AT89C51單片機(jī)熱釋電紅外傳感器

1、第1章.緒論11.1 前言11.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2第2章.熱釋電紅外傳感器概述42.1 傳感器簡(jiǎn)單介紹42.2 原理特性4第3章.AT89C51單片機(jī)概述83.1 AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)83.1.1 管腳說(shuō)明113.1.2 振蕩器特性133.2 AT89C51單片機(jī)的工作周期143.3 AT89C51單片機(jī)的工作過(guò)程和工作方式15第4章.方案設(shè)計(jì)194.1 系統(tǒng)概述194.2 總體設(shè)計(jì)204.3 系統(tǒng)硬件選擇214.4 硬件電路實(shí)現(xiàn)234.5 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)24第5章.結(jié)論概述305.1 主要結(jié)論305.2 結(jié)束語(yǔ)3031致謝31參考文獻(xiàn)摘要:人們生活水平不斷提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在

2、不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的需要而設(shè)計(jì)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。目前市面上主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開(kāi)關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。本設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件部分包括單片機(jī)控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、LED控制電路等部分組

3、成。處理器采用51系列單片機(jī)AT89C51整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。軟件部分可以劃分為以下幾個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集、鍵盤(pán)控制、報(bào)警和顯示等子函數(shù)。關(guān)鍵詞:單片機(jī)、紅外傳感器、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警電路1.1 前言人們生活水平不斷提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的需要而設(shè)計(jì)的家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)。目前，人們?cè)絹?lái)越富裕，家里面貴重的東西也隨之也增加了不少。與此同時(shí)偷盜者的偷盜技藝也越來(lái)越精湛。使越來(lái)越多的人們蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失。為了防止財(cái)產(chǎn)受損或被盜，人們采取了一些防范措施，例如：裝上防盜門(mén)、在窗外建起防護(hù)鐵窗等。但從實(shí)際

4、效果來(lái)看這些措施并沒(méi)有把小偷嚇倒，他們反而更加肆無(wú)忌憚。這些無(wú)疑給千千萬(wàn)萬(wàn)的居民造成了極大的困擾，使休息時(shí)間沒(méi)有保障，長(zhǎng)期精神緊張，也影響了人們正常的工作狀態(tài)。因此，配置一套經(jīng)濟(jì)實(shí)用的專(zhuān)用家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)是非常必要的。就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開(kāi)關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見(jiàn)的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)：（一）壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器由于壓力板式安裝在墊子內(nèi)，當(dāng)主機(jī)停止工作，很容易失報(bào)和誤報(bào)，其可靠性低。（二）開(kāi)關(guān)式電子防盜報(bào)警器一般只有一個(gè)定點(diǎn)，有效范圍小，而且各種開(kāi)關(guān)也易壞，失報(bào)和誤報(bào)率就高，不可靠。（三）遮光式觸發(fā)防盜報(bào)警器在受到太陽(yáng)光照

5、射就會(huì)引起誤報(bào)，同時(shí)若遮住了光也會(huì)引起誤報(bào)，所以這種報(bào)警器的可靠性也不高。還有，就閉路監(jiān)控電路防盜系統(tǒng)而言：它的安裝線路復(fù)雜，而且技術(shù)要求比較高，價(jià)格也比較昂貴，不利于廣泛利用。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求(1)該設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤(pán)控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。(2)本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、智能報(bào)警器、單片機(jī)

6、控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地顯示、本地報(bào)警等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。(3)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。為了探測(cè)移動(dòng)人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器，在這種傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反相連接，當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。因此可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，使探測(cè)器工作。當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比

7、較電路送至門(mén)限開(kāi)關(guān)，打開(kāi)門(mén)限閥門(mén)送出TTL電平至AT89C5單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲。(4)紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測(cè)到是否有人。此類(lèi)裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員活動(dòng)；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可采用聲光信號(hào)。方案討論如何使用傳感器來(lái)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)移動(dòng)人員檢測(cè)呢？在設(shè)計(jì)這樣的系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該記住兩個(gè)目標(biāo)：一是低功率，二是低成本。這兩者都是在設(shè)計(jì)移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)時(shí)需要考慮的關(guān)鍵因素。選擇傳感器傳感器是指能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由

