远程智能报警器设计制作

目录摘要Ⅲ引言 1第一章：远程智能报警器的功能与方案 21.1总体设计分析 21.2.1自动摘挂机 21.2.2数据存储模块 21.3软件模块 31.3.1密码检测 31.3.2电话报警 3第二章总体设计 5第三章硬件单元电路设计 63.1方案论证 63.1.1数据采集 63.1.2数据存储 63.1.3拨号芯片 63.2信号检测电路 63.3模拟摘挂机电路 73.4双音调发生电路 83.5电源电路 83.6行列式键盘 9第四章软件设计单元 124.1键盘扫描程序的分析 104.2号码存储程序的分析 124.3显示程序的分析 134.4拨号程序的分析 154.5延时程序的分析 164.2软件系统的主模块设计 18第五章产品的制作、安装与调试 205.1产品的制作过程 205.1.1硬件部分的制作 205.1.2软件部分 205.2系统调试 20第六章芯片简介 226.1字符液晶模块控制器介绍 226.2拨号芯片的简介 256.2.1双音频编码 256.2.2存储芯片AT24C02 28总结 30参考文献 31致谢 32附录1：PCB板（主板） 33附录2:元器件清单 34附录3:主程序 36

远程智能报警器设计制作摘要

本文设计的电话远程报警器是基于DTMF(双音双频信号)传输、作为电话的附属物而设计的家庭远程报警系统。以单片机AT89C51、双音调发生器TCM5087、串行存储器AT24C02及光偶PC817为核心，通过电话线路自动拨号报警的智能电话报警器。单片机在正常情况下处于等待状态，光偶PC817不工作，从而电话处于挂机状态。当探头检测有小偷进入时，产生中断信号给单片机，延时10mS后开始执行中断程序，启动拨号电路，送中断信号给单片机，单片机输出高电平，TCM5087的16脚输出高电平，T2立刻进入导通状态，经T2后再由D0~D4转变极性后送到电话线两端，PC817的8脚从高电平跳为低电平，T1导通，继电器闭合，则此时程控交换机认为电话处于摘机状态。同时单片机从串行存储器AT24C02中读出号码自动拨号，把所有存储的号码都自动拨打一遍后自动挂机。关键词双音多频，电话报警器，DTMF

ThelongrangeintelligencereporttothepoliceamachineAbstractThetelephonelongrangeof[with]thistextdesignreporttothepoliceamachineisthefamilylongrangeoftheadjunctbutdesignthatdeliverandBeatelephoneaccordingtotheDTMF(doublethesounddual-bandsignal)toreporttothepolicesystem.WiththelistslicethemachineAT89C51,doubletoneoccurrencemachineTCM5087,stringsavingmachineinlineAT24C02andlightaccidentallyPC817forcore,passthetelephonecircuitanautostirnumbertoreporttothepoliceoftheintelligencetelephonereporttothepoliceamachine.Thelistslicethemachinebeplacedintowaitforappearanceunderthenormalcircumstance,lightaccidentallyPC817notwork,thusthetelephonebeplacedintohangmachineappearance.Whilestretchingforwardanexaminationtothereisburglartointo,thecreationbreakoffsignaltogivelistslicemachine,10mSwhilepostponeempressthebeginningperformancebreakoffprocedure,thestartstirthenumberelectriccircuit,sendinginterruptionsignaltogivelistslicemachine,listslicemachineoutputhighelectricityeven,the16feetoftheTCM5087outputhighelectricityeven,theT2entertoleadanappearanceimmediately,afterT2againfromD0~D4transporttothetelephonelinebothendsaftercommutatetheempressconnectbyavoidingapoleanti-ly,8feetofthePC817fromhighelectricityevenjumpforlowelectricityeven,theT1lead,shuttingtomatchaftertheelectricappliances,thedistancecontrolcommutationmachinetothinkatelephonetobeplacedintotakeoffthemachineappearanceatthistime.InthemeantimelistslicethemachinereadanumberanautostirnumberfromthestringthelinesavinglythemachineAT24C02,makingallnumberforsavestirthedozenautoatimeofempressautohangmachine.Keyword:DoubleDTMFwithmanysound,thetelephonereporttothepoliceamachine,DTMF引言随着人们生活水平的提高和安防意识的增强，特别是近几年，安全防范的迫切需要给家庭防盗报警系统提供了越来越广泛的市场。急需开发面向大众、价格低廉、运行可靠的自动报警系统。鉴于住宅电话和移动通信设备的普及，以及电话报警的快捷、有效及价格低廉等优点，公共通信网成了报警系统的最佳传输媒介。在已普及的公共电话网基础上研制一种新型家用自动报警系统，这对于保障居民的生命财产安全，有着十分重要的意义。因此设计这个自动报警系统装置系统以单片机AT89C51为核心，结合双音频发生器TCM5087、数据存储器AT24C02及光偶PC817，通过电话线路自动拨号报警的智能电话报警器。它可以监测盗贼入室行窃的信号。由于现代电话网络是由交换机和电话传输线共同组成，所以它的可靠性非常高。该系统主要通过一个单片机控制中心与电话网相连接。用户根据需要把自己的手机号码、办公室电话或报警监控中心的电话通过4*4矩阵键盘输入单片机。单片机控制中心在正常情况下一直处在等待状态，监视是否有盗贼入室行窃发生。一旦有盗贼入室行窃情况发生，通过发送中断信号驱动单片机，让它从待机状态进入报警状态，从而实现远程报警。具体工作过程如下：单片机控制中心在正常情况下一直处在待机状态，当探头检测到有人时，引起单片机产生中断；然后开始执行中断程序，启动拨号电路，模拟摘机，收到了交换机反馈的拨号音后，开始拨打事先设定好的电话号码，若占线则自动重拨；把所有预存的号码都拨一遍，保证了报警的有效性和可靠性。第一章：远程智能报警器的功能与方案1.1总体设计分析根据远程智能报警器系统的具体设计要求：⑴通过电话网对家里的安全实现监视；

