本设计采用智能可控家居系统,包括智能室内信息和监控可控功能、输入可在线实时显示当前状态功能、发现声光报警功能等。本文将传感器原理与单片机软件程序自动化控制技术相结合,进行创新的研究和设计,创了一套智能现代安全保护系统,并能及时发出声光报警和求救信号。本设计采用以下三种传感器监测实时信号数据,DYP-ME红外射线传感器003,18B20热敏温度传感器和MQ_2气体烟雾浓度传感器,然后将监测到的实时信号快速及时地传输到单片机进行软件程序处理,并进行信号识别。如果是危险信号,则发出声光报警。首先通过按钮对该系统进行初始化设置,设置的项目是温度的报警的临界值和气体烟雾的浓度的临界值,然后利用LED实时在线显示显示屏或显示模块。该系统设计结构简单,工作性能稳定,使用方便,成本低,实用范围广。
1.1本设计的背景及意义
在当今社会,随着科学技术和市场经济的不断发展,人们对生活质量的要求也有了飞跃。因此,人们不仅关心食宿问题,还关心生活环境条件是否优越,环境设施是否可靠。在交通便利、舒适和谐的基础上,安全已成为人们要求的重要指标[1]。目前,国家建设部颁布了政策,规定新住宅区建设应重点完成以下六个智能现代化要求:实施自动控制安全防御统一管理系统,当住宅区突然火灾时,温度烟雾浓度过高,有害气体泄漏可及时自动发出声光报警信号,火灾报警系统探测器检测主体应为烟雾、温度和可燃气体气味[2]。防盗报警系统以红外模块或微波信号等报警探测器为主体,与计算机安全系统可靠连接进入互联网。计算机系统可进行在线自动拨号电路、实时报警显示电路和密码安全可控电路。它可以使用多种方式进行报警和预警,并依靠电话或移动设备等现代网络信息通信设备相互传输和传输信号[3]。
此外,确保设施设备的安全越来越受到人们的关注和追求,为了满足市场经济的需求,许多国内外研究人员开始致力于设计和制造许多智能防盗警察设备,这些设备具有功能多样化、先进、实用、低成本等优点。这些报警设备可以实现门窗开启、危险因素接近、玻璃损坏、突发火灾等综合功能。所谓安全防范系统的开放性,是指不使用防盗锁、防盗门、铁窗栅栏等封闭方法就能起到安全防范的作用[4]。利用现代科学的技术手段,在住宅小区建立了以家庭互联网智能化为主的综合性开放式安全防护系统[5]。在保持社区环境优美的同时,更确保居民的安全,当危险分子进入居民家中时,居民可以立即通过互联网报警系统向社区安全物业中心报警,安全接收危险报警信号立即处理定位,立即快速出发,危险分子现场抓获,有效保障居民人身财产安全,有效打击和威慑当今社会的犯罪分子[6]。
根据国内外住宅防护系统的现状和当前的发展前景,研究设计了一套由单片机程序控制的住宅防护报警系统。科学智能报警系统由用户端检测监控器、自动实时报警器、电源自动转换开关等组成。,并引入了模块化自动化的先进思路,以简单优化系统。目前,我国对未来住宅建筑的新要求是智能住宅保护自动化。目前,智能报警系统的流行技术主要包括智能防盗和防火报警系统。虽然这两个方面有很多研究材料,但只有防盗或防火的单一功能,容易发生误报。即使有一些性能稳定的产品,制造成本高,价格昂贵,也不适合远距离和大容量传输信息。因此,一套功能完善、结构简单、稳定性强、价格合理的新型智能报警救援系统具有重要的社会价值。
1.2防火防盗的国内外形态
现代安全防护监控系统产生了新的理念,一般称为安全智能自动化系统SAS,防火智能科学自动控制系统FAS,两者共同结合在一起构成科学的智能化自动化监控系统,成为建筑行业中最根本的基础设施[7]。
目前,国外一些发达国家已逐步形成一体化的安全体系,主要包括安全防护、消防防护、医疗救援等[8]。1950年至1971年,第二次工业革命中期,首先在美国、英国等大多数欧美国家形成了整体统一的安全防护体系,经济市场规模巨大,如ADEMCO、VICON、CHUBO、AMERICA DYNAMIC (A.D)等大名牌公司都采用了防护系统[9]。通信视频图像处理技术于20世纪60年代实现,计算机A/D转换数字技术、80年代生物种识别技术和90年代国际智能互联网连接技术的应用,促进市场经济安全防护系统的快速发展[10]。西门子科技公司将住宅小区即小型星散型住宅的实际条件与住户本身相结合,经过研究创新性的设计出一整套新型安防系统Guarto Easy[11]。这套名为Guarto Easy该系统将实现视觉监控、音频对讲控制监控、有线无线防盗报警、实时火灾探测、危险气体泄漏监测等各种报警功能[12]。并结合声、光、无线传输、拨号等多种报警方式,对整个住宅小区和建筑实施全方位立体的安全防护网络。Guarto Easy采用整体线路一体化结构,选择暴露线路最短的方式[13]。然后通过适配器将各种信号(电压、电流等)连接到监测器(如防盗监测器、振动传感器、气体浓度探测器、火灾烟雾探测器,设置紧急开关按钮、门禁开关触摸等监测控制器,及时有效地处理各种危险因素和紧急情况[14]。为了监控更长的线路和距离,中继器可以插入线路中间,以确保更多的需求[15]。
