基于AT89S51單片機(jī)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)的設(shè)計參考模板

1、基于AT89S51單片機(jī)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容摘要：在宿舍或商場的出入口中采用監(jiān)視和管理系統(tǒng)可以進(jìn)行防盜和信息提示使用?；贏T89S51單片機(jī)的控制系統(tǒng)包括四部分：數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)、時鐘電路、語音錄音電路和報音提示信息電路。該系統(tǒng)采用單片機(jī)進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡單，還可進(jìn)行多種功能的擴(kuò)展，如實現(xiàn)多機(jī)通訊，對更大的場合進(jìn)行監(jiān)控與管理等。 1 引言在學(xué)校宿舍、課室、圖書館、商場等場所的出入口，如果采用監(jiān)控與管理系統(tǒng)，就可以對進(jìn)出的人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，可以利用錄音設(shè)備或顯示設(shè)備進(jìn)行溫馨提示的管理工作，也可以在非進(jìn)入時間進(jìn)行監(jiān)控報警等處理。基于AT89S51單片機(jī)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)由于采用了單片機(jī)進(jìn)行控制，

2、大大簡化了外圍硬件電路的設(shè)計，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。同時，該系統(tǒng)可以進(jìn)行很多的擴(kuò)展，如實現(xiàn)多機(jī)通訊，對更大的場合進(jìn)行監(jiān)控與管理等。2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)21結(jié)構(gòu)框圖圖1 基于AT89S51單片機(jī)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖圖1所示是基于AT89S51單片機(jī)的監(jiān)控與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。該系統(tǒng)采用了AT89S51單片機(jī)系統(tǒng)來控制系統(tǒng)的工作，采用語音專用錄音芯片，同時也加上時鐘芯片，這樣就可以根據(jù)自己和場合的需要進(jìn)行不同的錄音，發(fā)出適合的報音信號，而且也可以實時顯示時鐘、日歷等，如果選用液晶顯示電路，還可以進(jìn)行文字顯示，用于溫馨提示，消息或新聞的發(fā)布等。本處只介紹利用語音IC實現(xiàn)報音的提示功能。2 / 10該系統(tǒng)由

3、于采用了單片機(jī)的軟件編程實現(xiàn)控制各模塊電路的工作，并且可以通過鍵盤進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，實現(xiàn)了自動控制，使得該系統(tǒng)變得更加完整，功能更多，同時可以進(jìn)行擴(kuò)展。22 工作原理1、硬件組成圖2各模塊單元電路該系統(tǒng)由AT89S51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路為主要結(jié)構(gòu)，利用其I/O口進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和控制。圖2是各單元電路。該電路的工作原理是：首先由無線熱釋電人體紅外探頭根據(jù)人體恒溫（37）發(fā)出特定波長（10uM）的紅外線，通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上，再經(jīng)熱釋電元件產(chǎn)生一定的電荷信號并送往單片機(jī)，此時單片機(jī)馬上讀取當(dāng)前時間，并與之前單片機(jī)設(shè)定的時間段進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前時間落在所設(shè)時間段范圍內(nèi)，則向錄音

4、電路芯片發(fā)出控制信號，把相應(yīng)時間段的錄音內(nèi)容送到報音電路，然后由報音電路通過放大電路放大后驅(qū)動揚(yáng)聲器，發(fā)出相應(yīng)的聲音；若發(fā)現(xiàn)當(dāng)前時間沒有落在所設(shè)時間段范圍內(nèi)，則不響應(yīng)該次無線熱釋電人體紅外探頭送進(jìn)來的中斷信號，即后面的全部工作將不再進(jìn)行下去，而是等待下一個中斷信號的過來。各芯片與單片機(jī)的連接如下：語音錄音芯片占單片機(jī)0的8個/口及2.02.5共6個/口；其中單片機(jī)的P0口、P2.0和 P2.1分別與ISD2560的地址線相連，用以設(shè)置語音段的起始地址。P2.2P2.5用以控制錄放音狀態(tài)。P1.7用于錄音鍵控制。時鐘芯片占用單片機(jī)1.01.2共3個/口；鍵盤顯示電路占用單片機(jī)1.31.6共4個/