⑵控制器可以实现自动模拟摘挂机我们设计此系统具有以下单元功能模块；设置手机号码；双音频信号编/解码；输入号码时显示；自动摘挂机；中断报警；状态检测；

理论上交换机所发出的各种信号音都可以通过软件编程而识别，即通过单片机发出的脉冲信号来检测信号音单位时间内的脉冲个数计算出其频率，从而完成信号音识别。但是从系统的可靠性和程序的结构设计上分析，我们选择了硬件来解决双音频信号解码等功能模块。

自动摘挂机和信息检测必须使用具体硬件电路来实现。

综上所述，我设计的信息检测、自动摘挂机、双音频解码等功能模块使用硬件电路实现。而信号音计数、密码校验、在线修改密码等功能模块使用软件编程完成。

下面就硬件以及软件实现的单元电路分别进行具体分析。

1.2硬件模块

本作品使用了大量的硬件电路完成部分功能模块，其目的就是充分利用硬件电路的可靠性、稳定性，使整体电路达到比较高的稳定性。1.2.1自动摘挂机因为程控电话交换机对电话摘机的响应是电话线回路电流突然变大为约30mA的电流，交换机检测到回路电流变大就认为电话机已经摘机。自动摘挂机电路可以通过单片机控制一个继电器的开关，继电器的控制端连接一个大约300Ω的电阻接入电话线两端，从而完成模拟摘挂机。1.2.2控制电器通过AT89C51单片机来控制整个系统的工作，设置时：单片机通过键盘扫描得到报警号码并存人AT24C02中。当系统检测到有人进入时，就把存储的报警号码通过P2口送出1.2.3数据存储模块此部分是整个系统的关键，它的工作情况直接决定了系统的可靠性。经过翻阅大量的文献资料，我发现使用电话专用的双音频编解码芯片进行输入双音频信号的解码，是比较常用的一种方法。使用集成电路不但外围电路简单，而且可靠性强。经过专用集成电路的解码，信号转换成为不同的码制信号，可以直接被单片机读取。一般常用的电话双音频编解码集成电路有5087、8870、8880等，由于我们只需发送信号，经过反复论证比较，因此我们决定使用双音调发生器TCM5087来完成此功能模块。下面是AT24C02与单片机的连接方法。图2.31.3软件模块

经过比较，我决定使用AT89C51作为控制的单片机芯片作为系统的控制中心。AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机，片内有一个4kBFlashPEROM(可编程可擦除的读存储器)。单片机接收到由探头发送来的信号，转到相应的中断处理过程。系统中，89C51要控制拨号芯片产生正确的DTMF信号，完成对远处电话机的呼叫。另外，还要能有效地判断当前线路的状态，如果遇到线路忙等情况时可以有相应的等待机制。在长时间不通的情况下可以更换不同的号码多次尝试，直到有人获得报警信息为止。1.3.1密码检测本单元可以在系统初始化的时候，在单片机内部的存储器的内部开辟一块空间放置密码。当用户输入密码的时候，单片机把输入的密码写入另外的一块空间，然后利用减法运算比较两者是否相等。这样就可以实现密码检测的功能。1.3.2电话报警

电话报警模块主要通过中断服务程序来实现。该程序的基本流程是:报警器摘机,自动拨叫号码簿上相应的报警号码,如,110、119,或一组用户的自己设置的固定电话号码、手机号码。拨叫时,报警器摘机后先对电话线上的信号进行检测,检测到拨号音就拨号,检测不到拨号音说明电话线已有问题,无法拨号,就自动挂机。若等待三次后线路仍然不通,就拨叫下一个号码;若遇忙音就先挂机再等待10s,重新拨号,如此三次后仍然拨不通,就拨叫下一个号码,直到将电话簿上的所有号码拨完为止。第二章总体设计2.1系统总体结构框图远程智能报警器由单片机构成主控部分，接口电路提供单片机与电话外线的接口。其中包括由信号检测电路、显示电路、电话号码输入电路、模拟摘机挂机电路、DTMF编码发送电路等构成。摘挂机控制远程智能防盗报警装置系统原理框图如图1.1所示。ＣＰＵＣＰＵ８９Ｃ５１键盘/探头信号输入显示电路电话号码输入电路DTMF译码器为SC8870，它将每一个DTMF信号译成一个4位二进制代码输出，16个DTMF信号分别对应0000～1111共16个二进制代码。例如，对CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信号，SC8870译码后输出“1000”代码，对应按键“8路ＤＴＭＦ编码发送电路模拟摘机挂机电路电话线蜂鸣电路输入电DTMF编码器为CSC5087，它可根据不同的按键产生一组双音频信号，CCITT（国际电报电话咨询委员会）规定了按键与高、低频组的组合。例如，按下“8”键，发出DTMF信号频率为fL=852Hz、fH=1336Hz。DTMF译码器为SC8870，它将每一个DTMF信号译成一个4位二进制代码输出，16个DTMF信号分别对应0000～1111共16个二进制代码。例如，对CSC5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信号，SC8870译码后输出“1000”代码，对应按键“8路图2－１图2－１DTMF编码发送电路送出的是由用户经电话号码输入电路预先设定好并存储在CPU中的电话号码，该号码可随意设置，可以是市内程控电话（如单位电话或110等）、手机或寻呼机等。显示电路用于状态设置时的显示；

当信号检测电路测到有人闯入时，即发出触发信号作为报警信号，经放大送入CPU。CPU延时10s，若是主人进入，则可在这10s内利用复位电路使CPU初始化，否则准备报警。当输出为高电平时，CPU指示模拟摘机电路摘机，发送DTMF电话号码，呼叫预设的受话方。这时就会有两种情况出现：受话方占线和受话方振铃。若出现第一种情况，系统进行模拟挂机、延时后再摘机拨号，当把所有存储的号码都拨打一遍后挂机。

