智能門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 電氣工程專業(yè)

1、摘 要門禁系統(tǒng)是屬于智能建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中的一種基于安全的系統(tǒng)，它屬于現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)。在現(xiàn)代化發(fā)展越來越快的今天，建筑物內(nèi)的一些大型規(guī)劃區(qū)、人員出入口、貴重物品的庫房、設(shè)備控制中心、電梯口等重要部門的通道口都需要加強(qiáng)安全保密防護(hù)措施，基于以上原因，這使智能門禁的研究成為當(dāng)今的一個(gè)熱門的課題。本次設(shè)計(jì)的控制核心是STC89C52，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能門禁系統(tǒng)的研究，本次設(shè)計(jì)從硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)的。硬件部分包括八個(gè)電路模塊，分別是電源電路、STM32F103C8T6單片機(jī)核心電路、撥動(dòng)開關(guān)選擇電路、按鍵電路、LCD1602液晶顯示電路、蜂鳴器報(bào)警電路、光敏電阻檢測光照強(qiáng)度電路、L

2、ED燈電路、紅外檢測電路。在軟件設(shè)計(jì)中，運(yùn)用keil編寫單片機(jī)程序，來完成相應(yīng)的功能。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單小巧、可讀數(shù)據(jù)直觀、功能多樣化、設(shè)計(jì)成本低等優(yōu)點(diǎn)，擁有非常好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：單片機(jī)； 紅外感應(yīng)； 電源電路； 液晶電路； 智能門禁系統(tǒng)Abstract Access control system is a kind of automation system in intelligent building security system based on, it belongs to the modern safety management system. With the rapid

3、 development of modernization and today, some large planning area within the building, staff entrance, valuables storage, equipment control center, elevator and other important sectors of the channel mouth the need to strengthen security safety protection measures, based on the above reasons, the re

4、search of intelligent access control has become a hot topic nowadays. The control core of the design of the STC89C52, research and design of intelligent access control system based on MCU, the design from the two aspects of the structure of hardware and software. The hardware part includes eight mod

5、ules, namely the power supply circuit, STM32F103C8T6 microcontroller core circuit, a switch circuit, key circuit, liquid crystal LCD1602 display circuit, buzzer alarm circuit, a photosensitive resistance detection light intensity circuit, LED lamp circuit, infrared detection circuit. In software des

6、ign, using keil MCU programming, to complete the corresponding functions of the system design.The utility model has the advantages of simple structure, small size, readable data, intuitive function, diversified functions, low design cost, and the like, and has a very good application prospectKey wor

7、ds: SCM; infrared induction; power supply circuit; liquid crystal circuit; intelligent access control system目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc483428911 1 緒論 PAGEREF _Toc483428911 h 4 HYPERLINK l _Toc483428912 1.1 課題的提出及意義 PAGEREF _Toc483428912 h 4 HYPERLINK l _Toc483428913 1.2 課題的研究背景和現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc

8、483428913 h 4 HYPERLINK l _Toc483428914 1.3 研究的內(nèi)容 PAGEREF _Toc483428914 h 5 HYPERLINK l _Toc483428915 2.系統(tǒng)方案論證 PAGEREF _Toc483428915 h 5 HYPERLINK l _Toc483428916 2.1方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483428916 h 5 HYPERLINK l _Toc483428918 2.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹 PAGEREF _Toc483428918 h 5 HYPERLINK l _Toc483428919 2.1.2單片機(jī)的方

9、案選擇 PAGEREF _Toc483428919 h 8 HYPERLINK l _Toc483428920 2.1.3振蕩、時(shí)鐘電路部分介紹 PAGEREF _Toc483428920 h 9 HYPERLINK l _Toc483428921 2.1.4復(fù)位電路部分介紹 PAGEREF _Toc483428921 h 10 HYPERLINK l _Toc483428922 2.1.5 系統(tǒng)功能 PAGEREF _Toc483428922 h 10 HYPERLINK l _Toc483428923 2.1.6 AVR單片機(jī) PAGEREF _Toc483428923 h 11 HYPE

10、RLINK l _Toc483428924 2.1.7 FPGA PAGEREF _Toc483428924 h 12 HYPERLINK l _Toc483428927 2.1.8 STM32F103C8T6 PAGEREF _Toc483428927 h 12 HYPERLINK l _Toc483428928 2.1.9主控制芯片的確定 PAGEREF _Toc483428928 h 14 HYPERLINK l _Toc483428929 2.2 負(fù)載驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483428929 h 14 HYPERLINK l _Toc483428930 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

11、 PAGEREF _Toc483428930 h 15 HYPERLINK l _Toc483428931 3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖 PAGEREF _Toc483428931 h 16 HYPERLINK l _Toc483428932 3.2 模塊介紹 PAGEREF _Toc483428932 h 16 HYPERLINK l _Toc483428933 3.2.1中央處理器 PAGEREF _Toc483428933 h 16 HYPERLINK l _Toc483428934 3.2.2人體感應(yīng)模塊 PAGEREF _Toc483428934 h 17 HYPERLINK l _To

12、c483428935 3.2.3 LCD1602顯示模塊 PAGEREF _Toc483428935 h 20 HYPERLINK l _Toc483428936 3.2.4 光敏電阻模塊 PAGEREF _Toc483428936 h 21 HYPERLINK l _Toc483428937 3.2.5 蜂鳴器電路 PAGEREF _Toc483428937 h 22 HYPERLINK l _Toc483428938 3.2.6 LED燈電路 PAGEREF _Toc483428938 h 23 HYPERLINK l _Toc483428939 3.3整體電路原理圖 PAGEREF _T

13、oc483428939 h 23 HYPERLINK l _Toc483428940 4軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483428940 h 24 HYPERLINK l _Toc483428941 4.1 Keil C51 PAGEREF _Toc483428941 h 24 HYPERLINK l _Toc483428942 4.2 程序設(shè)計(jì)框圖 PAGEREF _Toc483428942 h 25 HYPERLINK l _Toc483428943 4.2.1主程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483428943 h 25 HYPERLINK l _Toc483428944 4.2.

