报警器设计

课程设计说明书NO.11绪论1.1设计背景近年来，随着改革开放的深入发展，人民的生活水平有了很大提高。各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，并且人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可观。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分关心。目前，许多家庭使用了较为安全的防盗门，如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器用于居民家中，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。为此，提出“防盗报警”的设计任务。1.2设计意义报警器广泛应用于医用，工业，军事以及日常生活等领域。对研究具有一定的学术价值和广泛的市场前景。本文设计了一种报警器，广泛应用工业生产和日常生活中，家庭使用要求能设计一种更实惠，性能灵敏可靠的防盗报警器。采用手动输入密码方式进行,对输入的密码是否正确进行判别,可进行连续三次的密码输入，若都不正确，则会有报警器发出频率为5HZ的报警声响，并伴有红绿黄三个灯的闪耀，并通过液晶显示器显示相关警报信息。若正确，则亮起走马灯程序。该报警器适用于家庭防警、也适用于中小企事业单位。其特点是灵敏、可靠，一但三次输入密码错误立刻触发，可以立即报警；同时也给了人们三次机会，避免户主因手误或遗忘密码而产生不必要的麻烦。报警时可以发出类似公安警车的报警声之外，并伴有红绿黄三个灯的闪耀，增加了对犯罪分子的威慑气氛。该系统适用于各类电子防盗系统，能有效防止非法盗用密码等问题，切实保护用户的生命财产安全。课程设计说明书NO.22总体方案设计2.1设计方案为维护用户财产生命安全，对犯罪行为及时报警，防止被盗，系统可分为如下几个方案：方案A：密码键盘输入采用手动输入密码方式进行，按动键盘6位密码，对输入的密码是否正确进行判别，若错误，则扬声器发出警报声，且在屏幕上显示警报信息。此方案设计简单，操作方便。因此本系统中采用此方案。方案B:异地监控利用广泛散布的互联网络，在一家庭楼内建立一台主机服务器，用户可通过登录相应IP进入用户监控系统，实时监控家庭安防情况。此方案耗费低，实时性强，操作简单，且容易在学校内实现。配合电话拨号报警功能，保证安防及求救信息的可靠性。方案C:人员流动情况记录采用人体热释红外传感器感应人体，当有人走过时，会产生高低电平变化，单片机接收到电平变化后，将信号进行处理，储存为人员流动情况。但此方案对于人体的进入及外出无法辨别，且由于人体热释红外传感器的特性，高电平需持续一段时间。若此时间段内有多名人员走过就会产生误差，故不采用此方案。方案D：无人提示锁门利用记录人员流动记录的光电开关进行判断家中是否有人，根据光电开关记录下的进入人数及外出人数，两数之差，当差值为零同时进入人数为零时，表示此时外出的人员为家中最后一名人员。这时触发ISD4004语音芯片，播放语音提示锁门。此方案可靠性高，可准确产生提示信号，采用语音芯片提示，直接有效。基于本系统，因便捷可靠，耗费较少且安全实用，故选用方案A。2.2算法算法（Algorithm）是指解题方案的准确而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷，课程设计说明书NO.3或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。在本设计中，算法体现在：根据设计任务和要求，在设计前必须对微机原理与接口技术中的8255和8253芯片熟悉了解和掌握。设计中主要采用手动输入密码方式进行，按动键盘6位密码，对输入的密码是否正确进行判别，同时内扬声器发出警报声，且在屏幕上显示警报信息。采用手动输入密码方式进行，按动键盘6位密码，对输入的密码是否正确进行判别，如果不正确，则再次输入，可进行连续三次的密码输入，若都不正确，则会有报警器发出频率为5HZ的报警声响，并伴有红绿黄三个灯的闪耀，并通过液晶显示器显示相关警报信息。按动键盘6位密码，如果密码正确，8个LED不停光闪，呈现走马灯,同时在液晶显示器上显示相应的警报信息。在设计发声报警时利用了8253可编程定时定时记数器。在设计发光报警时利用了8255芯片。在程序设计中利用INT09H实现在屏幕上显示相关的警报信息。2.2.1公式编辑器公式编辑器，是一种工具软件，与常见的文字处理软件和演示程序配合使用，能够在各种文档中加入复杂的数学公式和符号，可用在编辑试卷、书籍等方面。Word中有个“公式编辑器”应用程序，但它其实不是微软公司开发的，而是DesignScience公司的Mathtype“公式编辑器”特别版，是为Microsoft应用程序而定制的。“公式编辑器”不是Office默认安装的组件。在安装Office2003的时候，如果采用典型安装方式，则“公式编辑器”将不被默认安装。