8、敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。防盜報(bào)警系統(tǒng)的前端探測(cè)部分主要是各種類(lèi)型的探測(cè)器，其中最主要的是入侵探測(cè)器。入侵探測(cè)器通常由傳感器、信號(hào)處理器和輸出接口組成，入侵探測(cè)器主要包括有主動(dòng)紅外入侵探測(cè)器、被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器、微波入侵探測(cè)器、微波和被動(dòng)紅外復(fù)合入侵探測(cè)器、超聲波入侵探測(cè)器、振動(dòng)入侵探測(cè)器、音響入侵探測(cè)器、磁開(kāi)關(guān)入侵探測(cè)器、超聲和被動(dòng)紅外復(fù)合入侵探測(cè)器等，其中最常用的是被動(dòng)紅外探測(cè)器。被動(dòng)

9、紅外探測(cè)器的組成：被動(dòng)紅外探測(cè)器主要是探測(cè)接收外界的紅外輻射，探測(cè)器本身不發(fā)射任何能量，而只對(duì)人體發(fā)出的紅外線波段敏感。人體輻射的紅外光波長(zhǎng)是350pmi其中814仙m占46%峰值波長(zhǎng)在9.5pm,所以被動(dòng)紅外探測(cè)器主要是接收波長(zhǎng)814仙m的紅外輻射。工作原理被動(dòng)紅外探測(cè)器基本工作原理是：當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)有人體移動(dòng)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線經(jīng)過(guò)光學(xué)透鏡聚焦到熱釋電紅外傳感器上，熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到紅外線信號(hào)，輸出熱電信號(hào)，輸出的熱電信號(hào)非常微弱，并且?jiàn)A雜著很多干擾信號(hào)，為此需要設(shè)計(jì)特殊的熱電信號(hào)處理電路，在放大熱電信號(hào)的同時(shí)，濾除掉造成干擾的雜波信號(hào)。由于要檢測(cè)是否有活動(dòng)的人員，所以通過(guò)研究各種類(lèi)型的

10、傳感器，比較各類(lèi)傳感器的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和合理性，最終確定本設(shè)計(jì)選擇的傳感器是熱釋紅外傳感器。其基本原理為：當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)有人體移動(dòng)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線經(jīng)過(guò)光學(xué)透鏡聚焦到熱釋電紅外傳感器上，熱釋電紅外傳感器感應(yīng)到紅外線信號(hào)，輸出熱電信號(hào)，輸出的熱電信號(hào)非常微弱，并且?jiàn)A雜著很多干擾信號(hào)，為此需要設(shè)計(jì)特殊的熱電信號(hào)處理電路，在放大熱電信號(hào)的同時(shí)，濾除掉造成干擾的雜波信號(hào)。第2章熱釋電紅外傳感器2.1 熱釋電紅外線傳感器簡(jiǎn)介熱釋電紅外線傳感器是80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件，它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，

11、如作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、自動(dòng)檢測(cè)等。熱釋電紅外線傳感器應(yīng)用電路如下：為了探測(cè)移動(dòng)人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器，在這種傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反相連接，當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0,從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。2.2 原理特性熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如皓鈦酸鉛系陶瓷、包酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm勺探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的

12、場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出10-20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為9-10um,而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈

13、敏度在0.2-20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為7-10um,正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專(zhuān)門(mén)用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而輸出電壓信號(hào)。在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來(lái)完成探測(cè)目的。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)

14、警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。R2Vcc3vVCC12v圖2-1熱釋電紅外傳感器原理圖圖2-2被動(dòng)紅外探測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)的類(lèi)型被動(dòng)紅外探測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、拋物面反射鏡、遮擋片三種類(lèi)型伍副圖2-3紅外傳感器示意圖熱釋電器件是熱釋電傳感器的核心元件，是將熱輻射變?yōu)殡娏鞯膭?dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換元件，熱釋電器件的電特征屬性是一個(gè)以熱電晶體薄膜為電介質(zhì)的平板電容器,隨著溫度的改變，熱電晶體表面自發(fā)極化電荷具規(guī)模具有跟隨變化的性質(zhì)，即熱輻射可引起該電容器的電容量變化，從而可利用這一特性來(lái)探測(cè)變化的熱輻射。熱釋電紅外傳感器包括單元、雙元、四元三種類(lèi)型。現(xiàn)在主要使用的是雙元和四元傳感器。被動(dòng)紅外傳感器優(yōu)缺點(diǎn)

