分设计184.3.1 接收模块184.3.2 整形模块205 系统软件设计235.1 同步/异步串行接口USART235.1.1 USART相关的寄存器245.1.2 USART波特率发生器255.1.3 USART异步接收器265.2 中断技术285.2.1 中断处理过程285.2.2 中断相关的寄存器305.3 接收流程图及程序335.3.1 接收流程图335.3.2 接收程序355.4 显示流程图及程序375.4.1 显示流程图375.4.2 显示程序396 结论50致 谢51参考文献52附录（A） 英文原文53附录（B） 汉语翻译57附录（C） 整体电路图60621 绪 论1.1 课题背景及目的 随着社会不断发展，人们的生活水平不断的提高，公众的私有财产日益丰富,同时由于社会发展的不平衡和贫困差距的存在，社会关系也日趋复杂，入室盗窃行为时有发生，危及到人们的生命和财产安全。随着国家智能小区的推广,防盗系统已成为智能小区的必须设备，各种防盗系统应运而生，本文将参考市场上的已有的防盗器材,综合他们的优点,开发出具有无线防盗报警功能的总机设计系统。系统采用无线数据传输方式，传输距离远。本系统不仅工作稳定可靠，能高效防盗而且体积小巧，外形美观，价格低廉，有着良好的社会价值和经济价值。 单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。无线电技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。这种无线收发电路采用AM调制方式。接收电路首先将接收到的无线电波进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。一个防盗系统的功能主要体现在报警主机的功能上1.2 国内外发展情况 防盗报警产品的发展趋势，产品技术将在数字化、无线化、集成化前提下力求突破。而在应用市场上，将朝更细化的方向前进针对不同市场，推出不同产品。以成长最快的住宅小区应用为例，住宅小区设计的定向幕帘式防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防报警集成系统产品都将是亮点。而除了住宅小区、商办大楼的室内/外应用，机场、码头、养殖场、矿场、油田等室外应用更是有广阔的空间。在报警系统方面，西方发达国家的产品比国内的品种更多。其性能也较国内良好。所谓每样东西都有其发展的原因，报警器的出现也有其出现的原因。首先，西方资本主义国家的经济基础好，起步早，发展就比较快，人们的私有财产更加丰富；其次，西方的资本主义制度金钱观始终统治了人们的思想，人们更加注重对自己私有财产的保护。人们有了购买需求，自然会推动相关产品的涌现；再次，在资金和技术上，我们国家也与西方国家有一点的差别。因此国内的相关产品品种没有国外丰富。本文将研究无线防盗报警系统，在国内市场上这类的产品也有很多，功能也各不相同。另外还有红外监控无线报警器，超声波防盗报警器，红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式延时防盗报警器，触摸式防盗报警器，红外报警器，红外线声先报警器等等。 1.3 设计思想 单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛应用与工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域，它具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点。因此，越来越受到工程技术人员的重视。 单片微型计算机，简称单片机。它是在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU），只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM），输入/输出接口，可编程定时器/计数器等，总之，一块单片机芯片就相当于一台微型计算机。本设计所选用的单片机是美国Microchip公司推出的PIC 8位系列单片机（PIC16F73），构成防盗报警系统的总机控制器。本系统具有远程报警功能，如果发生盗贼闯入、抢劫、烟雾、燃气泄漏、玻璃破碎等紧急事故，报警分机就会立即发射报警信号，通过无线电波传输，报警系统主机接受到信号后通过单片机软件解码获知报警区域及位置并由LCD液晶显示器显示出来，与此同时扬声器发出警报声音，完成报警。2 单片机的概述2.1 单片机简介 单片机在过去仅仅是以一种把CPU、存储器、I/O接口集成在一起的集成电路面目出现，它的功能和目的只限于小型控制。随着电子技术和计算机应用的发展，单片机技术在近年已经有了很大发展。今天它已经深入到数字信号处理、计算机网络、并行处理等大型系统中，并且采用了大量新颖的技术，也产生了各种具有新的结构和功能的单片机。普遍认为单片机是在一块硅片上集成了中央处理器(CPU)、存储器(RAM,ROM,EPROM)和各种I/O接口(定时器，计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器以及脉冲调制器PWM等),这样一快芯片具有一台计算机的功能，因此被称为单片微型计算机。2.2 单片机的发展单片机也即单片型微型计算机的简称，它是在一块硅片上集成了中央处理器（CPU），存储器（RAM，ROM，EPROM）和各种输入，输出接口（定时器，计数器，并行I/O，串行口，A/D转换器，以及脉冲调制器PWM等），这样一块芯片具有一台计算机的功能。所以它具有集成度高，体积小，功能强，稳定可靠等优点，正因为此，它自从问世以来在智能仪器仪表，机电设备过程控制，自动检测，家用电器和数据处理等各方面得到广泛的应用。单片机按照其用途可分为通用型和专用型两大类。通常所说的和本文所介绍的就属于这一类。通用型把开发资源（如ROM，RAM，EPROM，I/O口）全部提供给使用者。专用型则其硬件和指令都是按照某个特定用途设计的。单片机按发展历史可分为四个阶段：第一阶段（19741976）：单片机初级阶段。因为工艺限制，单片机采用双片的形式而且功能比较简单。第二阶段（19761978）：低性能单片机阶段。它一般不带有串行I/O接口，寻址范围通常为4K字节，它是8位机的早期产品，如MOSTEK公司的3870，INTEL公司的8048，MCS48系列单片机。这些单片机集成8位CPU，并行I/O口，8位定时器/计数器RAM和ROM等，但是不足之处是无串行口，中断处理比较简单，片内RAM和 ROM 容量较小且寻址范围不大于4K。第三阶段（1978现在）：高性能单片机阶段。这个阶段推出的单片机普遍带有串行I/O口，多级中断系统，16位定时器/计数器，片内ROM，RAM容量加大，且寻址范围可达64K字节，有的片内还带有A/D转换器。在软件方面，高档8位单片机较中低档机有很大进步，不仅指令的功能增强，而且单条指令功能也增多，运算速度大大提高了。这类单片机的典型代表是：Inter 公司的Mcs-51 系列，Mortorrola 公司的6801和 Microchip公司的PIC系列等。由于这类单片机的性能价格比高，所以仍被广泛使用，是目前应用数量较多的单片机。第四阶段（1982现在）：16位和超 8位单片机，以及32位机的推出阶段。由于它批量小，价格贵，因此应用不是很普遍。但是可以预料，16位机和32位机将来会越来越受到人们的重视，在今后几年内，其应用将日渐广泛。2.3 单片机特点单片机具有体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设，军事，工业等领域均得到广泛的应用，已经深入到各个领域。单片机在检测，控制领域中，具有以下特点。单片机的特点：1 小巧灵活，成本低，易于产品化。它能方便地组装成各种智能式测控设备及各种智能仪器仪表。2 可靠性好，适应温度范围宽。单片机本身是按工业测控环境要求设计的，可以适应各种恶劣环境。3易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控制功能强。4可以很方便的实现多机和分布式控制。2.4 单片机的一般结构单片机的结构有两种类型。一种是哈佛(Harvard)结构，即程序存储器和数据存储器分开编址的结构。MCS-51系列就是采用了这种结构。另一种是普林斯顿(Princeton)结构。这种结构将程序存储器和数据存储器统一编址。MCS-96系列就是普林斯顿结构。单片机不论采用以上哪种结构，其基本组成包括：CPU,ROM,RAM和I/O接口。2.4.1 中央处理单元(CPU) CPU是计算机的核心部件，它决定了单片机的主要功能特性。与所有的计算机一样，单片机的CPU由算术运算单元(ALU)和控制单元组成，完成算术、逻辑、控制和协调各项基本单元的操作。与通用微机相比，单片机没有明显的数据总线和地址总线，往往采用数据总线和地址总线复用的形式。2.4.2 存储器RAM和ROM由于受到集成度的限制，单片机内的存储器单元较少，一般RAM不超过256B，ROM或EPROM为18KB。片内RAM仅作为特殊功能寄存器和用与暂存数据的通用寄存器。在采用哈佛结构的MCS-51单片机内部，RAM和ROM(或EPROM)是分开编址（即地址可以重叠），但RAM与ROM的作用是严格分工的。RAM专用作数据存储器，而ROM作为程序存储器，用来存放程序指令及表格、常数。有些单片机(如8031、8098)内不带ROM或EPROM，由用户在片外扩展。2.4.3 输入/输出(I/O)接口单片机都带有数量不等的输入/输出(I/O)接口。在并行I/O接口传输线中，有单向I/O接口也有双向I/O接口。有的单片机还带有串行接口和A/D,D/A转换器。此外，单片机还有时钟电路、定时器/计数器及中断系统等。2.4.4 单片机的应用在国外，单片机的应用已相当普及。