14、2子程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc483428944 h 26 HYPERLINK l _Toc483428945 4.2系統(tǒng)源程序 PAGEREF _Toc483428945 h 28 HYPERLINK l _Toc483428946 5 焊接焊接與系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc483428946 h 28 HYPERLINK l _Toc483428947 5.1 電路焊接 PAGEREF _Toc483428947 h 28 HYPERLINK l _Toc483428948 5.2 系統(tǒng)調(diào)試 PAGEREF _Toc483428948 h 29 HYPERLINK l _To

15、c483428949 5.2.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc483428949 h 30 HYPERLINK l _Toc483428950 5.2.2單片機(jī)的調(diào)試方法 PAGEREF _Toc483428950 h 316 HYPERLINK l _Toc483428951 結(jié) 論 PAGEREF _Toc483428951 h 32 HYPERLINK l _Toc483428952 參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc483428952 h 32 HYPERLINK l _Toc483428953 致 謝 PAGEREF _Toc483428953 h 351 緒論1.1 課題的提

16、出及意義 隨著高科技以及當(dāng)今信息化社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)門禁系統(tǒng)的要求從當(dāng)初簡單的安全性到如今的智能化，方便化和更高的安全性。智能門禁系統(tǒng),它的功能是很強(qiáng)大的，它可以控制一些敏感區(qū)域像樓內(nèi)，居住區(qū)等這些地方的行為，也能控制人員的出入的，而且它對(duì)數(shù)據(jù)是可以是可以準(zhǔn)確記錄并且統(tǒng)計(jì)管理的。它是一種數(shù)字化出入控制系統(tǒng)。最近幾年感應(yīng)卡技術(shù)、生物識(shí)別技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)發(fā)展飛快，這些技術(shù)的發(fā)展非?？欤呀?jīng)開始進(jìn)入成熟期，感應(yīng)卡式門禁系統(tǒng)，指紋門禁系統(tǒng)，虹膜門禁系統(tǒng)，面部識(shí)別門禁系統(tǒng)，亂序鍵盤門禁系統(tǒng)等這些高科技技術(shù)越來越多的出現(xiàn)在當(dāng)今的社會(huì)中，它們在安全性，方便性，易管理性等方面和傳統(tǒng)門禁相比更有優(yōu)勢?，F(xiàn)如今社

17、會(huì)，人們對(duì)門禁系統(tǒng)各方面性能的要求不斷提高，門禁系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，需求人群不斷增多，研發(fā)門禁系統(tǒng)已成為當(dāng)下科技領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。計(jì)算機(jī)技術(shù)大家會(huì)經(jīng)常使用的，我們的生活中也會(huì)出現(xiàn)很多的。在很多地方都是很需要一些我們說的門禁系統(tǒng)的，而且要求也是越來越高的，就像賓館和寫字樓以及智能大廈這種地方是很需要這些智能化的。 智能門禁系統(tǒng)的發(fā)展是有很大的意義的，它們既安全又方便，而且還是很容易管理的。大家對(duì)這種智能化的要求很高的，就是因?yàn)檫@樣，所以會(huì)讓它的范圍變大。所以它的研發(fā)也成為當(dāng)今的一個(gè)熱門課題。而且我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅可以提高學(xué)校的教學(xué)水平，而且也能夠讓學(xué)生越來越喜歡學(xué)習(xí)的。 本論文的研究讓

18、我對(duì)門禁系統(tǒng)的發(fā)展背景和相關(guān)知識(shí)有了一定的了解，對(duì)STM32系列單片機(jī)的性能特點(diǎn)以及單片機(jī)的連接方式與使用方法有了一定掌握，而且我也懂得了如何使用一些外圍芯片，還讓我在編程方法和設(shè)計(jì)模擬電路等這些方面提高了很多。1.2 課題的研究背景和現(xiàn)狀因?yàn)榇蠹覍?duì)安全現(xiàn)在是很關(guān)注的，所以在國內(nèi)和國外出現(xiàn)了很多的電子智能鎖。但是因?yàn)檫@些產(chǎn)品只是適合要求保密的箱子和柜子，而且在公共場所那些指紋識(shí)別器很容易被破壞，而且那些IC卡很容易損壞，也很容易丟失，以上的這些缺點(diǎn)就使得這類產(chǎn)品的普及和推廣受到了限制?？紤]到現(xiàn)在的技術(shù)水平，那么電子密碼鎖就很受到大家的歡迎。 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使電子門鎖走進(jìn)我們的視線，其中觸

19、式智能IC卡和密碼鍵盤門禁系統(tǒng)受到了人們的重視，并被大規(guī)模地投入日常的使用。它用一種方式，即主動(dòng)控制替代了一些傳統(tǒng)安防產(chǎn)品被動(dòng)的安防模式，而這些傳統(tǒng)安防產(chǎn)品包括閉路監(jiān)控、防盜報(bào)警等這些產(chǎn)品。在安全技術(shù)領(lǐng)域方面，為了克服機(jī)械性密碼鎖密碼量小、構(gòu)造機(jī)械、安全性性能差等缺點(diǎn)，密碼鎖在人們的改進(jìn)中有了大大的提升，它的性能以及它的技術(shù)都有了很大很大的進(jìn)步。電子密碼鎖為主具有防盜報(bào)警系統(tǒng)的門禁系統(tǒng)正在逐漸替代傳統(tǒng)的機(jī)械密碼鎖。隨著以單片機(jī)的問世為標(biāo)志的大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，帶有微處理器的智能密碼鎖也隨著這些技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了，它的功能比原來的電子密碼鎖更好更強(qiáng)，它使得管理可以智能化，專家分析系統(tǒng)的功

20、能也是一大特色。它的安全性、可靠性更加出色，因此它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是很快的，那么電子門鎖也就發(fā)展的越來越快。而之后產(chǎn)生的密碼鍵盤和接觸式智能IC卡這些門禁系統(tǒng)也受到了大家的歡迎，人們也很重視它們的。當(dāng)然它把以前的那種安防模式都改變了，而且被動(dòng)監(jiān)視也被主動(dòng)控制替代了。因?yàn)檫@些原因，所以就構(gòu)成了這種系統(tǒng).2.系統(tǒng)方案論證2.1系統(tǒng)功能功能如下：1、檢測有沒有人的時(shí)候主要可以用這種傳感器的，假如發(fā)現(xiàn)門口有人的時(shí)候，液晶屏提示亮并顯示歡迎詞，夜間探測到有人時(shí)開燈，燈用9個(gè)高亮LED燈設(shè)計(jì)，無人時(shí)，關(guān)燈。2、主人可設(shè)定門禁系統(tǒng)工作狀態(tài)，家里有人和無人兩種狀態(tài)。通過一個(gè)撥動(dòng)開關(guān)設(shè)置，撥

21、上去，液晶顯示有人：Somebody！，撥下來液晶顯示沒人：Nobody！有人時(shí)，客人按下門鈴，蜂鳴器鳴叫提示，無人時(shí)，客人按下門鈴，無任何反應(yīng)。3、門外人員逗留時(shí)間超過2分鐘則發(fā)出報(bào)警信息。4、這個(gè)設(shè)計(jì)的單片機(jī)核心電路是由三個(gè)電路組成的，包括按鍵復(fù)位電路和晶振電路以及電復(fù)位電路?；谙到y(tǒng)的這個(gè)功能，我們設(shè)計(jì)了如下圖的系統(tǒng)框圖 圖2-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖2.2 硬件選取的分析及論述2.2.1單片機(jī)的選取方案一：Philips這個(gè)公司，它推出了P89C51RX2這種系列的單片機(jī)，它的內(nèi)核是MCS-51單片機(jī)CPU，它的指令系統(tǒng)和硬件資源以及引腳排列還有封裝形式都與MCS-51單片機(jī)保持兼容，其最大的特