在中国,智能社区设施安全监测报警系统已成为社区建设的重要内容之一。中国建设部颁布了政策规定,防护系统主要包括视觉计算机监控、防盗及时报警、在线救援、气体泄漏报警、火灾烟雾报警等[16]。该系统相对完善。在视频通话的基础上,扩展主机功能的多样化,利用程控交换机技术增加设置多个分机,方便接收室内监控的各种报警信号。室内分机接口多样化,可监测烟雾浓度、温度、红外线、微波光波等危险信号,并发出报警求救信号[17]。以北上广为首,国内一些发达城市实现了大量智能现代住宅小区。近日,公安部、建设部都颁布了要求智能化新型住宅小区必须有安全防护报警系统的规定。目前,一些住宅保护系统主要包括四个功能:幕式电子围栏窗、配备密钥管理的智能门禁、实时及时的紧急呼报判断和消除功能。整个系统的供电电源采用单独的不间断电源。当居民家中安全防护系统突然停电时,自检控制系统自动监控并向安全中心发出报警求救信号。安保中心或物业中心计算机还会时刻监测并记录家家户户居民的家居安防系统的设防状态是否处于正常还是发生危险[18]。室内装有温度热敏传感器,震动传感器、红外微波射线传感器及报警自动判别控制器。报警控制器的重要构成组成部分是MCU,可以探测、判别并处理报警头输入的数据信息信号,并且重新设置新密码,还可以接收远程控制器输入的信号,同时发出声、光两种报警信号并报至110。同时更为保障的是配备充电电池,保证系统在突发性断电或人为破坏电源时能够继续发挥防护作用正常工作[19]。
由此可见,21世纪房地产的主要发展方向就是建立现代化智能化住宅小区。尤其在中国,经济水平突飞猛进,人们安全防护意识更加加强,人们对住宅小区的安全防护系统是否健全,能否实现智能化技术化管理的要求越来越高,这将成为人们评价并选择住房时的最为核心的硬性指标[20]。
1.3 本设计的主要任务及技术要求
任务:设计并完成一套基于单片机智能住宅防火防盗报警系统。在掌握单片机原理的基础上,设计一套将防火和防盗两种功能互相结合在一起的智能化自动化的报警系统,当发生危险情况时能够实时在线监测,并及时向单片机发出紧急方案救援信号,再由单片机模块程序自动控制报警线路,实现及时自动的智能化报警功能。
技术要求:
1、系统供电电压9V,单片机工作电压为3.8v—5.5v
2、温度检测范围-20℃—150℃,且温度报警值根据实际情况可设定
3、人体红外检测功能,检测距离大于5米
工作要求:
1、根据任务制定合理、可行的工作计划;
2、采取调研的手法将相关的资料搜索集合起来。
3、熟悉掌握一种单片机的原理及应用,在完成系统需求分析基础上,完成相应模块的设计;
4、依据软件编程要求的格式规范设计软件程序,按照线路原理图进行硬件设计,图纸和工艺技术均满足所有规范要求;
5、反复通过试验研究,设计确定系统(模块)的测试方法,分析测试数据对系统的性能指标做出合理并完善的评价。
2.1 系统设计内容
(1)本设计主要由两部分内容构成,硬件设备电路连接结构的设计和单片机处理数据、软件编程自动控制的设计。模块部分主要有三个模块构成:信号数据采样转换输出模块、键盘自动控制、发出报警信号等子模块。
(2)本设计的系统由红外感知人体射线传感器、温度温敏传感器、声光报警器、单片机软件自动控制电路、LED显示自动化控制电路及相关自动化控制管理软件组成。用户最终实现数据信息采集、分析、处理、信号放大传输、功能多样化设置、最终完成声光及时报警等功能。
(3)该系统可以实现预期功能,满足需要。当突发性着火时,室内温度升高,达到温度传感器监测到的最低温度值,然后经过模数A/D转换,将模拟信号转换成数字信号进入单片机,单片机对这些信号进行处理分析后驱动报警电路作用发出声光报警,LED数字显示室内温度值和烟雾的浓度值。当有危险分子闯入室内时,红外传感器探头监测到人体射线进行模数转换,将数字信号传输给单片机,由软件程序判定为 危险信号,发出声光报警求救信号,保障了住户的安全性。
