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1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业： 通信工程 班级学号： 0903-09 学生姓名： 刘月濛 指导教师：李雅静(讲师)二一三 年 六 月天津职业技术师范大学本科生毕业设计智能小区无线防盗系统的设计Design Of Intelligent Community Wireless Anti-theft System专业班级：通信0903学生姓名：刘月濛指导教师：李雅静(讲师)系 别：电子工程学院2013年6月摘 要随着全国人口的增多，经济规模的不断增长，以及智能小区完善工作的逐步实施，防盗装置已成为
2、小区物业管理的必需设备。在本项设计中，主要采用单片机控制技术和无线网络技术，从而发展具有联网功能的智能化小区无线防盗系统。如果这项设计能够成功地投入到住宅小区中使用，一方面为住宅小区的物业管理部门带来很多方便，大大提高了他们的工作效率，减少了工作中遇到更多琐碎的事；另一方面为住宅用户本身提高了方便，他们不再像以前一样，为自己的家庭安全问题担心，不能全身心投入到自己的工作。设计这项无线防盗系统就是为了处理好以上所述诸多情况的问题，各住宅用户使用此系统后，业务管理中心可以随时从监控中心了解每一个用户的家庭安全状况，如有异常就立刻发出警报，同时业主也可以立刻收到物业通知的报警信息，真正地实现安防与智
3、能化集成在一起，因而，最大程度上保护人身和财产安全，为他们创造了一个安逸和谐的生活环境。本系统主要采用红外传感器、无线串口模块、按键模块、MCU最小系统、LCD1286显示模块等组成。分别从软件和硬件两个方面进行实现，软件设计中分别从发射和接收两个方向着手，主要采用汇编语言进行程序录入。硬件设计中以MSC-51系列单片机作为总控芯片，采用红外测距传感器作为信号输入装置，当有障碍物靠近时，红外发光二极管发出红外光，经障碍物反射后，将入侵信号转变为数字信号, 通过天线发射出去，LCD液晶显示屏负责显示出哪个社区发生了异常，并发生报警信息，方便工作人员及时查看。在人类现代化发展飞速加快的今天，它是创
4、建和谐社会的第一选择。 关键词： 小区防盗系统；无线网络；单片机ABSTRACTAlong with the increase in the population and economic scale continuous growth, as well as the implementation of intelligent community work, anti-theft system has become a residential property management of the necessary equipment. In this design, mainly contr
5、olled by single-chip microcomputer technology and wireless network technology, to develop an intelligent community of networking wireless security systems. If the design can be used successfully into the residential district, on the one hand, will bring many convenient for residential district prope
6、rty management department, greatly improve the efficiency of their work, and reduces work encountered in the more trivial things; On the other hand itself provides the provides the convenience for residential users, they no longer like before, always worry about their housing security situation, not
7、 devoting themselves to their work. The wireless anti-theft system is designed to handle the problems mentioned above, after each residential user using this system, business management center can at any time from the monitoring center to understand the safety status of each user, if there is any ab
