【《基于STM32单片机的家庭防盗报警系统设计》10000字（论文）】

基于STM32单片机的家庭防盗报警系统设计摘要:随着高科技和人民越来越多的生存需求的快速发展，人们对住房的需要已经从追赶简略的生活空间发生了改变，现在追求了舒适，质量和性能等多种需求。目前，中国一般家居的消防措施和抗盗方式大多为设置抗盗窗，抗盗门和抗盗锁。这些是人们运用日常生活经历累积的传统方法，但这些都有一定的缺陷。如果偷盗出现在卧室内，人们就完全无从精确掌握了家人的安全情况，也完全无从适当地处理，这不仅会给人们的钱财造成风险，还会为人们的生活带来严重的风险。所以，为了解决以上的问题，本文提出一种基于STM32芯片的家庭防盗系统。本系统主要创新之处如下:采用最近几年兴起的ARM系列微控制器STM32F103C8T6，与传感器结合，其中采纳使用传感器的方法来提供报警信息的方案使成本下降、易于保护、性比价高、功能强大、实时性好，能够安放于隐密的地点且不易被发现、接收信号灵敏，因而有着突出的优点和宽广的发展前景。利用蜂鸣器模块，能够使家庭防盗报警系统进行报警，硬件支出成本低，适用于大多数一般家庭、寝室、办公室等。关键词:防盗报警、传感器、STM32单片机目录摘要 IAbstract II第一章绪论 11.1选题的目的和意义 11.2国内外研究现状及发展趋势 11.3本设计主要研究内容 21.4论文结构 3第二章总体设计方案 42.1设计思路 42.2实践方案 42.3主控制的选型 4第三章硬件设计 63.1总体设计 63.2HC_SR501人体感应模块电路 63.2.1技术参数 63.2.2引脚接口说明 63.2.3检测原理 73.3声音检测模块电路 83.3.1技术参数 83.3.2引脚接口说明 83.3.3检测原理 83.4压力检测模块电路设计 93.4.1技术参数 93.4.2引脚接口说明 93.4.3检测原理 103.5报警模块电路 103.5.1技术参数 103.5.2检测原理 103.6STM32电路设计 113.6.1STM32F103C8T6芯片介绍 113.6.2STM32F103C8T6最小系统 123.7电源电路设计 15第四章系统软件设计 174.1软件开发环境介绍 174.2系统软件流程图 184.3数据采集子程序设计 194.4定时器程序设计 19第五章系统调试 215.1硬件调试 215.1.1硬件环境搭建 215.1.2硬件电路检查 215.2软件调试 215.3系统调试 225.4实物测试 22参考文献 27第一章绪论1.1选题的目的和意义伴随着我国社会主义市场发展的极速蓬勃发展，我国市民日常生活技术水平也日益提高，自身个性生存方法也日益丰富，家庭生活中的高级产物也越发多，但与此同时，违规分子的总量也越发多，家庭生活信息安全开始变成我国市民日益关切的社会生活主要问题。一种智能化的家居安全监控系统对人们而言是十分必要的，它能够在人出家门时监测家里的状况，这样使人们能够平安出门，不必再担心房屋被盗。过去的家庭防盗一般只是借助防盗门和防盗窗等用具，但它们都不能适应现代家居防盗的需要，无法有效地防止对屋宇的侵入，于是高科技电子防盗体系的应用就发生在这种情况历史性的时候。随着人类安全防范意识的日益增强，家庭防盗报警体系也将成为人们的主要选择对象，而智能安全也将成了家庭安全产业未来的主要发展趋势。防盗报警网络系统，是当检测到正在防范或工作的现场有人入侵时，能够及时的、迅速的进行发出报警信号并监控信息的专用计算机网络或电子商务系统，通常由探测器(报警器)、信息传送技术控制系统和报警控制器等构成。该探测器可以探测到事故并形成报警信号，该报警信号经由信息传送技术控制系统传送至报警控制器，以产生声、光及其他的报警信号。由于红外线有很强的隐蔽化效果和安全保密性，所以在防盗、报警等安全设备中被广泛的普遍使用。本课题试图用价格相对低廉，使用最普遍的单片机控制器的电路来设计一个家庭防盗报警控制系统，并希望取得简单，使用，实际的经济效益。