2.2 系统的总体设计思路
本设计的中心部分是单片机,作为核心模块结构,所以该系统是单片机应用的一种方式。单片机应用系统也分为硬件电路设计和软件程序设计。硬件系统包括传感器、信号接收机、单片机、A/D转换器,输出数据设备和相应的外围电路组成。软件设计是通过编程的方法实现自动化控制的过程。
从设计的理论来分析硬件部分电路连接结构图:温度传感器感测到温度的变化和红外传感探头监测到人体射线后、经过单片机信号处理,发出报警信号,并通过软件程序实现整个过程自动化。如图2.1:
DS18B20的温度传感器采样到的温度信号本身就是数字信号,不需要进行A/D转换,可以直接将采样到信号传入单片机程序进行信号分析、判别和处理。MQ-2烟雾传感器感知到烟雾气体浓度后发出信号比较弱小,这就需要对信号进行放大处理,所以在主线路的前端加上前置放大电路,从而对气体微小信号进行幅值放大、滤去无用的噪声信号、调整输出高低脉冲电平的周期和频率,达到单片机对接收信号的幅值和频率等要求。MQ-2是电阻型半导体烟雾传感器,需要串联一个固定值电阻起到分压作用,再将信号传入到前置放大电路放大信号,再经过数字采集器ADC0832,A/D转换器将模拟信号转换为数字信号传输给单片机进行数据处理。型号DYP-ME003的红外射线感知传感器可以输出高、低电平脉冲信号,当处于高电平上升沿时表示为危险信号有人偷偷进入室内,低电平下降沿时时表示安全无正常情况。
单片机在软件程序中首先设定达到报警信号的最小值,达到报警信号温度的最高值和烟雾气体浓度的最高值。单片机接收到正确信号开始工作后,首先自动判断信号的危险性,是否达到临界值,确定是否发出报警信号,如果达到则控制蜂鸣器LCD1602产生声光信号发出报警求救,如果没有达到则继续保持接收处理信号的正常状态。单片机可以及时快速的输出信号,实时显示环境温度值和气体浓度值。
2.3 设计方案比较与论证
防火防盗系统的组成部分由火灾温度烟雾探测器、红外感知人体入侵探测器、自动报警控制器和接警处理中心(硬件、软件)构成。本地(住宅、单位)报警系统是它表现的最为简单的形式。
设计方案一:利用采取在住宅小区固定点电话整体联网防火防盗报警系统来实现报警,该系统由传感探测器、程序编制控制主机、和远距离遥控器组成,如果发生危险信号,能及时快速的将用户固定电话的报警信息传送到报警中心,中心通过互联网技术进行监听并能快速定位,显示发生危险的地点、方位、时间、及危险因素大小的分布,确定紧急处理方案并安排警力。
设计方案二:通过温度、红外、气体传感器检测到的住宅危险信息进行信号处理,将监测到的结果送入单片机,通过单片机硬件电路结构和软件程序自动控制,启动报警程序,发出声光报警。
通过对方案一和二的比较,方案二可以满足快速及时的要求,并且设计线路简洁合理,实现功能多样化,器件成本价格低,所以本设计选择方案二。
3 系统硬件 电路 设计
3.1 核心器件单片机及最小系统设计
3.1.1 AT89C52单片机概述
AT89C52单片机使用的单片机内核是MCS-51,指令控制系统结构与C51单片机完全兼备包容。单片机内部包括5个中断源,两个显示16位的数字式定时器、电子通用计数器,其RAM读写功能具有256个高容量字节,此外还有存储量为8K的EPROM,1个全双工的串行通信口,4个数字式的8位可编程的并行 I/O 口,上述单片机的特性功能可以完全满足本设计的理论概念和实际需求。
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图3.1 AT89C52单片机
3.1.2 AT89C52管脚说明
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:是一个8位双向的串行I/O口,具有两个方向同时传输数据的功能,8TTL门电流可以通过任何一个引脚进行传送。P0口还可以被定义为数据、地址,在这种条件下,它作为外置数据存储载体。