8、normal immediately alert, at the same time, the owner can also know alarm information immediately, and truly achieved the integration of intelligent security, and thus in the maximum extent to protect the residential users personal property safety, to create a comfortable and harmonious living envir
9、onment. This system mainly uses the infrared sensor, wireless serial interface module, keys module, MCU minimum system, LCD1286display module, etc. Respectively from two aspects of hardware and software implementation. Software design of two modules, respectively from the transmitting and receiving,
10、 mainly uses the assembly language to program entry. In hardware design with MSC-51 series single-chip microcomputer as the master control chip, using infrared distance sensors as a signal input device, when there is obstruction approached, infrared leds emit infrared light, after obstacles reflecti
11、ons, invading signal into digital signal, through the antenna to launch out, LCD is responsible for the abnormal shows which have taken place in the community, and alarm information, convenient staff check in time. In the human modernization rapidly accelerate the development of today, it is the fir
12、st choice to create a harmonious society.Key Words：residential anti-theft system; wireless network; single-chip microcomputer目 录1 引言11.1 智能小区无线防盗系统的发展概况及市场竞争力分析11.2 小区无线防盗系统的应用及意义11.3 小区无线防盗系统的组成与工作原理21.3.1 控制装置的组成21.3.2 控制装置的工作原理32 小区无线防盗系统的硬件设计5 2.1 主控芯片模块62.1.1 主控芯片模块简介62.1.2 主控芯片模块电路82.2 红外测距传感器
13、模块8 2.2.1 红外测距传感器简介8 2.2.2 红外测距传感器模块电路92.3 无线串口模块10 2.3.1 无线串口简介10 2.3.2 无线串口模块电路122.4 LCD12864显示模块14 2.4.1 LCD12864显示模块简介14 2.4.2 LCD12864显示模块电路142.5 独立式键盘模块153 小区无线防盗系统软件系统173.1 KEIL uVISION3软件环境173.2 小区无线防盗系统软件设计流程图173.3 小区无线防盗系统软件功能的实施18 3.3.1 初始化程序18 3.3.2 发射模块软件设计流程图19 3.3.3 接收模块软件设计流程图204 小区无
14、线防盗系统整体调试214.1 Proteus仿真环境214.2 小区无线防盗系统调试过程22结 论23参考文献24致 谢25附 录 I26附 录II271 引言在我设计智能小区无线防盗系统之前，首先了解一下防盗系统无线智能化发展概况和深远利用价值，接着了解下无线防盗系统的基本构架，组成，工作过程和各模块的工作原理。 1.1 智能小区无线防盗系统的发展概况及市场竞争力分析近些年随着科技的飞速进步，安防领域得到了迅猛的发展，许多安防产品都普遍应用到了人们日常生活中，为了发挥其重要的作用，就必须做好社区和家庭的安全防卫工作。防盗报警系统作为安防系统中的子系统，在很多地方都发挥了十分重要的作用。现在越