1.2国内外研究现状及发展趋势防盗报警系统，是指利用物理技术手段或电气技术自动检测或监控一定范围中进行的侵入、自动产生告警信息并协助提醒执勤员工或其主人在该区域内发出警报的系统。显示可能的对策的系统。一旦发生紧急情况，可利用声光报警信号迅速采取应急措施。具有不同原理的不同种类的报警检测装置可用于不同目的。中国防盜控制的发展，大概源于我国在上世纪六十年代初期北平市故宫的治安告警控制。在当时，我国的老一些保安科技工作人员已经在一种完全隐藏、安全性更可靠的报警、绝对耐火的木结构构造建筑环境下进行了控制的安装调试工作，该控制达到了非常好的效果。此后的几十年，我国安全科技发展方向始终是以防盜报警信息系统管理为主，其运用的不同场所也大多仅限于中国国内金融机构和文博信息系统。但因为当时采用光电脲化物摄像管的摄像机规格过大、售价高昂，所以可视式闭路电视监控系统在中国安全科技市场上的实际使用案例也极少。国外关于防盗技术的研究早期是从传统防火的基础上发展出来的，后来逐渐向智能化、自动化等方面发展，而且监控的原理也开始创新，特别是与现代电子信息技术进行了融合，这就为中国现代化的国家安全体系的发展，奠定了极其重要的技术物质基础。当前的诸多安防系统开始广泛的进入了自动化和闭路化，并且在自动化的整个结构设计方面都有着相当的优越性。目前国外销售的安全自动报警系统一般都有一个计算机信息管理中枢，能够利用这种信息管理中枢来实现多种多样的信息管理，并且还能够据此开发多种多样的应用软件，并且实现了先进的GUI用户，对维修与操作管理人员需求都不高，并且还能够同样对上百种的控制器进行管理工作，因此具有了很高的性价比。目前，海外的安全管理系统还开始逐步与医学、消防工作等方面进行融入。并以此形成了先进的安全融合和智能的产品系统。在这个产业高速度发展的今天，在欧美等国也开始发展起来了多个品牌的大规模企业，如平安、宝维康等企业，并且相关的视讯科技、数字工艺、生物识别科技等都获得了巨大的发展，另外经过互联网的远程信息也得以高效实现，这都为国家安全产业的高速度发展打下了关键基础。当前，主流的家庭防盗系统采用的是红外线报警器。在中国防盗报警信息系统的发展历程中可以发现，数字化、无线化、集成化、是对防盗报警信息系统进行技术创新的必然趋势，在这三个技术发展的基础上，才能达到人们对系统稳定性、功能的广泛性、外形的美观性、设计的智能化、按需要的可扩展性，和具有较强的网络化功能的更现代化的生活需求。从中不难看出，防盜火报警的科技趋势是更稳定、更安全、更丰富的功能、更漂亮、小巧的外形、更人性化的设计、更强劲的物联网功能、以及更便捷的可扩展性。1.3本设计主要研究内容本篇主要是讲解了采用STM32数字单片机设计的家庭自动防盗报警器。本产品设计将结合单片机应用高新技术、传感器产品工艺技术，构造出基于单片机的家庭防盗报警系统的报警模块，以达到报警的目的。具体功能如下:(1)根据室内、室外环境及条件，设计出数据采集模块;(2)设计主控制器模块及相关外围电路;(3)构造出基于单片机的家庭防盗报警系统的报警模块，以达到报警的目的。1.4论文结构本文的结构安排具体如下:第一章为绪论。首先对研究背景和意义进行分析，接着对报警系统的国内外研究现状进行了分析，并对采用STM32单片机控制器的家用电子防盗报警系统的功能和目的进行了阐述，最后介绍了研究内容。第二章对本文系统的整体框架进行了设计。本章在上章内容的基础上，基于单片机和传感器技术，对系统的硬件部分进行选型，从成本、稳定性、使用寿命等方面对元器件进行综合考虑，选出性价比较高的器件。第三章对本文系统的硬件部分进行设计。本章基于上章选出的器件，对硬件电路进行设计，通过对器件的原理和特性等进行研究，设计实用性较高的电路图。第四章对本文系统的软件部分进行设计。本章基于上章设计的硬件电路图，编写软件程序。首先，对程序流程进行设计。接着，根据相关单片机知识进行编程，最后基于单片机实现对系统的控制。