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1、摘 要摘 要在科学技术迅速发展的现代社会，世界各种领域都得到了前所未有的提高，电子信息技术显得尤为突出。这些电子技术都投入到了生产中和生活中，提高人们的生活质量。随着集成电路技术的高速发展，近年来开发了许多的单片机产品。单片机使用在越来越多的电子产品中，投入到工业和生活中。近年来，电子电器飞速的发展，人们的生活水品有很大的提高，为人们提供了舒适与方便，但不法分子的有段也越来越高端，以前的老式防盗手段已经无法防御现代化的高科技产物。如何保护自身的财产安全受到了广大人名的关注。于是出现防盗报警系统，应用在了人们的生活中为人们提供了安全。在该论文中我们将介绍一款基于STC89C51的红外线语音报警系
2、统。接下来我们将阐述此红外语音报警系统的设计方案。并介绍各个模块的的电路组成、工作原理及各个模块用到的相关芯片特性。详细讨论其中的串口通信模块的控制与组成。最后介绍该系统的硬件测试和软件的调试方法。关键字：STC89C51，串口通信模块，红外线防盗报警器IAbstractABSTRACTIn modern society, the rapid development of science and technology, the world in various fields have been an unprecedented increase of electronic informatio
3、n technology is particularly prominent. These electronic technologies into the production and life, improve the quality of peoples lives. With the rapid development of integrated circuit technology in recent years developed a number of single-chip products. SCM using more and more electronic product
4、s, into the industrial and life.In recent years, the rapid development of electronic and electrical appliances, water for peoples lives have greatly improved, providing people with a comfortable and convenient, but criminals are increasingly high-end segment, old-fashioned anti-theft means previousl
5、y been unable to defense modernization high-tech product. How to protect their property by the majority of the names of attention. So there burglar alarm system, used in peoples lives to provide people with a safe.In this paper, we will introduce an infrared-based STC89C51 voice alarm system. Next w
6、e will explain this infrared voice alarm system design. And describes each module circuit composition, working principle and characteristics related to the chip used in each module. Controlling the composition of which is discussed in detail with the serial communication module. Finally, the method
7、of the system hardware debugging and software testing.Key Words: STC89C51, serial communication module, infrared burglar alarm目 录目 录第1章 引言11.1选题背景11.2课题内容1第2章 系统程序设计22.1系统设计方案22.2各个功能模块介绍32.2.1 单片机最小系统32.2.2 串口通信模块52.2.3 语音模块62.2.4 键盘蜂鸣器模块82.2.5 温度采集模块102.2.6 继电器控制模块122.2.7 信号采集模块142.2.8 12864液晶显示模块
8、16第3章 信号采集模块的硬件和软件的设计183.1 信号发射模块的硬件设计183.1.1 器件和原理193.1.2 应用实例193.2 信号发射模块的软件设计213.2.1 程序功能213.2.2 系统程序流程图213.2.3 主要函数说明22第4章 整体系统调试234.1整个系统的静态测试234.2通电测试：对每个模块所产生的信号做测试23第5章 总结265.1设计总结265.2心得体会26参考文献28致谢29附 录30附录一：系统电路图和实物图30附录二：部分系统程序32III第1章 引言第1章 引言1.1选题背景随着现代科学技术的进步与发展，现代化高可以产品越来越越多，电子电器产品也越