P1口:是一个8位双向的串行I/O口,最为经常被使用到,它可以实现提供上拉电阻的作用。具体的作用过程是当把数字1写入到P1引脚后,其内部本身的上拉电阻被提拉达到高位,从而完成输入电流的作用。当它的外部电压背拉至低位时,就完成电流输出的过程。并且P1口作为缓冲器起到电流缓冲功能,可以接收输出4TTL门的电流。与P0口大不相同,不论FLASH当前状态如何让,P1口都可以保持作为第八位地址用来接收处理信号。
P2口:是一个8位双向的串行I/O口,也经常被使用到。它可以实现提供上拉电阻的作用。具体的作用过程是当把数字1写入到P1引脚后,其内部本身的上拉电阻被提拉达到高位,从而完成输入电流的作用。当它的外部电压背拉至低位时,就完成电流输出的功能。P1口作为缓冲器能接收输出4TTL门的电流。不同于P0口,不论FLASH当前状态如何让,P1口都可以保持作为第八位地址用来接收处理信号
P3口:是一个8位双向的串行I/O口,也经常被使用到。它可以实现提供上拉电阻的作用。具体的作用过程是当把数字1写入到P1引脚后,其内部本身的上拉电阻被提拉达到高位,从而完成输入电流的作用。当它的外部电压背拉至低位时,就完成电流输出的功能。
RST复位输入键:在振荡器发生复位的器件的时间间隔中,需要保持RST脚设备固定两个相邻周期高电平之间的时间间隔。
ALE/PROG引脚:当FLASH在程序编写使用的情况下,ALE/PROG用来输入脉冲信号。通常条件下,该引脚输出正脉冲数据信号是保持信号的周期恒定不变的,频率是振荡器频率的1/6,可以实现固定时间间隔内向外部输出脉冲信号的功能,唯一一个缺点就是当它作为外部数据信号存储器存储数据时,会不间断的自动跃过ALE脉冲。
/PSEN引脚:是一个选择信号是否可以通过的引脚,并用于外部数据信号程序存储器。在每个设备的固定周期时间间隔中,/PSEN有两次有效发生情况,如果这两次有效情况将不存在,则不进行选择只作为访问外部数据存储器。
/EA/VPP引脚:/EA用来完成内部锁定功能,锁定复位为RESET,增加密码方式为符号1;在FIASH进行软件程序编制的同时,引脚/EA/VPP提供电压值为12V的电压给编程软件。
XTAL1引脚:完成信号的输入功能,这些信号分别来自反向振荡放大电路和其本身内部时钟驱动周期工作电路。
XTAL2:完成信号的输出功能,这些信号主要来自反向振荡放大器的。
振荡器特性:
XTAL1:作为反向振荡信号放大器安置于片内内部并发生信号振动的振荡器,主要采用的振荡器种类有石晶振荡和陶瓷振荡。如果采用外外部时钟源驱动器件应不接XTAL2。
3.1.3 时钟驱动、复位电路
AT89C51单片机分为内部和外部两种时钟工作方式,本设计综合考虑需要实现的几项要求,为了方便电路的控制及复位功能,采用的是内部时钟工作方式。
本设计的时钟电路、复位电路如下图3.2所示。
复位电路 时钟电路
图3.2时钟、复位电路
3.2 单片机电源电路
充电方式采用的是是固定电流、固定电压的方式,通常使用的是直流稳定电源加电源变压器。本设计为了使电路结构简单明了,没有另外附加降低电压和保持电压稳定的电路,输入外接电源是直接由USB的输入的稳定电压源提供的信号,然后通过数据线与电脑或手机相连,最后再接到J1端口口上,如图3.3所示。
图3.3单片机电源电路
3.3 显示电路的器件选型及介绍
型号LCD1602是工业字符型液晶高清度显示器件,显示位数同时最高可以达到32位。它是一种点阵型的液晶屏显示模块,特别用来高清晰度的显示字母、数字或符号等。它的组成有许多个5X7或者5X11等点阵字符都其中分散分布,每个点阵字符位可以清晰完整的显示一位,显示的每位数与数之间的间隔距离为一个点距,每行与每行之间也存在一个固定的距离,做到了字符之间和每行之间都存在固定间隔的作用,所以就是因为这写间隔它不能完整的显示图形,显示的亮度效果不佳。
1602LCD可以显示32位字符或数字,每行16个字符,并排显示两行液晶模块。现在市场上大多液晶显示模块都是运用的HD44780液晶芯片,控制线路原理原理是一样的,所以以HD44780为核心的控制程序做为字符型高分辨率的液晶显示模块大范围的被应用在市场经济中。
表3.1 1602引脚说明
引脚 |
符号 |
功能说明 |
1 |
VSS |
一般接地 |
2 |
VDD |
接电源(+5V) |
3 |
V0 |
液晶显示器亮度对比度调整端,接正电源时亮度对比度显示信号最弱,接地电源时亮度对比度显示最强(对比度高于最大值时会产生重影现象,所以能使用10K的电位器来调整亮度对比度)。 |