第五章对本文的整个系统进行调试，通过对硬件的调试和软件测试，最后完成成品。最后，对本文系统的主要功能进行了总结，并对后续系统的改进和各类管理工作的展开进行了安排。第二章总体设计方案2.1设计思路采用单芯片技术设计开发智能防盗报警器。该防盗报警系统采纳单片机作为任务控制器核心，外接人体感应传感器、压力传感器和声音传感器。这是一种全新的、完全被动的检测设备，使用三种检测方法来防止盗窃。该报警器的最大优点是它对您的客户来说很容易，易于理解和快速使用。安装方便，智能化程度高，误报少。随着现代人认识的进步和科学技术的飞速展开，警报器有望在不断扩大的范围中得到更深入的运用。用三种传感器进行探测，增加准确性，提高了安全性。2.2实践方案本文章主要包括了硬件设计与软件设计二个主要设计部分。将模块式集成系统又细分为数据信息采集系统模块、主控件控制模块体系、报警等三个子模块体系。电路单元的基本组成电路大致上可以这样分类为:由热控释电的红外传感器、压力感应器、声音感应器、报警控制电路、单片机的控制运算电路等以及与其相应配套的温度检测报警系统电路等构成。为应用终端实现了信息接收、管理、信息传递、各种功能设定、本地报警等功用。它们之间的构成框图如图2.1所示。复位电路LED发光显示驱动复位电路LED发光显示驱动单片机信号检测电路信号检测电路执行报警电路驱动执行报警电路驱动图2.1系统整体设计框图2.3主控制的选型方案1：STM32F103系列的微控制器，是以Cortex™-M3为核心的控制器，Cortex™-M3数据处理器是最近一批的嵌入式ARM数据处理器，它为满足MCU的需求提出了降低成本的平台、减少的接口数量、减少的操作系统耗电量，并且带来优异的运算特性和领先的中断系统响应速度，该控制器具有512K的flash容量，在进行中高端的集成电路开发时比较适用，其内部包括定时器、时钟等多种控制外设，具有16KB~1MBFlash、USB全速接口和CAN，主频率最高可达到七十二MHZ，而且是一个耗功率极低的产品，电源仅需在3.0-3.6V区间之内。STM32F103C8T6最小系统板实物图可见图2.2所示。图2.2STM32F103C8T6最小系统板实物图方案2：STC89C52RC单片机。该芯片为51系列中最具有代表性的芯片。与传统的MCS-51芯片相比，该芯片有许多提升的方面。且该芯片的功耗低，性能好，其flash有8K字节，内部结构包括了定时器、串口等。其实物图见图2.3所示。图2.3STC89C52RC单片机实物图总结文章前半部分，结合本设计需要完成的功能，需要选择适合的微型控制器，因而这次就需要选择安全性很高的STM32F103系列单片微型机，具有多种功能的单片机作为此次设计的控制器。STM32F103C8T6恰恰满足这种情况。

第三章硬件设计3.1总体设计硬件电路部分，包括由热释电红外感应器、压力传感器、声音传感器、报警器、以及单片机的控制电路等组成。本次设计的硬件系统框图如图3.1所示。复位电路复位电路LED发光显示驱动单片机LED发光显示驱动单片机热释电红外传感器热释电红外传感器压力传感器压力传感器执行报警电路驱动执行报警电路驱动声音传感器声音传感器图3.1总体设计框图3.2HC_SR501人体感应模块电路3.2.1技术参数本文系统使用的人体感应器件是热释电传感器HC_SR501，人体热释电感应模块HC_SR501技术参数如图3.2所示。图3.2HC_SR501技术参数3.2.2引脚接口说明人体热释电感应模块HC_SR501共有3个引脚，各个引脚功能如表3.1所示。表3.1人体热释电感应模块HC_SR501接口说明编号符号引脚说明1GND电源地2OUT信号输出、检测到信号输出高电平（3.3V）3VCC电源正极3.2.3检测原理单片机的I/O接模块的OUT输出脚，利用该I/O判断其高电平状态，由此而得，当测量到活体信息时，OUT引脚输出高电平。相反，在未检测到活体信息时，OUT引脚输出低电平。