15、優(yōu)點(diǎn)主要為：1、本身不發(fā)射任何類(lèi)型輻射，安全可靠；2、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)主要為：1、容易受各種熱源、陽(yáng)光源干擾；2、受環(huán)境溫度限制，環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，靈敏度下降；針對(duì)被動(dòng)紅外探測(cè)器存在的缺點(diǎn)，可以采用不同的措施來(lái)避免產(chǎn)品誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。一方面是采用新技術(shù)來(lái)加強(qiáng)抗干擾能力；另一方面是在安裝方面加以注意。第3章AT89C51單片機(jī)概述3.1AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)AT89C51是一個(gè)低功耗，高性能CMOSW單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytesISP（In-systemprogrammable）的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容

16、標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89C51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM,32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。止匕外，AT89C5般計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPUT停工作，而RAMt時(shí)計(jì)數(shù)器，用行

17、口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM勺數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIRTQFPffiPLC*三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖3-1為AT89C511片機(jī)的基本組成功能方塊圖。有圖可見(jiàn)，在這一塊芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、用行口等，各部分通過(guò)內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要部分。外時(shí)鐘源外部事件計(jì)數(shù)外中斷控制P3P2P1P0RXDTXD圖3-1AT89C51功能方塊圖1 .中央處理器（CPU中央處理器是單片機(jī)最核心的部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，具有運(yùn)算和控制功能。

18、AT89C51的CPU是一個(gè)字長(zhǎng)為8位的中央處理單元，即它對(duì)數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。2 .數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM芯片中共有256B的RAMI元，但其中后128個(gè)單元（80H-0FFH被專(zhuān)用寄存器占用，能作為寄存器提供用戶使用的只是前128個(gè)單元（00-7FH）,用于存放可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。因此常說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是指前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部RAM3 .程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM芯片內(nèi)部有4KB的掩膜ROM可用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格等，因此稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部ROM4 .定時(shí)器/計(jì)數(shù)器出于控制應(yīng)用的需要，芯片內(nèi)部共有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)單片

19、機(jī)進(jìn)行控制。5 .并行I/O口AT89C51共有4個(gè)8位的I/O口（PRP1、P2、P3口），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。6 .串行口AT89C5侑1個(gè)全雙工的可編程用行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該用行口功能較強(qiáng)，既可以作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可以作為同步移位寄存器使用。7 .中斷控制系統(tǒng)AT89C51的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。它共有5個(gè)中斷源：2個(gè)外部中斷源/INTO和/INT1;3個(gè)內(nèi)部中斷源，即2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷，1個(gè)用行口中斷。8 .時(shí)鐘電路AT89C51單片機(jī)芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘

20、脈沖序列，系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為12MHz9 .內(nèi)部總線上述部件只有通過(guò)內(nèi)部總線將其連接起來(lái)才能構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)?？偩€在圖中以帶箭頭的空心線表示。系統(tǒng)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)分別通過(guò)系統(tǒng)的三大總線一地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線進(jìn)行傳送，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。由上所述，AT89C51雖然是一塊芯片，但它包括了構(gòu)成計(jì)算機(jī)的基本部件，因此可以說(shuō)它是一臺(tái)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）3.1.1管腳說(shuō)明AT89C5混一種高效微才5制器。采用40引腳雙列直插封裝（DIP）形式，如圖3-3所示。AT89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因

21、為受引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。Pl.0EPL1Cpi,2rPL3匚Pl.4CMOSI/F1,5匚MISO/Pl+6CSCK/PL7CKST匚RXD/P3.0CJTXD/P3,1匚INT0/P3.2CIWT1/P3.3匚T0/P3,4ET1/P3.5匚WP3.6CRB/P3.7匚XTAL2匚XTAL1CPDIPgwd匚0123456783023456789111111111-1209876543210987654321433333333332222222223VccPO.0/ADOPO.lADlPO.2FAD2PO.3/AD3 PO.4/AD4 PO.5ZAD5 PO.6ZAD