15、来越多的开发商渐渐把社区安全性作为楼盘销售的突出亮点，但据普遍信息显示，这样的安全性并没有达到真正意义上的防范作用，很多的防盗报警设施只是个摆设，未起到安全防卫的作用。那么是什么造成这种现状的发生呢?一方面，因为防盗报警系统主要由开发商和集成商决定，但实际使用者是用户本身，购买者不了解防盗器的工作过程，往往对防盗器的质量是否稳定和售后服务是否到位缺乏必要的了解，所以摆设版的防盗报警系统就是个空壳，在实际的工作中没有发挥应有的作用。另一方面，防盗报警系统操作过程相对复杂，专业水平要求程度高，应用程序的编写过程和密码掌握过程相对比较繁琐，对年长的人和专业技能相对薄弱的人来说，很难掌握，造成很多用户
16、对这个装置发生质疑，并不感兴趣深入研究。但是整体分析看来，虽然小区的智能防盗报警系统仍存在许多方面的问题，但只要生产厂商投入人力财力愿意解决这些问题，小区的无线防盗报警设备会有乐观的市场发展竞争力。1.2 小区无线防盗系统的应用及意义传统的防盗窗不是最好的选择，在情况危机时，如发生火灾等，可以从窗户逃离现场，如果装了传统的防盗窗，不便于逃生，用户的人身安全收到了威胁，而且防盗窗外观看起来很不美丽。但是可喜的是，防盗窗可以防止行动不自如的小孩从高楼窗口摔下去，不过为了外观美丽，已有相应的开放式阳台护栏来代替传统的防盗窗。 随着人们生活质量的提高，小区家庭安防系统正在渐渐引起人们的重视。经济飞速发
17、展，年轻人总是奔波于工作中，为了更好的发展，大部分的时间投入在工作中，年迈的家人无法照顾，身体不适的病人更是无能为力，当出现危机情况时，他们来不及打电话求助，120更是需要一连串的回答，漫长的等待已错过了最好的救助时机。所以，智能化小区无线防盗系统装置可以让物管中心及时通过显示屏监控到社区的随时动态。在危机的时刻，只需触动网络终端防盗报警器的紧急按钮，自动反馈信息到物管中心，用户也能及时获得消息。如果小区装有联网报警系统，很大程度上能避免悲剧的发生。一些突发紧急事故，以及社区被抢时寻求援助，这些种种都能很好的应急处理。据消息可知，很多小区内的公共保安措施，并在每个楼道口配有保安，但是社区内的安
18、全问题不可能完全依靠公共安全设施和保安巡逻给予解决，所以仍可能出现不安全的现象，小偷变化多端的作案手法，小区内的常常发生被盗事件，如果该小区用户家中安装了红外无线智能报警系统，盗贼从门窗进入屋内时，经红外线发射，报警器就立即发出警报，并自动向小区保安部的监控中心报警，再可以通过电话语音功能向用户报警，物管部可立即采取措施制止事件的发生，从而避免了用户的人身财产受到损失。物管中心的监控系统和智能联网防盗报警器组成了整个小区无线防盗报警中心。接警中心与用户报警设备的数据交换，是通过公用或内部无线网络传输的，从而实现了报警信号的发送和接收过程。虽然防盗报警的产品很早就进入了国内安防市场，但由于技术薄
19、弱，质量不稳定等相关原因，发展速度缓慢。随着社会化大生产，人们的安全防范意识也正不断提高，为不同的领域提供了不同的安全防范标准，为未来我国报警服务行业开辟更大的商业市场。相信往后，报警服务行业会步入更加规范化的安防市场。1.3 小区无线防盗系统的组成与工作原理1.3.1 控制装置的组成本系统主要由红外传感器、无线串口模块、按键模块、MCU最小系统、LCD1286显示模块等组成。红外传感器：由红外发射电路的发光二极管发出红外线光，当碰到障碍物自动反射，由红外接收电路的光敏接收管接收经障碍物反射回来的反射光，并根据反射光的强弱来判断障碍物的距离，反射光强的时候距离近，反射光弱的时候距离远。无线串口
20、模块：采用无线联网系统，以XL02-232AP1为中心，主要用于点对点通信。主站将带地址码的数据帧进行发送数据或命令，从站负责接收，并将接收到的地址码与本地地址码相比较，如果地址码相同，则证明此数据或命令是给本地的，从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，并将响应的数据发送回去。按键模块：采用独立式的键盘，按键分别接一根输入线，每个独立工作，并通过查看单片机I/O口读取接口的高低电平值来判断是否按键被按下。MCU最小系统：由单片机STC12C5A60S2和具有一定功能的外围电路组成，含有复位电路辅助单片机提供电压，晶振提供系统频率。这部分电路主要负责程序的存储和运行。组成中包含了中央处理器（