值得注意的是，活体信息的检测过程是基于单片机实现的。在检测到活体信号时，OUT会将高电平信息发送给单片机，单片机在接收到高电平时，会认为检测到了活体，否则就认为没有检测到活体。基于HC_SR501的人体热释电感应模块的电路原理如图3.3所示。其中，传感器电源和系统电源VCC相连，VCC=5V，单片机的I/O口和OUT输出引脚相连接，且其I/O的功能是对电平信号进行检测。在传感器检测到活体信息时，OUT引脚输出高电平，由于OUT引脚与一个D1LED和R11K电阻相连，在OUT引脚为高电平时，LED会接通并发光，通过该发光现象可以反映出是否有活体信息被检测到。若没有活体信息出现，LED会熄灭。OUT引脚和STM32单片机的PB15引脚相连，用与其电平状态的检测。图3.3基于HC_SR501的人体热释电感应模块电路原理图3.3声音检测模块电路3.3.1技术参数本文系统是以LM393为芯片为核心的声音检测模块，声音检测传感器模块技术参数如表3.2所示。表3.2声音检测传感器模块技术参数性能参数工作电压3.3V-5VDO输出TTL数字量0和13.3.2引脚接口说明该声音检测模块共有4个引脚，各个引脚功能如表3.3所示。表3.3声音检测传感器模块接口说明编号符号引脚说明1AO输出模拟信号的引脚2VCC电源正极DC3.3V-5V3GND电源地4DO数字输出脚输出0和13.3.3检测原理单片机的I/O引脚与声音检测模块的DO数字输出引脚相连，通过I/O引脚可以对DO的电平状态进行判断。在检测到声音时，DO引脚会输出低电平，否则在未检测到声音时，DO引脚输出高电平。以上电平信号的检测由单片机实现。声音检测传感器模块的电路原理图如图3.4所示。该模块电源和VCC系统电源相连，VCC=5V，DO输出引脚和芯片I/O端口相连，这样便能完成对电平信号的检查和观测。图3.4声音检测传感器模块电路原理图3.4压力检测模块电路设计3.4.1技术参数微动开关的型号为欧姆龙D2F-01FL，压力检测传感器模块技术参数如表3.4所示。表3.4压力检测传感器模块技术参数性能参数工作电压3.3V-5V工作电流1A绝缘电阻>=100兆欧介电强度250VACfor1min接触电阻100兆欧max3.4.2引脚接口说明该压力传感器模块共有3个引脚，各个引脚功能如表3.5所示。表3.5压力检测传感器模块接口说明编号符号引脚说明1COM公共端2NO常开端3NC常闭端3.4.3检测原理本设计采用的压力检测模块是微动开关。它的原理：机械力经传动元件施加于运动簧片上，当系统能量达到临界状态时，系统发生瞬时响应，使运动弹簧的相应触点接通或断开。当作用在运动系统元件上的力散开后，运动簧片就会产成一种反向的机械力。在运动元件的反向路程到达运动弹簧片的作用顶点之后，迅速地完成反向运动。压力检测传感器模块的电路原理图如图3.5所示。图3.5压力检测传感器模块电路原理图3.5报警模块电路3.5.1技术参数有源蜂鸣器技术参数如表3.6所示。表3.6有源蜂鸣器技术参数性能参数工作电压3.3V-5.0V3.5.2检测原理如图中3.6所显示的有源蜂鸣器控制电路原理图，Beep1即为蜂鸣器，使用了一个PNP型为八千五百五十的充气三极管电路，该电路具有开关功能，能实现对蜂鸣器开关的控制。本文系统中采用的是PNP型三极管，R31K电阻和PNP的基极相连，通常情况下，R3的在1千欧到2.2欧范围内进行取值。R2、D2是蜂鸣器的开关指明灯，当单片机控制器I/O在PB七控制脚处输出的低电平值有效时三极管导通，蜂鸣器也开通，蜂鸣器就响。图3.6有源蜂鸣器电路原理图3.6STM32电路设计3.6.1STM32F103C8T6芯片介绍内核最大七十二MHz工作频段，在内存的零待机周期高达1.25Dmips/MHz。flash程序存储器有128K字节，以及高至20K字节的SRAM。工作电压为2.0V-3.6V与I/O引脚。具有上电/断电复位功能和可编程电流检测器。