基于單片機(jī)的紅外報警系統(tǒng)

摘要基于單片機(jī)的家用防盜報警系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：院（系）：年級專業(yè)：指導(dǎo)教師：助理指導(dǎo)教師：年月摘要隨著現(xiàn)在社會的發(fā)展，時代進(jìn)步，高新技術(shù)的快速融入，人們的生活發(fā)生了巨大的改變，人們置購了大量高新技術(shù)的產(chǎn)品，許多高科技產(chǎn)品的使用越來越成為家庭生活的主旋律，因此人們對自己所處環(huán)境的安全要求就越來越高，特別是家居安全，不得不時刻留意不速之客的光顧?，F(xiàn)在許多小區(qū)都有著保安看管，但在一些農(nóng)村就沒有這些設(shè)施了，于是，許多家庭都安裝了報警系統(tǒng)，這有效的保護(hù)了大家的財產(chǎn)安全。在本文中，介紹一種利用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行監(jiān)控，并進(jìn)行報警的系統(tǒng)的設(shè)計。熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低、安裝比較方便，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝后較為隱蔽，不易被人們發(fā)現(xiàn)，便于用戶管理。本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。硬件部分包括單片機(jī)控制模塊、紅外探頭模塊、驅(qū)動執(zhí)行報警模塊、LED控制模塊等部分組成。處理器采用51系列單片機(jī)STC89C52，程序使用C語言編寫。關(guān)鍵詞熱釋電紅外傳感器、STC89C52、紅外線

ABSTRACTWiththedevelopmentofsociety,theprogressofthetimesandfastintegrationofhigh-tech,people'slifehaschangeddramatically,peoplebuyalargenumberofhigh-techproducts,manyhigh-techproductsusingmoreandmorebecomethemainthemeoffamilylife,sothehighersecurityrequirementsoftheirenvironment,especiallyonsafetyinthehome,hadtokeepuninvitedguestscoming.Manycommunitynowhasasecurityguard,butdoesnothavethesefacilitiesinsomerural,somanyfamilieshaveinstalledalarmsystems,whicheffectivelyprotectsthesafetyofpeopleandproperty.Inthisarticle,isdescribedbasedonPyroelectricinfraredsensortomonitorandalarmsystemdesign.Pyroelectricinfraredsensor,it'ssimple,lowcost,easytoinstall,andanti-theftperformanceisstable,stronganti-interferenceability,highsensitivity,safetyandreliability.Thisanti-theftdeviceconcealed,easilyfoundbythethieves,easymulti-usermanagement.Thisincludeshardwareandsoftwaredesignoftwoparts.Hardwareincludesthemonolithicintegratedcircuitcontrolmodules,infrareddetectormodule,driverimplementation,LEDcontrolmodulealarmmoduleandothercomponents.Processorbasedon51seriessinglechipSTC89C52,theprogramusestheclanguage.KeywordsPyroelectricInfraredSensor,STC89C52,IR攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計目錄PAGEPAGE2PAGEPAGE2目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 2ABSTRACT 2目錄 21 緒論 21.1課題背景 21.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 21.3目的與意義 22 設(shè)計任務(wù)分析 23 技術(shù)方案的詳細(xì)設(shè)計（實施） 23.1本系統(tǒng)的設(shè)計方案 23.1.1系統(tǒng)概述 23.2硬件電路設(shè)計 23.2.1紅外感應(yīng)部分 23.3單片機(jī)部分 23.3.1STC89C52單片機(jī)簡介 23.3.2單片機(jī)最小系統(tǒng) 23.3.3按鍵控制電路 23.3.4指示燈和報警電路 23.4軟件的程序?qū)崿F(xiàn) 23.4.1主程序工作流程圖 23.5報警判斷程序 23.6程序編寫與調(diào)試 23.6.1Keil編譯器軟件簡介 23.6.2使用Keil軟件建立一個工程 23.6.3使用Debug進(jìn)行調(diào)試 23.7硬件調(diào)試及調(diào)試中遇到的問題 24總結(jié)評價 25致謝 2參考文獻(xiàn) 2攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計緒論

攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計第二節(jié)緒論1.1課題背景改革開放以來，在城市大發(fā)展的過程中，大量外來人口涌入城市，給社會治安穩(wěn)定帶來很大壓力。工廠、機(jī)關(guān)和居家失盜、搶劫事件屢屢發(fā)生，極個別地方表現(xiàn)得尤為突出，損失巨大。從而引起了社會各屆人士的高度關(guān)注和社會治安部門的重視。有些部門和小區(qū)居民開始顧專人進(jìn)行晝夜巡邏，并自發(fā)購置防護(hù)設(shè)施如鐵門、鐵欄桿等，把主人的整個財產(chǎn)裝在鐵籠子中以求安心。如果發(fā)生什么緊急性況（如火警或煤氣泄漏），才發(fā)現(xiàn)鐵籠子是一個麻煩將消防人員攔在事故現(xiàn)場之外，影響實施救助的進(jìn)度，嚴(yán)重的可能會導(dǎo)致家破人亡。從市容角度來看，也不美觀。為此，政府部門提倡采用高科技手段，實現(xiàn)財產(chǎn)不安全的防范措施。在社會治安的穩(wěn)定發(fā)展的現(xiàn)實需求和有關(guān)部門的推動下，防盜報警器應(yīng)運而生。1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在1800年英國物理學(xué)家F·W·赫胥爾發(fā)現(xiàn)從熱的觀點來研究各種色光的時候，找到了紅外線。開啟了人類歷史上對紅外技術(shù)的研究與發(fā)展，從此紅外技術(shù)的不斷創(chuàng)新走向成熟。紅外波長0.76-100μm之間，按波長范圍可分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極遠(yuǎn)紅外四種，在無線電波和可見光波段的連續(xù)波電磁頻譜的位置上。紅外技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是從紅外光譜儀開始，隨著紅外探測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，紅外技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、類型和分子結(jié)構(gòu)的測定、石油勘探和分析、地質(zhì)和礦物學(xué)研究、質(zhì)量檢測、交通運輸、安全報警、醫(yī)療衛(wèi)生等一系列領(lǐng)域。雖然早在第十九世紀(jì)，第一次世界大戰(zhàn)期間，紅外探測器已用于軍事用途的紅外探測器，但只有二戰(zhàn)的硫化鉛探測器使用，使得紅外探測器技術(shù)的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注并得到了迅速發(fā)展。新的探測器材料繼續(xù)發(fā)展。探測器的響應(yīng)波段很快在1-3微米，3-5微米和12微米三個大氣窗口。同時，檢測器的性能也得到了提高，檢測器的性能也得到了改善。并促進(jìn)了紅外技術(shù)的全面發(fā)展1953年初，我國開始發(fā)展PbS紅外探測器材料。經(jīng)過多年的發(fā)展，探測器材料的研制和品種的檢測一直在不斷增加，研究速度已加快，并逐漸接近國外的先進(jìn)水平。近年來，新產(chǎn)品的推出不難發(fā)現(xiàn)，被動紅外探測技術(shù)向數(shù)字化、無線化、集成化方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：穩(wěn)定可靠：如果探測器可抗射頻干擾/電磁干擾、防雷、等，以適應(yīng)惡劣的氣候。多種功能：如探測器可調(diào)頻、防屏蔽、防霧罩、防損壞等。精致、小巧的外觀：為了滿足室內(nèi)裝飾的需求不斷增長。智能信號處理技術(shù)的設(shè)計：提高了設(shè)計，方便操作，更加人性化。更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。擴(kuò)展更方便。1.3目的與意義紅外線防盜報警器是當(dāng)前使用比較普遍的報警器之一，它以其靈敏度高、價格實惠的優(yōu)勢，受到了廣大用戶的歡迎。但是使用每一種紅外線傳感器都有其不足之處，如抗干擾能力弱、誤報漏報現(xiàn)象嚴(yán)重等，可靠性不夠高。目前市面上主流的報警器有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種常見的報警器都存在一些不可避免的缺點。本課題基于單片機(jī)設(shè)計一種簡易的紅外報警器。此熱釋紅外報警器安裝在禁區(qū)，根據(jù)檢測人體自身的熱量，檢測到有人時，自動發(fā)出報警信息，并且能夠自動或手動取消報警。本設(shè)計的系統(tǒng)以熱釋電紅外傳感器作為信號采集，做成防盜報警系統(tǒng)，它的制作簡單、成本低，安裝方便，而且性能穩(wěn)定，抗干擾能力較強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝后較為隱蔽，不易被盜賊們發(fā)現(xiàn)。同時它的信號經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后可以和PC機(jī)通信，便于時時更新報警的設(shè)置。