22、點(diǎn)是擴(kuò)展片內(nèi)存儲(chǔ)器的種類和容量，這種單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器容量是很大的，最大為64KB，而它的片內(nèi)RAM存儲(chǔ)器容量也是很大的，是512-1024B，內(nèi)部設(shè)置了可編程計(jì)數(shù)器陣列PCA，而且與Intel 89C51FX系列內(nèi)置可編程計(jì)數(shù)器陣列兼容，此外，片內(nèi)還設(shè)一樣監(jiān)視計(jì)時(shí)器WDT，七個(gè)中斷源，四個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)，每個(gè)機(jī)器周期采用6時(shí)鐘時(shí)，振蕩頻率可達(dá)20兆赫茲，采用12時(shí)鐘模式時(shí)振蕩頻率可達(dá)33兆赫茲。方案二:宏晶公司，它推出了一款單片機(jī)，這種單片機(jī)是基于8051芯片為內(nèi)核的增強(qiáng)型單片機(jī)-STC89C52，它是一種8位微控制器，它的功率消耗是比較低的，而且它也具有高性能的CMOS，它也具有系統(tǒng)可編程Fl

23、ash 存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器是四個(gè)字節(jié)的。機(jī)器周期有6時(shí)鐘的，也有12時(shí)鐘的，在我們選擇機(jī)器周期的時(shí)候我們可以根據(jù)自己的需求來選擇機(jī)器周期，這里尤其對(duì)ISP引導(dǎo)程序強(qiáng)調(diào)一下，尤其是內(nèi)部進(jìn)行了固化的程序，可通過PC的RS-232串口直接與單片機(jī)的串行口相連，如果我們想對(duì)單片機(jī)內(nèi)的Flash程序存儲(chǔ)器進(jìn)行編程，我們也不需要用專門的編程軟件，我們可以直接使用STC-ISP下載軟件來進(jìn)行編程。這個(gè)芯片具有很多標(biāo)準(zhǔn)的功能： 它的RAM是256個(gè)字節(jié)，它的I/O 口線是32位的，而且它的Flash是四個(gè)字節(jié)的，而且它的監(jiān)視定時(shí)器（WDT）內(nèi)部也有設(shè)置的，可以降低EMI的措施， 電可擦除只讀存儲(chǔ)器占四字節(jié)和復(fù)

24、位電路，它的 HYPERLINK /view/281961.htm t _blank 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是16位的，數(shù)量是3個(gè)，它的并行口是8位的，數(shù)量是4個(gè)，還有一個(gè)4位的并行口，以及兩種時(shí)鐘運(yùn)行模式：6時(shí)鐘模式和12時(shí)鐘模式，振蕩頻率最高達(dá)80MHz。此外， STC89C52 這種單片機(jī)它具有靜態(tài)邏輯操作，而且它還具有2種選擇節(jié)電模式，這兩種節(jié)電模式包括空閑模式和掉電保護(hù)模式。我們可以知道，當(dāng)其中一種模式即空閑模式的單片機(jī)的運(yùn)算器不再進(jìn)行工作的時(shí)候，這種單片機(jī)內(nèi)部的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口以及中斷在運(yùn)算器不工作的時(shí)候還是可以繼續(xù)工作的。對(duì)于掉電保護(hù)模式單片機(jī)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)不會(huì)丟

25、失，由于振蕩器且不能正常工作，此時(shí)，單片機(jī)的所有工作都會(huì)被進(jìn)行停止的，如果單片機(jī)想繼續(xù)進(jìn)行工作的話，那我們就必須要等待下次中斷的到來，當(dāng)然我們也可以通過硬件復(fù)位來讓單片機(jī)繼續(xù)工作。綜上所述，雖然兩者的性能都比較相似，而且兩者的特點(diǎn)都比較相同，由于系統(tǒng)本身它還是相對(duì)比較簡單的，所以它所需要的運(yùn)算性能也不是很復(fù)雜的，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)成本上，STC89C52單片機(jī)比P89C51RX2系列的單片機(jī)要便宜許多，所以我們這次的設(shè)計(jì)選用成本相對(duì)比較低的STC89C52單片機(jī)。2.2.2 顯示模塊設(shè)計(jì)的選取數(shù)碼管我們采用的顯示方法是數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方法，它是一種封裝形成的器件，這種器件是用很多個(gè) HYPERLINK

26、/item/ t /item/LED%E6%95%B0%E7%A0%81%E7%AE%A1/_blank 發(fā)光二極管組成的，LED數(shù)碼管它是很便宜的，而且對(duì)于數(shù)字的顯示是在合適不過的了,其采用動(dòng)態(tài)掃描方法，這種方法的好處就是它可以讓我們在使用單片機(jī)端口線的時(shí)候用的數(shù)量比較少。這種 HYPERLINK /item/ t /item/LED%E6%95%B0%E7%A0%81%E7%AE%A1/_blank 數(shù)碼管的組成其實(shí)還是比較簡單的，它包括發(fā)光二極管還有小數(shù)點(diǎn)部分的那些發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的數(shù)量是七個(gè)，共有12個(gè)引腳除了8個(gè)發(fā)光二極管的引腳外還有段引腳和位引腳以及電源和地部分。采用間斷性掃

27、描方式，這樣便可以使得硬件功率消耗較少、硬件成本不高、對(duì)于整個(gè)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)體積占的也不是很大。（2）LCD1602液晶采用LCD的液晶顯示,他根據(jù)兩位置平行的液晶板的電壓變化來控制內(nèi)部材料排列變化，從而達(dá)到透光和遮光顯示成像。這種液晶的硬件制作是很簡單的，單片機(jī)的接口是直接可以連接在它的硬件上的，它有很多的優(yōu)點(diǎn)的，它的硬件功能消耗是比較低的，而且用它顯示的內(nèi)容是可以很豐富的，LCD1602這種液晶的功能強(qiáng)大之處也在于它能夠讓32個(gè)字符一起顯示出來，對(duì)于我們來說，它的主要原理其實(shí)不是很復(fù)雜的，它是通過電流刺激液晶分子，然后這樣的話就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的畫面。LCD的色彩要考慮到環(huán)境光源以及液晶顯示器的屬

28、性來進(jìn)行調(diào)校，而且液晶顯示器有一個(gè)小小的缺點(diǎn)就是它的可視角度是很狹窄的，如果我們想調(diào)整到那個(gè)最適合最好的觀看角度，這個(gè)就是一件不太容易做到的事。綜述比較以上兩種方案：在結(jié)構(gòu)上方案二就比方案一結(jié)構(gòu)簡單的多，顯示的數(shù)據(jù)更加的豐富，方便用戶讀取，所以而選擇方案二LCD液晶顯示。2.2.3按鍵模塊設(shè)計(jì)的選取方案一：采用普通按鍵開關(guān)。按鈕利用推動(dòng)傳動(dòng)機(jī)制，根據(jù)通或斷來實(shí)現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換。普通按鍵開關(guān)有兩種觸點(diǎn)方式分別是動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)。按鈕開關(guān)結(jié)構(gòu)比較簡單，而且在電子電器中應(yīng)用十分廣泛。在自動(dòng)控制電路中比較常見，如果我們想要控制繼電器和電磁啟動(dòng)器以及接觸器等這些元件的話，我們只需要用手來操作，這樣就可以發(fā)出信號(hào)

