**單片機設(shè)計介紹，基于單片機住宅家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計

文章目錄

• 一 概要
• 二、功能設(shè)計
• • 設(shè)計思路
• 三、 軟件設(shè)計
• • 原理圖
• 五、 程序
• 六、 文章目錄

一 概要

??基于單片機住宅家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計概要主要涵蓋了系統(tǒng)的整體架構(gòu)、功能特點、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計以及實現(xiàn)方式等方面。以下是對該設(shè)計概要的詳細闡述：

一、系統(tǒng)概述

基于單片機的住宅家庭防盜報警系統(tǒng)，利用單片機作為核心控制器，結(jié)合各類傳感器、通信模塊和報警裝置，實現(xiàn)對住宅環(huán)境的全面監(jiān)控和安全防護。系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測門窗、煙霧、有害氣體等異常情況，一旦發(fā)生入侵或危險事件，系統(tǒng)將立即觸發(fā)報警機制，并通過短信、電話等方式通知主人，確保住宅安全。

二、功能特點

實時監(jiān)測：系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測住宅的門窗狀態(tài)、煙霧濃度、有害氣體含量等關(guān)鍵參數(shù)。
報警功能：當(dāng)檢測到異常情況時，系統(tǒng)能夠自動觸發(fā)報警機制，包括聲光報警、電話通知、短信提醒等多種方式。
遠程控制：用戶可以通過手機或其他智能終端設(shè)備對系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和控制，方便靈活。
數(shù)據(jù)記錄與查詢：系統(tǒng)能夠記錄報警事件和相關(guān)數(shù)據(jù)，供用戶查詢和分析。
三、硬件設(shè)計

單片機選型：選用性能穩(wěn)定、功耗低、易于編程的單片機作為核心控制器。
傳感器模塊：包括門窗磁感應(yīng)傳感器、煙霧傳感器、有害氣體傳感器等，用于實時監(jiān)測住宅環(huán)境。
通信模塊：實現(xiàn)單片機與手機或其他智能終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸和通信，支持短信、電話等功能。
報警裝置：包括聲光報警器、電話撥號器等，用于在異常情況下發(fā)出報警信號。
四、軟件設(shè)計

數(shù)據(jù)采集與處理：通過傳感器模塊采集住宅環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，并進行必要的濾波和校準(zhǔn)處理。
控制邏輯實現(xiàn)：根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的閾值，實現(xiàn)系統(tǒng)的實時監(jiān)測和報警功能。
通信協(xié)議設(shè)計：設(shè)計合適的通信協(xié)議，確保單片機與手機或其他智能終端設(shè)備之間的可靠通信。
人機交互界面設(shè)計：設(shè)計友好的人機交互界面，方便用戶查看住宅狀態(tài)、設(shè)置參數(shù)以及接收報警信息。
五、實現(xiàn)方式

在實際應(yīng)用中，可以通過模塊化設(shè)計的方式來實現(xiàn)該系統(tǒng)。首先，根據(jù)功能需求選擇合適的單片機和傳感器模塊；然后，設(shè)計并搭建硬件電路，完成單片機與傳感器模塊、通信模塊以及報警裝置之間的連接；接著，編寫軟件程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理、控制邏輯以及通信協(xié)議等功能；最后，進行系統(tǒng)測試和調(diào)試，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

總結(jié)來說，基于單片機住宅家庭防盜報警系統(tǒng)設(shè)計是一個集硬件設(shè)計、軟件編程和系統(tǒng)集成為一體的綜合性項目。通過合理的硬件和軟件設(shè)計，以及有效的系統(tǒng)實現(xiàn)方式，可以為用戶提供安全、便捷的住宅防盜解決方案。

二、功能設(shè)計

隨著人們住宅安全意識不斷提高，住宅防盜報警系統(tǒng)應(yīng)運而生，并得到了快速的發(fā)展。為提高住宅防盜報警系統(tǒng)性能，本設(shè)計以單片機為核心，以熱釋電紅外傳感器和門磁開關(guān)作為前端探測裝置，采用無線射頻技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)的外圍電路包含前端檢測電路、編碼電路、無線傳輸電路、解碼電路、電源電路以及報警電路。根據(jù)各電路特點及系統(tǒng)要求編寫了系統(tǒng)程序。最后，以系統(tǒng)原有電路和程序作為基礎(chǔ)，設(shè)計了相應(yīng)的仿真電路和仿真程序。Proteus仿真結(jié)果驗證了該系統(tǒng)設(shè)計的可行性。