5、口。存儲器E2PROM占用2.6和2.7共2個/口數(shù)據(jù)采集結(jié)果為外中斷輸入請求信號。23 單元電路設(shè)計1、單片機(jī)最小系統(tǒng)該部分包括兩部分：單片機(jī)最小系統(tǒng)及串行E2PROM。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要以AT89S51為核心，外加上電復(fù)位電路及時鐘電路組成；接入串行E2PROM主要是為了通過該E2PROM斷電后繼續(xù)保存系統(tǒng)所設(shè)定的相關(guān)參數(shù)。該電路使用的串行E2PROM是采用I2C總線接口的AT24C01，采用軟件模擬的方法實現(xiàn)I2C總線數(shù)據(jù)的傳送。2、數(shù)據(jù)采集部分為實現(xiàn)對人體數(shù)據(jù)的采集，該電路根據(jù)人體恒溫發(fā)出特定波長的紅外線信號，采用無線或有線的熱釋電人體紅外探頭，通過該探頭可以將所采集回來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一

6、個電平信號去觸發(fā)單片機(jī)，從而送出中斷請求信號。由于該部分電路在本系統(tǒng)中只充當(dāng)一個中斷源使用，且不是該系統(tǒng)的核心電路部分，可采用一個成品的單元模塊進(jìn)行代替。同時，由此可知，該控制系統(tǒng)也可以設(shè)置采集其他類型的數(shù)據(jù)作為中斷源，方便地修改為其他服務(wù)的控制。3、時鐘芯片電路為了實現(xiàn)實時時鐘功能，該電路采用了美國DALLAS公司生產(chǎn)的高性能、低功耗的時鐘芯片DS1302以及一些外圍元件組成1，該芯片具有時鐘/日歷功能，電路中配備了兩粒紐扣式后備電池，以保證DS1302在外電源中斷后正常計時，在單片機(jī)開機(jī)后，可以通過鍵盤校準(zhǔn)DS1302的時間、日歷。4、語音錄音芯片電路為了實現(xiàn)根據(jù)不同的使用場合，發(fā)出不同的

7、報音內(nèi)容，該電路采用了語音專用錄音ISD25602，它具有抗斷電、音質(zhì)好，使用方便，無須專用的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。錄音時間為60 s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬次。只要通過麥克風(fēng)便可向錄音芯片錄入你想錄入的內(nèi)容。5、鍵盤、數(shù)碼管顯示電路電路的鍵盤控制和顯示電路采用zlg7289A芯片構(gòu)成數(shù)碼管顯示電路作為顯示3。該芯片具有SPI串行接口功能，無需外圍元件可直接驅(qū)動LED，可同時驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管(或64只獨(dú)立LED)的智能顯示驅(qū)動芯片，使用非常方便。zlg7289A 內(nèi)部含有譯碼器可直接接受BCD碼或16 進(jìn)制碼并同時具有2 種譯碼方式此外還具有多種控制指令如消隱閃爍左移右移段尋址等，使用非常方便。只使

8、用單片機(jī)的4個端口。6、報音電路采用芯片ISD2560輸出已經(jīng)具有一定的功率，能正常驅(qū)動小的揚(yáng)聲器，但是為了能讓報出的報音信號能更宏亮，更讓人察覺，在輸出已有一定的功率的情況下再加兩級放大電路對輸出信號進(jìn)行繼續(xù)放大，以驅(qū)動更大功率的揚(yáng)聲器，發(fā)出更加響亮的聲音。3.軟件設(shè)計 圖3 主程序流程圖4時鐘芯片的流程 圖5 中斷程序流程主程序主要是用于系統(tǒng)開始或復(fù)位的初始化及調(diào)用各個子程序來完成對整個系統(tǒng)的控制，在初始化模塊中除了一般的堆棧指針設(shè)置及對各個所要用到的寄存器進(jìn)行賦值，還要對鍵盤顯示控制芯片ZLG7289的復(fù)位初始化。主程序流程圖見圖3。圖4是時鐘芯片DS1302程序流程，檢測工作時間是否正確，如用戶有修改，則采用用戶修改結(jié)果。圖5是其中斷服務(wù)程序流程。其主要過程是開機(jī)進(jìn)行初始化后，檢測熱釋電元件是否產(chǎn)生一定的電信號，然后把現(xiàn)在的時間和E2PROM所存儲時間相比較，判斷是否需要播放某一段錄音的時間，如果是，則播放相應(yīng)的語言，然后返回。E2PROM所存儲時間，用戶可以鍵盤進(jìn)行輸入設(shè)置。同時，在編程時，可以設(shè)置設(shè)計算中斷的次數(shù)，從而計算進(jìn)出的人數(shù)。在非開放時間，如檢測到人體信號，則可以輸出報警信號。4結(jié)語 本系統(tǒng)以AT89S51單片機(jī)為核心，以無線熱釋電人體紅外探頭信號為中斷請求信號，以當(dāng)