本装置并联于电话机的两端，不会影响到电话机的正常使用。接下来就系统的单元电路进行介绍。第三章硬件单元电路设计3.1方案论证3.1.1数据采集方案一：开始我们选用P2288热敏传感器来确认是否有人进入房间，当有人进入时，P2288会产生信号，经LM358广大后进入单片机的INT1(P3.3)脚，使单片机程序进入中断系统，将存储的手机号码打出去，实现报警功能。方案二：用探头来模拟单片机的中断信号，通过程序比较得到一个有效数字后，程序就假定有人进入房间，从而产生报警信号。3.1.2数据存储方案一：选用AT24C01数据存储芯片，该芯片内存为128个字节，可擦写100万次，但内存较小，不利于系统的扩展。方案二：选用AT24C01的延伸芯片AT24C02，该芯片功能与AT24C01基本相同，但该芯片的内存为256个字节，性价比优于AT24C01。3.1.3拨号芯片方案一：可选用MC145436，MC145436是集收发于一体的DTMF专用芯片，集成度高，体积小，搞干扰能力强，并且中间传输的是两个叠加的音频信号，最后输出的是二进制编码，便于控制，但成本高，外围电路较复杂方案二：选用TCM5087，该芯片外转电路简单，可由对应的行列线产生音频信号，价格低。综上所述，数据采集部分：由于这次设计不是面向客户，所以选用方案二。数据存储部分：由于AT24C01的内存小，不利于系统扩展，所以选用方案二。拨号部分：由于MC145436的外转电路较复杂，且价格昂贵，所以选用方案二。3.2信号检测电路原理中，在信号检测电路时，用传感器为P2288被动式热释电人体红外传感器。它采用平衡检差方式工作，只感应7～14μm波长的活动人体红外辐射线，不会受环境温度及可见光的影响，传感器可感应10m以内的人体辐射红外线。活动人体辐射的红外线被传感器检测到后，传感器将产生微弱的电信号，经滤波、放大，送给双向比较器。为防误动作，信号将与门限电平进行比较，产生脉冲信号输出，将高电平作为告警信号，送入CPU。但我们在这设计中，用探头来代替。一般情况下，探头处于工作状态。当探头检测到活动人体辐射的红外线时，探头将产生微弱的电信号，送入8051单片机，使单片机中断响应采取相应的动作。3.3模拟摘挂机电路设计主要思路：根据国家有关标准规定：不论任何电话机，摘机状态的直流电阻应≤300Ω,有“R”键的电子电话机的摘机状态直流电阻应≤350Ω。在挂机状态下，其漏电流≤5μA。

当用户摘机时，电话机通过叉簧接上约300Ω的负载，使整个电话线回路流过约30mA的电流。交换机检测到该电流后便停止铃流发送，并将线路电压变为十几伏的直流，完成接续。因此根据有关技术指标，模拟摘挂机电路设计如图3.1所示：图3.1模拟摘挂机电路主要由一个三极管开关电路控制继电器的开关，继电器控制接入电话线两端的180Ω电阻。当探头检测到有小偷信号时，摘挂机信令由单片机通过使TXD/P3.1口变为低电平实现。经P2口传输给TCM5087，TCM5087的16号引脚为T2基极提供高电平，T2马上进入导通状态。然后信号再经过桥堆进行极性校正加到电话线的两端。同时光偶PC817经R3得到高电平，发光二极管导通，则光电三极管立刻导通，导致T1得到低电平从而导通，继电器马上得到开启，继电器开启则使电阻R3接入电话线两端。由于R3的电阻为180Ω，使回路电流变大，控制电路向交换机发出模拟摘机的信号，交换机响应摘机信号，完成电话线路接通。整个电路完成自动模拟摘机过程。

根据设计原理，元器件选取如下：（1）D0~D4是进行极性校正的全波桥式整流二极管，取1N4007；（2）T1、T2三极管是起模拟开关控制继电器的作用，取9012；（3）R4为摘机电阻，取560Ω；（4）继电器取JRC4001F(DC5V)；3.4双音调发生电路原理简介：双音调DTMF信号发生电路由TCM5087主要承担。TCM5087的连线如图3.3所示，C1~C4及R1~R4接单片机的P2口。当单片机从AT4C02读出数据后送入到TCM5087，TCM5087通过C1~C4及R1~R4的组合，将接收来的信号进行DTMF转换后，由16脚输出。由于TCM5087的特性，因此外围电路非常简单。图3.23.5电话号码输入及存储电路电话号码存储主要由一种串行EEPROM，可在线电擦除、电写入的AT24C02。预置联系人的电话号码时，借助电话机键盘，由TCM5087将电话线上的DTMF信号解码送单片机，单片机可判断出是键盘上的哪个键被按下，将此数据由单片机读入，供AT24C02写入。需要读取联系人的电话号码时，由单片机的p3．6和p3．7读出AT24C02的存储号码，送TCM5087，输出对应的DTMF信号，送到电话线上。其中TCM5087根据不同的按键产生一组双音频信号，CCITT（国际电报电话咨询委员会）规定了按键与高、低频组的组合。例如，按下“8”键，发出DTMF信号频率为fL=852Hz、fH=1336Hz。DTMF译码器同样为TCM5087，它将每一个DTMF信号译成一个4位二进制代码输出，16个DTMF信号分别对应0000～1111共16个二进制代码。例如，对5087送出的fL=852Hz、fH=1336Hz的DTMF信号，TCM5087译码后输出“1000”代码，对应按键“8”。具体电路图如下3-4所示。3.6电源电路电源变压器将交流电网220V的电压变为所需要的9V电压值，然后通过桥式整流电路交流电压变成脉动的直流电压。再通过滤波电路将此脉动电压的纹波加以滤除，从而得到平滑的直流电压后接入稳压电路避免这样的电压随电网电压的波动（一般有正负10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化整流、滤波。由于单片机需要的电压值为5V，因而我们使用的三端固定式稳压器7805。电源电路图如下所示。t电源变压器t电源变压器整流电路U2滤波电路稳压电路UUFVOU1tttt电源框图3.6.1、滤波电路和稳压电路由于整流电路输出电压都含有较大的脉动成分,因此将其通过滤波电路。滤波器一般由电容以及电阻等元件组成.在这我们利用电容两端电压不能突变只能充放电的特性来达到平滑脉冲的电压的目的.