關(guān)鍵詞：防盜報警；單片機；無線射頻

設(shè)計思路

設(shè)計思路
文獻研究法：搜集整理相關(guān)單片機系統(tǒng)相關(guān)研究資料，認真閱讀文獻，為研究做準(zhǔn)備；

調(diào)查研究法：通過調(diào)查、分析、具體試用等方法，發(fā)現(xiàn)單片機系統(tǒng)的現(xiàn)狀、存在問題和解決辦法；

比較分析法：比較不同系統(tǒng)的具體原理，以及同一類傳感器性能的區(qū)別，分析系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景；

軟硬件設(shè)計法：通過軟硬件設(shè)計實現(xiàn)具體硬件實物，最后測試各項功能是否滿足要求。

三、 軟件設(shè)計

本系統(tǒng)原理圖設(shè)計采用Altium Designer19，具體如圖。在本科單片機設(shè)計中，設(shè)計電路使用的軟件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能強大，可以設(shè)計硬件電路的原理圖、PCB圖，且界面簡單，易操作，上手快。Altium Designer19是一款專業(yè)的整的端到端電子印刷電路板設(shè)計環(huán)境，用于電子印刷電路板設(shè)計。它結(jié)合了原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、多種管理及仿真技術(shù)，能夠很好的滿足本次設(shè)計需求。

————————————————

仿真實現(xiàn)
本設(shè)計利用protues8.7軟件實現(xiàn)仿真設(shè)計，具體如圖。

Protues也是在單片機仿真設(shè)計中常用的設(shè)計軟件之一，通過設(shè)計出硬件電路圖，及寫入驅(qū)動程序，就能在不實現(xiàn)硬件的情況進行電路調(diào)試。另外，protues還能實現(xiàn)PCB的設(shè)計，在仿真中也可以與KEIL實現(xiàn)聯(lián)調(diào)，便于程序的調(diào)試，且支持多種平臺，使用簡單便捷。
————————————————

原理圖

五、 程序

本設(shè)計利用KEIL5軟件實現(xiàn)程序設(shè)計，具體如圖。作為本科期間學(xué)習(xí)的第一門編程語言，C語言是我們最熟悉的編程語言之一。當(dāng)然，由于其功能強大，C語言是當(dāng)前世界上使用最廣泛、最受歡迎的編程語言。在單片機設(shè)計中，C語言已經(jīng)逐步完全取代匯編語言，因為相比于匯編語言，C語言編譯與運行、調(diào)試十分方便，且可移植性高，可讀性好，便于燒錄與寫入硬件系統(tǒng)，因此C語言被廣泛應(yīng)用在單片機設(shè)計中。keil軟件由于其兼容單片機的設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)快速調(diào)試，并生成燒錄文件，被廣泛應(yīng)用于C語言的編寫和單片機的設(shè)計。

————————————————

六、 文章目錄

目 錄

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系統(tǒng)設(shè)計 2
1.1 主控系統(tǒng)方案設(shè)計 2
1.2 傳感器方案設(shè)計 3
1.3 系統(tǒng)工作原理 5
2 硬件設(shè)計 6
2.1 主電路 6
2.1.1 單片機的選擇 6
2.2 驅(qū)動電路 8
2.2.1 比較器的介紹 8
2.3放大電路 8
2.4最小系統(tǒng) 11
3 軟件設(shè)計 13
3.1編程語言的選擇 13
4 系統(tǒng)調(diào)試 16
4.1 系統(tǒng)硬件調(diào)試 16
4.2 系統(tǒng)軟件調(diào)試 16
結(jié) 論 17
參考文獻 18
附錄1 總體原理圖設(shè)計 20
附錄2 源程序清單 21
致 謝 25