22、6 PO.7/AD71EAZVPP ALE/PKOG PESN P2.7/A15 P2.6/A14 P2.5ZA13 P2.4/A12 P2.3ZA11 F2.2/AlCi P2.1/A9 P2.0/A8圖3-2AT89C51引腳圖VCC供電電壓。GND接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O

23、口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH®程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它

24、利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH®程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（用行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部

25、輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST卻兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG:當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH®程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH

26、6址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVXMOVC旨令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)端。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH,不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASHS程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP。XTAL1:反向振蕩放大器的輸

27、入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。3.1.3振蕩器特性（1） XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石英晶體時(shí)：口>C2=MPFtIDpF陶贊謂褊黑：口，C2=40pFt10pFX1AL?KTAI1GND內(nèi)部籟焉電施圖5NCXTAL2外雪振蕩信號(hào)輸入XTAL1OND外部振蕩電路圖3-3振蕩電路(2)芯片擦除整個(gè)EPROM陣列和

28、三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來(lái)完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“值在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。止匕外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM,定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。3.2 AT89C51單片機(jī)的工作周期單片機(jī)有了硬件和軟件就可以在控制器發(fā)出的控制信號(hào)作用下有條不紊地工作，控制信號(hào)必須定時(shí)發(fā)出，為了定時(shí)計(jì)算機(jī)內(nèi)部必須有一

29、個(gè)準(zhǔn)確的定時(shí)脈沖。這種定時(shí)脈沖是由晶體振蕩器產(chǎn)生的，并組成下面幾種工作周期，如圖3-4所示。指令周期機(jī)器周期機(jī)器周期PilP?P/PPilPaPJP2FlIPiPiIPjPiIP?PiIP2PilPilFilPdPiIPjlPiIPjXTAqnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnrT-振蕩周期狀態(tài)周期圖3-4振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期振蕩周期：是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)的振蕩源的周期。即由單片機(jī)的晶體振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖的周期。狀態(tài)周期：每個(gè)狀態(tài)周期為振蕩周期的2倍，是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。在一個(gè)狀態(tài)周期中有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖，通常稱(chēng)它為P1、P2。機(jī)器周期：一個(gè)機(jī)器周期包

30、含6個(gè)狀態(tài)周期S1S6,也就是12個(gè)振蕩周期。在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi),CPU可以完成一個(gè)獨(dú)立的操作。指令周期：它是指CPU完成一條操作所需的全部時(shí)間。控制部件是單片機(jī)的神經(jīng)中樞，以主振頻率為基準(zhǔn)（主振周期即為振蕩周期），控制器控制CPU的時(shí)序，對(duì)指令進(jìn)行譯碼，然后發(fā)出各種控制信號(hào)，它將各個(gè)硬件環(huán)節(jié)組織在一起。一般情況下，算術(shù)邏輯操作發(fā)生在時(shí)相P1期間，而內(nèi)部寄存器之間的傳送發(fā)生在時(shí)相P2期間，這些內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)法從外部觀察，故用XTAL2引腳振蕩信號(hào)作參考。3.3 AT89C51單片機(jī)的工作過(guò)程和工作方式單片機(jī)工作過(guò)程遵循現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的工作原理（馮諾依曼原理），即程序存儲(chǔ)和程序控制。存儲(chǔ)程序是指人們必

31、須事先把計(jì)算機(jī)的執(zhí)行步驟序列（即程序）及運(yùn)行中所需的數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的方式輸入并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。程序控制是指計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地逐一取出程序中的指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。單片機(jī)的工作方式有：復(fù)位、程序執(zhí)行、掉電保護(hù)和低功耗、編程、校驗(yàn)與加密通過(guò)某種方式，使單片機(jī)內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱(chēng)為復(fù)位。復(fù)位方式是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)除了正常的初始化外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或由于操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時(shí)，也需要按復(fù)位鍵重啟機(jī)器。MCS51單片機(jī)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器PC和特殊功能寄存器復(fù)位的狀態(tài)如圖3-5所示。復(fù)位不影響片內(nèi)RAM存放的內(nèi)容，而ALE在復(fù)位期間將輸出高電平。由圖3-5可以看