29、來實(shí)現(xiàn)一些控制了。方案二：采用自鎖按鍵，這是一種司空見慣的開關(guān)按鈕。在自鎖開關(guān)按下，此時(shí)電路實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)并保持不變，稱為自鎖，自鎖開關(guān)再次按下，彈簧彈開電路實(shí)現(xiàn)斷路狀態(tài)。由于系統(tǒng)需要進(jìn)行設(shè)定有人和無人兩種模式的切換，并且要求程序簡單易于實(shí)現(xiàn)和操作，并且需要單獨(dú)對(duì)其進(jìn)行指示工作的控制操作，所以切換模式的開關(guān)采用方案一的普通按鍵開關(guān)。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)這個(gè)設(shè)計(jì)是由很多電路組成的，其中包括電源電路、STM32F103C8T6單片機(jī)核心電路、撥動(dòng)開關(guān)選擇電路、按鍵電路、LCD1602液晶顯示電路、蜂鳴器報(bào)警電路、光敏電阻檢測光照強(qiáng)度電路、LED燈電路、紅外檢測電路。鑒于模塊電路具有很多優(yōu)點(diǎn)的特點(diǎn)，所

30、以將所有電路都用模塊進(jìn)行連接，這樣的做法是可以帶來很多好處的。以下開始介紹幾個(gè)模塊電路。3.1 STM32F103C8T6單片機(jī)核心電路 圖3-1 STM32F103C8T6單片機(jī)核心電路STM32F103C8T6具有1s響應(yīng)的雙12位ADC，4兆位/秒的異步首發(fā)傳輸器以及18兆位/秒的串行外設(shè)幾口，18MHz的輸入輸出端口。同時(shí)在待機(jī)模式下為2A，STM32內(nèi)部集成了復(fù)位電路以及調(diào)壓器。3.1.1 STM32微控制器的基本配置內(nèi)核:STM32這種系列的單片機(jī)它采用的CPUCortex-M3是32位的，它的工作頻率是可以達(dá)到很高的，72MHz是它的最高的工作頻率，1.25DMIPS/MHz，而

31、且M3cpu的功能也是很強(qiáng)大的，它包括單周期乘法和硬件除法等這些功能，并且M3cpu的能耗相對(duì)較低，可以長時(shí)間負(fù)載運(yùn)行。2、存儲(chǔ)器:它采用的集成化Flash存儲(chǔ)器的容量還是比較大的，最小的是32KB，當(dāng)然也可以達(dá)到512KB，當(dāng)然，它也具有SRAM存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器的容量最高可以達(dá)到64KB。3、時(shí)鐘、復(fù)位和電源管理:能過提供2.0v-3.6V左右的電源供電以及I/0端口供電，微處理器內(nèi)部具有4-16MHz的晶振和RC振蕩電路，可以用來做時(shí)鐘校準(zhǔn)。4、低功耗:STM32擁有的模式都是功能消耗比較低的，這種不同的模式有三種，第一種為休眠模式，休眠模式下喚醒速度最快，第二種為停止模式，其能耗和喚醒

32、速度較為均衡，第三種為待機(jī)模式，在待機(jī)模式下，能耗最低。當(dāng)?shù)凸哪Ｊ?，在我們需要開啟的時(shí)候，我們想要對(duì)RTC和備份寄存器進(jìn)行供電的時(shí)候，是可以通過VBAT來進(jìn)行供電的，以保證數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。5、DMA控制器：DMA控制器可以支持的外設(shè)有串行外設(shè)接口，以及各類定時(shí)器，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器，通用異步收發(fā)傳輸器以及IIC串行總線等。6、3個(gè)12位的us級(jí)的16通道數(shù)模轉(zhuǎn)換器，2個(gè)額外12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，同時(shí)集成了溫度傳感器，并且該數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有雙采樣能力，數(shù)模轉(zhuǎn)換可測量值最大為6V，并且可以保持采樣數(shù)據(jù)。7、快速I/0端口:由于選型差異，可以采用的有26，37，51，80，和112的I/O端口，這些

33、I/0端口并不能接收模擬信號(hào)，只能接收5V以為的數(shù)字信號(hào)，并且這些I/0端口都具有獨(dú)立連接外部中斷的能力，大大拓展了適用范圍。8、這種微控制器它的定時(shí)器是16位的，而且它有四個(gè)，它的其中的2個(gè)定時(shí)器是擁有高級(jí)控制定時(shí)器的，這種高級(jí)控制定時(shí)器是6通道的，它可以進(jìn)行6通道PWM輸出，這是最多可以實(shí)現(xiàn)的。2個(gè)Watchdog定時(shí)器，其中一個(gè)為獨(dú)立watchdog定時(shí)器，另一個(gè)看門狗為窗口定時(shí)器。它也具有倒計(jì)數(shù)器，它是24位的，數(shù)量是一個(gè)，這4個(gè)定時(shí)器中有2個(gè)定時(shí)器的功能也是比較強(qiáng)大的，它可以驅(qū)動(dòng)DAC模塊，這4個(gè)定時(shí)器上，每個(gè)定時(shí)器都擁有4相互獨(dú)立的計(jì)數(shù)器以滿足其功能和使用。9、最多多達(dá)13個(gè)通信接

34、口:它的全雙工通用異步/同步串行收發(fā)模塊的數(shù)量是5個(gè)，其中具有一個(gè)ISO7816接口、一個(gè)調(diào)控接口、一個(gè)為LIN接口、一個(gè)為IrDA兼容接口)。為了滿足我們所需要的通信需求，它是具有3個(gè)18兆的SPI接口和IIS接口復(fù)用和安全數(shù)字輸入輸出卡以及IIC串行接口，當(dāng)然還有一個(gè)USB 接口。3.1.2系統(tǒng)作用（1）電源供電方案VDD ，它的電壓最低是2.0V，最高是3.6V，這樣的話外部電源就可以接在VDD引腳上，這樣也可以給輸入輸出端口進(jìn)行供電，而且對(duì)調(diào)壓器的運(yùn)行也進(jìn)行了一定的保障。VSSA和VDDA也會(huì)輸入一個(gè)外部模擬電壓，這個(gè)電壓是會(huì)給模數(shù)轉(zhuǎn)換和復(fù)位電路進(jìn)行使用的，它的電壓最低是2.0V，最高