4 |
RS |
RS功能是选择数据种类寄存器,高电平1必须选择数据寄存器、低电平0必须选择指令寄存器。 |
5 |
R/W |
R/W是读写信号选择器,高电平(1)时采用读方式,低电平(0)时采用写方式。 |
6 |
E |
使能(enable)端,在脉冲信号下降沿时发生作用。 |
7 |
DB0 |
低4位三态、 双向数据总线 0位(最低位) |
8-10 |
DB1-3 |
低4位三态、 双向数据总线 1-3位 |
11-13 |
DB4-6 |
高4位三态、 双向数据总线 4-6位 |
14 |
DB7 |
在数位高4位时显示三态、 双向数据总线位数达到最高位7位 |
15 |
BLA |
背光电源正极 |
16 |
BLK |
背光 电源负极 |
本设计结合LCD1602的若干特点性能,选取LCD1602来完成显示部分的线路结构功能。
具体的线路结构原理电路图如图3.4所示。
图3.4显示电路原理图
3.4 温度检测电路
本设计采用型号为DS18B20的数字式温敏、温度传感器作为检测温度的器件。DS18B20可以直接采集数字信号作为数据,然后直接发送至单片机进行软件程序处理数据。DS18B20可以提供温度读数达到9位之高,指示器件的温度准确可靠,信息经过单线界面至DS18B20输入或输出。所以从中央处理器到DS18B20仅需一条数据线进行可靠连接。数据线本身的电源就可以提供读、写存储功能和完成温度数字变换功能,不再需要增加外部电源。
具体电路原理图如下图3.5所示。
图3.5温度检测电路
本设计DS18B20传感器与单片机的P2-3引脚相连,将采集到的温度信号直接变成数字信号后,将信号数据传输给单片机进行自动化处理,当温度达到之前预设值的上限值时,则LED显示模块红灯两期,蜂鸣器发出声音报警,数码管同时可以显示实时测到的温度值。
3.5 人体红外ADC采集检测模块
ADC0832 是一种具有显示位数高达8 位分辨率的、双通道信号数据采样并进行模数A/D转换芯片,它由美国国家半导体公司生产的。他拥有很多优点,比如体积小,兼容性大,性格稳定成本低,所以在单片机市场得到普遍使用,极受欢迎。通过对ADC0832功能原理的了解,我们清楚了A/D转换器的工作原理,提高单片机应用水平。
通常条件下ADC0832 应该总共4条数据线分别与单片机的对应接口进行线路连接,分别是CS、CLK、DO、DI。但是因为DO端与DI端不能同时有效的发出通信信号,所以在设计电路连接结构图时,把DO和DI 双向的连接在单片机上,并且相互并联连接到同一条数据线上。当芯片不进行工作,不进行A/D转换时,必须把CS使能端设置成高电平1,这时芯片禁止采样信号转换信号,CLK 和DO/DI 可以用来任意调节高电平和低电平。当芯片开始工作进行模数A/D转换时,必须把CS使能端设置成低电平0,并且在整个过程中必须保持低电平直到转换结束。然后芯片接收到指令信号开始采样数据并进行A/D转换,同时中心处理器开始输入固定的时钟周期脉冲信号到芯片CLK端,DO/DI端则进行使能选择通道使用DI端输入通道采样、分析、转换处理数据信号。在第1 个周期时钟脉冲信号即将发生下降沿开始之前,DI端必须设置成高电平1,作为信号开始的指令。在第2、3个脉冲信号即将发生下降沿开始之前应该DI端在输入2个字符来进行通道的选择功能。
ADC0832 是一种高达8位高清晰度显示分辨率的A/D转换芯片,它的分辨等级显示甚至可以达到256级,普通的信号采样并进行数据信号的模数转换要求基本都能够达到。由于依靠内部电源和参考电压对输入信号进行转换传输,所以它要求芯片输入的模拟电压范围为0~5V。芯片进行模数转换时间很短只有32μS,并且输出数据同时有并行的两行作为复校核验,可以减小传输信号数据误差,模数转换及时快速且短期内不发生变化。芯片的独立使能端进行通道选择并采集信号开始输入,满足多类设备的可靠连接和中央处理器自动化控制更有效。通过芯片DI 数据信号输入端,可以轻松选择通道实现信号传输功能。
鉴于上述ADC0832的基本特点与此十分相符,本文选取其来完成电量信息的采集工作。采集系统原理图如下图3.6所示。
图3.6人体红外ADC采集检测模块
3.6 报警电路设计模块
本设计声光报警装置采用声音蜂鸣器和LED发光显示流水灯组成。通过单片机判断处理接收到的信号数据是否为危险信号来确定是否发出报警,主要依靠温度温敏传感器、气体烟雾浓度传感器和红外感应射线传感器来接收信号数据。