32、出，復(fù)位后：(1)(PC)=0000H表示復(fù)位后程序的入口地址為0000H，即單片機(jī)復(fù)位后從0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序；(2) (PSW)=00H,其中RS1(PSW.4)=QRS0(PSW.3)=Q表示復(fù)位后單片機(jī)選擇工作寄存器0組；(3) (SP)=07H表示復(fù)位后堆棧在片內(nèi)RAM的08H單元處建立；(4) P0口P3口鎖存器為全1狀態(tài)，說(shuō)明復(fù)位后這些并行接口可以直接作輸入口，無(wú)須向端口寫(xiě)1。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、用行口、中斷系統(tǒng)等特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)對(duì)各功能部件工作狀態(tài)的影響。寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PCOOOOHTCONOOHAOOHT2COZOOHBOOHTHOOOHIJSWOO

33、HTLOOOHSPQ7HTHlOOHDPTROOOOHTL1OOHPQ-P3FFHSCONOOHIPXXOOOOOOBSBUFXXHIEQXOOOOOOBPCON<QXXXTMODOQH圖3-5PC與SFR復(fù)位狀態(tài)表單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RST/VPD端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時(shí)，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于2us。復(fù)位方法一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位以及看門(mén)狗”復(fù)位三種類(lèi)型。前兩種見(jiàn)圖3-6所示。看門(mén)狗”電路則是一種集成有單片機(jī)的電源監(jiān)測(cè)、按鍵復(fù)位以及對(duì)程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，防止程序跑飛”而出現(xiàn)死機(jī)而設(shè)計(jì)的電路。單片機(jī)RST

34、/Vpr>單片機(jī)RST/Vp0LR（唐）3）圖3-6（a）上電復(fù)位電路；（b）上電/外部復(fù)位電路2 .程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。由于復(fù)位后PC=0000H,因此程序執(zhí)行總是從地址0000H開(kāi)始，為此就得在0000H處開(kāi)始的存儲(chǔ)單元安放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序的入口去執(zhí)行。3 .待機(jī)方式待機(jī)方式也稱(chēng)空閑方式，是一種節(jié)電工作方式。在待機(jī)工作方式中，振蕩器保持工作，時(shí)鐘脈沖繼續(xù)輸出到中斷、用行口、定時(shí)器等功能部件，使它們繼續(xù)工作，但時(shí)鐘脈沖不再送到CPU,因而CPU停止工作。4 .掉電方式掉電方式，也被稱(chēng)為停機(jī)方式。在掉電方式中，振蕩器工作停止，單片機(jī)內(nèi)部所

35、有功能部件停止工作。它同樣是一種為降低功耗而設(shè)計(jì)的節(jié)電工作方式。待機(jī)方式和掉電方式都是為了進(jìn)一步降低功耗而設(shè)計(jì)的節(jié)電工作方式，它們特別適合于電源功耗要求很低的應(yīng)用場(chǎng)合。這類(lèi)系統(tǒng)往往是直流供電或停電時(shí)依靠備用電源供電，以維持系統(tǒng)的持續(xù)工作。CHMOS型單片機(jī)的節(jié)電方式是由特殊功能寄存器PCON控制，其具體使用可參考相關(guān)書(shū)籍和手冊(cè)。空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)如下圖3-7所示：空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲(chǔ)器ALEPSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閏模式外部11浮空毅倨地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00蚊據(jù)蚊窕數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明

36、書(shū)(論文)圖3-7空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)5 .編程和校驗(yàn)方式對(duì)于內(nèi)部集成有EPROM可以進(jìn)入編程或校驗(yàn)方式。(1)內(nèi)部EPROM編程編程時(shí)，時(shí)鐘頻率應(yīng)定在3-6MHz的范圍內(nèi)，其余各有關(guān)引腳的接法和用法如下：P1口和P2口的P2.0P2.3為EPROM的4k地址輸入，P1為8位地址；P2.4P2.6以及PSEN應(yīng)為彳氐電平；P0口為編程數(shù)據(jù)輸入；P2.7和RST應(yīng)為高電平；RST的高電平可為2.5V,其余的都以TTL的高低電平為準(zhǔn)；EA/Vpp端加+21V的編程脈沖，此電壓要求穩(wěn)定，不能大于21.5V,否則會(huì)損壞EPROM在出現(xiàn)正脈沖期間，ALE/PROG端加上50ms的負(fù)脈，完成一次寫(xiě)入