在正半周桥堆导通时分两个电流:一是电流IL向负载供电,二是IC向电容充电;如忽略桥堆的压降则在电容上的电压等于U2,当U2达到最大的峰值后开始下降,此时电容C上的电压UC也将由于放电而逐渐下降,当U2<UC时,二极管被反偏而截止,于是UC向负载供电且电压继续下降,直到下一个正半周U2>UC时二极管再导通,再次循环下去.从而使负载电压中的脉动的成分降低了许多和负载电压的平均值有所提高。在负载一定时滤波电容越大，UL越大。设计时可估算：滤波电容：RL*C>=(3--5)T/2;其中T为交流电的周期.(220交流电的频率为50HZ;即T=1/50)。稳压电路我们采用7805给单片机供电。为了抑制芯片的自激振荡和压窄芯片高频带，减小高频噪声，因此早芯片输入端与输出端之间接大量滤波电容外，再在芯片引出脚根部接小容量（0.1μF~10μF）电容C1和C2接地。整个电源电路图如下所示。图3.4电源电路原理图3.7行列式键盘3.7.1输入原理行列式键盘的键识别方法有：行扫描法，线翻转法和利用８２７９急键盘接口的中断法，键盘原理图如下图3.5行扫描法：将全部行线Ｙ０－Ｙ３置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的急需位于低电平线与４根行线相交叉的４个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。判断闭合键所在的位置。在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其线为高电平。在确定某根行位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。第四章软件设计单元本系统由键盘扫描程序，号码存储程序，显示程序和拨号程序几个部分组成。下面分别对这几个部分进行分析。4.1键盘扫描程序的分析4.1.1单片机识别按键在本例中采用的是线翻转法，即通过单片机的程序实现对按键键码的识别。键盘上有很多键，每一个键对应一个键码，以便根据键码转到相应的键处理子程序，进一步实现数据输入命令处理的功能。键盘识别的流程如下图所示。确定按键物理位置键盘识别确定按键物理位置键盘识别有键按下去抖动计算键码等待键释放返回Ｙ键盘识别流程图N⊙判断是否有键按下设置列线输出方式，行线输入方式。向所有列线输出低电平。读取Ｐ１口状态，并从Ｐ１口状态中分离出行线状态，若行线状态皆为高电平，则无键按下；若有低电平状态，则有键按下。当有键按下时，保留此时的行线状态。⊙去抖动按键本身是机械开关，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动的现象，必须去除抖动的影响，才能正确识别被按下的键。为简单起见，使用软件方法消抖。延时１０ms，读取所有列线输出低电平情况下的行线状态，若两次的行线状态相同，说明信号稳定，可以继续确定按键的物理位置。⊙确定物理位置得到键码改变行线和列线的工作方式，由行线输出，列线输入。行线输出前次读取的行线状态，由列线读取相应的列线状态。闭合键对应的行线和列线的状态均为低电平，其他键均为高电平状态。将此行线和列线状态组合即可得到该闭合键对应的键码。⊙等待键释放得到闭合键对应的键码以后，继续延时并判断按键状态，直到闭合的按键被释放，再根据键码转到响应的键处理了程序中。在设计中我采用的是4*4的键盘，直接接在AT89C51的I/O口P1口上，因此，通过扫描P1口的状态来判断键值，如当键盘上的1键闭合时，单片机通过指令 L1:MOVA,P1 MOVB,A LCALLDALAYTENMS MOVA,P1 SUBBA,BJNZLI XRLA,#7EH JNZTWO当1键按下时，P1口的状态为01111110即#7EH，在A读取P1口的状态时，将累加器A的值与#7EH异或运算，A=0，则键值为1，如果A不等于零。跳到TWO再次进行判断。流程图如下NYNYYYA=E7H延时判断A=0判断输入键号存储号码R4=0R5=0开始返回NY图4.1.2从流程图中我们可以知道，程序通过不断的扫描来将报警号码存入单片机，并且通过数据比较来确定设置是否完成。4.2号码存储程序的分析由于AT89C51没有掉电后的数据存储功能,所以在AT89C51的P3.6口扩展一片数据存储芯片AT24C02，该芯片内存为256个字节，00--FFH对于普通的报警器而言，256个字节的内存是足够的。SCL为串行时钟线,SDA为串行数据线。在这次设计中，SCL接在P3.6上，SDL接在P3.7管脚上,当要传送数据时，只能一个字节一个字节地传送，例如传送数据1时，MOV R0，#08H MOV A，P3，7L1：JB ACC，7，L1 MOVA，#01H MOV P3.7，ACC.7 MOV A，P3.7 L2：JNBACC，7，L2``````如此循环8次以后延时10MS，然后送其他的数据。流程图如下ＳＤＬ跳变送０ＡＨＳＤＬ跳变送０ＡＨ送一字节送地址０ＡＨ延时１０ＭＳ返回ＳＤＬ跳变Ｒ６＝０ＹＮＮＹＹＮ是否完成读状态值N图4.24.3显示程序的分析显示模块用的是DM-1062液晶，程序通过读取液晶的状态值来判定是否发送数据当BF=1时，显示模块忙，CPU不送数据给显示模块，当BF=0时显示模块准备好，CPU将要显示的数据通过P0口送给显示模块。1PR1：PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCMOVDPTR,#CRAdd1PR21:MOVXA,@DPTRJBACC.7,PR21MOVA,DAT1MOVDPTR,#DWAdd1MOVX@DPTR,APOPACCPOPDPLPOPDPHRET2读显示数据子程序PR3:PUSHDPHPUSHDPLPUSHACCMOVDPTR,#CRAdd1PR31:MOVXA,@DPTRJBACC.7,PR31MOVDPTR,#DRAdd1MOVXA,@DPTRMOVDAT1,APOPACCPOPDPLPOPDPHRET流程图如下 BF=0？BF=0？开始液晶初始化显示数据发送数据返回R4=0？YYN4.4拨号程序的分析设计中采用的拨号芯片是TCM5087，该芯片只有发送功能，但是外围电路简单，程序结构也简单，如我们要将1送到电话线的程序如下MOVA，#01H MOVP2，ALCALLDALAYFIVTYMS每次送完一个数据以后要延时40MS左右。