35、是3.6V，而且這個(gè)電壓的范圍是在VDD范圍之內(nèi)的，VSSA和VDDA它是可以接在VSS和VDD這兩個(gè)引腳上的。VBAT的正常工作電壓最低1.8V，最高是3.6V，當(dāng)然如果VDD沒什么作用的話，從外部也是可以獲得VBAT的電壓的，其中外部電壓來源為外部寄存器。（2）時(shí)鐘電路我們可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘或外部時(shí)鐘來做我系統(tǒng)時(shí)鐘，但是如果復(fù)位電路啟動(dòng)，就會(huì)選擇內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)鐘。在這段時(shí)間內(nèi)，控制器無法使用并且軟件中斷管理將失效，無法正常進(jìn)行中斷管理。在特殊情況下，我們是不能夠讓PLL時(shí)鐘的中斷管理進(jìn)行禁止的。當(dāng)我們在啟動(dòng)的時(shí)候，我們一定會(huì)進(jìn)行這一項(xiàng)工作，即系統(tǒng)時(shí)鐘的選擇，而且在復(fù)位的時(shí)候，我們選擇的C

36、PU時(shí)鐘也是會(huì)選擇內(nèi)部8MHz的晶振的。當(dāng)然這個(gè)時(shí)候我們也會(huì)選擇一個(gè)外部的4-16MHz的時(shí)鐘被監(jiān)視，這樣的話，我們才能夠知道是不是能夠成功。在這個(gè)過程中，控制器是會(huì)被禁止的，而且接下來軟件中斷管理也是隨著會(huì)被禁止的。在這個(gè)時(shí)候，如果我們需要的話，像遇到一個(gè)間接使用的晶振失敗的這種情況，PLL時(shí)鐘的中斷管理在這個(gè)時(shí)候是完全可以使用的。當(dāng)我們想要配置AHB頻率的時(shí)候，我們可以使用多個(gè)預(yù)比較器，這些預(yù)比較器是包括高速APB(PB2)和低速APB(APB1)的，高速APB可以達(dá)到的最高的頻率為72MHz，而低速APB可以達(dá)到的最高的頻率為36MHz。時(shí)鐘電路連接單片機(jī)的5,6引腳。 圖3- 2 ST

37、M32F內(nèi)部時(shí)鐘電路（3）復(fù)位電路設(shè)備的上電復(fù)位(POR)和掉電復(fù)位(PDR)電路是很完整的。這條電路對(duì)于整個(gè)設(shè)備來說作用都是很大的，用于確保從2V啟動(dòng)或者掉到2V的時(shí)候進(jìn)行一些必要的操作。設(shè)備也可以保持在復(fù)位模式，特別是當(dāng)設(shè)備的VDD在低于一個(gè)指定的復(fù)位電路電壓時(shí)，我們不需要外接復(fù)位電路。為了檢測VDD，設(shè)備具有一個(gè)嵌入式電壓探測器，這個(gè)電壓探測器可以運(yùn)行一部分指令，將設(shè)備內(nèi)的VDD和在電壓探測器內(nèi)設(shè)定的VPVD進(jìn)行一次大小判斷，當(dāng)VDD和設(shè)定值有差異時(shí)，便可以執(zhí)行中斷指令。設(shè)備會(huì)通過中斷指令得到一個(gè)報(bào)警信號(hào)，同時(shí)MCU會(huì)復(fù)位，上電復(fù)位和掉電復(fù)位電路是持續(xù)有效的，可以保障在系統(tǒng)啟動(dòng)和掉電壓時(shí)

38、能夠正常工作。圖3-3 按鍵復(fù)位（4）低功耗模式STM32F103xx單片機(jī)具有3種不同的低功耗運(yùn)行模式，通過3種不同的低功耗運(yùn)行模式可以達(dá)到最大能效比。比如喚醒速度優(yōu)先的休眠模式，在休眠模式下，停止處理器計(jì)算，但存儲(chǔ)器并不斷電，可以隨時(shí)喚醒CPU繼續(xù)進(jìn)行休眠前的工作;如果當(dāng)前需要功耗和性能達(dá)到一定程度上的平衡時(shí)，我們可以采用停止模式，在停止模式下，存儲(chǔ)器和寄存器內(nèi)的信息不會(huì)釋放，一定程度上保留數(shù)據(jù)。但是cpu停止運(yùn)行，內(nèi)部振蕩電路停止運(yùn)行，采用停止模式時(shí)，只能通過外部信號(hào)來喚醒。當(dāng)我們需要對(duì)能耗要求最低時(shí)，我們可以采用第三種低功耗模式，也就是待機(jī)模式，在待機(jī)模式下，除了一小部分備用存儲(chǔ)器，其

39、余外部設(shè)備均關(guān)閉，寄存器內(nèi)的信號(hào)也將釋放，這時(shí)，整個(gè)微處理器的功耗最低，當(dāng)設(shè)備從休眠模式喚醒時(shí)，我們只能通過外部引腳輸入信號(hào)來喚醒，在第二種低功耗模式和第三種低功耗模式中，系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)鐘并不會(huì)停止。 表3-1 低功耗模式3.2人體感應(yīng)模塊圖3-6人體感應(yīng)模塊熱釋電紅外傳感器，這種傳感器可以通過檢測人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線來讓電信號(hào)輸出的，這個(gè)傳感器為了抑制溫度變化而產(chǎn)生的一些影響，它運(yùn)用了雙靈敏元互補(bǔ)的方法來解決這個(gè)問題。1、上面描述的這些特性指標(biāo)其實(shí)它們的測定都是有條件的，它們規(guī)定了這些源極電阻R2的值，這個(gè)電阻的阻值是47K，但是為了用戶的方便，當(dāng)使用傳感器的時(shí)候，用戶也可以根據(jù)自己的需要來調(diào)整

40、電阻值的。2、如果我們想要得到最好的光學(xué)設(shè)計(jì)，那么靈敏元的位置和視場的大小程度我們是必須要注意到的。3、我們要用峰一峰值定標(biāo)來測量那些電壓信號(hào)，而其中的兩個(gè)靈敏元的電壓的輸出信號(hào)的峰一峰值也可以分別用平衡度B中的EA和EB兩個(gè)來表示的。4、我們一定要認(rèn)真仔細(xì)的看說明書，不能不看，然后在使用傳感器，這樣的話我們就不會(huì)接錯(cuò)管腳了。熱釋電傳感器的基本知識(shí)熱釋電效應(yīng)和壓電效應(yīng)的情況是很相同的，這種現(xiàn)象它是指受了溫度變化影響的情況下，晶體表面也會(huì)發(fā)生變化的。這種熱釋電傳感器非常容易受到溫度變化的影響，它對(duì)溫度變化的影響是非常敏感的。它既可以由壓電晶體元件組成，也可以由陶瓷氧化物組成，當(dāng)電極在在元件兩個(gè)表

41、面做成的時(shí)候。傳感器中的場效應(yīng)管之所以要進(jìn)行阻抗變換的目的也是因?yàn)樗妮敵鲎杩狗浅８?。但是如果空氣中的離子與熱釋電效應(yīng)的電荷Q結(jié)合的話，那么這些電荷就會(huì)消失。按照這樣說的話，如果環(huán)境溫度保持不變的話，那么傳感器是不會(huì)有任何輸出的。但是如果檢測區(qū)有人體進(jìn)入的話，因?yàn)榄h(huán)境溫度和人體溫度是不同的，是有差別的，這個(gè)時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生溫度差，也會(huì)有溫度差會(huì)輸出；但是如果檢測區(qū)檢測不到人體有任何動(dòng)作的話，那么溫度也不會(huì)有任何變化的，那么這個(gè)時(shí)候傳感器的輸出也是不會(huì)有的。我們?nèi)梭w發(fā)射的的紅外線，它可以通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后，然后都會(huì)聚集到紅外感應(yīng)源上。熱釋電元件通常都是這些紅外感應(yīng)源的主要元件，這些元件會(huì)接收到紅