設(shè)計任務(wù)分析1.該設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、按鍵設(shè)定、報警等。2.本紅外線防盜報警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路、LED指示電路及軟件組成。3.系統(tǒng)可實現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時，可把報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，紅外熱釋電模塊送出TTL電平至STC89C52單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。

攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計第三節(jié)技術(shù)方案的詳細(xì)設(shè)計（實施）3.1本系統(tǒng)的設(shè)計方案3.1.1系統(tǒng)概述1.系統(tǒng)設(shè)計簡介本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外線傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝后較為隱蔽，不易被人們發(fā)現(xiàn)，便于用戶管理控制。為了探測移動人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外線傳感器，在這種傳感器內(nèi)部，兩個靈敏元件反相連接，當(dāng)人體靜止時兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動時，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到了探測移動人體的目的。該設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊化分為數(shù)據(jù)采集、按鍵控制、報警等模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、蜂鳴器、單片機(jī)控制電路、LED指示燈組成。3.2硬件電路設(shè)計本設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。從設(shè)計的要求來分析該設(shè)計須包含如下結(jié)構(gòu)：紅外感應(yīng)部分、STC89C52單片機(jī)、報警系統(tǒng)三大部分。電路總原理圖如圖3.1所示：圖3.1總體設(shè)計框圖處理器采用51系列單片機(jī)STC89C52。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，送出TTL電平至STC89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動蜂鳴器及報警指示燈報警。3.2.1紅外感應(yīng)部分電源模塊本系統(tǒng)電壓為4.5v左右，直接接3個1.5V的直流干電池提供電源，然后用導(dǎo)線連接電源接口模塊。熱釋電傳感器熱釋電紅外傳感器(簡稱PIR)是上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的一種新型高靈敏度探測元件。主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鈦酸鉛陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦，如用于檢測元器件2×1mm大小。在每個檢測器中設(shè)置一個或2個檢測元件，檢測元件以反向極性方式串行連接，以抑制自由溫度上升引起的干擾。將檢測元件檢測到的紅外線輻射變?yōu)槿蹼妷盒盘?，并在探頭上安裝的場效應(yīng)管放大后輸出。為了提高探測器的探測距離增加檢測的靈敏度，通常安裝在菲涅耳透鏡的檢測器的前面，用透明塑料制成的透鏡，在透鏡上下，兩部分都可以分成幾個相等的部分，做了一個鏡頭的特殊光學(xué)系統(tǒng)放大電路，可以把放大信號提高70分貝以上，這樣就可以測量20米范圍的行動。人體輻射的紅外中心波長為9～10um，探測器的波長靈敏度在0.2～20um范圍內(nèi)幾乎不變。該傳感器的頂部打開一個窗口與過濾器的鏡頭，該過濾器可以通過波長的光7～10-微米的紅外線輻射人體的探測，以及不對其他波長的紅外吸收，從而形成了一個特殊的人體輻射檢測的紅外傳感器。這個傳感器是我們這個系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，只有這個傳感器檢測到到人體發(fā)出的紅外線信號，我們這個報警系統(tǒng)才會起作用。如圖3.2所示。圖3.2熱釋感應(yīng)傳感器菲涅耳透鏡利用鏡頭菲涅爾特殊的光學(xué)原理，利用透鏡產(chǎn)生的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”在前面的檢測器來提高檢測靈敏度。當(dāng)一些人走過鏡頭時，人體是由紅外線發(fā)出的，將繼續(xù)從“盲區(qū)”到“高敏感區(qū)域”，使所接收的紅外信號以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度，使檢測更為靈敏。