拨号程序的流程图如下R4=0准备拨号设置送一个数据延时返回NY图R4=0准备拨号设置送一个数据延时返回NY图4.44.5延时程序的分析延时程序是单片机系统运用最广泛的子程序，尤其在显示﹑系统初始化和去抖系统中，其运用是最频繁的，例如：当我们要做一个8灯点亮的程序时﹑让每个二极管点亮20MS，如果没有延时程序是没有办法完成的（限于智能控制系统），现在将本次设计所用到的延时程序做如下分析：延时程序的选择：选用通用寄存器，通过DJNZ这条指令来做循环判断，从而达到延时的目的，延时10MS的程序和流程图如下： Ｒ１＝０开始赋初值Ｒ１＝０开始赋初值返回Ｒ２＝０ＹＹＮ程序：延时10MSMOVR1，#27H L1：MOVR2，#00H DJNZ R2，＄ DJNZR1，L1RET此延时程序可以延时10MS，时间T=（16*2+1*7）*256=10000US=10MS还可以用计数器来设计延时程序；计数器在运行时并不占用CPU的时间，只要在主程序中将计数器的初始状态设置好了以后，计数器能够独立地完成计数功能。当计数器计满设定的数值以后，TF位由硬件置1从而产生中断，例如延时50MS的流程图和程序的设计方法如下： ＴＦ＝０初始化设置返回ＹＮＴＦ＝０初始化设置返回ＹＮ50MS的延时程序如下 MOVTOMD，#10H MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H SETB TR1 L2： JBC TF，L1 SJMP L2以上是各个单元程序的简介分析，为了让程序更加的透明化，在每个单元程序流程图的后面都用了一段小程序加以说明，下面就系统的总体框图加以分析。4.2软件系统的主模块设计 主模块框图设计的合理与否关系到程序最终功能的多少和性能的好坏。本次设计的重点是拨号芯片，所以程序的主要任务是处理好拨号芯片的状态。框图如下：读取数据初始化读取数据初始化Ｐ３.３＝０号码存储键盘扫描拨号Ｐ１＝＃０ＥＥＨ结束ＮＹＹＮ总体框图整个系统的流程如上图所示：系统通过扫描键盘的状态来确定系统的响应流程，当P3.3=0时，系统进入键盘扫描程序，将报警号码存入单片机。当P3.3=1时；单片机进入报警系统并进行报警。当P1口等于#0EEH时，报警状态撤消。至此；远程报警系统的软件部分分析完毕。总程序见附录。第五章产品的制作,安装与调试5.1产品的制作过程5.1.1硬件部分的制作将原理图画在PROTEL99SE的SCH文件下，并封装好，然后生成网络表并更新PCB，将创建好的网络表导入PCB。完成以上步骤后；将画好的PCB打印出来制成主板。主板的制造步骤分为以下几步:(1)用电熨斗将打印好的图纸烫在铜板上；(2)腐蚀：用FeCl3来腐蚀铜板，完成线路的制作；(3)打孔将腐蚀的铜板打好孔；(4)焊接着最后一步就是焊接；将打好孔的铜板放上元器件；并用焊锡焊好元器件。5.1.2软件部分将程序写在KEIL中。其过程是新建工程后会自动弹出一个对话框，在对话框中选择ATMEL→AT89C51。然后将程序写在TEXT文档中,程序写完了以后保存为.asm格式的文挡.具体操作步骤如下:(1)打开KEIL选择新建工程,并在CREATPROJECT中将文件保存为.uv2的格式。(2)在SELECTDEVICEFORTARGET‘TARGET1’对话框中选择ATMEL文件下的AT89C(3)再新建TEXT文件,并在TEXT文件中写下程序。(4)在TARGET1选项上单击右键,选择OPTIONSTARGET‘TARGET1’(5)在OPTIONSTARGET‘TARGET1’对话框中选择TARGET将晶振选为12M(6)添加文件后，将目标程序汇编生成.HEX文件。(7)选中jm.exe软件，将生成好的.HEX文件烧入单片机，即完成软件部分的编写。5.2系统调试5.2.1系统调试与分析(1)首先对电源部分进行调试。先将整流、滤波部分元件焊上，然后接上电源变压器，用交流档测变压器输出电压为10V，再用直流档测整流滤波后的电压为直流9V左右，正常接上三端稳压后再测其输出电压，为稳定的4.95V，这些数据说明电源部全全部工作正常；(2)显示电路的调试。安装好元器件后，我写了个显示的调试程序，发现显示稍暗，初步估计是由于驱动力不强，所以加一个电位器用来调节液晶的驱动电压值，调节电位器的阻值后，一切正常。(3)拨号电路的调试。当所有的准备工作准备好了以后，在让系统工作是发现终端没有任何反应，起初怀疑是拨号芯片坏了。但当用示波器观察发现有波形输出，经过进一步的检查发现是由于继电器的管脚没有焊好，导致继电器无法工作，补焊好以后一切正常。(4）在硬件电路调试基本完成以后，我将写好的程序烧入CPU中，上电运行后发现液晶显示的为乱码，于是我重新检查程序发现，由于液晶每次送完数据后要等BF=0后再送数据，但是我送数据时没有检查BF的状态，所以显示为乱码，调试后系统运行正常。(5）我将报警号码通过键盘存入数据存储器的时候，液晶的显示正常，确认我输入的号码没有错，但在拨号时确不能正常地运行，在检查后发现，当我开始送数据的时候，由于没有先送地址信号#0A0H。导致数据无法存入AT24C02中，在重新送地址指令后。软件部分一切正常。第六章芯片简介6.1字符液晶模块控制器介绍一、字符模块控制器的特点具有字符发生器ROM可显示192种字符，具有64个字节的自定义字符RAM，可自定义8个5×8点阵字符或4个5×11点阵字符。具有80个字节的RAM。标准的接口特性，适配M6800系列MPU的操作时序。低功耗、长寿命、高可靠性。二、HD44780及其兼容控制驱动器的引脚功能（1）信号真值表RSR/WE功能00下降沿写指令代码01高电平读忙标志和AC值10下降沿写数据11高电平读数据四、指令集1、清屏RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000000001运行时间（250Khz）：1.64ms功能：清DDRAM和AC值。2、归位RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000000001*运行时间（250Khz）：1.64ms功能：AC＝0，光标、画面回HOME位。3、输入方式设置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000000001I/DS运行时间（250Khz）：40μs功能：设置光标、画面移动方式。