目 录
一、 引言 1
（一） 家庭防盗报警器发展背景 1
（二） 家庭防盗报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） 单片机的选取 3
（二） STC89C51型51单片机 3
（三） 热释电红外传感器概述 4
（四） 三维角速度传感器介绍 5
（五） LCD1602字符点阵型液晶显示器 6
三、 硬件系统设计 8
（一） 硬件结构框图设计 8
（二） STC89C51最小系统设计 8
（三） 热释电红外传感器电路设计 9
（四） 报警电路设计 10
（五） 三维角速度传感器电路设计 10
（六） LCD1602液晶屏与单片机电路设计 11
（七） 按键模块 11
四、 软件系统设计 13
（一） 软件系统流程图设计 13
（二） HC-SR501热释电红外传感器工作流程设计 14
（三） 显示器的工作流程设计 14
五、 实物制作与调试 16
（一） PCB设计 16
（二） 元件的焊接 17
（三） LCD1602调试 18
六、 总结与展望 20
致谢 21
参考文献 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
家庭防盗报警器发展背景
报警器在人类历史上的出现可以追溯到很久以前，在远古时代以捕猎为生的人类就发明了功能最简单的报警器，以此来防备夜晚入眠时野兽的突袭。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了多传感器时代，随着对红外线信号的发现和认识，人们发现不同的动植物甚至没有生命的物体都能够向周围空间散射红外线，并且散发出的
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出现可以追溯到很久以前，在远古时代以捕猎为生的人类就发明了功能最简单的报警器，以此来防备夜晚入眠时野兽的突袭。在历史的长河中出现过各种各样的报警器，伴随着人类的智商不断提高，报警器也越来越趋向智能化。在二十一世纪的今天，电子技术的发展催生出了各种各样的传感器，电子仪器设备进入了多传感器时代，随着对红外线信号的发现和认识，人们发现不同的动植物甚至没有生命的物体都能够向周围空间散射红外线，并且散发出的红外线强度和类型都不一样，由此设计人员设计出了各种能够感知人类或者动植物的红外线传感器，在这么多的红外线传感器中，有一种称为热释电红外线传感器的模块常常被应用到对人体红外线的采集。过去的报警器往往采用机械触发或者声控触发，智能化程度极低，而随着设计人员对热释电红外传感器的不断完善，已经有相当一部分功能较为齐全的红外报警器出现在人们的视野中，不过这种红外报警器也具有一定的缺陷，就是容易产生误触发信号，从而产生错误的报警。随着嵌入式处理器和单片机的发展，各种微处理器的外形不断变小，性能不断强大。
家庭防盗自动报警器是一种能够实现门窗监测和非法入侵信号自动采集并能自动报警的自动控制系统，这种系统目前进入了多传感器化以及高速处理化的阶段，所谓多传感器就是指系统内部嵌入了多种功能各异的传感器（如火灾传感器、人体红外线传感器、温湿度传感器、光敏传感器等），而高速处理化是指采用了32位单片机或者主频更高的FPGA或者DSP等微处理器作为主控核心，实现图像采集、声音信号采集等功能。
家庭防盗报警器的国内外发展现状
家庭报警器目前在国内外有着广泛的研究，2013年郑州大学的李永星设计出了一款能够实现一氧化碳以及火灾报警的家庭式报警器，他将一个集成度非常高的GSM模块配置在报警系统中，报警器工作时，如果检测到有险情，GSM模块会立即通过短信方式将报警短信发送到用户手机中；2014年济南大学的张震将数字处理器技术融入到家庭报警器中，通过DSP技术实现对入室人员的身材体貌进行检测，从而判别其身份，当身份错误时，立即发出报警信号。在国外，研究者的研究热点主要是将DSP技术与报警器结合，2013年美国芝加哥大学的Manser采用了先进的DSP处理技术，实现了报警器的脸部识别功能，该功能主要简化了之前相关功能的处理过程，使得系统的消耗更加少。
本文主要研究内容
本文以家庭防盗系统作为研究课题，设计了一款能够实现盗贼入室检测的报警系统，通过将角度传感器安置在门窗以及人体红外线检测模块安置在室内主要地点，对室内安全进行了全方位的检测。本文主要结合大学的所学内容以及选题背景，在硬件上通过对主控核心以及外围模块进行比较和选择，从而搭建出本系统的整体硬件框架，在软件方面，使用了C语言来开发软件系统，为了更清晰的阐述本系统的各模块工作过程及原理，又通过了Visio软件来绘制软件流程图，从而本文从硬件和软件两个角度实现了对本系统的全面描述。
方案选择及元器件介绍
单片机的选取
方案一：以自身对单片机的使用熟练度为第一考虑要素，则选择51单片机作为本系统的主控芯片最为合适，虽然大多数51单片机内部资源比较匮乏，比如很少有集成ADC、DAC或者SPI模块，但是其内部集成的16为计时器、UART以及中断等功能已经足够使用，并且像SPI以及IIC这种接口都可以通过软件方式模拟，因此这不但节省了系统的开发成本，又能够结合自身的学习情况来顺利进行单片机系统的设计。在51系列单片机中，台湾宏晶公司推出的STC89C51是近年来比较常用的一款芯片，它采用RISC最简指令集，这同其他51单片机一样，并且管脚排列以及封装形式都是相同的，因此不同型号的51单片机互换可行性很高。在开发环境方面，STC89C51单片机的开发平台使用英国ARM公司的Keil软件进行开发，这款软件非常精简，但是功能齐全，集代码编写、调试以及仿真等多种功能于一身，在该平台上能够实现51单片机开过程中所需要的所有功能，并且Keil还可以同Proteus软件一起实现系统的联合仿真，开发者通过仿真可以看到系统的实际效果，因此综合上述理由，STC89C51单片机较为适合作为本系统的主控芯片。
方案二：若以系统的功耗作为主要考核目标，那么德州仪器公司生产的MSP430系列单片机绝对是当之无愧的首选，430单片机内部集成了4种低功耗模式，当系统不在正式工作时，可使其进入低功耗，当再次工作时，430单片机能瞬间恢复到正常工作中来，因此如果使用单片机作为本系统的主控芯片，能够结合其低功耗模式将系统的功耗降到最低。在MSP430单片机的内部资源方面，大多数430单片机内部不
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