多功能声光报警器的研制

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1、多功能声光报警器的研制　　摘要：文章研究的防火防盗报警器以80C51单片机为核心，可以区别火灾报警和非法闯入报警两种报警类型。系统由主芯片电路、数码显示电路、声光报警电路和信号采集电路组成。其中数码显示电路采用共阴极数码管，声光报警电路由9012三极管、LED和扬声器组成，信号采集电路中传感器采用温度传感器和红外发射对管，当传感器检测到温度和遮挡信号后，发送信号到CPU进行处理，驱动声光报警电路发出声音和光信号进行报警，并显示报警的类别。系统经过仿真测试，达到了设计要求。　　关键词：动态扫描显示技术；传感器；声光报警；80C51　　随着我国信息技术产业的快速发展，人们生活水平的日益

2、提高，以及人们对于自身安全和生活周边环境安全的日益重视，对于防火防盗的需求也大大增加，尤其对于偷盗、火灾等事故进行报警和监测[1]的要求也愈高，同时人们也对报警器的简单、方便、实用和性价比提出了要求。　　本设计正是基于这种现状，对于防火防盗的简单实用系统的需求，开发了一套利用温度传感器、红外线传感器和自动控制中的报警系统，配合80C51主芯片设计的声光报警系统。本文设计不同于一般的PLC及硬件组成的控制系统[2]，是以单片机为主体设计的自动报警系统。为确保传送到单片机的信息的安全、可靠，采用温度传感器、红外线传感器技术来实现信号的采集，还可扩展其多功能报警类别[3]。即可检测非法闯

3、入和火灾两种报警类型，并用数码管显示报警类别，这是本品的一个特色。本文产品成本低、性能好，具有较高的性价比，有着广阔的市场前景[4]。　　1系统硬件电路的设计　　系统硬件电路由主芯片电路、声光报警电路、传感器电路、数码显示电路和电源电路等组成。　　1.1主芯片电路　　80C51系列单片机在各种产品中应用频繁，它以系统结构合理，技术成熟，多年占据单片机系统的主流地位。80C51单片机主要由以下部分组成：（1）CPU系统；（2）存储器系统；（3）I/O口和其他动能单元。80C51系列单片机封装分为采用双列直插式（DIP）和贴片式LCC。本文考虑到系统成本和电路设计难度，选用主芯片80C

4、51，采用常用的总线型DIP40封装。　　1.2声光报警电路组成及原理　　该部分电路主要采用9012三级管Q1、发光二级管LED（D1）、若干电阻及扬声器LS1组成。单片机P3.1口接发光二极管D1，发光二极管D1再接R1，最后R1接?源VCC，从而构成报警器的发光部分。P3.7口接R2，R2接三级管Q1的基极，三极管发射极接电源VCC，接收级接扬声器，扬声器的另一端接电阻R11，再接地端，也就构成了报警器的发声部分。　　电路工作过程如下：首先设定温度传感器的阈值为65℃。当温度传感器检测到周围温度上升到65℃以上或红外对管有遮挡时，单片机P3.7脚就输出低电平，三极管Q1导通，扬

5、声器通过电阻R11后接地，即扬声器发出报警声，同时LED发光。反之，没有触发报警信号时，单片机P3.1和P3.7引脚输出的是高电平，三极管Q1截止，扬声器和发光二极管都不工作。此方案性能稳定、电路简单[5]。组成如图1所示。　　1.3显示电路组成及原理　　在一般电子系统中与人类感官最直接相关的就是人机交互设备。在本文中即是显示电路，它是可以显示系统的报警类型，本文的显示电路采用共阴极即低电平驱动数码管。其共阴级数码管工作原理为：其8各发光二极管的阴极在数码管内部全部连接在一起，所以成“共阴”，而它们的阳级是独立的，在设计电路时把阴极接地。当给数码管的任一个阳极加一个高电平时，对应的

6、发光二极管就点亮了[6]。　　1.4电源电路设计　　本系统采用市电供电，因此需要设计电源电路进行变压，给系统各部分提供能量。电源原理图如图2所示。　　其工作过程为：市电经过变压器后变为5V左右交流电，然后经过四只IN4O01整流二极管组成的全波整流电路后，将降压后的交流电转换为直流电，最后经过滤波电容滤波和三端稳压器W7805后输出稳定的+5v的电压[7]，供给系统各部分电路。发光二极管D5，作为供电的指示器，来显示是否有电，以通知用户检查[8]。　　2系统软件设计　　2.1系统主程序设计　　主程序的执行从串口初始化开始，包括设置定时器1为模式2，装初值设定波特率，波特率为9600

7、bit/s，启动定时器，设置设置串口通信模式为方式1，使串口允许接受数据，波特率不倍频，开总中断，开串行中断。然后进行温度转换，先复位温度传感器DS18B20，跳过ROM匹配，写温度转换指令。这样就可以获取温度值了，同样首先复位温度传感器DS18B20，跳过ROM匹配，发送读温度命令，分别读出高八位和低八位，进行转换得到真实的十进制温度值，与所设定的65℃进行比较，大于等于此值就进行声光报警并显示火警和火灾地点。否则顺序查看P1.1～P1.7口是否为低电平，若是则进行