其中：I/D＝1：数据读、写操作后，AC自动增一；I/D＝0：数据读、写操作后，AC自动减一；S＝1：数据读、写操作，画面平移；S＝0：数据读、写操作，画面不动。4、显示开关控制RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00000001DCB运行时间（250Khz）：40μs功能：设置显示、光标及闪烁开、关。其中：D表示显示开关：D＝1为开，D＝0为关；C表示光标开关：C＝1为开，C＝0为关；B表示闪烁开关：B＝1为开，B＝0为关。5、光标、画面位移RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000001S/CR/L**运行时间（250Khz）：40μs功能：光标、画面移动，不影响DDRAM。其中：S/C＝1：画面平移一个字符位；S/C＝0：光标平移一个字符位；R/L＝1：右移；R/L＝0：左移。6、功能设置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB000001DLNF*DL＝1，8位数据接口；DL＝0，N＝1，两行显示；N＝0，一行显示；*运行时间（250Khz）：40μs功能：工作方式设置（初始化指令）。其中：F＝1，5×10点阵字符；F＝0，5×7点阵字符。7、CGRAM地址设置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001运行时间（250Khz）：40μs功能：设置CGRAM地址。A5～A0＝0～3FH。8、DDRAM地址设置RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0001运行时间（250Khz）：40μs功能：设置DDRAM地址。 N＝0，一行显示A6～A0＝0～4FH； N＝1，两行显示，首行A6～A0＝00H～2FH，次行A6～A0＝40H～67H。9、读BF及AC值RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB001BFAC6功能：读忙BF值和地址计数器AC值。其中：BF＝1：忙；BF＝0：准备好。此时，AC值意义为最近一次地址设置（CGRAM或DDRAM）定义。10、写数据RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010数据运行时间（250Khz）：40μs功能：根据最近设置的地址性质，数据写入DDRAM或CGRAM内。11、读数据RSR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011数据运行时间（250Khz）：40μs功能：根据最近设置的地址性质，从DDRAM或CGRAM数据读出。6.2拨号芯片的简介6.2.1双音频编码TCM5087是双列直插DTMF信号发生器专用电路。输入端R1~R4（行）、C1~C4（列）即可接普通电话键盘，也可用于电平输入。16端为音频输出端，输出的两个音频信号被线性地叠加在一起。一个音频由R1~R4从低频组中选定，另一个音频由输入端C1~C4从高频端组中选定。低频组有低频组697Hz（R1），770Hz（R2），852Hz（R3），941Hz（R4）四个频率，高频组有1209Hz（C1），1336Hz（C2）,1477Hz（C3）和1633Hz（C4）四个频率。当行（Ri）输入为0电平时，选择其低频组中的一个，当列（Ci）输入为Vdd电平时，选择其高频组中的一个，输出的音频单音幅度Vpp为400~500mV双音调输出的谐波失真和音调失真小于10%，频率误差为正负百分之一点零，精确度小于0.75%，高频比低频加重2dB。15端是用来阻止单音产生，当为0电平时，输出端将不会产生单音调输出。10端是静噪输出端。2端为发射机开关控制端。8端为片内震荡输出端。应用时，在7~8端之间接入3.57954MHz晶体即可。内部电路方框图及DTMF信号与二进制编码的对应关系表分别如图2-1所示和2-2表所示。7878STI6Vss[音调输出］［开关控制］［静噪输出］=1>=1分频器ENEN分频器≈≈∑1OSCＯOSCＩVddVdd15R114R213R312R411C13C24C35C49Vdd16Vdd210ＴＸＴsM图２－15087DTMF编码信息C4C3CR4R3R2R1十六进制低频组高频组键号1000111101EH697120912001011102EH697133623010011104EH697147734000111011DH770120945001011012DH770133656010011014DH770147767000110111BH852120978001010112BH852133689010010114BH85214779A0010011127H9411336AB0001011117H9411209BC0100011147H9411477CD100011108EH6971633DE100011018DH7701633EF100010118BH9521633F01000011187H94116330表2-26.2.2存储芯片AT24C02在这，我们先讨论下I2C总线。I2CBUS(InterIntegratedCircuitBUS内部集成电路总线)是由Philips公司推出的二线制串行扩展总线。I2C总线是具备总线仲裁和高低速设备同步等功能的高性能多主机总线。不仅占用很少的资源和I/O线，而且体积大大缩小，同时具有工作电源宽、抗干扰能力强、功耗低、数据不易丢失和支持在线编程等特点。它使用两根信号线来进行数据传输，一根是串行数据线(SDA)，另一根是串行时钟线(SCL)。它允许若干兼容器件(如存储器、A/D和D/A转换器，以及LED、LCD驱动器等)共享总线。I2C总线上理论上可以允许的最大设备数，是以总线上所有器件的电容总和不超过400pF为限(其中包括连线本身的电容和与它连接端的引出电容)，总线上所有器件要依靠SDA发送的地址信号寻址，不需要片选线。任何时刻总线只能由一个主器件控制，各从器件在总线空闲时启动数据传送，由I2C总线仲裁来决定哪个主器件控制总线。