国内从1980年开始才着手开发应用,至今已拥有数十家工厂专门生产单片机的开发系统，数以万计的科技工作者已投身到单片机的开发和应用中，显示出越来越多的优越性，预示着单片机在我国有着广阔的应用前景单片机从家用电器，智能仪器仪表，工业控制直到火箭导航尖端技术领域，单片机都发挥着十分重要的作用。单片机的应用范围,单片机主要可用于以下几方面。1测控系统中的应用控制系统特别是工业控制系统的工作环境恶劣各种干扰也强，而且往往要求实时控制、故要求控制系统工作稳定、可靠、抗干扰能力强。单片机是最适宜用于控制领域。例如炉子但温控制、电镀生产线自动控制等。2智能仪表中的应用用单片机制作的测量、控制仪表能使仪表向数字化、智能化、多功能化、柔性化发展，并监测、处理、控制等功能一体化，使仪表重量大大减轻，便于携带和使用，同时成本低、提高了性能价格比。如数字式RLC测量仪、智能转速表、计时器等。3智能产品单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化、控制智能化，构成新型的机电、仪一体化产品。如数控车床、电脑空调机、各种家用电器和通信设备等。4在智能计算机外设中应用在计算机应用系统中，除通用外部设备(键盘、显示器、打印机)外，还有许多用于外部通信、数据采集、多路分配管理、驱动控制等接口.如果这些外部设备和接口全部出主机管理，势必造成主机负担过重、运行速度降低，并且不能提高对各种接口的管理水平。如果采用单片机专门对接口进行控制和管理，则主机和单片机就能并行工作这个仅大大提高系统的运算速度，而且单片机还可对接口信息进行预处理、以减少主机和接口问的通信密度、提高了接口控制管理的水平。如绘图仪控制器，磁带机、打印机的控制器等等。2.5 单片机发展趋势单片机的发展趋势将是向大容量，高性能化，外围电路内装化等方向发展。为满足用户要求，各公司竞相推出能满足不同需要的产品。1 CPU 的改进（1）采用双CPU结构，以提高处理能力。（2）增加数据总线宽度。（3）采用流水线结构。指令队列以队列形式出现在CPU 中，且具有很快的处理，运算速度。 （4）串行总线结构。2存储器的发展（1）加大存储容量。（2）片内EPROM开始EEPROM 化。采用电改写的EEPROM 后，不需紫外线擦抹，只需重新写入，而且可以永久保持。（3）程序保密化。3片内I/O的改进（1）增加并行口的驱动能力。（2）增加I/O口的逻辑控制功能。（3）有些单片机设置了一些特殊的串行接口功能，为单片机机构成网络和系统提供了方便条件。4. 外围电路内装化 ，随着集成度的不断提高，有可能把众多的外围器件集成在片内。5. 低耗化，如现今的单片机普遍配置了Wait和 Stop 两种工作方式。3 PIC16F73简介3.1 PIC单片机概述美国Microchip公司推出的PIC8位单片机系列是业内首先采用RISC结构的高性价比嵌入式控制器，其高速度、低电压工作，低功耗，强大驱动能力，低价OTP技术，体积小巧等都体现了单片微控制器工业的新趋势。PIC单片机从覆盖市场的角度出发，发展出三层次系列多种型号的产品来满足不同的产品设计需求。所以在全球都可以看到PIC单片机在从电脑鼠标器、家电控制、电讯通信、智能仪器仪表到汽车电子，金融电子各领域的广泛应用。PIC 单片机已经是世界上最有影响力的主要嵌入式微控制器之一。3.2 PIC16F7X系列微控制器概述这是一类低价格高性能的8位全静态基于PROM的微控制器。它的高性能主要得益于其RISC结构。首先这种芯片采用哈佛存储结构来提高带宽，对程序和数据的访问是通过完全不同的总线传输，而不像传统的冯诺依曼(Von Neumann)结构的计算机那样程序和数据是用同一组总线分时传输。分开的指令总线和数据总线就可以允许指令字与8位的数据字用不同的宽度。这里的指令码采用14位字长，这样就可以在一条指令中表示更多的信息，又可以给所有的指令都用单字指令提供了可能性。在一个周期中，用14位字宽的程序存储器总线访问14位的指令。两级流水线结构可以在执行一条指令同时取出下一条指令的操作码。在连续工作的情况下，除了程序分支指令要用两个周期外，其他的所有指令都可以用一个周期完成。这个系列的芯片与其他同一级别的8位微控制器相比，完成相同任务所需要的代码大体要节省一半，而速度可能达到4倍。3.2.1 PIC16F7X微控制器性能特点简介（1） 高性能类-RISC CPU 一共只有35条单字指令。 除了程序分支指令外其他所有的指令都是单周期指令。 工作速度：DC20MHz的时钟输入；DC200ns的指令周期。 14位字长的指令；8位字长的数据；8级硬件堆栈。 具有中断能力。 对数据和指令都有直接、间接和相对寻址方式。（2） 外围部件特性 带有8位可编程预定标器的8位实时时钟/计数器（TMR0）。 具有较强的I/O口可以直接驱动LED数码管。- 最大拉电流可达20mA；- 最大灌电流可达25mA。 对于PIC16F73不仅具有以上特点，还具有以下特性： 有1个引脚可以被定义成捕捉输入/脉宽调制（PWM）输出/比较输出。 16位的捕捉输入的最大分辨率可达12.5ns；16位的比较输入的最大分辨率可达200ns；脉宽调制输出的分辨率为10位。 还有1个16位定时器/计数器TMR1（作为捕捉/比较的时基），在休眠时期可以用外部晶体/时钟增量计数（作为实时时钟）。 有8位带有外部RD、WR和CS控制线（微处理机接口）的并行从端口PSP。 还有一个引脚可以被定义成捕捉输入/脉宽调制输出/比较输出。 有一个异步串行通信接口USART。（2） 微控制器特性 有上电复位功能POR。 有上电延时定时器PWRT和振荡器起振定时器OST。 带有片内RC振荡器的监视定时器WDT以保证可靠工作。 有可编程代码保护功能。 有省电的休眠模式。 可对以下4种不同振荡器的方式进行选择：RC型、XT型、HS型和LP型。 通过2个引脚可进行在线串行编程。（3） CMOS工艺技术 采用低功耗高速CMOS EPROM/RPM技术。 全静态设计。 宽范围的工作电压：3.0V6.0V。 低功耗。 宽工作温度范围。由于PIC16F7X系列微控制器具有极高的微处理器和CMOS工艺的性能特性，并集成了各种实用的功能部件，因此用其构成系统可以大大减少外部元器件，提高产品可靠性和降低成本，加上它的低功耗及宽工作电源电压、宽工作温度范围以及各种小体积封装形式，使它在几乎每个电子产品领域应用中都能成为首选芯片3.2.2 PIC16 F73的引脚功能 PIC16F73芯片引脚如图3.1所示图3.1 PIC16F73芯片引脚PIC16F73的工作频率范围为DC20MHz，内置POR（Power-on Reset）和BOR（Brown-out Reset）两种复位功能、上电延时定时器（Power-up Timer, PWRT）振荡器起振定时器（Oscillator Start-up Timer, OST），除了1个看门狗定时器之外，另外还有3个定时器及2个CCP模块，串行通信模式方面则支持MSSP和USART。PIC16F73（DIP）有28个引脚，3个I/O端口和5个10位AD通道。PIC16F73引脚功能如表3.1所示表3.1 为PIC16F73的引脚功能符号管脚I/O/P类型功能描述OSC1/CLKINI时钟振荡器晶体连接1/外部时钟来源输入端OSC2/CLKOUTO时钟振荡器晶体连接2/外部时钟来源输出端。在使用振荡模式下，连接到振荡器，在RC模式下，此引脚输出OSC1四分之一频率的CLKOUT信号，恰好是指令周期的频率。MCLR/VPPI/P复位输入引脚或Programming的电压输入。作为复位输入时，为Active Low动作。RA0/AN0RA1/AN1RA2/AN2RA3/AN3/VREFRA4/T0CK1RA5/SS/AN4I/OI/OI/OI/OI/OI/OPORTA为双向I/O口RA0亦为模拟输入0，Analog Input 0RA1亦为模拟输入1RA2亦为模拟输入2RA3亦为模拟输入3或模拟参考电压RA4亦为定时器0时输入端RA5亦为模拟输入4或传行口的从动选择引脚RB0/INTRB1RB2RB3RB4RB5RB6RB7I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OPORTB为双向I/O口RB0也可做为外部中断输入端引脚状态变化中断（Interrupt on change）引脚引脚状态变化中断引脚引脚状态变化中断引脚，串行设置时钟引脚状态变化中断引脚，串行设置时钟RC0/T1OSO/T1CKIRC1/T1OSI/CCP2RC2/CCP1RC3/SCK/SCLRC4/SDI/SDARC5/SDORC6/TX/CKRC7/RX/DTI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OPORTC为双向I/O口RC0亦为定时器1振荡器输出端或定时器1时钟输入RC1亦为定时器1振荡器输入端或CCP2模块的输入输出引脚RC2亦为CCP1模块的输入输出引脚RC3亦为SPI与I2C模式的同步串行时钟输入/输出RC4在SPI模式为数据输入，在I2C为数据I/ORC5在SPI模式为数据输出RC6亦为USART异步传输数据或时同步时钟引脚RC7亦为USART异步接收数据或同步数据引脚VSSP逻辑与I/O引脚的接地参考点VDDP逻辑与I/O引脚的电源供应说明：I = 输入 O = 输出 I/O = 输入/输出 P = 电源3.3 PIC芯片晶振设计晶体振荡器方式 本系统采用XT晶体振荡方式，在XT方式中，需一晶体谐振器连接到单片机的OSC1/CLKIN和OSC2/CLKOUT引脚上，以建立振荡时序信号相对比较稳定，如图2.2所示。电阻RS常用来防止晶振被过分驱动。在晶体振荡下，电阻RF10M。对于32KHZ以上的晶体振荡器，当Vdd4.5V时， C1=C230pF。（C1：相位调节电容； C2：增益调节电容。）本设计的晶振为4M图3.2 XT的晶体振荡方式4 系统硬件设计4.1 显示模块的设计 在单片机系统中显示部分较为简单、廉价，一般是发光二极管，数码管，液晶显示器（Liquid Crystal Digit ，LCD）等。