42、外輻射，那么當(dāng)這些紅外輻射的溫度發(fā)生一些變化時(shí)，一些電荷就會(huì)失去平衡的，失去平衡的這些電荷就會(huì)向外釋放這些電荷，這個(gè)時(shí)候如果后續(xù)電路檢測到這些電荷的話，那么報(bào)警信號(hào)就會(huì)響起。紅外模塊使用的時(shí)候需要注意的事情：1、人體感應(yīng)器模塊，它是一種敏感度很高的器件，而且它對(duì)電源的要求是非常高的，要想對(duì)應(yīng)使用相應(yīng)的電源，那么很好的穩(wěn)壓濾波是一定要具備的。這種模塊在接負(fù)載和不接負(fù)載的時(shí)候會(huì)有兩種情況發(fā)生，當(dāng)它不接負(fù)載的時(shí)候是可以正常工作的，但是如果它接上接上負(fù)載的話，那么就不能很好的工作。出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象有兩種原因的，一個(gè)原因是負(fù)載是比較耗電的，但是電容容量又很小，那么當(dāng)負(fù)載工作的時(shí)候，電壓就會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)的，那么

43、這樣的話這個(gè)模塊就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的，另一種原因就是如果負(fù)載帶電工作的話，這個(gè)時(shí)候會(huì)有一定的干擾產(chǎn)生的。當(dāng)人體感應(yīng)器模塊工作的時(shí)候，提供環(huán)境一定不能被陽光或者強(qiáng)光直接照射，如果有強(qiáng)大的射頻干擾出現(xiàn)在模塊的工作環(huán)境中，這個(gè)時(shí)候我們要采取一些屏蔽措施來解決這個(gè)問題的。當(dāng)然我們也可以通過關(guān)閉門窗以及阻止對(duì)流這些措施來解決遇到強(qiáng)烈氣流干擾的這些問題的。而那些發(fā)熱電器和物體，還有那些容易被風(fēng)吹動(dòng)的雜物一定盡量不要對(duì)著感應(yīng)區(qū)。密封的盒子里可以裝配人體感應(yīng)器模塊，如果不是密封的情況下，那么就會(huì)一直有信號(hào)輸出。而鏡片必須要和探頭有一定的聚焦距離，我們可以對(duì)這些進(jìn)行調(diào)整的，調(diào)整的范圍是2030mm。5、當(dāng)探測區(qū)域一旦

44、檢測到有人體進(jìn)入時(shí)，那么就會(huì)把人體紅外輻射聚焦起來，而且這些輻射也會(huì)被熱釋電元接收到的，但是通常情況下這兩片熱釋電元，它們所接收到的熱量是很不同的，而且這種情況下還是不能互相抵消的，所以可以通過經(jīng)信號(hào)處理，然后報(bào)警的。6、菲泥爾濾光片因?yàn)橛胁煌慕咕?，所以它們的各種功能和特性也是不同的，那么它們產(chǎn)生的監(jiān)控視場也是不同的，這樣產(chǎn)生的視場越多，那么就會(huì)產(chǎn)生越嚴(yán)密的控制。分別介紹被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：它的優(yōu)點(diǎn)是它的隱蔽性非常好，因?yàn)檫@樣，所以它自己是不會(huì)發(fā)生各種不同類型的輻射的，而且它很實(shí)用，成本不太高，它的功耗也是比較小的。缺點(diǎn)是：1、如果不同的熱源或者光源影到它，那么就會(huì)對(duì)它造成一定

45、的影響的。2、因?yàn)槿梭w的紅外輻射是很容易被一些東西擋住的，而且被動(dòng)紅外的穿透力也是相對(duì)比較差的，所以探頭不是很容易接收到它們的。3、射頻這種輻射是很容易影響到它的。4、如果環(huán)境和人體的溫度差別不是很大的話，它的探測以及靈敏度會(huì)很明顯的下降的，而且短時(shí)失靈這種情況也是會(huì)出現(xiàn)的。安裝的要求：1、紅外線熱釋電傳感器距離離地面的距離應(yīng)為22.2米。2、紅外線熱釋電傳感器由于受溫度變化比較明顯，那么像冰箱火爐這些物體就應(yīng)該遠(yuǎn)離它。3、紅外線熱釋電傳感器和被探測的人體，這兩種互相距離應(yīng)該很近，不應(yīng)該間隔像家具和窗簾這些物體。4、為了不影響測量結(jié)果，陽光直射的地方是不能對(duì)著紅外線熱釋電傳感器的，否則的話會(huì)因

46、為一些熱氣流而對(duì)結(jié)果造成一定的影響的。為了避免這些影響，所以這個(gè)時(shí)候最好可以把窗簾拉上。5、如果要在天花板和墻上安裝探測器的話，一定要考慮堅(jiān)固等這種安全問題，而且不能讓探測器有一點(diǎn)點(diǎn)的搖動(dòng)。如果為了完成阻抗變換，那么就需要在熱釋電紅外傳感器引入場效應(yīng)管。當(dāng)然它們會(huì)輸出電荷信號(hào)，我們在使用的時(shí)候是不可以直接使用的，那么這個(gè)時(shí)候我們也可以把它們由電阻的形式轉(zhuǎn)化為電壓的形式。所以為了完成阻抗變換，我們需要引入N溝道結(jié)型場效應(yīng)管，這個(gè)時(shí)候場效應(yīng)管也應(yīng)該用共漏的形式來接。干涉濾光片和傳感探測元以及場效應(yīng)管匹配器這三部分，它們組成了熱釋電紅外傳感器。由于一些特殊的需要，我們要把這些高熱電材料在設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)計(jì)

47、得有一定的厚度，并且讓它們成為薄片。這個(gè)模塊是與單片機(jī)的PA2口相接的。3.3光敏電阻檢測模塊圖3-7光敏電阻模塊光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，當(dāng)用特定波長的光照射這種電阻的時(shí)候，這種電阻的阻值會(huì)很快的減小。它的工作原理是光照產(chǎn)生的載流子參與導(dǎo)電，當(dāng)有外加電場對(duì)它們進(jìn)行作用的時(shí)候，那么這些載流子就會(huì)進(jìn)行漂移運(yùn)動(dòng)的，這個(gè)時(shí)候在電源的正極會(huì)有很多的電子聚集，在電源的負(fù)極會(huì)有很多空穴聚集，就是因?yàn)檫@些原因，所以 HYPERLINK /item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB%E5%99%A8 t /_blank 光敏電阻器的阻值會(huì)很