I2C总线数据传输的最高速率为400Kbps，标准速率为100Kbps。SDA与SCL为双向I/O线，都是开漏极端(输出1时，为高阻抗状态)。因此I2C总线上的所有设备的SDA、SCL引脚都要外接5.1K上拉电阻。

I2C总线的协议如下：

总线空闲：SCL和SDA都保持高电平。

开始信号：SCL保持高电平的状态下，SDA出现下降沿。出现开始信号以后，总线被认为"忙"。

停止信号：SCL保持高电平的状态下，SDA出现上升沿。停止信号过后，总线被认为"空闲"。

总线忙：在数据传送开始以后，SCL为高电平的时候，SDA的数据必须保持稳定，只有当SCL为低电平的时候才允许SDA上的数据改变。

I2C总线的传送格式为主从式，对系统中的某一器件来说有四种可能的工作方式：主发送方式，从发送方式，主接收方式，从接收方式。

⑴主发送从接收

主器件产生开始信号以后，发送的第一个字节为控制字节。前七位为从器件的地址片选信号。最低位为数据传送方向位(高电平表示读从器件，低电平代表写从器件)，然后发送一个选择从器件片内地址的字节，来决定开始读写数据的起始地址。接着再发送数据字节，可以是单字节数据，也可以是一组数据，由主器件来决定。从器件每接收到一个字节以后，都要返回一个应答信号(ASK=0)。主器件在应答时钟周期高电平期间释放SDA线，转由从器件控制，从器件在这个时钟周期的高电平期间必须拉低SDA线，并使之为稳定的低电平，作为有效的应答信号。

⑵从接收主发送

在开始信号以后，主器件向从器件发送控制字节。如果从器件接收到主器件发送来的控制字节中的从地址片选信号与该器件相对应，并且方向位为高电平(R/W=1),就表示从器件将要发送数据。从器件先发送一个应答信号(ASK=0)回应主器件，接着由从器件发送数据到主器件。如果，在这个过程之前，主器件发给从器件一个片内地址选择信号，那么从器件发送的数据就从该地址开始发送；如果在从器件接收到请求发送的控制信号以前，没有收到这个地址选择信号，从器件就从最后一次发送数据的地址开始发送数据。发送数据过程中，主器件每接收到一个字节都要返回一个应答信号ACK。若ACK=0(有效应答信号)，那么从器件继续发送；若ACK=1(停止应答信号)，停止发送。主器件可以控制从器件从什么地址开始发送，发送多少字节。

AT24C02芯片是CMOS2048位串行EEPROM存储芯片。它具有2568(2K)Bit的存储容量，每个字节可重复擦/写100万次，数据保存期大于100年。AT24C02工作于从器件方式，页写的时候最多可以写入8字节(当开始写入的从器件片内地址为页首地址时)。也就是说，AT24C02每页有8字节的容量，每次写入数据是从主器件发送来的片内选择地址开始写入，如果写到页末尾，主器件还在继续发送的话，不会自动转到下一页，而是从该页的头地址开始继续写入，覆盖该页的原有数据，而造成数据丢失。