LCD具有耗电量低（一伏至十几伏）、结构空间小而有效、面积大、体薄物轻等优点，为智能化仪表设计提供了良好条件。4.1.1 LCD数码显示从显示原理上讲，LCD的驱动电压可以为交、直流，通常采用交流驱动。应注意交流显示频率信号的对称性，严格限制其直流分量在100mV以下。由于LCD显示器是容性负载，工作频率越高，消耗功率越大，且考虑到对比度，所以取方波的效果最好。 图4.1为交流驱动LCD显示器原理图。显示频率信号一方面直接加到LCD公共电极B上，另一方面，还通过异或门间接加到LCD显示段电极S上。此时只需要控制异或门输入控制端A的电平，就能控制LCD显示器的发光。当A端为“0”电平时，S端与B端同相位，这时，LCD显示器两端的相对电压差为0，LCD显示器熄灭：当A端为“1”电平是，S端与B端反相位，这时LCD显示器两端的相对电压差如果大于LCD显示器的阀值电压，LCD显示器发光。4.1.2 LCM103液晶显示器 液晶显示器中也为段式液晶和点阵式液晶，前者的使用方法和数码管的使用方法相似。本系统使用的就是段式的液晶显示器LCM103。LCM103为10位多功能型8 段式(8.8.8.8.8.8.8.8.8.8.)液晶显示模块内含看门狗(WDT)/时钟发生器、2 种频率的蜂鸣驱动电路、内置显示RAM、可显示任意字段笔划、3-4 线串行接口、可与任何单片机接口IC 接口、低功耗特性（显示状态50A(典型值)，省电模式1A，工作电压2.4 5.2V）、视角对比度可调、显示清晰、稳定可靠、使用编程简单，是仪器仪表通用型显示模块。其电路原理图如图4.2所示。 图4.1 LCD交流驱动 图4.2 显示模块电路原理图LCM103的引脚说明如表4.1所示。 表4.1 LCM103引脚说明引脚符号说明输入/输出1VDD正电源，必须接输入2/IRQWDT/定时器输出，集电极开路输出，不用可不输出3BZ蜂鸣片驱动正极输出4/BZ蜂鸣片驱动负极输出5LED不用输入6/CS模块片选，内部上拉，必须接输入7/RD模块数据读出控制线，内部上拉，必须接输入8/WR模块数据/指令写入控制线，内部上拉，必须接输入9DATA数据输入/输出，内部上拉，必须接输入/输出10VSS负电源，接地线，必须接考虑到取单片机工作电压为LCM103工作电压，故将电源直接相接。由于LCM103内部有上拉电阻，为了保证低功耗，每次送数后，/CS、/WR、DATA必须接高电平。其中片选信号与PIC16F73的PORTB口RB1脚相接。/RD为模块数据读出线，由于不使用读功能，故将其与电源相接。/WR为模块数据/指令写入控制线，内部上拉，与PIC16F73的PORTB的RB2脚相接。DATA为数据输入输出线，与PIC16F73的PORTB口的RB3脚相接。 LCM103的读/写格式及指令如下：（1）读格式：只读显示RAM 格式： 1 1 0 0 A4 A3 A2 A1 A0 （共9位） 模式 RAM ADDR 读出： DATA：D0 D1 D2 0（2）写命令： 格式： 1 0 0 C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 0 （共12位） 模式 命令代码代码定义如下表4.2所示。表4.2 代码定义序号C7C6C5C4C3C2C1C0功能10000 0000关闭振荡器，关闭LCD，进入静态模式20000 0001开振荡器30000 0010关LCD显示40000 0011开LCD显示50000 1000关蜂鸣60000 1001开蜂鸣70110 0000置蜂鸣2KHz80100 0000置蜂鸣4KHz90000 0101关WDT100000 0111开WDT110000 0100关定时器120000 0110开定时器130000 1110WDT清零140000 1101定时器清零151000 0000不允许WDT/定时器输出161000 1000允许WDT/定时器输出171010 0000WDT=4S/定时器=1Hz181010 0001WDT=2S/定时器=2Hz191010 0010WDT=1S/定时器=4Hz201010 0011WDT=1/2S/定时器=8Hz211010 0100WDT=1/4S/定时器=16Hz221010 0101WDT=1/8S/定时器=32Hz23 0101 0110WDT=1/16S/定时器=64Hz240101 0111WDT=1/32S/定时器=128Hz250010 0100模块专用初始化定义260001 1000定义模块内部RC振荡器工作（3）写数据 格式：1 0 1 0 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 0 （共13位） 模式 RAM ADDR DATA 10位显示字符 右起为第1位 左止位第10位。显示RAM对应笔划如图4.3及表4.3所示。 图4.3 RAM笔划表4.3 显示对应RAM对应笔划D2D1D0A4A3A2A1A0字位D2D1D0A4A3A2A1A0字位1DP1B0000016DP6B0111161C1A1G000016C6A6G100001D1F1E000106D6F6E100012DP2B0001127DP7B1001072C2A2G001007C7A7G100112D2F2E001017D7F7E101003DP3B0011038DP8B1010183C3A3G001118C8A8G101103D3F3E010008D8F8E101114DP4B0100149DP9B1100094C4A4G010109C9A9G110014C4F4E010119D9F9E110105DP5B01100510DP10B11011105C5A5G0110110C10A10G111005D5F5E0111010D10F10E111014.2 电源的设计 在单片机应用系统中，最重要并且危害最大的干扰来源于电源的污染。所以，设计一个可靠的、抗干扰性能良好的电源电路对提高整个系统的抗干扰性能来说是非常重要的。 无线防盗报警的用电情况为；PIC16F73单片机及外围器件、接收芯片电路、液晶显示器均为DC 5V供电：电磁继电器为DC 12V供电：扬声器为220V供电。 综合电源的质量、重量及价格等因素，本设计采用了变压器把220V变到12V作为交流电源，经过桥式整流电路将其变为直流，而后经MC7812T和LM7805CT线性稳压得到12V和5V的电源。电源电路图如图4.4所示。图4.4电源电路图4.3 接收部分设计4.3.1 接收模块本设计接收模块采用DF接收模块，它为超再生式接收电路，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。一般再生检波电路在中波段工作时灵敏度很高，所以常用来制作简易晶体管收音机。对于工作于短波段的无线遥控或通信设备，再生检波的灵敏度及稳定性都不符合要求。但超再生检波在短波段却具有很高的灵敏度，在接收弱信号时放大率可达几十万倍。其具有电路简单、性能适中、成本低廉的优点所以在实际应用中被广泛采用。 超再生接收模块的主要技术指标：（1）通讯方式：调幅AM（2）工作频率：315MHZ/433MHZ（3）频率稳定度：200KHZ（4）接收灵敏度：106DBM（5）静态电流：5MA（6）工作电流：5MA（7）工作电压：DC 5V（8）输出方式：TTL电平 DF接收模块的工作电压为5伏，静态电流4毫安，它为超再生接收电路，接收灵敏度为105dbm，接收天线最好为2530厘米的导线，最好能竖立起来。接收模块本身不带解码集成电路，因此接收电路仅是一种组件，只有应用在具体电路中进行二次开发才能发挥应有的作用，这种设计有很多优点，它可以和各种解码电路或者单片机配合，设计电路灵活方便。 接收模块采用SMD贴片工艺制造生产，为超再生接收方式，它内含放大整形，使用极为方便。这种电路的优点在于：（1）天线输入端有选频电路，而不依赖1/4波长天线的选频作用，控制距离较近时可以剪短甚至去掉外接天线（2）输出端的波形在没有信号比较干净，干扰信号为短暂的针状脉冲，而不象其它超再生接收电路会产生密集的噪声波形，所以抗干扰能力较强。（3）DF模块自身辐射极小，加上电路模块背面网状接地铜箔的屏蔽作用，可以减少自身振荡的泄漏和外界干扰信号的侵入。（4）采用带骨架的铜芯电感将频率调整到315M后封固，这与采用可调电容调整接收频率的电路相比，温度、湿度稳定性及抗机械振动性能都有极大改善。可调电容调整精度较低，只有3/4圈的调整范围，而可调电感可以做到多圈调整。可调电容调整完毕后无法封固，因为无论导体还是绝缘体，各种介质的靠近或侵入都会使电容的容量发生变化，进而影响接收频率。另外未经封固的可调电容在受到振动时定片和动片之间发生位移；温度变化时热胀冷缩会使定片和动片间距离改变；湿度变化因介质变化改变容量；长期工作在潮湿环境中还会因定片和动片的氧化改变容量，这些都会严重影响接收频率的稳定性，而采用可调电感就可解决这些问题，因为电感可以在调整完毕后进行封固，绝缘体封固剂不会使电感量发生变化，而且由于采用贴片工艺，所以即使强烈震动也不必担心接收频点漂移，接收电路的接收带宽约500KHz，产品出厂时已经将中心频率调整315MHz，接收芯片上的微调电感约有5MHz频率的可调范围，使用时不要轻易变动，以免影响性能。超再生电路原理图如图4.5所示。图4.5 超再生接收电路原理图4.3.2 整形模块接收过来的信号要经过两个施密特触发器（4093）进行整形，使信号波形变换成巨型波。集成施密特触发器比普通门电路稍微复杂一些。我们知道，普通门电路由输入级、中间级和输出级组成。如果在输入级和中间级之间插入一个施密特电路就可以构成施密特触发器。集成施密特触发器的正向阈值电压和反向阈值电压都是固定的。利用施密特触发器可以将非矩形波变换成矩形波 图4.6所示图4.6 用施密特触发器实现波形变换4093内部含有4个施密特触发器，我们只用到一个A。其内部结构如图4.7所示。图4.7 4093内部结构其中1、2脚、5、6脚、8、9脚、12、13脚为输入，3、4、10、11脚为输出，7脚接地，14脚接电源。