21、CPU）、程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）、定时/计数器、UART串口、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块。作为新一代8051单片机，具有低功耗、超强抗干扰等功能。LCD1286显示模块：128*64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符和图形，可以与CPU直接相连，具有8位标准数据总线，6条控制线及电源线，采用KSO107控制IC。将系统动态显示在屏幕上，为方便查看。1.3.2 控制装置的工作原理从整个系统来看，由监控端和服务端组成。监控端主要由信号输入部分、液晶显示部分和报警（含LED 和喇叭）部分组成。服务端部分由
22、信号输入块、按键块和信号输出块组成。都是由单片机控制，控制上很灵活。基本原理是：红外测距传感器利用红外发射电路的红外发光二极管发出红外线光，红外发射电路的发光二极管发出红外线光，当碰到障碍物自动反射，由红外接收电路的光敏接收管接收经障碍物反射回来的反射光，并根据反射光的强弱判断物体的距离，同时检测、发射模块采集入侵信号，并将入侵信号转变为数字信号，通过PCB 天线发射出去。以MCU为核心，结合接收模块、存储/ 时钟模块、键盘/ 显示模块和报警芯片组成接收控制板，其接收模块完成报警信号接收、滤波处理，其液晶显示模块显示出哪个区域有入侵，方便检查。独立式键盘模式作用于复位，利用单片机I/O口读取口
23、的电平高低来判断是否有键按下。在整个系统中，由MCU指挥整个控制板的接收运行工作，在系统设防状态下，MCU 被入侵信号触发后，控制DTMF芯片拨出报警，以通知小区物管中心做出响应。其报警过程接入小区住宅防盗网络，过程如图1.1所示：图1.1 智能小区住宅防盗网络2 小区无线防盗系统的硬件设计本设计以MSC-51系列单片机作为总控芯片，采用红外测距传感器作为信号输入装置，当有障碍物靠近时，红外发光二极管发出红外光，经反射后，根据反射光的强弱判断物体的距离，当达到预测的距离后，将入侵信号转变为数字信号, 通过天线发射出去，无线联网的加入，使整个系统提高了工作效率，无线串口模块实现了网络的互联。主站
24、将带地址码的数据帧进行发送数据或命令，从站负责接收，并将接收到的地址码与本地地址码相比较，在地址码相同的情况下，则从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，并将响应的数据发送回去。LCD液晶显示屏负责显示出哪个社区发生了异常，并发生报警信息，方便工作人员及时查看。主控芯片STC12C5A60S21用于控制和处理各功能模块的工作，负责程序的存储和运行。通俗的说就是，为了保障小区的安全，设计了此项设备，当小区发生任何异常情况，防盗系统就会起作用，发生报警信息，警卫人员立刻得到确切的信息，从大屏幕上查看到具体哪个区域发生了危险，并及时采取措施。同时传达给用户个人，安装了这个系统，用户就不用时刻为自己
25、的住宅安全情况担忧了。系统如图2.1所示：STC12C5A60S2 主 控 模 块LCD显示模块无线数据接收模块红外传感器模块键盘输入模块无线数据发射模块红外传感器模块图2.1 系统组成框图小区无线防盗系统的主体部分是单片机STC12C5A60S21芯片，其外围电路由红外传感器、无线串口模块、按键模块、报警模块、电源模块、LCD1286显示模块构成。控制和处理各功能模块是单片机部分主要的工作，同时还需负责程序的存储和运行。STC12C5A60S2单片机几乎包含了采集和控制数据中所需的所有模块单元，被称为一个片上系统。用红外传感器来接受外来信号，瞄准目标，然后接通电源，启动发射电路，通过发射系统
26、，向目标发射红外信号，遇到障碍物时发生反射，由红外接收电路的光敏接收管接收前方障碍物的反射光，据此判断前方障碍物的距离，反射光强则距离近，反射光弱则距离远。无线联网系统的加入，采用无线串口模块，以XL02-232AP1为中心的通信信道，主要用于点对点通信。主站将带地址码的数据帧进行发送数据或命令，从站负责接收，并将接收到的地址码与本地地址码相比较，如果地址码相同，则证明此数据或命令是给本地的，从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，并将响应的数据发送回去。采用工作电压为+5V的直流电源，且最大工作电流不超过60mA。显示模块采用的是LED液晶显示屏，然后通过单片机与键盘接口连接到一起，键盘处
27、理子程序。对显示器进行控制。另外，采用独立式的键盘，按键分别接一根输入线，每个独立工作，并通过查看单片机I/O口读取接口的高低电平值来判断是否按键被按下。2.1 主控芯片模块2.1.1 主控芯片模块简介STC12C5A60S2作为新一代8051单片机，具有低功耗、超强抗干扰的特性，组成中包含了中央处理器（CPU）、程序存储器（Flash）、数据存储器（SRAM）、定时/计数器、UART串口、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶体振荡电路等模块。该微处理器采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，但速度快8-12倍