9、来越好，人们的生活水平也有了很大的提高，许多的家庭都有许多的贵重物品。这些物品很容易成为不法分子的偷窃对象，为了保护人民的财产安全，从而开发了红外线语音报警系统，许多家庭和大商城都安装了红外线语音报警系统，有效的防止了不法分子的不良居心，为人民解决了许多的麻烦。我们这次研究的报警器是以单片机为核心的简单红外线语音报警系统，它组要由信号采集系统和控制系统组成。材料便宜结构简单，适于私家使用。1.2课题内容在特定区域范围内，当有人闯入防区，改变了红外线的反射,红外线接收管就会把接收到的异常情况转化外电压信号的变化输入到单片机里面去，此时单片机通过判断，若有异常情况发生以后，立即驱动语音芯片和继电器
10、所控制的扬声器电路和报警电路，点亮报警灯，发出人的声音，震慑不法份子，于此同时通过串口通信，把发生异常情况的地址发到监控室里的液晶屏幕上报警，待到异常情况解除以后，监控室又可以通过44的键盘解除报警状态,同时使用DS18B20温度传感器，测量现场环境温度，也通过串口通信，将实时数据传送到屏幕上。1第2章 系统程序设计第2章 系统程序设计2.1系统设计方案本系统由两个子系统组成，分别是信号采集子系统和控制子系统，如图2-1所示。信号采集子系统包含串口通信模块、信号采集模块和ISD1700语音报警模块；控制子系统包含继电器模块、键盘蜂鸣器模块、温度采集模块、12864液晶显示模块和串口通信模块。在
11、信号采集子系统当中，由信号采集模块检测到有异常情况发生后，将信号传递给信号采集系统的主机，经过主机二次判断后，如果真有异常情况，则立即驱动语音芯片发出人的报警声，再驱动继电器模块启动报警指示灯。将此时的情况和温度采集数据通过串口传递给控制子系统。控制子系统的主机接受信号后进行处理并发出指令让蜂鸣器发声并在主机的液晶屏上显示异常发生的地址。在没有异常情况发生时，控制人员可以通过键盘查询每个地址的情况。如发生报警后，控制人员也可通过键盘取消报警。图2-1 红外线语音报警系统结构图2.2各个功能模块介绍2.2.1 单片机最小系统此模块在系统中的功能：单片机是整个系统的核心，要系统正常工作就必须要满足
12、单片机的运行的基本条件。最小系统的构成：它包括基本的电源的输入、接地、复位电路以及时钟电路如图2-2所示：图2-2 复位及时钟电路图2-3 信号采集子系统的单片机最小系统图2-4 信号采集模块原理图工作原理：构成最小系统的要素：1、图中单片机第20脚和第40脚分别是单片机的接地端和提供单片机系统正常工作的基本电压5V的输入端。2、复位电路：在单片机系统中，一般需要一个硬件复位电路用于手动复位。如上图所示，常用的复位电路由一个10K电阻、一个10uf的电解电容和一个按钮组成，并接在单片机的RET引脚（即9号引脚）处。3、时钟电路：在单片机系统中，一般在单片机的引脚XTAL1（即18号引脚）和XT
13、AL2（即19号引脚）之间接一个晶振和两个瓷片电容，这样就构成了内部震荡方式。它能为单片机提供正常工作的时钟信号。在本系统中，信号采集子系统和控制子系统均采用11.0592MHz的晶振和33pf的瓷片电容。在本系统中使用的单片机是STC89C52。STC89C52是具有MCS-51内核的单片机，有32个I/O口，3个定时器计数器，8K Flash ROM，256B片内RAM。其封装图如2-5所示：3图2-5 STC89C52封装图2.2.2 串口通信模块此模块在系统中的功能：串口通信模块在整个红外线语音报警系统中充当桥梁的作用，它的职责主要是：1、将信号采集子系统中采集的信号通过串口通知控制子
14、系统。2、将控制子系统的指令通过串口传给信号采集子系统，以达到远程控制作用。串口通信模块的构成：在本系统中串行通信模块的原理如图2-6所示：图2-6 信号采集模块原理图MAX232芯片是MAXIN公司生产的、包括两路接收器和驱动器的IC芯片。它的内部有一个电源变压器，可用把输入的+5V电源电压变成为RS-232输出电平所输出电平所需要的+10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。MAX232芯片封装图和引脚图如2-7所示：图2-7 MAX232芯片封装图和引脚图工作原理：MAX232的10脚T2IN接单片机TXD端P3.1，TTL电平从单片机的TXD端发出，经
15、过MAX232转换为RS-232电平后从MAX232的第7脚T2OUT发出，再接到串口座的第3脚，再经过交叉线后，接入另一端串口座第2脚RXD端。当有数据传来时，从串口座的第2脚传入，最后流向单片机的RXD端P3.0接收数据。2.2.3 语音模块此模块在系统中的功能：当信号采集子系统中的51单片机确认有异常情况发生后，驱动语音芯片，在其内部找出相对应的语音地址，通过扬声器发出人声用以告警。语音模块的构成：语音模块原理图如图2-8所示：5图2-8（1）语音模块原理图图2-8（2）语音模块原理图在此模块中，ISD1700为核心器件。ISD1700是一种高集成度，高性能芯片。它可以多段录音，采样率在4K至12K间调节，供电范围可以在2.4V至5.5V之间。ISD1700芯片可工作于独立按键模式和SPI控制模式。ISD1700引脚封装图及引脚图如图2-9所示：图2-9 ISD1700封装图和管脚图工作原理：之前我们通过录音把要用的声音提前储存在语音芯片里，当信号采集子系统的CPU 检测到某个红外线接收端有异常情况时，立即驱动语音芯片，寻找对应的地址，再通过扬声器发出人的声音，震慑不法份子。2.2.4 键盘蜂鸣器模块此模块在系统中的