图4.8为接收模块和蜂鸣器电路原理图。图4.8 接收模块与蜂鸣器电路原理图5 系统软件设计PIC单片机指令系统和其他单片机一样，是较为低级的语言系统，是一套控制和指挥CPU工作的编码，即机器语言。单片机只能识别和执行由二进制组成的机器语言，然而这种二进制代码的机器语言却很难理解和分析。为了能较好地表达人们的设计思路，便于记忆和使用，人们在低级语言的基础上设计出一种新的符号语言，即汇编语言。汇编语言的指令构造方式主要是从人们的记忆和理解角度出发，利用助记符表示指令的操作形式和内容。通过编译系统，可以很容易地将助记符指令，即汇编语言转换成机器的执行语言。PIC16F7X单片机采用精简指令集（RISC）结构，指令效率高，功能强。它的指令为单字的宽字位（14）指令，由此生成的程序代码短。指令条数少，仅有35条。每条指令都由操作码和操作数组成，按指令的操作对象将指令分为面向字节操作类指令、面向位操作类指令、常数操作和控制操作类指令。5.1 同步/异步串行接口USART 本设计采用异步串行通信传输方式，在线路上异步传送的数据是以字符为单位来传送的。起特点是数据在线路上的传送，各个字符可以是断续的，也可以是连续的，这完全有发送方根据需要来控制，而且收、发双方各自使用自己的时钟源，来控制发送的速率和接受的检测时钟。从物理线路的连接看，进行异步通信的双方之间的连接，只有信息传输线，而没有时钟传输线。在异步通信过程中，每个字符的信息格式由4部分组成：起始位、数据位串、奇偶校验位和停止位。这样一组信息就称为一个数据帧或简称一帧。一帧信息的传送由起始开始，停止位结束。起始位：是一个逻辑0，占用一位的时间，用来通知收信方一个新的字符开始到来。 数据位串：起始位后面紧接着就是多位数据，它可以是5位、6位、7位、8位或9位等。奇偶校验位：只占一位，但是它不是必需的，也可以规定不用奇偶校验位，或者将奇偶校验位替换为其他控制位。 停止位：用来表示一个字符的结束。它被规定为逻辑1。停止位可以是1、1.5位或者2位，采用1位的情况较为多见。 PIC16F73单片机内部集成同步/异步串行接口USART模块，适合于与其他单片机进行串行通信，所需的两条外接引脚是与RC端口模块公用的RC7和RC6两条口线。5.1.1 USART相关的寄存器(1) 接收状态和控制寄存器RCSTA表5.1 RCREG位结构D7D6D5D4D3D2D1D0SPEN RX9SRENCRENADDENFERROERRRX9DRCSTA是一个低3位只读、高5位可读/写的寄存器。其各位的含义如下。D7（SPEN）串行端口使能位。1允许串行端口工作（把RC7和RC6设置成USART的外接引脚）； 0 禁止串行端口工作。BSF RCSTA,SPEN ;串口使能D6（RX9）接收数据长度选择位。1选择接收9位数据（其中1位可作为校验位或者标识位等）；0选择接收8位数据。 BSF RCSTA,RX9 ;9位接收，接收使能D5（SPEN）单字节接收使能位。在异步方式下：未用；在同步方式下：1使能单字节接收功能。 0禁止单字节接收功能。在同步从属接收方式下该位不用。接收完成后该位即被清0。D4（CREN）连续接收使能位。在异步模式下：1使能连续接收功能；0关闭连续接收功能。BSF RCSTA,CREN ;使能连续接收在同步模式下：1使能连续接收功能，直到该位被清0。该位优先于SREN位。0关闭连续接收。D3（ADDEN）地址匹配检测使能位。 只有接收数据选择9位时，该位才起作用。1启用地址匹配检测功能，对于收到的信息码按数据码和地址码进行鉴别。仅当接收移位寄存器RSR的D8=1（即认定收到地址码）时，才把收到的地址码装载到接收缓冲寄存器。允许中断。0取消地址匹配检测功能，对于发来的所有消息码不加鉴别，都看做是数据码，即允许接收和装载所有数据，第9位可以被用做奇偶校验位。D2（RERR）帧格式错误标志位。1有帧格式错误；0无帧格式错误。D1（FERR）超速帧格式错误标志位。1发生了超速错误，可以通过CREN位清0，使该位清0；0未发生超速错误。D0（RX9D）所接收数据的第9位，可作为校验位或者标识位等。1所接收的数据第9位数据为1；0所接收的数据第9位数据位0。(2) USART接收器缓冲寄存器RCREGUSART接收缓冲寄存器RCREG，简称为接收缓冲器，是一个用户程序可读/写的寄存器。每次从对方传送过来的数据，用户都是从该缓冲器读取出来的。5.1.2 USART波特率发生器 USART带一个8位的波特率发生器（BRG）。BRG支持USART的同步方式和异步方式。用SPBRG寄存器控制一个独立的8位定时器的周期。在异步方式下，BRGH位（即发送状态寄存器TXSTA的位2）也被用来控制波特率；在同步方式下，用不到BRGH位。表5.2给出在主控方式下（内部时钟）不同USART工作方式的波特率计算公式。表5.2 主控方式下的波特率计算公式SYNC（TXSTA的位4）BRGH=0（低速）BRGH=1（高速）0（异步）波特率=/64（X+1）（异步）波特率=/16（X+1）1（同步）波特率=/4（X+1）无波特率寄存器初始值计算：（已定波特率为9600bps，频率为4MHz） 9600=4000000/16（X+1） X=255.1.3 USART异步接收器 USART异步接收器方框图如图5.1 所示。其核心是接收移位寄存器RSR和接收寄存器RCREG。图5.1 USART异步接收器方框图 进行通信的发送端送来的异步串行数据，从RC7/RX/DT引脚输入；在波特率发生器提供的采样定时信号控制下，有数据检测和恢复电路对于输入的信号波形进行采样，以恢复数据的本来面目；然后在波特率发生器提供的移位时钟脉冲控制下，把恢复的来的8位（或者9位）串行数据，以及起始位和停止位，一步一步的移入RSR寄存器。 一旦采样到停止位，接收移位寄存器RSR就把收到的8位数据，装载到接收寄存器RCREG（如果为空的话），以及把第9位装载到RX9D位，同时也就完成了串行到并行的变换。接着设置接收中断请求标志位，即置RCIF=1，通知CPU来读取接收寄存器RCREG寄存器中的数据和第9位数据RX9D。 可以通过设置屏蔽位RCIE，来开放或禁止CPU响应接收中断请求。RCIF位是一个只读位，不能由软件清0，而是在RCREG寄存器中的数据被CPU读出后或者是RCREG寄存器为空时，由硬件自动清0。 一旦检测到第3个数据的停止位，如果RCREG队列仍是满的（二级缓冲器都还装着前两次接收到的数据），溢出错误标志位OERR会被置1，而在RSR寄存器中的数据将自动丢失。 溢出标志位OERR是一个只读位，但必须由软件清0，可以通过操作连续接收使能位CREN来实现。具体方法是，发CREN位清0之后再置1即可将OERR位清0。 当OERR被置1后，RSR中的数据被禁止继续装载RCREG寄存器，而且也不会再接收RX引脚送来的数据，所以必须用软件将OERR位恢复成0，才能使接收工作继续下去。 在接收移位寄存器RSR中，对于所收到的每一帧格式信息的停止位都要例行检测。如果收到的停止位是0，则发出帧格式错误信号，其帧格式出错标志位FERR被置为1。FERR和第9位接受到的数据，以及收到的8位数据以相同的方式送入缓冲器。读取RCREG寄存器，会导致给RX9D和FERR位装入新的值，因此，为了不丢失FERR和RX9D位原来的信息，用户必须在读取RCREG寄存器之前，先读取包含着RX9D和FERR位的RCSTA寄存器的值。 一旦选择异步方式之后，将CREN位置1就激活了异步接收器。 综上所述，用户对异步接收方式的程序编写，应当遵循以下几个步骤： （1）选择合适的波特率，然后计算出SPBRG中应有的初始值，并将其置入SPBRG中（如果是高速波特率，还应置BRGH=1）； （2）设置SYNC=0，SPEN=1，使其工作于异步串行工作方式； （3）如需中断功能，将中断屏蔽位GIE和PEIE被置1，同时置RCIE=1； （4）如需接收9位数据，置RX9=1； （5）置CREN=1，激活接收器； （6）当一个字节接收完成后，产生中断请求（RCIF=1），如果RCIE=1，便产生中断； （7）读RCSTA寄存器以便获取第9位数据（如果选择了接收9位数据），并且判断是否在接收过程中发生了错误； （8）读RCREG寄存器中已经接收到的8位数据； （9）如果发生了接收错误，通过置CREN=0以清除错误标志。本设计采用异步串行通信，9位数据连续接收，其程序如下： BSF STATUS,RP0 ;选择BANK1 BCF TRISC,6 ;设置为输出状态 BSF TRISC,7 ;设置为输入状态 BCF TRISB,7 ;设置为输出状态 MOVLW 25H ;设置波特率 9600高速 MOVWF SPBRG ; BCF STATUS,RP0 ;选择BANK0 BSF RCSTA,SPEN ;串口使能 BSF RCSTA,RX9 ;9位接收，接收使能 BSF RCSTA,CREN ;连续接收 BCF STATUS,RP05.2 中断技术当计算机系统正在运行程序时，随机地出现了例如定时时间到、有键盘信号输入等情况，此时CPU需要暂时停止当前的程序，转去执行处理定时时间到或有键盘信号输入等情况的某段特定程序，待这段程序执行完毕之后，再运行原先的程序，这就形成了一次中断过程。中断功能就是为了增强计算机处理各种突发事件的能力而设计的。5.2.1 中断处理过程1中断处理全过程 对于PIC单片机来说，一次中断活动的全过程大致可以归纳成以下9个阶段。 （1）中断请求：中断事件一旦发生或者中断条件一旦构成，将中断源的对应中断标志位置1。 （2）中断屏蔽：虽然中断源有中断标志，但是，是否得到CPU的响应，还要取决于CPU的相应的中断屏蔽位是否为1，为1允许中断，为0禁止中断。 （3）中断响应：如果允许中断，则CPU响应中断后，将断点地址压入到堆栈，清除全局中断标志位，跳转到中断服务子程序。 （4）保护现场：在处理新任务时可能破坏原有工作现场（原有寄存器），所以需要对工作现场和工作环境进行适当保护。 （5）中断源：检查中断源，以便进入中断服务程序。 （6）中断处理：开始对查明的中断源进行有针对性的中断服务。 （7）清除标志：在处理完毕相应的任务之后，清除中断标志，以避免造成重复响应。 （8）恢复现场：恢复前面曾经被保护起来的工作现场，以便继续执行被中断的工作。 （9）中断返回：将被打断的工作断点从堆栈中恢复，将全局中断标志位置1，继续执行原先被打断的工作。 单片机复位后，由硬件自动对全局中断屏蔽位进行设置GIE=0，将屏蔽所有的中断源；中断返回指令RETFIE执行后，也由硬件自动对总屏蔽位进行设置GIE=1，重新开放所有的中断源。不论各种中断屏蔽位和全局中断屏蔽位GIE处于何种状态（是开放还是禁止），某一中断源的中断条件满足时，都会发出中断请求，相应的中断标志位都会被置1。但是，是否能得到CPU的响应，则需要根据该中断源所涉及到的中断屏蔽位的状态而定。CPU响应中断后，由硬件自动对全局中断屏蔽位进行设置GIE=0，屏蔽所有的中断源，以免发生重复中断响应，然后由硬件自动把当前的程序计数器PC值（即程序断点地址）压入堆栈（实际为硬件堆栈），并且把PC寄存器置为中断向量地址（0004H），从而转向并开始执行中断服务子程序（也可叫做中断服务程序）。进入中断服务子程序后，程序中必须安排指令检查发出请求的中断源（如果同时开放多个中断源），这可以通过检查各个中断源的标志位来实现。一旦确定发出申请的中断源，就用软件把该中断源的标志位人为地清除，否则，执行中断返回指令RETFIE重开中断后，由于中断标志位仍为1而引起CPU重复响应同一个中断请求。中断服务子程序的末尾必须放置一条中断返回指令RETFIE，执行该条指令后，不仅可以重开中断，而且还可以由硬件自动将保留在堆栈顶部的断点地址弹出，并放回到程序计数器PC中，使CPU返回并继续执行被中断的主程序。2中断现场保护 在进入中断服务子程序期间，只有返回地址即程序计数器PC的值被自动压入堆栈。若需要保留其他寄存器的内容，就得由程序员另想办法。由于PIC单片机的指令系统中没有像其他单片机那样的PUSH（入栈）和POP（出栈）之类的指令，所以要求用户用一段程序来实现类似的功能。因为是用一点程序来实现现场保护，而程序的执行有可能会影响到W寄存器和STATUS寄存器，所以应该首先把这两个寄存器保护起来，然后保存其他用户认为有必要保护的寄存器。5.2.2 中断相关的寄存器 与中断功能相关的特殊功能寄存器共有6个，分别是选项寄存器POTION_REG、中断控制寄存器INTCON、第一外围设备中断标志寄存器PIR1、第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1（中断屏蔽寄存器也可称为中断使能寄存器），第二外围设备中断标志寄存器PIR2和第二外围设备中断屏蔽寄存器PIE2。 下面只介绍中断控制寄存器INTCON、第一外围设备中断标志寄存器PIR1、第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1。1. 中断控制寄存器INTCON 中断控制寄存器也是一个可读/写的寄存器，各位的含义如表5.3：表5.3 INTCON位结构D7D6D5D4D3D2D1D0GIEPEIET0IEINTERBIET0IFINTFRBIF设置第一级中的3个中断源的标志为和屏蔽位（也可称为使能位），以及PEIE和GIE的位。D7（GIE）全局中断屏蔽位（也可叫做总屏蔽位或总使能位）。1 允许CPU响应所有中断源产生的中断请求；0 禁止CPU响应所有中断源产生的中断请求。BSF INTCON,GIE ;使能全局中断使能位D6（PEIE）外设中断屏蔽位。1 允许CPU响应来自第二级的中断请求；0 禁止CPU响应来自第二级的中断请求。BSF INTCON,PEIE ;使能外设中断使能位D5（T0IE）TMR0溢出中断屏蔽位。1 允许TMR0溢出后产生的中断；0 屏蔽TMR0溢出后产生的中断。D4（INTE）外部INT引脚中断屏蔽位。1 允许外部INT引脚产生的中断；0 屏蔽外部INT引脚产生的中断。D3（RBIE）端口RB的引脚RB4RB7电平变化中断屏蔽位。1 允许端口RB产生的中断；0 屏蔽端口RB产生的中断。D2（T0IF）TMR0溢出中断标志位。1 TMR0已经发生了溢出（必须用软件清0）；0 TMR0尚未发生溢出。D1（INTF）外部INT引脚中断标志位。1 外部INT引脚有中断触发信号（必须用软件清0）；0 外部INT引脚无中断触发信号。D0（RBIF）端口RB的引脚RB4RB7电平变化中断标志位。1 RB4RB7已经发生了电平变化（必须用软件清0）；0 RB4RB7尚未发生电平变化。2. 第一外围设备中断标志寄存器PIR1 第一外围设备中断标志寄存器PIR1是一个除了D5、D4为只读，其他为均为可读/可写的寄存器，各位的含义如表5.4：表5.4 PIR1位结构D7D6D5D4D3D2D1D0PSPIFADIFRCIFTXIFSSPIFCCPIFTMR2IFTMR1IF该寄存器包含第一外围设备模块的中断标志位。 D7（PSPIF）并行端口中断标志位，只有40脚封装型号具备，对于28脚封装型号总保持0。1 并行端口发生了读/写中断请求；0 并行端口未发生读/写中断请求。 D6（ADIF）模拟/数字（A/D）转换中断标志位。1 发生了A/D转换中断；0 未发生A/D转换中断。 D5（RCIF）串行通信接口（SCI）接收中断标志位。1 接收完成，即接收缓冲区满；0 正在准备接收，即接收缓冲区空。 D4（TXIF）串行通信接口（SCI）发送中断标志位。1 发送完成，即发送缓冲区空；0 正在发送，即发送缓冲区未空。 D3（SSPIF）同步串行端口（SSP）中断标志位。1 发送/接收完毕产生的中断请求（必须用软件清0）；0 等待发送/接收。 D2（CCPIF）输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP1模块中断标志位。 在输入捕捉模式下：1 发生了捕捉中断请求（必须用软件清0）；0 未发生捕捉中断请求。 在输出比较模式下：1 发生了比较输出中断请求（必须用软件清0）；0 未发生比较输出中断请求。 在脉宽调制模式下：无用 D1（TMR2IF）定时器/计数器TMR2模块溢出中断标志位。1 发生了TMR2溢出（必须用软件清0）；0 未发生TMR2溢出。 D0（TMR1IF）定时器/计数器TMR1模块溢出中断标志位。1发生了TMR1溢出（必须用软件清0）；0未发生TMR1溢出。3. 第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1第一外围设备中断屏蔽寄存器PIE1也是一个可读/可写的寄存器，各位的含义如表5.5：表5.5 PIE1位结构D7D6D5D4D3D2D1D0PSPIEADIERCIERXIESSPIECCPIETMR2IETMR1IED7（PSPIE）并行端口中断屏蔽位，只有40脚封装型号具备。1 开放并行端口读/写发生的中断请求；0 屏蔽进行端口读/写发生的中断请求。D6（ADIE）模拟/数字（A/D）转换中断屏蔽位。1 开放A/D转换器的中断请求；0 屏蔽A/D转换器的中断请求。 D5（RCIE）串行通信接口（SCI）接收中断屏蔽位。1 开放SCI接收中断请求；0 屏蔽SCI接收中断请求。 D4（TXIE）串行通信接口（SCI）发送中断屏蔽位。1 开放SCI发送中断请求；0 屏蔽SCI发送中断请求。 D3（SSPIE）同步串行端口（SSP）中断屏蔽位。1 开放SSP模块产生的中断请求；0 屏蔽SSP模块产生的中断请求。 D2（CCPIE）输入捕捉/输出比较/脉宽调制CCP1模块中断屏蔽位。1 开放CCP1模块产生的中断请求；0 屏蔽CCP1模块产生的中断请求。 D1（TMR2IE）定时器/计数器TMR2模块溢出中断屏蔽位。1 开放TMR2溢出发生的中断；0 屏蔽TMR2溢出发生的中断。 D0（TMR1IE）定时器/计数器TMR1模块溢出中断屏蔽位。1 开放TMR1溢出发生的中断；0屏蔽TMR1溢出发生的中断。5.3 接收流程图及程序5.3.1 接收流程图开始异步串行口初始化接收使能9位数据连续接受允许接收中断否等待中断是否是否为报警息是蜂鸣器报警显示报警信息 图5.2接收流程图5.3.2 接收程序 L1 EQU 40H L2 EQU 41H L3 EQU 42H TEMP1 EQU 43H FENJI_1 EQU 29H ; 分机号 FENJI_2 EQU 2AH ; WEIZHI_1 EQU 2BH ; 位置号 WEIZHI_2 EQU 2CH ; ; ORG 00H NOP GOTO START; ORG 0004H ;中断矢量 BCF PIR1,RCIF ;开中断 BTFSS RCSTA,RX9D ;检测所接收的第9位是否为1 ,1为地址 GOTO BACK ;否 MOVF RCREG,0 ;是，送入W寄存器 MOVWF WEIZHI_1 ;送入位置号DELAY_60s : ;等待1分钟 MOVLW 230 ;定义最外层循环变量初始值 MOVWF L1 ;DELAY_1: MOVLW 255 ;定义第二层循环变量初始值 MOVWF L2 ;DELAY_2: MOVLW 255 ;定义第一层循环变量初始值 MOVWF L3 ;DELAY_3: BTFSC PIR1,RCIF ;检测是否接收到下一个数据 GOTO NEXT ;为1接收到 DECFSZ L3,1 ;L3-1=0？是,跳出内层循环 GOTO DELAY_3 ;否,循环回去 DECFSZ L2,1 ;L2-1=0？是,跳出循环 GOTO DELAY_2 ;否,循环回去 DECFSZ L1,1 ;L1-1=0？