28、，引脚兼容80C51和80C52芯片，片内的Flash存储器可以像常规程序存储器一样进行烧写。STC12C5A60S2片内共有256字节的用户数据区，而128字节的内部扩展数据区需通过清SFR(8EH)的位1并用MOVX指令访问，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，另一个256BytesRAM区与ATMEL之STC系列8052兼容的单片机是一致的，STC12C5A60S2结合通用的8位微处理器和Flash存储技术构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制应用场合。STC12C5A60S2几乎包含了采集和控制数据中所需的所有单元模块，可称得上一个片上系统。芯片管脚如图2
29、.2所示：图2.2 单片机管脚示意图1) STC12C5A60S2主要特点40个引脚，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，转换速度可达250K/S。采用通用全双工异步串行口（UART），32kBytes的程序存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，内置时钟振荡器，其Flash存储器，可反复擦写1000次的Flash存储器可有效地降低开发成本。工作温度范围：4085度（工业级）/075度（商业级）。2) STC12C5A60S2主要功能特性如表2.1所示： 表2.1 STC12C5A60S2功能特性应用
30、领域使用频段兼容MCS51指令系统32k可反复擦写大于1000次Flash ROM32个双向I/O口硬件看门狗WDT电路3个16位可编程定时/计数器时钟频率0-33MHz两个串行中断5128bit内部RAM2个外部中断源内置时钟振荡器中断激活睡眠模式3级加密位双重数据存储器软件设置睡眠和唤醒功能2.1.2 主控芯片模块电路单片机系统由STC12C5A60S2和具有一定功能的外围电路组成，含有复位电路辅助单片机提供电压的，晶振提供系统频率。负责程序的存储和运行是这个电路的主要功能。没有严格的要求对外接的电容值，但是电容的大小会影响振荡器频率的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性、温度的稳定性。晶体
31、可在1.2MHz12MHz之间任选，电容C1和C2的典型值在20pF100pF之间选择，但在60pF70pF时振荡器具有较高的频率稳定性。典型值通常选择为30pF左右，但本电路采用30pF。STC12C5A60S2的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本设计中所用到的是按键按钮复位。如图2.3所示：图2.3 单片机最小系统2.2 红外测距传感器模块2.2.1 红外测距传感器简介红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，利用红外测距传感器LDM301发射出一束红外线，在照射到障碍物后形成一个反射的过程，反射到传感器后接收到信号，然后利用CCD图像
32、处理接收到的发射与接收的时间差数据。经信号处理器处理，计算出障碍物的距离。当测量距离远，产生很高的频率响应，即使在恶劣的工业环境中也同样适用。1) 红外测距传感器的特点红外测距传感器同样可以进行远距离测量，在无反光板和反射率低的情况下能测量较远的距离，0-60m量程内，测量精度最高可达1.5mm。在同步输入端中，可同步测量二个或多个传感器。测量范围广，响应时间短。红外测距传感器的操作方式简便可靠，通过计算机输入指令即可完成全部操作，当无人值守时仍可连续测量。采用灵活多样的输出方式，分为数字输出和模拟输出，RS232通用串口输出和4-20mA电流模拟输出，用户可预先指定多组特定距离，一旦达到指定
33、的距离，传感器开始工作并立即报警。红外测距传感器坚固的铝合金外壳，良好的防水防尘性能，外形设计紧凑，易于安装，使用4颗M4螺丝即可牢固安装，便于操作。2) 红外测距传感器的技术参数如表2.2所示：表2.2 红外测距传感器技术参数应用领域使用频段测量范围0.05m至60m测量精度典型值：1.5mm最大值：3mm最小分辨率1mm激光种类红色可见光，波长635nm光束直径（25C时）距离目标10米处：6mm距离目标50米处：30mm激光等级二级，功率1mW测量方式操作方式电源输入输出方式单次测量，连续测量计算机指令操作DC 5V/1A数字输出：RS232通用串口2.2.2 红外测距传感器模块电路红外