如圖3-3所示為菲涅耳透鏡模型圖。圖3.3菲涅耳透鏡BISS0001芯片簡介BISS0001是一款用于傳感信號處理的集成電路，只要熱釋感應(yīng)器將紅外線接收到信號傳送到BISS0001里進(jìn)行信號的處理。它自身的靜態(tài)電流極小，工作電壓范圍在3V—5V之間，當(dāng)工作電壓是5V時輸出的驅(qū)動電流是10MA。它與熱釋電紅外傳感器和少量外圍元件就構(gòu)成了被動式熱釋電紅外傳感器。被廣泛用于防盜系統(tǒng)，自控等這些領(lǐng)域。它是有著16個管腳組成的一個集成塊。如圖3.4所示為BISS000集成芯片的內(nèi)部框圖，管腳功能說明如表1所示。圖3.4BISS0001內(nèi)部框圖表1：管腳說明圖引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2RR1--輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端3VO0控制信號輸出端。由VS的上跳前沿觸發(fā)，使V0輸出從低電平跳變到高電平時為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間不在Tx區(qū)域內(nèi)和無VS的上跳變出現(xiàn)時，Vo一直保持低電平狀態(tài)。4RC1--輸出延遲時間為Tx的調(diào)節(jié)端5RC2--觸發(fā)封鎖的時間為Ti的調(diào)節(jié)端6RR2--觸發(fā)封鎖的時間為Ti的調(diào)節(jié)端7VSS--工作電源負(fù)極端的參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VCC為“+5V”。當(dāng)接“0V”時可使定時器復(fù)位。8VRFI定時器復(fù)位和觸發(fā)禁止端。當(dāng)Vc<Vr為禁止觸發(fā)：當(dāng)Vc＞Vr時為允許觸發(fā)9VCIVr≈0.2VDD10IB--為運算放大器的偏置電流設(shè)置端，經(jīng)RB接VSS端，RB取值為1M左右。11VCC--工作的電源正極端，范圍為3~5V122OUTO第二級運算放大器輸出端子132IN-I第二級運算放大器反相輸入端子141IN+I第一級運算放大器同相輸入端子151IN-I第一級運算放大器反相輸入端子161OUTO第一級運算放大器輸出端子上述BISS0001可見由運算放大器、電壓比較器和狀態(tài)反饋控制器，延時定時器，封鎖時間定時器參考電壓構(gòu)成的混合模擬數(shù)字專用集成電路，可廣泛應(yīng)用于各種傳感器和延時控制器。首先，根據(jù)使用運算放大器OP1的實際需要，對傳感器信號預(yù)處理電路的組成、信號放大。然后連接到運算放大器OP2放大器，然后開始第二級放大，同時，提高虛擬機(jī)的直流電位（0.5vdd），輸出信號（V2）送到比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，有效檢測觸發(fā)信號（Vs）。因為0.7vddVLVH=，=0.3vdd。因此，當(dāng)VDD=5V，可以有效抑制噪聲干擾的1V的誤差，提高了系統(tǒng)的可靠性。COP3是一個狀態(tài)，比較器，當(dāng)輸入電壓VC＞VR，COP3輸出電壓高。當(dāng)一個連接到“0”的水平，在任何時間的TXV2變化將被忽略，直到TX的時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)模式。當(dāng)發(fā)射時間結(jié)束，VO跳回到較低的水平，而定時器阻斷時間開始進(jìn)入封閉循環(huán)體。在時間，V2的任何改變不會使VO進(jìn)入活躍狀態(tài)（高點評），可有效抑制負(fù)載切換過程的干擾。和波形在VC=“0”，“0”，一組信號VS不能觸發(fā)VO為有效狀態(tài)。在VC=“1”=“1”，與可重復(fù)觸發(fā)VO要成為一個有效的工作狀態(tài)，并能在Tx周期使VO一直保持在有效狀態(tài)。在Tx時候，只要Vs跳，VO將從與跳變時刻延長TX期；如果與保持“1”狀態(tài)，VO一直保持有效狀態(tài)；如果與保持“0”狀態(tài)，VO的TX期無效狀態(tài)結(jié)束后恢復(fù)，并在封鎖時間Ti時間內(nèi)，任何與變化都不可以可以觸發(fā)VO使其有效的。信號采集處理模塊圖3.5信號處理模塊圖3.6實物圖本電路是將人體輻射的紅外線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。熱釋紅外感應(yīng)2腳輸入到前置放大器OP1進(jìn)行放大，然后由C4耦合給運算放大器OP2進(jìn)行第二級放大。再經(jīng)過電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號去啟動延時時間定時器輸出信號在經(jīng)過R3進(jìn)入單片機(jī)部分進(jìn)行處理。延時周期可通過R12來調(diào)節(jié)輸出，在延時時間內(nèi)只要Vs發(fā)生上跳變，Vo就會從Vs上跳變時刻起繼續(xù)延長一個周期，而電路中的電容為了能夠更好的控制了芯片內(nèi)的定時器，若Vs一直保持為高電平，這樣就可以通過P10傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)進(jìn)行下一步處理。而根據(jù)不同的距離要求來調(diào)節(jié)R13，最大可以調(diào)節(jié)到7米左右。