单片机原理及嵌入式系统精要.ppt

第13章 嵌入式系统C教程实战篇 13.1 引言 13.2 嵌入式智能报警系统概要 13.3 嵌入式智能报警主机硬件详细设计 13.4 嵌入式报警主机软件设计 13.5 嵌入式报警主机技术改进展望 13.1 引言 随着计算机普及和信息产业的发展，人们对居住环境要求的不断提高，也将“智能化”引入了住宅小区和家庭建设中。小区的智能化最终体现在小区独立家庭运用多元信息技术（IT），并达到监控与信息交互的能力。因此实现家庭智能化是实现小区智能化的基础和最终建设目标。家庭智能化系统所提供的功能有以下三项内容，即：家庭安全防护系统、家庭电器自动化和家庭通信与网络。 13.2嵌入式智能报警系统概要13.2.1安全防护系统的综合性功能 13.2.2安全防护系统组建方式 不同的智能化水平，安全防范系统的组成会有较大的差异。好的方法是进行有针对性的有机组合，特别是以网络为连接纽带的智能化组合。系统具有“网络化监控、监控网络化”功能，能够通过PC机、服务器、工作站接入互联网，从而可在网络上遥控或远程观看电视监控图像。居住社区构成区域性安全防范系统的基础首先是家庭防盗系统，从体系结构来分析，防盗系统可以有简单系统和综合性智能网络系统之分。首先看图13-2所示简单的家庭防盗系统。 13.2.3报警中心系统 区域性智能报警监控系统的中心值班站即报警中心系统应设置一台中心接警主机，该主机通过RS232串行总线与微机相连，和作为上位机的微机一起，监控用户端报警主机工作状态，接收处理报警信息，复核报警信息，控制用户端报警主机动作，同时完成用户数据库查询，电子地图显示、打印、值班员现场监听/对讲/数字录音等处理工作。 13.2.4报警系统的误报问题 任何探测器都有其特点、适用范围和局限性，如选用不当会引起误报警。 双技术报警器可减少误报警，即只有当两种不同原理的探测器同时探测到目标时，方才产生报警信号。由双重技术组合的空间探测器称为双鉴器，目前有被动红外与微波双鉴探测器、被动红外与超声波双鉴探测器、玻璃破碎声与振动双鉴探测器等。 探测器采用微处理器来实现智能化，并在报警中心站增强对报警信号的计算机鉴别和处理能力，同时辅以必要的人机交互或人机干预，也可减少误报。 13.3嵌入式智能报警主机硬件详细设计 本系统设计的嵌入式报警主机包含以下10个子模块：电源子模块、数码管显示驱动子模块、语音录制存储子模块、数据存储子模块、双音多频信号接收发送子模块、无线遥控发射/接收子模块、警号驱动子模块、报警接入子模块、电话信号发送/接收子模块、AT89C52单片机主控制子模块；同时包含过压保护、限流保护、光耦隔离保护等一些辅助电路。9个功能性子模块由单片机主控制子模块统一控制其工作时序关系和状态变化。如图13-5所示。 13.3.1AT89C52单片机主控制子模块 本机采用AT89C52单片机作为主控CPU芯片，它是一种低功耗高性能的8位单片机，内部有3个16位定时/计数器、一个串行口、8K Flash可编程可擦除存储器和256个字节的RAM及两个外部中断源，32个I/O口线；它采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，其输出引脚和指令系统都与MSC-51兼容。它功能密集，开发设备成熟，比较适合本机子模块多，处理任务繁复的特点。 时钟系统 89C52单片机片内含有一个构成时钟振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1、XTAL2（即18脚、、19脚）分别是此放大器的输入端和输出端，这个放大器外接作为反馈元件的晶体后便成为自激振荡器，如图13－6所示。 复位 本单片机的复位电路以差分比较器LM393为核心构成。所谓复位，就是令RST引脚上出现宽度大于10ms的正脉冲，而在单片机工作期间，RST引脚为“0”电平。本机的复位电路如图13－7所示。 13.3.2电源子模块 本机采用交流220V供电，驱动警号发声、输出供电、给蓄电池充电和驱动干簧管继电器需要12V供电，板上其余集成块和阻容元件使用直流5V供电，故电路板上设计为双电源输出。 220V/50Hz的市电进入本机后，首先进入变压器，输出交流14V；交流14V进入主电路板的电桥，经过电桥整形和电容滤波去交流成分后送入12V集成三端稳压器7812，生成＋12V直流电，一边满足音频功率放大器LM386、干簧管继电器、外接探测器工作等供电需求，一边送给5V集成三端稳压器7805，生成直流5V,给电路板上其余器件供电。其连接示意图如图13－8所示。 13.3.3数码管显示驱动子模块 显示部分由4个状态显示灯、1个红色共阴极7段数码显示管、1片