34、线是一种电磁波，介于可见光和微波之间，它同时具有可见光直线传播、反射、折射等特性，还具有微波的较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等某些特性。红外传感器包括红外发射器件和红外接收器件。目前常用的红外测距传感器，由红外发射电路的红外发光二极管发出红外光，当碰到障碍物自动反射，由红外接收电路的光敏接收管接收经障碍物反射回来的反射光，由于接收管接收的光强随反射物体的距离变化而变化的，因而，反射光强的时候距离近，反射光弱的时候距离远。红外测距的工作过程相对简单，瞄准目标，然后接通电源，启动发射电路，通过发射系统，向目标发射红外信号，同时，采样器采样发射信号，作为计数器开门的脉冲信号，启动计数器，时钟振
35、荡器向计数器有效的输入计数脉冲，由目标反射回来的红外线回波作用在光电探测器上，转变为电脉冲信号，经过放大器放大，进入计数器，作为计数器的关门信号，计数器停止计数，计数器从开门到关门期间，所进入的时钟脉冲个数，经过运算得到目标距离，根据距离的长短，反馈出反射光的强弱。红外传感器具有较强的发射和接收能力，只要温度高于绝对零度的自然界中所有物体都会辐射红外线。模块电路如图2.4所示：图2.4 红外测距传感器与单片机接口电路2.3 无线串口模块2.3.1 无线串口简介XL02-232AP1是UART接口的半双工无线数据传输模块，在433MHz公用频段工作。符合欧洲ETSI（EN300-220-1和EN
36、301-439-3），满足无线管制要求，不用进行频率使用许可证申请。本模块为各种串口之间的无线通讯专门使用，如电脑，单片机，各种机器设备串口等，可以直接进行无线链接，不需要额外编程，同时兼容有线通讯串口协议，使用简单方便灵活。1) XL02-232AP1端口定义如表2.3所示：表2.3端口定义管脚定义说明电平备注1VCC电源+5v模块的第一个方形焊盘2GND地GND3TXD模块数据输出（接用户的RXD)TTL4RXD模块数据输入（接用户的TXD)TTL5SET设置时拉低，平时悬空进入设置模式时，请先将此端口拉低，再给模块上电，此时绿灯长亮。6GND地GND7NC不连接2) 连接示意图如图2.5
37、所示：图2.5 连接示意图3) 无线串口的技术指标如表2.4所示：表2.4技术指标适用领域指标值产品型号XL02-232AP1工作频率428.5435.1MHz902-928MHz调制方式FSK发射功率0dBm /5dBm /10dBm /15dBm(默认15dBm)接收灵敏度-110dBm工作电压+5V谐波-60dBc杂散-60dBm串口速率1.2k/2.4k/4.8k/9.6k/19.2k/38.4k/57.6k/115.2k发射电流24mA0dBm、29mA5dBm 、38mA10dBm、45mA15dBm接收电流16mA接口数据格式8N1用户接口方式TTL工作温度-3070工作湿度10
38、%90%相对湿度，无冷凝外形尺寸24mm40mm参考距离300m(天线如用17.2Cm导线的话距离可达500m)2.3.2 无线串口模块电路小区防盗系统的设计中，最重要的是无线联网系统的加入，以XL02-232AP1为中心半双工的通信信道，进行点对点通信，使用相对简单，在串口的编程时，记住其为半双工通信方式，随时注意接收和发射的来回时序就可以了。XL02-232AP1模块正常工作时的默认状态为数据接收状态。同样也可以应用于点对多点的通信方式，这种方式首先需要设1个主站，其余几个为从站，所有站都必须编一个地址，这个地址是唯一的。通信的协调工作完全由主站控制，主站将带地址码的数据帧进行发送数据或命
39、令，从站负责全部都接收，并将接收到的地址码与本地地址码相比较，不同则将数据全部丢掉，不做任何响应；如果地址码相同，则证明数据是给本地的，可以使用，从站根据传过来的数据或命令进行不同的响应，并将响应的数据发送回去。这些工作都需要上层协议来完成，并可保证在任何一个时间段，通信网中只有一个电台处于发送状态，以免发生相互干扰。天线是通信系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响通信系统的指标，在选择天线时必须首先关注其性能。从两个方面考虑，第一选择天线类型；第二选择天线的电气性能。此外天线的放置也将影响天线的性能，天线必须符合系统设计中电波覆盖的要求。天线放置会引起天线效率低、电波被吸收、模块阻抗失配，
40、还会使XL02-232AP1的发射功率和接收灵敏度降低，影响XL02-232AP1的传输距离和通讯稳定性。尽可能使用外置SMA天线。XL02-232AP1配合各种不同的天线需求，备有各种微功率模块专用天线。直流电源使用在无线透明传输模块，工作电压为+5V，最大工作电流不超过60mA，注意电源的质量和接地的可靠性，允许的情况下电源可以和别的设备公用，但要尽可能不用开关电源，最好用纹波系数小的线性电源，开关电源的开关频率易对模块产生干扰，在系统设备中使用时，需要可靠的接地，为防止静电或强电击穿，相对有些麻烦。模块电路如图2.6所示： 图 2.6 无线串口与单片机的连接电路2.4 LCD12864显
