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基于AT89S51的新型家庭语音报警系统设计.doc
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基于AT89S51的新型家庭语音报警系统设计.doc
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摘 要:随着社会的不断发展,人们对室内财产安全的要求也越来越高,如何设计具
有更高灵敏度和可靠性的防盗报警装置成为人们关注的焦点和迫切需求。为此,本
设计以被动式红外检测技术为基础,利用热释电红外传感器构成防盗报警器的信息
采集单元,以 AT89S51 单片机作为报警系统的核心控制部件,这种电路把红外线的
隐蔽性和单片机的体积小、功能强、价格低很好地应用于报警系统中,从而在保证
系统结构简单,成本低和可靠性好的同时而实现了防盗报警功能,达到了安全防护
的目的。
关键词:被动式红外报警器;热释电;单片机
New Family Voice Alarm System Design Based On AT89S51
Abstract:With the development of society, people are paying more attention to their
indoor property security. How to design a higher sensitivity and reliability of the anti-theft
and alarmed devices become the focus of attention and urgent needs. Therefore, the design
of this product is based on current passive infrared detection technology, taking advantage
of pyroelectric infrared probe which consists of burglar alarm of information collection
unit.and use the singlechip AT89S51 as the core control component of the alarm system.
The alarm system about the pyroelectric infrared sensor make full use of the infrared
concealment and the singlechip’s small volume, strong function, low price to ensure
system from the simple structure, low cost , good reliability and implement the alarm
function ,which can realize homes ’safety.
Keywords:Passive Infrared Alarm Buzzer;pyroelectric;singlechip
目 录
1 前言∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1
2 系统硬件电路的设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.1 系统相关芯片的简介∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.1.1 AT89S51 单片机简介∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.1.2 单片机系统中所用其他芯片简介∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3
2.2 系统设计要求分析及总体设计框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
2.2.1 系统设计要求分析∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
2.2.2 系统总体设计框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙10
2.3.1 人体信号采集装置∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙11
2.3.2 信号放大与处理电路∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13
2.4 语音录放电路设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14
2.4.1 语音录放主电路∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙14
2.4.2 放音驱动电路∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
2.5 键盘和显示电路设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
2.5.1 键盘电路∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙15
2.5.2 显示电路∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙16
2.6 DS1307 电路设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙17
3 系统软件程序的设计∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙19
3.1 软件需求分析及设计流程框图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙19
3.2 软件的具体实现∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙20
[参考文献]∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙41
附 录∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙42
致 谢∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙44
1
1 前言
随着时代的不断进步,人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求,尤其是在家
居安全方面,不得不时刻留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统,因而
大大提高了小区的安全程度,有效保证了居民的人身财产安全。
防盗报警系统通常由:探测器(又称报警器)、传输通道和报警控制器三部分构成。
报警探测器是由传感器和信号处理组成的,用来探测入侵者入侵行为的,由电子和机
械部件组成的装置,是防盗报警系统的关键,而传感器又是报警探测器的核心元件。采用
不同原理的传感器件,可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。
(1)报警探测器按工作原理主要可分为红外报警探测器、微波报警探测器、被动式
红外/微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激
光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测
器等许多种类。
(2)报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器。
(3)报警探测器按探测范围的不同又可分为点控报警探测器、线控报警探测器、面
控报警探测器和空间防范报警探测器。
作为智能报警系统的“眼睛”,我们在这里选择红外信号检测。由于红外线是不可见
光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以
及微波等技术为基础。在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其
价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎,这里所设计的被动式
红外报警器采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非
接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号,用它制作的防盗报警器与目
前市场上销售的许多防盗报警器材相比,具有如下特点:
●不需要用红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高、控制范围大。
●隐蔽性好,可流动安装。
作为智能报警系统的核心控制部分,我们在这里选择单片机,主要是基于以下的原因。
单片机技术已经成为现代电子技术的十分重要的技术之一,单片机的应用有利于产品
的小型化、多功能化和智能化,有助于提高劳动效率,减轻劳动强度,提高产品质量,改
2
善劳动环境,减少能源和材料消耗,保证安全等。在航空航天,机械加工,智能仪器仪表,
家用电器,通信系统,智能玩具等领域,单片机都发挥了巨大的作用。
如果是简单的控制对象,只需要利用单片机作为控制核心,不需要另加外部设备就能
实现。对于较复杂的系统,只需对单片机进行适当的扩展即可,十分方便。归纳起来,单
片机系统有以下的特点:
(1)单片机独立的指令系统,可以将我们的设计思想充分体现出来
(2)系统配置以满足控制对象的需求为出发点,使得系统具有较高的性能价格比
(3)应用系统通常将程序驻留在片内(外)ROM 中,抗干扰能力强,可靠性高,使
用方便。系统规模小,本身不具有开发能力,一般需要借助专用的开发工具进行系统的开
发和调试,而实际的应用系统简单实用,成本低,效益好。
(4)应用系统所用存储器芯片可选用 EPROM,EEPROM,OTP 芯片或利用掩膜形生产,
便于批量开发和应用。许多单片机(如 80C51 系列)的开发芯片和扩展芯片险乎配套,降
低了系统成本。
(5)系统小巧玲珑,控制功能强,体积小,便于嵌入被控设备之内,大大推动了产
品的智能化。如数控机床,机器人,智能仪器仪表,家用电器等都是典型的机电一体化设
备和产品
本文设计的是基于 AT89S51 的被动式红外报警探测器,它具有结构简单,安装方便,
成本低和可靠性好的特点,能很好地满足普通用户的家庭报警系统要求。
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omyligaga
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