工作频率范围为4-16MHz，能倍频，在实际使用过程中，其频率可达72MHz。设有休眠、停机和待机模块，VBAT为RTC和后备的辅助寄存器系统供电。STM32F103C8T6多达三十七个输入与输出口(I/O)，所以的I/O口都能够映像到16个外部中断;除了A/D转换接口，其余所有接口均可以接受5V信号。模型调试时，使用串行调测与JTAG接口。STM32F103C8T6的引脚图可见图3.7。图3.7STM32F103C8T6的引脚图3.6.2STM32F103C8T6最小系统在进行微控制器的搭建过程中，仅靠单片机无法搭建控制系统。本文设计的控制系统需要多个部件组成，包括控制器、稳压电路、复位回路等。基本的外围电路对系统的主控芯片来说十分关键，通常将其看作最小系统电路。单片机的最小系统电路，就是利用所要使用的而且是最小的元件所构成的电子系统。稳压电路：STM32F103C8T6在正常工作时，其电压大约为3.3V，但通常情况下，很多电源都是4.2V或5V，因此，稳压电路必不可少，在STM32F103C8T6最小系统板中包括有稳压电路，接下来对电源部分进行分析。本文选择了ME6211.-3.V开关电源芯片作为系统的稳压芯片，电源输入为5V，其经由C7和C5滤波电容，连接到VIN引脚，地线和VSS相连引脚，CE引脚用于芯片使能的控制，在高电平有效，在本文中，无需对该芯片的开关进行控制，电源在接5V时为高有效，此时接通保持运行状态。OUT引脚输出为3.3V，NC引脚的输出在经由C15电容耦合后传送至GND引脚，最后经由C6和C10滤波电容，3.3V给其他元件进行供电。稳压电路见图3.8所示。图3.8稳压电路复位电路：自动复位时利用键盘的SW功能，在按下按键时，NRST引脚变为低电平，此时C2的电容被释放。在电源按键弹起时，C2电容进行充电，NRST引脚变为高电平，此时STM32正常运行。复位电路见图3.9所示。图3.9复位电路系统高速时钟：本文系统使用STM32F103C8T6芯片，其高速时钟电路由1个8MHz晶振与2个20pF的电容组合而成。系统高速时钟电路见图3.10所示。图3.10系统高速时钟电路系统低速时钟：本文系统使用STM32F103C8T6芯片，其低速时钟电路包括了1个32.768KHz的晶振与2个20pF的电容。系统低速时钟电路可见如图3.11所示。图3.11主系统低速时钟电路打开模型选项电路:通过BOOT中[1:0]的引脚，可选3种不同开启建模。由图3.12所示，通过BOOT[1:0]引脚，有3种不一样的启动模式可以选择。图3.12STM32启动模式在一般情况下，启动模式电路在选择主闪存存储器模式后，BOOT0与BOOT会变成低电平。在下载串口时，BOOT1会变成高电平，下载完成后自动复位。启动模式选择电路可见图3.13。图3.13启动模式选择电路图SWD调试接口：SWD调试仅仅基于2个I/O引脚，就能实现对系统的仿真调试，其中，SWDIO与STM32的PA13引脚相连，SWCLK与STM32的PA14引脚相连。在接口和STLINK调试器相连后，就能实现对系统的仿真调试与程序下载。SWD调试接口见图3.14所示。图3.14SWD调试接口3.7电源电路设计本文系统对电源的要求比较低，使用USB5V电压就能满足系统供电，且其电路的输出能力可达1A以上，因此本文使用USB电源线对系统供电，系统的电源接口和开关控制电路可见图3.15。图中的P5电源座子的1号引脚是电源的DC接口，同时1号引脚也与开关P3的控制引脚相连，并通过接通和断开P3来控制电源的接通和断开，最后输出到5伏的供电电源来为系统供电，电源座子的2、3号引脚接地线。图3.15电源接口和开关控制电路由图3.15可知，该电路采用USB对系统供电，其电源是5v的直流电，由于STM32主控芯片正常的工作电压为3.3V，因此，5V电源要转换为3.3V后才能为系统供电。本文系统使用STM32F103C8T6最小系统开发板，该开发板内部包括有ME6211-3.3V稳压芯片，其原理图可见图3.16，P11引脚是电源的DC接口，电源的正极与开关相连，因此开关可以对电源的打开与关闭进行控制，在开关按下时，系统通电，并给外设和稳压芯片ME6211-3.3供电，次数输出引脚可以进行输出，为使电压保持在3.3V，不发生变化，可以使用滤波电容实现。稳压电路原理如图3.16所示。图3.16稳压电路原理图