是,跳出循环 GOTO DELAY_1 ;否,循环回去 GOTO BACK ;未接收到返回，重新接收 NEXT: BTFSC RCSTA,RX9D GOTO BACK MOVF RCREG,0 ;为0是数据， MOVWF TEMP1 BTFSS TEMP1,4 ;检测第4位是否为1 GOTO BACK ;否，不是报警信息 BSF PORTB,7 是，为报警信息，蜂鸣器报警 ANDLW 0FH ;将高4位清0 MOVWF FENJI_1 ;送入位置号 CALL DISPLAY ;调用显示子程序，将接受到的数据显示出来 BCF PIR1,RCIF ;开中断 BACK: RETFIE ;START: BSF STATUS,RP0 ;选择BANK1 BCF TRISC,6 ;设置为输出状态 BSF TRISC,7 ;设置为输入状态 BCF TRISB,7 ;设置为输出状态 MOVLW 25H ;设置波特率 9600高速 MOVWF SPBRG ; BSF PIE1,RCIE ;允许接收中断 BCF STATUS,RP0 ;选择BANK0 BSF RCSTA,SPEN ;串口使能 BSF RCSTA,RX9 ;9位接收，接收使能 BSF RCSTA,CREN ;连续接收 BCF STATUS,RP0 BSF INTCON,GIE ;使能全局中断使能位 BSF INTCON,PEIE ;使能外设中断使能位 GOTO $ ;等待中断 NOPDISPLAY : RETURN5.4 显示流程图及程序5.4.1 显示流程图 结束调用向LCD写数据子程序将位置号送入FSR寄存器调用向LCD写地址子程序将位置号地址送入W寄存器调用向LCD写数据子程序将分机号送入FSR寄存器调用向LCD写地址子程序将分机号地址送入W寄存器调用LCD初始化子程序开始图5.3 显示流程图是是返回否每位三个数据空间（循环3次）是否每次写4个数据（循环4次）向RAM写数据否查询LCD显示数据表写数据子程序返回每次写1位（循环6次）写6位RAM地址写数据模式101写地址子程序返回将RAM里数据清零WDT清零QING 33LLCD清零开LCD显示开振荡器定义模块内部RC振荡器工作初始化定义 (a)初始化子程序 (b)写地址子程序 (c)写数据子程序图5.4显示子程序流程图5.4.2 显示程序 ;DEFINE THE PORTB DAT EQU RB3 WR EQU RB2 CS EQU RB1 ;BANK0 user register BYTE EQU 20H ;LOACLE TEMP EQU 21H CNT EQU 22H TIMER EQU 23H ;DELAY USED CNT0 EQU 24H CNT1 EQU 25H ;GOABLE LCD_1 EQU 26H ; 液晶显示第一个字符代码 LCD_2 EQU 27H ; LCD_3 EQU 28H ; FENJI_1 EQU 29H ; 分机号 FENJI_2 EQU 2AH ; WEIZHI_1 EQU 2BH ; 位置号 WEIZHI_2 EQU 2CH ; LCD_4 EQU 2DH ; LCD_5 EQU 2EH ; LCD_6 EQU 2FH ;液晶显示第十个字符代码 ORG 00H GOTO DISPLAYSTART ORG 10H TAB_LCD: MOVLW HIGH(TAB_LCD) MOVWF PCLATH MOVF TEMP,0 ADDWF PCL,1 RETLW 07H ; SEG OF 0 RETLW 06H RETLW 01 RETLW 0H ; SEG OF 1 RETLW 4H RETLW 01 RETLW 5 ; SEG OF 2 RETLW 3 RETLW 01 RETLW 4 ; SEG OF 3 RETLW 7 RETLW 01 RETLW 2 ; SEG OF 4 RETLW 5 RETLW 01 RETLW 6 ; SEG OF 5 RETLW 7 RETLW 0 RETLW 7 ; SEG OF 6 RETLW 05 RETLW 00 RETLW 0 ; SEG OF 7 RETLW 06 RETLW 01 RETLW 07 ; SEG OF 8 RETLW 07 RETLW 01 RETLW 02H ; SEG OF 9 RETLW 07H RETLW 01 RETLW 0H ; SEG OF NOTHING ,DISABLE display RETLW 0H RETLW 00 DISPLAYSTART: CALL DELAY_20MS BSF STATUS,RP0 BCF TRISB,DAT; out direct 定义为输出 BCF TRISB,WR ; out BCF TRISB,CS ; out BCF STATUS,RP0 CALL INIT_DISPLAY MOVLW 9 ;显示报警位置 CALL CMD_ADN_ADDRES MOVLW FENJI_1 ;分机号 MOVWF FSR CALL WRITE_DATA_NO_POINTOR ; MOVLW 12 CALL CMD_ADN_ADDRES INCF FSR,1 ; CALL WRITE_DATA_NO_POINTOR ; MOVLW 15 CALL CMD_ADN_ADDRES INCF FSR,1 ;位置号 CALL WRITE_DATA_WITH_POINTOR ; MOVLW 18 CALL CMD_ADN_ADDRES INCF FSR,1 ; CALL WRITE_DATA_NO_POINTOR RETURN ; DELAY_20MS: MOVLW 0A0H MOVWF TIMER LOOP_20MS: CLRWDT DECFSZ TIMER,1 GOTO LOOP_20MS RETURN ; INIT_DISPLAY: ; LCD初始化设置 MOVLW 24H ; 模块专用初始化定义 CALL FXX MOVLW 18H ; 定义模块内部RC振荡器工作 CALL FXX MOVLW 01H ;OPEN LCD SYSTEM OSCILLATOR CALL FXX MOVLW 03H CALL FXX ; OPEN LCD MOVLW 0CH;CLEAR LCD CALL FXX MOVLW 0EH ;OOF WDT OF LCD CALL FXX MOVLW 025H; CALL FXX ; CALL CMD_ADN_ADDRES ;CLEAR ALL THE RAM OF LCD;把LCD的RAM里的数据清零 MOVLW 120D MOVWF CNT XSCS2: BCF PORTB,WR BCF PORTB,DAT BSF PORTB,WR DECFSZ CNT,1 GOTO XSCS2 BSF PORTB,CS RETURN FXX: BCF PORTB,CS ;CS=0 ； 写命令模式 ;WRITE ID 100B ;WRIE 1 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BSF PORTB,DAT ;DAT=1 BSF PORTB,WR ;WR=1 ;WRIE 0 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BCF PORTB,DAT ;DAT=0 BSF PORTB,WR ;WR=1 ;WRIE 0 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BCF PORTB,DAT ;DAT=0 BSF PORTB,WR ;WR=1 FXX1: MOVWF TEMP MOVLW 09H MOVWF CNT BCF STATUS,C FXX2: BCF PORTB,WR ; BCF PORTB,DAT ;DAT=0 BTFSS TEMP,7 ;IF TEMP.7=1 DAT =1 检查第7位是否为1 GOTO LOW_DAT ;ELSE DAT=0 为0 BSF PORTB,DAT ;为1 GOTO HIGH_WR NOP LOW_DAT: BCF PORTB,DAT HIGH_WR: BSF PORTB,WR; WR=1,LOCK THE DAT 写信号无效时锁存数据 RLF TEMP,1 DECFSZ CNT,1 GOTO FXX2 BSF PORTB,CS CLRWDT RETURN CMD_ADN_ADDRES: BCF PORTB,CS ;CS=0 ;WRITE ID 101B 写数据模式 ;WRIE 1 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BSF PORTB,DAT ;DAT=1 BSF PORTB,WR ;WR=1 ;WRIE 0 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BCF PORTB,DAT ;DAT=0 BSF PORTB,WR ;WR=1 ;WRIE 1 TO LCD BCF PORTB,WR ;WR=0 BSF PORTB,DAT ;DAT=1 BSF PORTB,WR ;WR=1 MOVWF TEMP ;写6位RAM地址 RLF TEMP,1 RLF TEMP,1 MOVLW 06H MOVWF CNT BCF STATUS,C FXA2: BCF PORTB,WR ; BCF PORTB,DAT ;DAT=0 BTFSS TEMP,7 ;IF TEMP.7=1 DAT =1 GOTO LOWA_DAT ;ELSE DAT=0 BSF PORTB,DAT GOTO HIGHA_WR NOP LOWA_DAT: BCF PORTB,DAT HIGHA_WR: BSF PORTB,WR; WR=1,LOCK THE DAT RLF TEMP,1 DECFSZ CNT,1 GOTO FXA2 ;BSF PORTB,CS CLRWDT RETURN ; WRITE_DATA_WITH_POINTOR: ;带点显示 LOOP_N_W_P: ;LOOP N TIME WRITE ALL DATA TO LCD RAM MOVF INDF,0 MOVWF TEMP ;TEMP=TEMP*3;POINT TO THE FIRST ADDRES OF TAB LCD BCF STATUS,C RLF TEMP,1 ADDWF TEMP,1 ;LOOP 3 TIME FOR WRITE A DATA