图3.7报警上线限设置电路
当单片机接收到来自传感器的数据温度信号或气体烟雾信号达到预设的报警临界值时,输出脚BELL输出上升沿高电平1,Q1转换开关连接并导通,使得蜂鸣器BELL和LED发光显示器接收电信号开始处于工作状态,发出声光报警求救信号。
图3.8 LED报警电路
4 系统的软件实现及仿真
4.1 软件设计流程图
图4.1 软件流程图
4.2 主程序模块
主程序模块主要是包括系统初始化、设置线路连接中断矢量、以及调节声光显示信号等等。主程序中读取数据信号部分程序具体如下所示:
#include <reg52.h>
#include "18b20.h"
#include "display.h"
#include "adc0832.h"
unsigned char value=1;
unsigned char count=0;
void main()
{ TMOD=0x11; //定时器T1初始化
TH1=(65535-1000)/256;
TL1=(65535-1000)%256;
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
TR1=1;
Init_DS18B20(); //温度芯片初始化
P0=0xff; //初始化断口
P1=0xff;
P3=0xff;
while(1)
{ Scan_Key();
baojin()
value = ReadAdc0832(0);//读取温度温敏传感器的输出的实时温度值
}
}
4.3 温度采集处理模块
本设计采用的型号DS18B20的温度热敏传感器输出的温度信号本身就是数字信号,节省信号处理时间无需A/D转换过程,传输信号数据极快。温度传感器采集至输出数据流程图如图4.2:
图4.2 温度采集流程图
4.4 采集处理模块
驱动模块ADC0809的IN0、IN1输入输出端口进行A/D转换功能,完成转换后输出数字信号至单片机,并完成存储功能存入指定的数据存储器模块单元,然后由中断服务程序判断信号并选取完成。A/D转换每次驱动转换后等待外部中断程序发出低电平信号0,说明已经完成A/D转换过程,信号进入中断服务程序完成读取存储标度变换并判断数据是否达到预设临界值是否为危险信号。
尤其注意:当cs发出的脉冲信号由高电平变为低电平时,选择ADC0832。在脉冲时钟的上升沿,DI端输出的数据移入采集模块ADC0832内部的多路地址移位数据寄存器。再一个脉冲周期间隔内,如果Dl为高电平,代表开始启动位,紧接着配置位开始输入。当启动位和配置位输入完成后,选择模拟输入信号通道,模数转换开始进行。经过一个周期脉冲信号的延迟,使选择的通道状态保持稳定下来。即到了第4个时钟下降沿开始输出转换好的数字信号数据。输出数据时先从最高位为基础开始输出转换的数字数据(D7-DO),转换数据完成转换成为数字信号后,又开始从最低位为基础开始重新输出转换的数字数据(D7-DO),然后共享这两次发送数据的最低位。当片选模块cS为高电平时,系统内部所有的存储器清0,输出数据变为高阻态情况。如果数据不够可靠判断则需要再进行一次模数转换过程,片选模块cs则必须重新从高电平向低电平脉冲信号发生跳跃,重新再进行启动位和两个配置位的输入。
4.5 系统软件程序仿真
编译成功之后,仿真的开始进入防火防盗报警模式。
图4.3防火防盗报警模式
(2)当火灾实时监测温度大于或等于预设临界值45°C时,发出报警信号,启动声光火灾报警装置。
图4.4温度超标报警
(3)当检测到非法入侵时,启动报警系统。
图4.5非法入侵报警
(4)当没有检测到危险信息和火灾报警信号时,LED显示屏绿灯亮,代表目前情况正常。
图4.6正常情况不报警
参 考 文 献
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[20] John L. Hennessy, David A Patterson Computer Organization and Design: The Hardware/software Interface, San Francisco: Morgan Kaufman Publisher, Inc, 1997:78-82.