第四章系统软件设计上章对本文设计的硬件电路的各模块进行了介绍，本章将基于设计的硬件电路原理图和设计需求进行软件编程，系统需要实现的具体功能如下：1、实现系统的撤布防功能；2、在布防状态下，实时检测人体信号、声音信号和压力信号，如检测到异常信号则及时发出警报通知主人；3、撤防状态下，可实时检测传感器信号，但不发出警报；4、用户可通过按键来切换撤布防模式；本文设计的基于STM32单片机的家庭防盗报警器系统，把STM32F103C8T6芯片作为硬件部分主控芯片，软件部分是在STM32平台上开发的。在系统软件编程时遵循模块化的标准，操作系统包括了子程序与主程序，在应用软件部分主要包括了初始化程序、串口驱动和定时器子程序等。系统的软件部分采用了模块化程序设计，其中，主程序和子模块包含了不同的.c和.H文档，这使软件编程变得更加直观。4.1软件开发环境介绍本文系统的主控制器使用了STM32系列的芯片，软件部分需要使用KEIL5MDK软件来完成。在使用KEIL5MDK时，首先需要将STM32V3.5官方库的文件进行转移，在STM32的库函数的基础上进行软件编程，这在极大程度上提高了开发效率。KEIL5MDK平台可以混合汇编与C语言进行编程，还能单独进行编程。由于其编译环境的集成度较高，因此能将其用于各类单片机的开发，且调试简单方便。这是推荐的平台。用于STM32开发。在进行软件开发之前，需要进行准备工作。首先是KEIL5MDK平台软件的安装，在电脑上完成软件安装后将其打开，然后通过新建工程、创建子程序、编译和仿真等，进行系统调试并得到调试结果，最后对系统功能进行测试。软件调试界面如图4.1所示。图4.1软件调试界面图4.2系统软件流程图系统主程序流程图如图4.2所示。由图4.2可知，在程序执行之前，需要对系统进行初始化。初始化配置包含了对时钟、串口和定时器等部件的初始化。在初始化后进入程序循环。在按下按键进入布防模式后，LED指示灯亮，布防模式下，人体感应模块、声音检测模块和压力检测模块实时检测状态，当检测到异常时，通过单片机串口发送指令控制报警模块发出警报。通过按键模块来选择撤防和布防模式。开开始初始化配置布防状态？结束数据异常？是否发出警报否是LED亮图4.2系统主程序流程图4.3数据采集子程序设计设计中传感器用到了人体感应模块HC_SR50、声音检测模块和压力检测模块实现对人体信号、声音信号和压力信号的检测。上述模块的原理十分容易理解，在传感器被触发时，各模块会输出对应的电平信号，通过对单片机I/O引脚的电平状态进行检测，可以直接判断系统是否被触发。HC_SR501在测量到身体信息后，信号引脚就会延时输出高电平信息;声音感应模块在侦察到人声时输出的低电平信息。压力检测传感器检测到压力时会输出低电平信号利用这一原理实现防盗报警的前提条件。4.4定时器程序设计此次设计当中利用了STM32F103C8T6的普通计时器TIM2实现计时中断，在使用STM32定时器之前，要对TIM2时钟进行设置，使TIM2使能；并对定时器参数进行初始化，可以自主进行状态值设定，分频系数，计数方法等，自动重载寄存器周期值arr=499，预分频数psc=7199，定时器的中断时间为五十ms，并将计数方法设置为向上计数。接着将定时器设置为允许更新中断状态，并对其优先级进行设定。运行并重启TIM2。最后对中断函数进行编程。该中断函数可以实现5秒钟的计时，并且在倒计时5秒钟后可以实现蜂鸣器的关闭，其部分程序如下： voidTIM2_IRQHand(void)//实现TIM中断250ms { staticunsignedcharCnt=0; if(TIM_GetITSta(TIM2，TIM_IT_Upda)!=RESET) { TIM_ClearITPendingBit(TIM2，TIM_IT_Upda); //将TIM2更新中断标志清除 Cnt++; if(Cnt>=20) //达到1秒 { Cnt=0; //清0 } Num++; if(Num>200) { Num=0; VOICEFlag=0; } } }

