基于单片机的简易报警器

一、需求分析

现代社会，家庭安全、财产安全和社会公共安全已成为人们普遍关注的问题。盗贼破门而入、爬窗而出，博物馆展品无故丢失，江河水位上涨……这一系列问题都和人们生活息息相关。

针对这类现象，今利用单片机的原理，特设计了一款简易报警器，来解决这些问题。

二、设计规划

1、整体构思系统，确定工作原理。

2、用Protel99设计电路图，确定所需元件参数，并由此设计PCB图。

3、购买所需元件和实验板，依据PCB焊接电路。

4、用KeilC51编写程序，并用仿真器仿真通过，下载至芯片AT89S52。

5、调试硬件系统，符合预期构想。

6、创新改进系统。

三、原理设计

 

原理简介

通过单片机AT89S52控制红色LED2、绿色LED1、蜂鸣器U1和监测信号端口J2，C3排除干扰信号。图中S2、EC1和R2组成单片机复位电路，三极管Q0起音频放大作用，晶振Y0为12MHz，J1接DC5V电源。

工作描述

安全情况下，绿灯点亮，红灯熄灭，喇叭无声;一旦信号监测端口有脉冲或电平变化(依场合设置为高脉冲或低脉冲，高电平或低电平)出现，即触发报警器进入报警状态，红绿灯交替闪烁，喇叭发出警报声。

除非关闭电源或按下复位键，否则会报警不止，从而达到报警目的。

四、硬件设计

1、PCB的设计

 

PCB属性：单面板7.62×5.08cm2 (可依场合小型化)

2、元器件清单

 

3、元件安装图

 

4、布线图

 

 

五、单片机程序

1、程序流程图

 

2、C语言程序

#include

#define Signal 0x00 //脉冲信号定义

sbit LED_G=P0^0; //绿灯驱动端口

sbit LED_R=P0^1; //红灯驱动端口

sbit Pulse=P2^0; //脉冲信号检测端口

sbit Buzzer=P2^1; //喇叭驱动端口

unsigned int Count=0;//闪烁时间计数

//延时1毫秒函数

void Delay_ms(unsigned int ms)

{

unsigned char Temp;

while(ms--)

for(Temp=0;Temp<120;Temp++);

}

//高脉冲信号扫描函数

unsigned char Key_Scan()

{

if(Pulse==0)

{

Delay_ms(100);

if(Pulse==1)

{

Delay_ms(200);

return Signal;

}

else return 0xff;

}

else return 0xff;

}

//定时器0初始化

void Timer_Start()

{

TMOD=0x01;

TH0=0xfc;

TL0=0x18;

TR0=0;

ET0=1;

EA=1;

}

//定时器0中断服务函数，闪灯和鸣喇叭

void Timer0_Serve()interrupt 1

{

TH0=0xfc;

TL0=0x18;

Count++;

if(Count>=200)

{

Count=0;

LED_G=~LED_G;

LED_R=~LED_G;

Buzzer=~Buzzer;

}

}

//主函数

void main()

{

unsigned char Key_Code;

Timer_Start();

LED_G=0;

LED_R=1;

Buzzer=1;

Pulse=1;

while(1)

{

Key_Code=Key_Scan();

switch(Key_Code)

{

case Signal:TR0=1;break;

default:break;

}

}

}

3、汇编程序

;程序名称：

; 简易报警器

;硬件资源：

; 红色LED-------------P2.3

; 绿色LED-------------P2.4

; 蜂鸣器--------------P2.0

; 脉冲输入------------P3.4

;-------------------------------------

;端口定义

ledg equ p2.4

ledr equ p2.3

bzzr equ p2.0

pls equ p3.4

;-------------------------------------

;数据存储

pulse equ 20h.0

;-------------------------------------

;程序代码

org 0000h

jmp main

org 0100h

;系统初始化

init :

clr pulse

setb ledr

clr ledg

setb bzzr

setb pls

ret

;延时ms毫秒

delay_ms:

mov r7,a

delay1 :mov r6,#5

delay2 :mov r5,#100

djnz r5,$

djnz r6,delay2

djnz r7,delay1

ret

;脉冲检测

pls_ch :

jb pls,fail

mov a,#1

call delay_ms

jnb pls,succ

jmp fail

succ :setb pulse

jmp exit

fail :clr pulse

exit :ret

;报警信号产生

alarm :

cpl bzzr

cpl ledr

mov c,ledr

cpl c

mov ledg,c

ret

;主程序

main :

call init

scan :call pls_ch

jb pulse,start

jmp scan

start :call alarm

mov a,#200

call delay_ms

jmp start

end

说明：汇编程序的设计思路与C语言的有所不同，程序更高效和紧凑，建议选用。

六、应用举例

1、家庭安全：在J2端口接一个大面积按键，置于门口地毯之下，夜间打开报警器，只要有人踏上地毯，J2获得一个低脉冲，即触发报警，如果再在窗棂上安置一个滑触开关，一同接入J2端口，则可达到综合防盗目的。

2、文物安全：在J2端口接一个小按键，置于博物馆文物之下，全天打开报警器，只要有人拿起文物，按键弹起，J2端口立即获得一个高脉冲，即触发报警，如果再增加同样的检测端口和指示灯，则可对多个文物同时监控。

3、水利安全：在J2端口接一个浮力触发装置，放置在江边，设定水位报警点，一旦达到危险水位，同样报警，如果在江边安置一个水位到电压的传感器，经AD转换送入单片机，可实时远程监测水位变化。

……

七、功能扩展

在脉冲端口接入一个温度传感器，如DS18B20，单片机通过对温度采样，可实现自动温度超限报警。

……

说明：本报警器作为一个简单的单片机应用设计，适用于毕业设计或课程设计，而且可依据需求进行相应的扩展设计。