致 谢
2020年初新学期开始了,大四下学期最重要的一项工作——毕业设计也随之展开。从刚开始写论文,不知从何入手,到现在的论文基本完成。在XXXXXX老师的指导下从开题报告到初稿修改。慢慢的让自己进入了状态,明确了自己的思路。虽说过程仿佛在一片汪洋上漫无目的地前进,但是最后却看到了灯塔找到了结果。这几个月临近毕业,学校事务繁多,作为一个大四学生,也许珍惜这一段学生时光去给自己的身心好好放个假。这样才是人们所向往的大四生活。但这样的学生生活好像渐渐离我远去。做好这大四下学期的唯一工作,毕业设计。他也给了我很大的收获。让我感到这一段时间特别充实。
3月底在和老师不断的交流探讨中,最后确定题目。在确定之后,开题报告中要求我们开始收集资料。对自己的任务去储备必要的知识,并且进行学习。从刚刚开始大量资料的涌入手忙脚乱。倒慢慢的梳理,将自身情况和老师多加交流。在老师的精心指导和帮助下,自己有了方向和目标。并通过了开题报告的审核。为之后的设计研究提供了切实的理论基础。
在开题报告写完之后XXXXXX老师告诉我们下一步要做的就是中期报告。老师常说时不时就应该给你们来上上螺丝,让你们有一些紧迫感。也正是因为她在每一个阶段都陪伴着我们,给我们指导和提示,告诉我们下一步应该做什么,做到怎样的程度。才让我们中期报告有内容变得充实,而他的敬业精神以及所掌握的知识也深深地让我感到佩服。
在递交中期报告之后,时光匆匆流逝点到五月初,老师给我们强调了我们要做的是毕业说明书的书写,以及书写格式要求,内容上主要在于强调自己的设计是怎样工作运行以及如何被设计的。根据一个大体上的框架,开始对自己的毕业设计说明书进行书写。在书写的过程中积极与同学、老师进行交流。后来又在导师的指导下逐步的将自己的设计推敲出来。而论文也随着这些问题的解决,一步一步的形成了初稿。
在论文全部编写完成的瞬间,觉得自己所做的一切都是值得的。这两个月的毕业设计生涯,也为自己的大学生活添上了浓墨重彩的一笔。现在回将其几个月前自己在众多的书籍资料中不知何去何从,在导师的问询以及讲解中的忐忑不安,到做出心想要的设计。整个时间虽然不及大学四年生活一般漫长。但是却是对大学四年的总结以及一个复习更是让自己的所学所得,得到了更好的扩展延续。
在最后还要特别感谢我的导师XXXXXX。正是因为他的指导和帮助我才可以顺利的完成这次设计,是他让我知道了做出一个设计要的是实事求是,要本着认真钻研,虚心求教的精神,你才可以得到自己想要的结果。在这次设计当中不仅仅学到的是老师的知识,更重要的是他的为人,是那种爱岗敬业对学生有问必回的精神,值得我们一辈子去学习。让我觉得他不仅仅只是毕业设计的导师,更是自己一生前进方向的导师。