圖中BISS0001中1腳用跳線連連接住一個接高電平后，在延時時間段內(nèi)如果有人體在其感應(yīng)范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才將高電平變?yōu)榈碗娖?，本電路設(shè)計就是可觸發(fā)方式。數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示原理一般最常用的是7段和8段數(shù)碼管的七段數(shù)碼管，它比八段數(shù)碼管多一個小數(shù)點，其他的基本上是相同的。所謂八段數(shù)碼管是指數(shù)碼管有八個小發(fā)光二極管組成，通過控制不同發(fā)光二極管顯示不同的數(shù)字。數(shù)碼管被分為2種常見類型共陰極和共陽極，實際上，共陰極有八個陰極連接到一起，這樣的接地，所以對任何一個高電平的另一端，它可以點亮。而共陽極與之相反是八個陽極連接到一起。其示意圖如下。圖3.7數(shù)碼管引腳圖雙串口的引腳圖連在一起，是一個共同的終端，共同的陰極數(shù)碼管公共端接的接地，陽極端數(shù)碼管連接+5伏供電。一八段數(shù)碼管稱，數(shù)字控制可以由多個數(shù)碼管，選線（即A，B，C，D，E，F(xiàn)，GDP）連接在一起，和他們各自的公共端位線選擇。顯示，都是從線到字符編碼，并選擇哪位線，將數(shù)碼管點亮。8位數(shù)碼管，對應(yīng)于一個字節(jié)的8，一個相當(dāng)于最低水平，DP對應(yīng)的最高水平。所以，如果你想使數(shù)碼管顯示數(shù)字0，然后一個共陰數(shù)碼管的字符編碼為111111，0x3F，數(shù)碼管字符編碼為11000000，即0xC0。我們可以看到，兩者編碼你正好相反。如3.8圖。圖3.8數(shù)碼管電位圖在這個實驗中我們只選用了7段顯示時間，編排如下：//數(shù)碼管段選定義01234 5 6 7 8 9 ucharcodesmg_du[]={0xde,0x90,0xcd,0xd9,0x93,0x5b,0x5f,0xd0,0xdf,0xdb,// A B C D EF 不顯示 0xd7,0x1f,0x4e,0x9d,0x4f,0x47}; //斷碼報警電路 本設(shè)計采用蜂鳴器報警。蜂鳴器，通常稱為揚(yáng)聲器，是廣泛使用于各種電子產(chǎn)品中的一個組成部分，它被用于提示、報警、音樂等許多應(yīng)用。其原理圖如圖3.9所示。圖3.9報警電路程序是：/******************紅外報警處理**********************/ voidhongwai_dis(){ staticucharvalue; value++; if(value>=4) { value=0; if(flag_bufang_en==1)//準(zhǔn)備開始布防 { dis_smg[0]=smg_du[flag_time]; flag_time++; if(flag_time>=16) { flag_bufang=1; flag_bufang_en=0; flag_value=0; } } if(flag_bufang==1)//確認(rèn)布防 { if(hw==1) //紅外有輸出 { flag_alarm=1; } } } if(flag_alarm==1) //報警 { beep=~beep; //蜂鳴器報警 } }3.3單片機(jī)部分3.3.1STC89C52單片機(jī)簡介STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇省電模式?？臻e模式下，中央處理器停止工作，允許內(nèi)存、定時/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。斷電保護(hù)，內(nèi)存內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，所有的工作都停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位。這一模塊以單片機(jī)為中心把程序代碼燒進(jìn)去然后外圍接上復(fù)位電路、振蕩電路、鍵盤控制、LED顯示電路、報警電路等子模塊。3.3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)要使單片機(jī)工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.10所示。圖3.10單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括：單片機(jī)，復(fù)位電路，時鐘電路構(gòu)成。STC89C52單片機(jī)的工作電壓范圍：4V-5.5V,所以通常給單片機(jī)施加5V直流電源。供電方式是在單片機(jī)的40腳VCC接電源+5V，而20號腳VSS接地。復(fù)位電路就是確保單片機(jī)的起始工作狀態(tài)，完整的單片機(jī)復(fù)位啟動過程。單片機(jī)+5V電源接通復(fù)位信號，單片機(jī)開始確定單片機(jī)的初始狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運行過程中，由于外界環(huán)境的干擾現(xiàn)象發(fā)生時，在運行過程中，按下復(fù)位按鈕的程序內(nèi)會自動開始從頭開始。一般有2種方法的復(fù)位，自動復(fù)位和手動復(fù)位的外部按鍵。在單片機(jī)的時鐘電路，復(fù)位后（復(fù)位）的一面將繼續(xù)給予2個機(jī)器周期的高電平，完成復(fù)位操作。