因此如果在Word2003的“对象类型”列表中无法找到“Microsoft公式3.0”选项，则需要安装“公式编辑器”工具。本设计中需要安装公式编辑器进行相关操作。在安装Office2003的时候，如果采用典型安装方式，则“公式编辑器”将不被默认安装。因此如果在Word2003的“对象类型”列表中无法找到“Microsoft公式3.0”选项，则需要安装“公式编辑器”工具。以在WindowsXP系统中安装公式编辑器为例介绍方法：第1步，在“开始”菜单中依次选择“设置”→“控制面板”菜单命令。课程设计说明书NO.4第2步，打开“控制面板”窗口，双击“添加/删除程序”图标。第3步，在打开的“添加或删除程序”对话框中切换到“更改或删除程序”选项卡，在“当前安装的程序”列表中选中MicrosoftOfficeProfessionalEdition2003选项，并单击“更改”按钮。第4步，打开MicrosoftOffice2003安装向导的“维护模式选项”对话框，选中“添加或删除功能”单选框，并单击“下一步”按钮。第5步，在打开的“自定义安装”对话框中选中“选择应用程序的高级自定义”复选框，并单击“下一步”按钮。第6步，打开“高级自定义”对话框，展开“Office工具”目录，单击“公式编辑器”选项。在打开的菜单中选择“从本机运行”命令。第7步，安装向导提示用户查找Office2003安装源文件，单击“浏览”按钮找到Office安装源文件，并单击“确定”按钮即可完成安装。以WORD为例，使用方法如下：第1步，打开Word2003文档窗口，在菜单栏依次选择“插入”→“对象”菜单命令。第2步，在打开的“对象”对话框中，切换到“新建”选项卡。在“对象类型”列表中选中“Microsoft公式3.0”选项，并单击“确定”按钮。第3步，打开公式编辑窗口，在“公式”工具栏中选择合适的数学符号（例如根号）。第4步，在公式中输入具体数值，然后选中数值，在菜单栏依次选择“尺寸”→“其他尺寸”菜单命令。打开“其他尺寸”对话框，在“尺寸”编辑框中输入合适的数值尺寸（可能需要多次尝试才能确定数值尺寸），并单击“确定”按钮。按照此方法分别设置公式中所有数值的尺寸。第5步，在公式编辑窗口中单击公式以外的空白区域，返回Word文档窗口。用户可以看到公式以图形的方式插入到了Word文档中。如果需要再次编辑该公式，则需要双击该公式打开公式编辑窗口。课程设计说明书NO.53硬件设计3.1芯片介绍3.1.18255简介8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片，有3个8位并行I/O口。具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片【1】。其各口功能可由软件选择，使用灵活，通用性强。8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。它具有A、B、C三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式【3】。8255引脚功能如下：RESET:复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。CS:片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯。RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写8255。D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。课程设计说明书NO.6PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。8255的内部结构和引脚图如下所示:图18255内部结构图图28255引脚图课程设计说明书NO.73.1.28253简介intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器，有几种芯片型号，外形引脚及功能都是兼容的，只是工作的最高计数速率有所差异。8253具有3个独立的16位计数器,6种不同的工作方式【1】。方式0——计数到终点输出变为高电平当将某计数器设置成方式0后，其输出OUT变低电平，装入初值后，仍保持低电平。门控为高电平开始计数。每来一个计数脉冲CLK，计数器的值减1，当计数到达终点即计数器的值变成0时，OUT变为高电平。在计数期间可用门控信号暂停计数(即门控为低电平时，计数暂停)。方式1——可编程单稳态触发器所谓单稳，是指这样的电路，它有两种状态，但只能稳定在一种状态。在一定的外界作用下，它能从这一种状态进入到另一种状态，但经过一定时间后，又自动恢复到原来的状态。这个时间参数一般是由外加电阻、电容的值决定的。8253的方式1就是模拟单稳电路，其处于非稳定状态的时间可通过程序进行设置。方式2——分频脉冲发生器(分频器)方式2用来对输入脉冲(即计数脉冲C