48、快的下降。而且光敏電阻模塊對(duì)環(huán)境光強(qiáng)是最敏感的，就是因?yàn)樗倪@個(gè)特點(diǎn)，所以人們常常用這些電阻來檢測周圍環(huán)境的亮度和光強(qiáng)。當(dāng)然如果模塊在無光條件或者光強(qiáng)達(dá)不到的情況下，這個(gè)時(shí)候我們設(shè)定閾值時(shí)，DO口輸出高電平，但是當(dāng)外界環(huán)境光強(qiáng)超過設(shè)定閾值時(shí)，這個(gè)時(shí)候的情況恰恰相反，是會(huì)輸出模塊低電平的。這個(gè)模塊是與單片機(jī)的PA0口相接的。3.4 LCD1602顯示模塊圖3-8LCD1602顯示模塊 這個(gè)系統(tǒng)它選用的液晶屏是LCD1602液晶屏，這種液晶也可以叫做1602字符型液晶，它是一種點(diǎn)陣型液晶模塊，能夠用來顯示數(shù)字符號(hào)字母等這些，而且它的組成其實(shí)不是很復(fù)雜，包括它多個(gè)個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位。我

49、們可以用一個(gè)點(diǎn)陣字符位來顯示每一個(gè)字符，而且不僅它們的每行之間存在間隔的，它的每位之間也是有一定點(diǎn)距間隔的，就是因?yàn)檫@樣，那么這樣的形式就會(huì)有它們的作用，這就是字符間距和行間距的作用。但是也因?yàn)檫@樣，它也不能更好的顯示出一些圖形來。 表3-2 1602液晶16腳接口功能 LCD1602液晶屏它的工作電壓是3.3V或者5V,我們是可以對(duì)它們的對(duì)比度進(jìn)行調(diào)節(jié)的，它的內(nèi)部含有復(fù)位電路，功能是很強(qiáng)大的，而且它也能夠提供各種控制命令，就像清屏和字符閃爍以及顯示移位這些命令都是可以提供的。它的特征是它經(jīng)常會(huì)用在袖珍式儀表以及一些功耗小的系統(tǒng)中，而且它的功耗小，顯示的內(nèi)容很豐富，體積也不是很大，優(yōu)點(diǎn)還是很多

50、的。1602液晶模塊是很強(qiáng)大的，它可以將160個(gè)多種的點(diǎn)陣字符圖形存儲(chǔ)在內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)。我們可以看到阿拉伯?dāng)?shù)字，常用的符號(hào)以及英文字母的大小寫都會(huì)出現(xiàn)在這些字符中，不過這些字符都是會(huì)有各自與之對(duì)應(yīng)的固定的代碼的，就像假如英文字母“A”，01000001B（41H）是與之對(duì)應(yīng)的代碼，當(dāng)點(diǎn)陣字符圖形被模塊顯示出來，字母“A”就可以出現(xiàn)在我們面前。因?yàn)锳SCII碼是可以被1602識(shí)別的，所以我們在試驗(yàn)的過程中是可以用ASCII碼來直接賦值的，當(dāng)然在單片機(jī)編程中遇到需要賦值的情況下既可以用字符型常量，也可以用字符型變量，如A。這個(gè)模塊是分別與單片機(jī)的PB5、PB6、PB7、PB8、

51、PB9、PB10、PB11、PB12、PB13、PB14、PB15口相接的。3.5 蜂鳴器電路圖3-9蜂鳴器電路像蜂鳴器這種電子訊響器，它的結(jié)構(gòu)是一體化的，我們主要使用直流電壓對(duì)它們進(jìn)行供電的。在日常生活中，我們是經(jīng)常可以看見蜂鳴器的運(yùn)用的我們會(huì)經(jīng)常在電話機(jī)和定時(shí)器以及計(jì)算機(jī)當(dāng)然還有報(bào)警器這些電子產(chǎn)品中見到蜂鳴器的使用的。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路是比較復(fù)雜的，它是由三極管、蜂鳴器、限流電阻這三個(gè)部分來構(gòu)成了主要結(jié)構(gòu)的。如果我們想要蜂鳴器發(fā)出聲音的話，那么我們就可以在蜂鳴器兩端施加直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無源蜂鳴器），這樣的話，蜂鳴器就可以發(fā)出聲音了。蜂鳴器的主要參數(shù)是外形尺寸、發(fā)聲方向、工作電壓

52、、工作頻率、工作電流、驅(qū)動(dòng)方式（直流/方波）等。蜂鳴器中的三極管的功能是很強(qiáng)大的，它的Q1是可以當(dāng)做開關(guān)使用的，當(dāng)三極管的基極是低電平的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候三極管是可以飽和導(dǎo)通，而且這個(gè)時(shí)候蜂鳴器是可以發(fā)出聲音的；相反，當(dāng)基極是高電平的時(shí)候，三極管就會(huì)關(guān)閉的，這個(gè)時(shí)候蜂鳴就不會(huì)在發(fā)出聲音了。還要注意到一個(gè)特殊的電阻，那就是限流電阻，它的作用是很強(qiáng)大的，它可以保護(hù)電路的，它可以在電路中的電流突然增大時(shí)，控制流入電路中的電流，使其達(dá)到一個(gè)平穩(wěn)的狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)殡娏鞯耐蝗辉龃蠖闺娐吩艿綋p壞。蜂鳴器發(fā)出聲音從而達(dá)到提醒和預(yù)警的作用，是聲音預(yù)警功能中重要的元件。這個(gè)模塊是與單片機(jī)的PA4口相接的。三極管，

53、它是一種半導(dǎo)體器件，能夠控制電流。它可以把微弱的信號(hào)放大，放大成的電信號(hào)幅度值是很大的， 它也能夠做無觸點(diǎn)開關(guān)。而晶體三極管的作用就是放大電流，它也屬于半導(dǎo)體基本元器件，而電子電路的核心元件就是晶體三極管。它的接法可以用共發(fā)射極接法的，基極電流會(huì)隨著基極電壓變化的，如果基極電壓有微小的變化時(shí)，那么基極電流IB也會(huì)隨著變化的，而且集電極電流IC是會(huì)被基極電流IB控制的，這個(gè)時(shí)候集電極電流IC也會(huì)發(fā)生變化的，集電極電流IC會(huì)隨著基極電流IB的變大而變大也越大。通常情況下，基極電流的變化是比較小的，三極管的放大倍數(shù)是可以用IC的變化量與IB變化量的比值來表示的。如果要放大電流驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和馬達(dá)，我們必

54、須選擇合適的三極管，它也具有合適的放大倍數(shù)，當(dāng)然三級(jí)管放大的優(yōu)點(diǎn)是很多的，它很容易實(shí)現(xiàn)，也很容易控制，而且成本是比較低的。3.6 LED燈電路圖3-10LED燈電路LED燈在當(dāng)今社會(huì)的研發(fā)已經(jīng)越來越成熟。LED燈被廣泛的運(yùn)用在各個(gè)照明領(lǐng)域。相對(duì)于普通白熾燈而言，它有很多優(yōu)點(diǎn)的，它可以讓我們使用很長時(shí)間的，而且它也不會(huì)傷害到我們的眼睛，它的功率消耗的也是很低的，所以對(duì)環(huán)境的保護(hù)也起到了一定的作用的，并且因?yàn)樗碾娏魇呛苄〉?，它發(fā)出了的熱度也是很少的，就因?yàn)檫@些原因，使用它是很安全的。所以本次設(shè)計(jì)就是利用了LED的這些特性，進(jìn)行夜間照明。這個(gè)模塊是與單片機(jī)的PA5口相接的。軟件設(shè)計(jì)4.1 Keil