总结 本设计是采用探头模拟，拨号芯片和CPU系统的设计，并有效的进行控制和报警，它具有全集成化，智能化，高精度，高性能，高可靠性和低价格等优点，是一个值得推广的一种方法。在设计本作品时，我通过查阅网络与图书馆搜集到的资料，再加上指导老师的指导与资料提供，在生活中对防盗报警的认识，并且意识到随着生活水平的提高，人们对远程防盗更加依赖。就设计出了这一套远程防盗系统的主要硬件结构，基本完成了课题的要求，但是由于设计的理论基础尚浅，对课题的研究经验还不成熟，使得在技术的解决与运用上显得粗糙了一些，在某些技术关键上的叙述不能达到详细、精辟。但是这个系统的设计却不缺乏自己的特点和创新点，特归纳为以下几点：(1)能实现远程监控,且价格低廉；(2)采用模块化设计,使用维护方便,易于普及；(3)利用探头和单片机分别实现检测和智能控制,易安装，稳定性好；由于考虑到了成本使用的问题，在硬件上使用了拨号芯片TCM5087，结合了单片机的运用；在软件上，充分利用了AT89C51的强大功能，实现了信息的快速处理和控制、显示功能，能精确检测。该系统的应用有助于减轻工作人员的劳动强度，提高安全性、准确性和工作效率，使远行的人对家里或需要防盗的场所多了一分安心。所以对于性能好的远程防盗器有很好的市场。由于本人的水平有限，设计当中，难免会有不少的缺点和不足之处，恳请教导老师批评并改正。 参考文献[1]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].电子工业出版社,2004年1月出版.[2]求是科技.单片机典型模块设计实例导航[M].人民邮电出版社,2004年1月出版.[3]陈国平.MCS-51系列单片机系统原理与设计电子技术应用[M].冶金工业出版社,2003年6月出版.[4]吴金戌.89c51单片机实践与应用电子技术应用[M].清华大学出版社,2002年出版.[5]张俊谟.单片机中级教程—原理与应用[M].北京航空航天大学出版社,1999年出版.[6]电子报社.电子报2004年合订本(下)[M].四川科学技术出版社,2004年出版.[7]刘文涛.基于C51语言编程的MCS-51单片机实用教程[M].原子能出版社,2004年9月出版.[8]吉雷.Protel99从入门到精通[M]. 西安电子科技大学出版社,2003年出版.[9]林伸茂.8051单片机彻底研究-基础篇[M].人民邮电出版社,2004年5月出版.[10]林伸茂.8051单片机彻底研究-实习篇[M].人民邮电出版社,2004年5月出版.致谢这三年来，得到院领导和我们的专业老师对我的谆谆教诲和帮助，学会了89C51单片机工作原理以及电路的设计，控制电路的设计等等，使自己多年来所学的理论知识和实践做到有机的组合，进一步深化巩固自己的理论知识。同时也让我深深体味到电子是一种更新很快的行业，要想跟上时代，就得自我不断的努力，只靠在学校所学的东西是远远不够的，所以必须在以后的工作的中不断的学习，打下坚定的基础。在此，我表示衷心的感谢。尤其是指导老师对我的关心和帮助，这次毕业设计能圆满的成功，多是得于指导老师的细心指导和详细的批改。他无论在理论上还是实践中都给予我有很大的帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。另外，在这次毕业设计中，同组的同学同样给了我很大的帮助，此外我还得到很多同学的不少帮助，解决了不少的难题。在此，我由衷的感谢他们对我的帮助。附录1：PCB板（主板）PCB板（键盘）附录2:元器件清单大小名称封装* DIANYUANSIP2+5VVCCSIP20.02u C3 RAD0.21BQ20BRIDGEBRIDGE1KR9AXIAL0.31KR10AXIAL0.31K R0AXIAL0.31UC4RB.2/.43.58MXTALXTAL14.7KR3 SIP95.1KR30AXIAL0.35.1K R31AXIAL0.310K R1AXIAL0.310K R4AXIAL0.310K RP1 VR510UC0RB.2/.412MX1 XTAL130PF C1 RAD0.230PFC2RAD0.256欧R5AXIAL0.3100KR6AXIAL0.3180欧R8AXIAL0.3560欧 R7AXIAL0.31000UC20RB.2/.41602B DM1602SIP162200UC21RB.2/.47805V 7805TO-2209012BT2TO-92B9012BT0TO-92B9014BT1TO-92BAT24C02 U5DIP8AT89C51 U1DIP40CON10J4SIP10L1电话线SIP2RELAY1-2RL1JIANDIANQISPKEARKCON2SIP2U8 TCM5087DIP16键盘/探头选择K0SW-PB附录3:主程序VSDAEQUP3.6VSCLEQUP3.7MTDEQU30H;密码存储单元MRDEQU40HNUMBYTEQU3AHSLAEQU3BHSLAWEQU0A0HSLAREQU0A1HRS EQUP3.2;寄存器选择信号R/W EQUP3.3 ;读/写选择信号E EQUP3.4 ;使能信号ORG 2000HSJMP MAIN ORG 0003HSJMP TTORG 000BHMAIN; MOV SP,#40H SETB EA SETB EX0 NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP NOP LCALL TENMS MOV P0,#FFH MOV A,#00H MOV P3,#FFH CHONGFU;LCALL TENMS ；键盘/探头状态的判断 MOV A,P3 MOV C,ACC.3 JC L2 LCALL TANTOUL2; LCALL JIANPAN SJMPCHONGFU LCALL PR0 LCALLSTORE SJMP CHONGFUTANTOU; MOV A,P1 ；探头扫描 LCALL TENMS MOV R2,A MOV A,P1 XRL A,R2 JNZ L3 MOV A,P1 XRL A,#0E7H JNZ L3 LCALL BOHAOL3; RETBOHAO; MOV R3,#00H ；拨号程序 MOV R4,#08H MOV R5,#03HL4; MOVX A,@R3 MOV P2,A INC R3 LCALL FIVTY DJNZ R4,L4 LCALL FIVTYL5; MOVX A,@R3 MOV P2,A INC R3 LCALL FIVTY DJNZR R5,L5 RETJIANPAN;MOV P1,#0FFH ；键盘程序 LCALL FIVTY MOV A,P1 XRL A,#0FFH JNZ L6 MOV R3,#00H MOV R4,#08H MOV R5,#03HL7; MOV A,P1 MOV A,B SUBB A,B JNZ L7 MOV A,P1ONE; XRL A,#7EH ；判断键号 JNZ TWO MOV A,#1EH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8TWO; XRL A,#7DH JNZ THREE MOV A,#2EH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8THREE; XRL A,#7BH JNZ FOUR MOV A,#4EH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8FOUR; XRL A,#0BEH JNZ FIVE MOV A,#1DH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8FIVE; XRL A,#0BDH JNZ SIX MOV A,#2DH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8SIX; XRL A,#0BBH JNZ SEVEN MOV A,#4DH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8SEVEN; XRL A,#0DEH JNZ EIGHT MOV A,#2BH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8NINE; XRL A,#0DBH JNZ ZERO MOV A,#4BH MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8ZERO; XRL A,#0EDH JNZ SURE MOV A,#87H MOVX @R6,A INC R6 SJMP L8SURE; XRL A,#0EEH ；确认号码 JNZ DELETE SJMP L8DELETE; XRL A,#0EBH ；删除号码 JNZL8 MOV A,#00H DEC R6 MOVX @R6,A SJMP L7L8; DJNZ R4,L7 LCALL FIVTY MOV R4,#01H DJINZ R5,L7L6; RETTENMS; MOV R0,#0AH ;10毫秒的延时L11; MOV R1,#0FAHL10; NOP NOP DJNZ R1,L10 DJNZ R0,L11FIVTY; MOV TMOD,#10H ;50毫秒的延时 MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0BOH SETB TR1L12; JBC TF1,L13 SJMP L12L13; RETPR0: PUSH ACCMOV P0,#0FFH ;P1置位,准备读CLR RS ;RS=0SETB R/W ;R/W=1SETB E ;E=1MOV COM,P1 ;读BF和AC6-4值CLR E ;E=0MOV P0,#0FFH ;P1置位,准备读SETB E ;E=1MOV A,P0 ;读AC3-0值CLR E ;E=0SWAP A ;转换成8位数据ANL A,#0FHANL COM,#0F0HORL A,COMMOV COM,A ;送入COM单元POP ACCRETPR1: PUSH ACCCLR RS ;RS=0SETB R/W ;R/W=1PR11: MOV P1,#0FFH ;P1置位,准备读SETB E ;E=1MOV A,P0 ;读BF和AC6-4值CLR E ;E=0MOV C,ACC.7 ;BF?进位位C SETB E ;E=1CLR E ;E=0(读AC3-0值)JC PR11 ;判别BF=1?是转CLR R/W ;R/W=0MOV P0,COM ;写入指令代码高4位SETB E ;E=1CLR E ;E=0MOV A,COM ;写入指令代码低4位SWAP AMOV P0,ASETB E ;E=1CLR E ;E=0 POP ACCRETPR2: PUSH ACCCLR RS ;RS=0SETB R/W ;R/W=1PR1: MOV P1,#0FFH ;P1置位,准备读SETB E ;E=1MOV A,P0 ;读BF和AC6-4值CLR E ;E=0MOV C,ACC.7 ;BF?进位位CSETB E ;E=1CLR E ;E=0(读AC3-0值)JC PR21 ;判别BF=1?是转SETB RS ;RS=1CLR R/W ;R/W=0MOV P0,DAT ;写入数据高4位SETB E ;E=1CLR E ;E=0MOV A,DAT ;写入数据低4位SWAP A