37、。(2)EPROM程序校驗(yàn)在程序的保險(xiǎn)位未設(shè)置前，無(wú)論在寫(xiě)入的當(dāng)時(shí)或?qū)懭胍院螅蓪⑵铣绦虼尜A器的內(nèi)容讀出進(jìn)行檢驗(yàn)，在讀出時(shí)，除P2.7腳保持為T(mén)TL低電平之外，其他引腳與寫(xiě)入EPROM的連接方式相同。要讀出的程序存貯器單元地址由P1口和P2口的P2.0P2.3送入，P2口的其他引腳及PSEN保持低電平,ALE、EA和RST接高電平,檢驗(yàn)的單元內(nèi)容由P0口送出。在檢驗(yàn)操作時(shí)，需在P0的各位外部加上電阻10k?。(3)程序存貯器的保險(xiǎn)位AT89C51內(nèi)部有一個(gè)保險(xiǎn)位，亦稱(chēng)保密位，一旦將該位寫(xiě)入便建立了保險(xiǎn)，就可禁止任何外部方法對(duì)片內(nèi)程序存貯器進(jìn)行讀寫(xiě)。將保險(xiǎn)位寫(xiě)入以建立保險(xiǎn)位的過(guò)程與正常寫(xiě)入的

38、過(guò)程相似，僅只P2.6腳要加TTL高電平而不是像正常寫(xiě)入時(shí)加低電平，而P0、P1和P2的P2.0P2.3的狀態(tài)隨意，加上編程脈沖后就可使保險(xiǎn)位寫(xiě)入。保險(xiǎn)位一旦寫(xiě)入，內(nèi)部程序存貯器便不能再被寫(xiě)入和讀出校驗(yàn)，而且也不能執(zhí)行外部存貯器的程序。只有將EPROM全部擦除時(shí)，保險(xiǎn)位才能被一起擦除，也才可以再次寫(xiě)入。但是單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)它的強(qiáng)大控制功能特性，只有硬件是不能工作的，還必須依靠它的指令才能發(fā)揮單片機(jī)的強(qiáng)大作用。第4章方案設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)

39、它的信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和pc機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。為了探測(cè)移動(dòng)人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器，在這種傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反相連接，當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0,從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤(pán)控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器、家庭智能報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED空制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心

40、單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱(chēng)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過(guò)程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、在線調(diào)試等幾個(gè)階段，就本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也包括這些過(guò)程。它們的進(jìn)程框圖如圖4-1所示。圖4-1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研制過(guò)程框圖4.2 總體設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路、LED顯示控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖4-2總體設(shè)計(jì)框圖所示：H4-2總體設(shè)計(jì)框圖處理器采用51系列單片機(jī)AT89C51整個(gè)系統(tǒng)

41、是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路、比較電路送至門(mén)限開(kāi)關(guān)，打開(kāi)門(mén)限閥門(mén)送出TTL電平至AT89C51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)過(guò)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。4.3 系統(tǒng)硬件選擇從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件：AT89C51、熱釋電紅外傳感器、LED按鍵、反相器74LS04蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用電路，以

42、及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等等。所需元器件如下:編號(hào)名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量R1、R6電阻4.7K2R2、R3R7R10電阻220R6R4R5電阻10K2C1、C2電容30pF2C3C4C3極性）電容47uF3D1D6發(fā)光二極管LED2綠4紅Q1、Q2三極管9015/80502U1、U2集成電路AT89C51、74LS041、1Y1石英晶振12MHz1K1、K2按鍵*2LS蜂鳴器8R1Tantou熱釋電傳感器3TR1JP電源接頭3OT14.4 硬件電路實(shí)現(xiàn)經(jīng)分析本設(shè)計(jì)的電路原理圖如下圖4-3所示VCCR1110KVCC_I_C5-47uR1210Ktantou_C447uTANTOUJPN1T1VI220RU