41、示模块2.4.1 LCD12864显示模块简介LCD12864液晶显示模块是128*64点阵型液晶显示模块，可显示各种字符和图形，可与CPU直接连接，具有6条控制线及电源线，8位标准数据总线，采用KSO107控制IC。最大工作范围：逻辑工作电压4.55.5V，电源地0V，LCD驱动电压010V，输入电压VeeVdd,工作温度055C（常温）/2070C（宽温），保存温度：1065C。电气特性：输入高电平3.5Vmin，输入低电平0.55Vmax，输出高电平3.75Vmin，输出低电平1.0Vmax，工作电流2.0mAmax。2.4.2 LCD12864显示模块电路LCD12864是一种具有4位
42、/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文字库的点阵型液晶显示模块，其显示分辨率为12864,，内置8192个16*16点汉字和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面，并显示84行1616点阵的汉字和基本的图形显示。模块电路如图2.7所示：图 2.7 LCD12864液晶显示原理图2.5 独立式键盘模块单片机往往具有人机对话的系统，工作时少不了键盘的配合。本设计的键盘模块中设有两个按键，采用独立式接法作为最佳的接口方案，即每个按键的一端接地，另一端接I/O口。独立式键盘中，每一个按键独立工作，
43、按键分别各接一根输入线，不同输入线上的按键工作状态与其他输入线上的工作状态互不影响，独立工作。因此，通过检测输入线的电平状态就可以很容易地判断按键是否被按下了。独立式键盘具有灵活的电路配置，简单的软件结构。但按键分别需要各占用一根输入线，在按键数量较多时，电路结构错综复杂，极大的浪费输入口，所以按键较少的场合更加适用这种键盘。独立式键盘的工作原理是利用单片机I/O口读取口的电平高低值来判断是否有按键被按下。将按键的一端分别接一个I/O口，另一端接地。开始时程序中的I/O口处于高电平，平时无按键按下时I/O口一直保持高电平。当有按键被按下时，I/O口变为低电平，此I/O口与地发生短路。当按键释放
44、后，与单片机连接的上拉电阻使I/O口立刻恢复保持高电平。所以设计工作中只需判断此I/O口的电平状态值就可以了解是否有按键动作了。需要注意的是，键盘的去抖动是我们在用单片机处理键盘时涉及到的一个重要的过程。这里说的抖动是机械式的抖动，发生在键盘未被按到底时，处于临界区产生的电平不稳定的正常现象，我们在按键时往往很难避免发生。这样的抖动时间一般在10200毫秒之间，这种电平的不稳定抖动时间很快，人很难判断，而对于微秒级的单片机来说，时钟判断却是漫长的。我们采用去除或避开机械抖动，从而提高系统的稳定性。此处我采用软件去抖动的方式，实现方法是当按键出现低电平时立即延时10200毫秒，延时结束接着读一次
45、I/O口的值。在设计中，分别从左至右依次为1、2号按键，一号键为模式键，二号键为复位键。模块电路如图2.8、2.9所示：图2.8 键盘接口电路图2.9 键盘接口电路3 小区无线防盗系统软件系统 3.1 KEIL uVISION3软件环境 单片机开发中需要硬件和软件的配合，以上已对硬件系统做了详细的阐述，本系统采用在Keil软件环境中进行软件编程设计。我们将平日学习的C语言、汇编语言源程序转变为机器码，CPU可以执行。转换的方法有两种:一种是手工汇编，另一种是机器汇编。目前大部分使用机器汇编的方法。通过汇编软件将源程序变为机器码是机器汇编的工作流程。A51用于早期的MCS-51单片机汇编软件，随
46、着单片机开发技术的飞速发展，普遍使用的汇编语言逐渐开发成一种高级语言，单片机的软件也在不断开发更新中，目前Keil软件是51系列单片机最流行的软件环境，近年来各大仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil，可看出Keil的普遍受用性。Keil通过一个集成开发环境（uVision）将C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等组合在一起，提供了一个完整的开发方案。如果你是使用51系列单片机的爱好者，那么掌握这一软件的使用是必要的。主要采用C语言编程，但是如果不使用C语言而选用汇编语言编程的话，Keil带有的简便集成环境和强大的软件仿真调试工具也会令人工作起来轻松很多。Keil C51是由美国Keil Software公司出品的，是兼容C语言的51系列单片机软件开发系统，C语言在功能、结构性、可读性、可维护性上与汇编语言相比优势明显，因而很容易学会并熟练运用。如果使用过汇编语言后再使用C语言来开发，那么会有更加深刻的体会。Keil C51软件系统不仅库函数十分丰富、集成开发调试工具功能强大，同时采用全Windows界面。另外，Keil C51生成的目标代码效率与编译后生成的汇编代码