第五章系统调试本文设计的家庭防盗报警系统包括了由硬件和软件两部分。在对系统的整体功能进行设计后，要对硬件驱动与软件驱动程序进行调试。在电子系统设计过程中，其核心是通过对系统的测试，能够精确判断出其系统性能优劣与稳定性。本文章对系统进行了硬件配置与部分软件调试，最终得到最终的结果。5.1硬件调试5.1.1硬件环境搭建在本设计中，硬件环境搭建所需要用到的软件是AltiumDesigner。通过AltiumDesigner可以绘制出PCB和原理图。本次设计的原理图和PCB都是基于AltiumDesigner完成的。5.1.2硬件电路检查通过对硬件电路研究与设计，利用集成电路原理图制成了测试电路板，并对无线监控系统的各个功能进行了测试。传感器节点硬件建设完成以后，就需要进行详细的硬件检查，排除硬件设备在以后的测试和实验过程中存在引起问题的可能性。(1)电路板检查印刷电路板制造完毕后，必须严格对照工作原理图认真地检查和控制电路板的接线和过孔，以保证行走路线和过孔准确无误，才可焊接电子元器件。(2)器件焊接检查观察电路板的各个芯片管脚检测是否无误，以及是否有短路、虚焊等现象发生，对贴片元件的检测也要特别小心。(3)基础外围电路检查检测电源电路、单片或微型计算机的晶振及复位电路和SWD接口工作时是否正常。通过SWD系统可以对处理器片内件实现访问和管理，是对其它硬件和软件调试的重要基础。5.2软件调试软件调试最终的目标是对KEIL5MDK平台上软件的bug进行调试，关键重要的作用是为了检查并修正和调试软件中所遇到的麻烦。本次设计使用的主要控制模块是基于STM32F103C8T6完成的，它所使用的开发环境是KEIL5。首先在电脑上下载KEIL5软件，然后打开KEIL5软件，第一步要创建新项目，创建一个主程序，创建子程序，然后进行编译，最后在进行调试，完成程序的编写，编译后将其添加到所需的最终结果并改进它。KEIL5MDK软件最终调试图如图5.1所示。图5.1KEIL5MDK软件最终调试图5.3系统调试当分别进行完硬件调试和软件调试后，最后就该整个进行系统调试了。系统调试是指在完成系统后，借助一些工具整体性的对系统的硬件和所使用过的软件进行调试，是系统各个部件都能满足所预期的目标。5.4实物测试基于本文设计的家庭防盗报警器系统的硬件电路图，基于电路板把各个电路模块焊接起来，做出系统的实物图。最需要注意的是，在焊接电路时要按一定的优先级顺序进行焊接。首先，进行电路模块的焊接，在完成电路与电源部分的焊接后，将电源连通。然后要使用万用表对所有电源点进行测试，判断其是否正常，在测试结果均正常后，继续完成其他部件的焊接。焊接顺序要基于优先焊接电源与主控制单片机，其次进行其他部分的焊接；小元件先焊接，大元件后焊接的原则。1.系统静态实物图如图5.2所示。图5.2系统静态实物图2.系统刚上电时的状态图如图5.3所示。图5.3撤防状态图（左）、布防状态图（右）3.系统通过热释电红外传感器检测到有人时的状态图如图5.4所示。图5.4系统通过热释电红外传感器检测到有人时的状态图4.系统检测到声音时的状态图如图5.5所示。图5.5系统检测到声音时的状态图5.系统检测到压力时的状态图如图5.6所示。

图5.6.系统检测到压力时的状态图

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