43、2AC6U1P10P1147uP12P1356VCCP16D2P17R513220RP14P15VCCr-iEDSR2P00P01P023938DS1abefgLEDgned'cadpyfuweiR3220R1-C3VCC|_i30uRESETR44K7P03P04P05P06P0735DISPLAYVCCINT1P2021D3LED紅zantingR1INT0P2122C115P2223D44K7143119T1T0EA/VPY118X1X2RESETP23P24P25P26P272425262728D5*dled紅dLED紅LED紅R7220RR9220R12MHZC217RESE

44、TRXDTXD1011R630p3,30pRDWR30ALE/Pi29PSEN4k7D6VCCQ18050LSR10220RAT89C51speAiKER圖4-3基于單片機(jī)控制的紅外防盜報(bào)警器原理圖4.5軟件的程序?qū)崿F(xiàn)按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖4-4所示;四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）圖4-4主程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到外部熱釋點(diǎn)傳感器送來(lái)的脈沖信號(hào)后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過(guò)單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警,報(bào)警持續(xù)10秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警，然后程序開(kāi)始循環(huán)工作，檢測(cè)是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器

45、進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到10秒時(shí)，用手工按鍵停止的聲光報(bào)警的作用。手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如下圖4-5所示；圖4-5中斷服務(wù)程序工作流程圖1 .主程序清單如下:ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPPINT0ORG0200HMAIN:MOVIE,#81H;CPU開(kāi)放中斷，/INT0允許中斷SETBIT0外部中斷為邊沿觸發(fā)方式MOVSP,#30H;指針入口地址MOVR0,#00HSETBP3.0CLRP3.1MOVP1,#0FFH;使P1口全部置1MOVP2,#00H;P2口清零CLRP1.2LP:JNBP1.0,LA監(jiān)測(cè)輸入

46、信號(hào)，是否有輸入信號(hào)LA:ACALLDELAY延時(shí)消抖JNBP1.0,ALARM;再次監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，若有輸入信號(hào)轉(zhuǎn)入報(bào)警子程序AJMPLPDELAY:MOVR1,0AAHLD2:MOVR2,0BBHLD1:NOPDJNZR2,LD1DJNZR1,LD2RETALARM:SETBP1.2開(kāi)始報(bào)警使運(yùn)行正常綠指示燈熄滅，紅燈和聲報(bào)警啟動(dòng)MOVA,#00HINCR0;報(bào)警次數(shù)加一CJNER0,#0AH,LP1l5CITCJFit-IMT&jf"-_MOVR0,#00HLP1:MOVA,R0;顯示報(bào)警次數(shù)MOVDPTR,#TABMOVCA,A+DPTRMOVP2,ATAB:DB3FH

47、,06H,5BH,4FHDB66H,6DH,7DH,07HDB7FH,6FH;10S鐘定時(shí)：MOV50H,#14H;1S循環(huán)次數(shù)20MOV51H,#0AH;10S循環(huán)次數(shù)MOVTMOD,#01H;定時(shí)器T0定時(shí)方式1置50ms定時(shí)初值啟動(dòng)T0查詢記數(shù)溢出重新賦值未到1S繼續(xù)循環(huán)MOVTL0,#0B0H;MOVTH0,#3CHSETBTR0;L2:JBCTF0,L1;SJMPL2L1:CPLP3.0CPLP3.1MOVTL0,#0B0H;MOVTH0,#3CHDJNZ50H,L2;CPLP3.0CPLP3.1MOV50H,#14HDJNZ51H,L2;未到10S繼續(xù)循環(huán)SETBP3.0;10s到關(guān)閉報(bào)警CLRP3.1CLRP1.2;報(bào)警結(jié)束，正常運(yùn)行綠指示燈亮LJMPLP;循環(huán)，繼續(xù)工作其中，10秒鐘的定時(shí)采用定時(shí)器T0定時(shí)工作在方式1，單片機(jī)晶振Fosc=12MHz所以機(jī)器周期T=12Xt0=12X(1/12MHz)=1us設(shè)定時(shí)器T0初始值為X,則：(2A16-X)X1us=50ms從而可知定時(shí)器T0初始值X=65536-50000=15536=3CB0H此用50H51H單元分別進(jìn)行1秒和10秒的計(jì)數(shù)，它們內(nèi)的賦值分別為14H0AH,T0的初值置為T(mén)L0=0B0HTH0=3CH2 .外部中斷INTO服務(wù)程序：PINT0:CLRE