MOVLW 03H ; 一位三个地址写三个数据 MOVWF CNT1 LOOP_2: MOVF TEMP ,0 CALL TAB_LCD MOVWF BYTE CALL SHIT_4 INCF TEMP,1 ;PIONT TO NEXT 4 BIT DECFSZ CNT1,1 GOTO LOOP_2 MOVF TEMP ,0 CALL TAB_LCD MOVWF BYTE ;显示点 BSF BYTE,2;ENABLE POINTOR CALL SHIT_4 RETURN ; WRITE_DATA_NO_POINTOR: ; 不带点显示 LOOP_N: ;LOOP N TIME WRITE ALL DATA TO LCD RAM MOVF INDF,0 MOVWF TEMP ;TEMP=TEMP*3;POINT TO THE FIRST ADDRES OF TAB LCD BCF STATUS,C RLF TEMP,1 ADDWF TEMP,1 ;LOOP 3 TIME FOR WRITE A DATA MOVLW 03H ; MOVWF CNT1 LOOP_3: MOVF TEMP ,0 CALL TAB_LCD MOVWF BYTE CALL SHIT_4 INCF TEMP,1 ;PIONT TO NEXT 4 BIT DECFSZ CNT1,1 GOTO LOOP_3 BSF PORTB,CS RETURN ; SHIT_4: ;LOOP 4 TIME FOR WRITE 4 BIT MOVLW 04 ; 一个数据四位写四次 MOVWF CNT0 LOOP_4: BCF PORTB,WR BTFSC BYTE,0 GOTO BIT_HIGH_LCD BCF PORTB,DAT GOTO CLK_HIGH_LCD BIT_HIGH_LCD: BSF PORTB,DAT CLK_HIGH_LCD: BSF PORTB,WR RRF BYTE,1 DECFSZ CNT0,1 GOTO LOOP_4 RETURN ; 6 结论一个学期的毕业设计即将结束。在这次毕业设计中，我完成了无线防盗报警系统设计总机设计。通过这次毕业设计，我掌握了PIC16F73单片机和LCM103液晶显示器基本使用方法，以及无线防盗报警器的设计，并加深理解了许多课程中、书本上学到的知识和理论。同时，通过编写毕业设计论文，我还基本掌握了软件文档的书写方法和书写格式。因为初次独立完成一个设计，所以还有许多不完善的地方。由于时间有限，并且遇到了一些客观问题，以及我的编程水平有限，有些功能的实现并不完美、并不理想。在已经完成的设计中，也存在许多不尽人意的地方。而这些问题也让我充分认识到了编程与硬件设计试的困难。通过毕业设计，我不仅学会了一门编程语言，我的自学能力也得到了提高，而在自学的过程中，我和同学遇到问题常上网、到图书馆查找需要的资料，因此也进一步扩大了自己的知识面，掌握了资料查阅的一些技巧。在系统的设计过程中遇到的一些问题经过导师的帮助和与同学的探讨都已经得到了解决，我毕业设计的关键就在于发现和解决问题，因为只有在不断的探索和发现中才能更深刻的学习到新的知识。致 谢我要特别感谢周锡青老师在我设计过程中对我的帮助，在他严谨而细致的指导下，这次毕业设计才能顺利完成，我才有了平生第一次硬件开发的经历，大致了解了硬件开发的具体过程。他严谨的治学态度和平时的作风给我留下了极为深刻的印象，从他身上我不仅学到了许多专业知识，而且学到了严谨踏实的风格。同时，在设计中我也得到了同组同学的帮助和支持，我也要对那些在设计过程中给予我帮助的老师和同学致以深深的敬意。为了让我们更好的完成设计，学校为我们准备了专用的实验室和先进的实验设备，使我们在最好的环境下完成这大学期间的最后一个课程。在此，我对学校表示深深的感谢。由于这是我第一次独立完成一个项目，在设计上难免会有疏漏和错误，希望大家指正，我会用心去改正。我会不忘老师的教导，在以后的工作学习中，更好的完成自己的任务。电子电路的设计搭建，程序的编写，软硬件的调试接合。每一项工作都是重要的，任何一部分都不能有丝毫差错，否则对结果的实现造成巨大影响，甚至烧坏器件，前功尽弃。这时，我才感觉到专业知识的不够用，应该多学习一些专业课程。但在解决了一重又一重的困难之后，仿佛光明就在眼前，自豪的成就感由然而生。兴趣和信心也顿时提高了很多很多！因此，感谢学校为我提供了这次难得的锻炼机会，这将为我以后走上工作岗位打下良好的基础，也为日后未知的困难做一次充分的心里历练。回望四年大学生活中的一个又一个故事，辛酸与甜蜜遍数尝尽。学习过程中的共同努力，游戏娱乐时的欢声笑语；和老师对问题的激烈探讨，课下与老师对生活的和谐交流。四年知识的学习，素质的培养，心理的考验将使我受益终身。参考文献1 邱关源.电路.第四版.高等教育出版社，20052 杨素行.模拟电子技术基础简明教程. 第二版. 高等教育出版社，19983 李正荣，刘启中.PIC单片机原理及应用. 第二版. 北京航空航天大学出版社，20054 高吉祥.高频电子线路. 电子工业出版社，20035 陈国先.PIC单片机原理与接口技术. 电子工业出版社，20046 求是科技. PIC单片机典型模块设计实例导航. 人民邮电出版社，20057 李广弟，朱月秀，王秀山.单片机基础.北京航空航天大学出版社，2001.78 陈光东，等单片机原理及接口技术武汉：华中科技大学出版社，19999 彭树生，庄志洪，赵惠昌.PIC单片机原理及应用.北京：北京航空航天大学出版社，2002，2：1031110 王芳.智能化住宅防盗放火报警系统设计.大连理工大学，2002：92511 张金泉.一种新型民用放火防盗报警器的研制.燕山大学学报，2000，1（1）：73附录（A） 英文原文PIC microcontroller to control technology at the core of the new anti-theft alarmIn recent years, the smart home concept and equipment in China has been developing rapidly, as intelligent home one of the important components of the anti-theft alarm has been a large number of research institutions and manufacturers attention. At present, Chinas domestic market, anti-theft alarm, and a large variety of different functions, both imported and domestically produced also. Although imported products on the performance parameters of the dominant, but were often higher; Domestic products in the price level advantages, But its performance is often low, because consumers often imported and domestic products to choose between, what a dilemma. Therefore, Development of the higher cost performance of domestic new home on the anti-theft alarm with a broad market prospects and highlights the practical significance. Based on the analysis and comparison of existing domestic and international home burglar alarm technology on the basis of characteristics, PIC microcontroller to control technology at the core, which has developed a new type of home security alarm, Domestic cost-effective anti-theft alarm on the improvement achieved some breakthroughs.1. A hardware system Composition and Analysis Analysis and learn from the import of domestic burglar alarm technology constitute the basis, after integration and the concept of integrated technology, we build a new anti-theft alarm system. The system consists of PIC control subsystem, telephone interface circuits, pyroelectric infrared detectors and microwave detector (composed Shuangjian detector), and some peripherals composition. The anti-theft alarm is the working principle: When the system Shuangjian detector (pyroelectric infrared detectors and microwave detectors) was detected