55、 C51Keil C51 這個(gè)軟件提供的數(shù)據(jù)庫也是很豐富的。在你寫完代碼時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯后的代碼距離比較近，很密集，我們是很容易理解的。而且你也可以感受到用keil C51這個(gè)軟件生成飛目標(biāo)代碼的效率是非常高的。而且你也會(huì)慢慢發(fā)現(xiàn)這個(gè)高級(jí)語言的優(yōu)勢在開發(fā)大型軟件的時(shí)候會(huì)很好的體現(xiàn)出來的?，F(xiàn)在目前使用的Keil的版本是V7版本，這個(gè)編譯器是很優(yōu)秀的，它的功能也很強(qiáng)大的。 如果想要安裝Keil C51的話，那么對(duì)系統(tǒng)的要求是相對(duì)比較低的，我們可以用一般的windows系統(tǒng)就好的。其實(shí)只有根據(jù)軟件安裝過程的順序與提示一步一步的安裝，過程也是很快很簡單方便的。 在Vision2編譯環(huán)境下，我們是可以用

56、Keil C51軟件來編寫我們的程序的。而且這種軟件開發(fā)平臺(tái)的功能非常強(qiáng)大的，它具有項(xiàng)目管理和源代碼編輯等這些主要功能，大部分的開發(fā)者還是很喜歡用這種軟件的。下面是界面圖 ：圖4-1KEIL運(yùn)行界面4.2 程序設(shè)計(jì)框圖軟件在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中扮演著的必不可少的重要角色。硬件設(shè)計(jì)過程中我們將系統(tǒng)的硬件劃分為幾個(gè)模塊，軟件就是輔助這些模塊實(shí)現(xiàn)各自的功能。我們將軟件設(shè)計(jì)劃分為多個(gè)模塊。首先設(shè)計(jì)一個(gè)主程序，再分別編寫設(shè)計(jì)各個(gè)模塊的子程序。子程序的設(shè)計(jì)涵蓋有光敏電阻感應(yīng)模塊及人感模塊中需要設(shè)置的程序的設(shè)計(jì)、報(bào)警電路的程序的設(shè)計(jì)等。4.2.1主程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)如圖4-2所示。開始后將硬件系統(tǒng)初始化，排除掉在還

57、未通電時(shí)硬件中殘留有其它的隨機(jī)信號(hào)的干擾。初始化之后，通過撥動(dòng)開關(guān)電路設(shè)定是否有人在家。如果設(shè)定有人在家時(shí)，通過紅外檢測電路檢測門外，當(dāng)有客人按下門鈴的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候門鈴會(huì)響起來，也就是蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音，這樣的話主人就可以知道有客人來了。如果設(shè)定無人在家，檢測門外，判斷是否檢測到被動(dòng)紅外線（有人停留）兩分鐘以上，檢測到蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。檢測是否在夜間，在夜間時(shí)有人，開燈；無人時(shí)，關(guān)燈。圖4-2主程序設(shè)計(jì)框圖4.2.2子程序設(shè)計(jì)門外檢測的設(shè)定，主要檢測紅外線和光線。初始化后，熱釋電紅外線傳感器感應(yīng)人體，光敏電阻判斷光線。人體感應(yīng)模塊是利用紅外傳感器來對(duì)人體進(jìn)行感應(yīng)的。當(dāng)熱釋電的紅外感應(yīng)探頭感應(yīng)到附

58、近有人時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，判斷來人是否停留超過兩分鐘，超過兩分鐘后，系統(tǒng)進(jìn)入聲音報(bào)警的環(huán)節(jié)。圖4-3為人體感應(yīng)模塊子程序框圖。圖4-3 人體感應(yīng)模塊子程序框圖檢測門外是否有光線，主要是判斷夜間和白天，以便完成夜間照明的功能。如果沒有光線或者光線較暗（在夜間），則運(yùn)行LED燈進(jìn)行照明。圖4-4為光敏電阻電路子程序框圖。圖4-4光敏電阻電路子程序框圖5 焊接焊接與系統(tǒng)調(diào)試5.1 電路焊接該系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，沒有將電路板實(shí)際裝在到插座中，所以PCB圖相對(duì)較大。該控制系統(tǒng)是使用在220V市電中，當(dāng)家庭用電電流較大時(shí)可能會(huì)使受到干擾而不能正常工作，所以PCB板采用雙面鋪銅并且與插座有良好的接地，以確保智能插

59、座不會(huì)在家用電器正常使用時(shí)突然斷電。我們所使用的智能插座控制系統(tǒng)PCB圖，這是我們使用Altium Designer這個(gè)軟件設(shè)計(jì)來完成的。 大家都知道傳統(tǒng)的焊接方法是手工焊接，在如今發(fā)達(dá)的時(shí)代，雖然大量的電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)幾乎很少會(huì)用到這種傳統(tǒng)的方法了，但是假如我們需要對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行維修和調(diào)試的過程中，我們?nèi)匀徊荒鼙苊獾臅?huì)用到手工焊接這種傳統(tǒng)的焊接方法。如果焊接的好，那么維修的效果也好，如果焊接的不好，那么維修的效果也不好。其實(shí)對(duì)于我們來說，手工焊接的技巧性很強(qiáng)，它可以提高我們的實(shí)踐性能力，所以當(dāng)我們在了解了這種方法的時(shí)候，我們一定要勤加練習(xí)，多多實(shí)踐，這樣我們的焊接能力才會(huì)提高，而且焊接質(zhì)

60、量也會(huì)變好。我們要掌握正確的手工焊接握電烙鐵的方法,有三種方法，分別是正握、反握及握筆式。如果我們要焊接元器件或者是維修電路板的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候用握筆式是最好的，因?yàn)檫@樣很方便的。手工焊接通常分為四個(gè)步驟進(jìn)行：準(zhǔn)備焊接:首先我們要把被焊元件處的積塵和油污打掃干凈,然后將被焊元器件旁邊的一些元器件盡量輕輕的往周圍挪一挪，我們把電烙鐵頭觸碰到觸到被焊元器件的那些焊錫處,這樣可以防止烙鐵頭在焊接過程中，把其他的元器件燙壞或者燒壞。注意如果要焊接新的元器件時(shí),我們需要在元器件的引線上鍍上錫，這樣可以很方便的。加熱焊接:首先在電烙鐵頭涂上適量的焊錫和松香，然后將電烙鐵頭去輕輕接觸被焊元器件，時(shí)間大約就是幾