from the door, Window entrance into other home, on the MCU control subsystem to send a signal, According to the procedure set by the prior report good conditions to determine whether there is police intelligence occurred. If the MCU control subsystem recognized the need for the police, then issued a directive and off and telephone lines connected to the relay. Make telephone interface circuit to start work, Call preset telephone numbers for the police report. Police hotline numbers for more than a master, sent the Security Community Center or other selected special numbers. Using DTMF dialing random selection manner. In the anti-theft alarm system, the various components of the specific functions as follows: SCM control subsystem is the core component of Microchip Company produced eight SCM PIC16F8 77, it was primarily responsible for detecting and handling the implementation work of the police. PIC16F877 chip contains 128 8 EEPROM data memory, an 8k Flash, three timers and the watchdog and 14 suspended sources . Competence home burglar alarm task. Shuangjian detector device is the main pyroelectric infrared detectors and microwave detectors, Home is mainly responsible for the sensitive position of the anomaly detection, and the detection of the signal transmitted to the MCU control subsystem, it relevant for real-time signal processing.Telephone interface circuit is the main roles of dial-up circuit, voice circuit connected with the outside world. Completion of the telephone line between the telephone system and the conversion. Even in peacetime telephone line telephone system and telephone lines disconnected, and will not interfere with the normal telephone use. For more alarm, the system control Relay for conversion, with the telephone line connected. And the telephone lines disconnected and will not affect the work . Peripherals include some of the major LCD display circuit, keyboard / password control circuits, input and output control circuits, communications interface and standby power, and so on. Users through the keyboard to install or modify passwords and telephone numbers. Set up a telephone number on the LCD screen displayed, the password can be set to * indicates. For police information, the mainframe through the communications equipment will be sent out warning signals. Peacetime work of the available electricity supplies, standby power for recharging; once cut, and the opening of standby power, Alarm can be guaranteed in all cases normal, continuous work.Clock circuit consists of two 15 pF capacitance and a 4 MHz crystal structure, Reset Circuit by the resistance and buttons switches, it has electricity and the reduction of manual reset function. PIC16F877 Microcontroller Beads and stealing sensors connected to the realization of the police signal intelligence gathering. To prevent signal interference with the environment trigger suspension of the right, when in response to failure, the right signals repeatedly interrupted Patrol, Only by recognizing the signal is interrupted only after the interruption of the implementation subroutine, otherwise, that is without outside interference in the implementation of alarm signal processing. Such an arrangement can effectively reduce the false alarm rate system. RB3 connected with the voice circuits to achieve voice playback control. RB1 access communication interface chip for the conversion of data to send, receive film-election DE / RE. RB2 interface with the telephone circuit connected Analog Abstract hook control. RB6 then dropping detection probe end, I regularly on the MCU inquiries to the normal margin. When the detection of low-level when dropping warning is issued. RB7 then restart AC power alarm signal (AC power supply after the blackout began by DC power supply to power supply, DC power supply discharge below the value after warning alarm automatically to the DC power outages early warning signals). RA0, RA1, RA28 access keyboard circuit three I / O lines mouth, then RB0 SOS button. RC2 access LCD Serial clock input. RD4 access LCD data input. RA3 receiving Switch CD4051 film-INH election. RA, respectively RC3 access multiple switch input A, B. Multi-channel switch output de
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