我的設(shè)計是采用手動復(fù)位電路，需要接電阻來實現(xiàn)高輸出電壓的目的。時鐘電路就像單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。時鐘電路的本質(zhì)就是振蕩電路，是向單片機(jī)提供一個正弦波信號作為基準(zhǔn)，從而決定單片機(jī)的執(zhí)行速度快慢。XTAL1和XTAL2分別為反相放大器的輸入和反相放大器的輸出可配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2不應(yīng)該連接。由于一個機(jī)器周期包括六個狀態(tài)周期，每個周期狀態(tài)有2個振蕩周期，所以共有12個機(jī)器周期振蕩周期，如果外部晶體振蕩器的頻率為12MHz，一個振蕩周期1/12us。3.3.3按鍵控制電路本電路的設(shè)計就是為了控制電路中布防和緊急狀態(tài)下不同的工作形式，當(dāng)按下布防按鍵后，15秒后進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，當(dāng)有人靠近時，當(dāng)熱釋紅外感應(yīng)到信號時，傳回給單片機(jī)，單片機(jī)驅(qū)動報警電路進(jìn)行報警。當(dāng)遇到特殊情況時，可按直接下緊急報警鍵，蜂鳴器進(jìn)行報警。如圖3,11所示。圖3.11按鍵部分3.3.4指示燈和報警電路因為在在單片機(jī)的I/O里會輸出高低電平,所P2.7接報警電路，而報警電路的蜂鳴器外接個9012的三極管起到開關(guān)提示作用，當(dāng)三極管達(dá)到飽和狀態(tài)下就使驅(qū)動了蜂鳴器工作。如圖3.12所示。圖3.12報警電路

3.4軟件的程序?qū)崿F(xiàn)3.4.1主程序工作流程圖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3.13下圖所示：圖3.13主程序工作流程圖3.5報警判斷程序來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報警電路開始報警，持續(xù)報警,然后程序開始循環(huán)工作，/******************紅外報警處理**********************/ voidhongwai_dis(){ staticucharvalue; value++; if(value>=4) { value=0; if(flag_bufang_en==1)//準(zhǔn)備開始布防 { dis_smg[0]=smg_du[flag_time]; flag_time++; if(flag_time>=16) { flag_bufang=1; flag_bufang_en=0; flag_value=0; } } if(flag_bufang==1)//確認(rèn)布防 { if(hw==1) //紅外有輸出 { flag_alarm=1; } } } if(flag_alarm==1) //報警 { beep=~beep; //蜂鳴器報警 } }3.6程序編寫與調(diào)試3.6.1Keil編譯器軟件簡介KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51單片機(jī)系列兼容C語言軟件的開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上，結(jié)構(gòu)性，可讀性，可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，而且易學(xué)易用。當(dāng)用過匯編語言后再使用C來進(jìn)行開發(fā)，那么體會更加深刻。C51keil軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具的功能和操作界面，是以全Windows方式操作。另外重要的一點，你只要看看編譯器生成的匯編代碼，你可以知道你的目標(biāo)代碼的生成效率高的C51keil匯編代碼，對大多數(shù)匯編代碼而言機(jī)構(gòu)緊湊，易于理解。在大型軟件的開發(fā)中，可以突出高級語言的優(yōu)勢。以下的C51keil開發(fā)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，并利用系統(tǒng)各部分的功能。圖3.14C51工具包整體結(jié)構(gòu)圖在KeilC51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖3-11所示，在uVision和程序分別是C51的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的Windows和DOS，可以完成編輯、編譯、鏈接、調(diào)試，整個開發(fā)過程仿真。開發(fā)人員可以使用IDE本身或其他編輯器來編輯C語言源文件或匯編語言源文件。然后由C51和A51編譯生成目標(biāo)文件（.obj）。目標(biāo)文件可以由LIB51庫創(chuàng)建的文件，也與L51連接庫文件生成絕對目標(biāo)文件（ABS）。ABS文件為標(biāo)準(zhǔn)的51HEX文件，用于調(diào)試dscope51或使用源代碼級調(diào)試tscope51，用模擬器直接在目標(biāo)板上調(diào)試，也可以直接寫入程序存儲器EPROM等。3.7仿真與硬件調(diào)試及調(diào)試中遇到的問題第一步為目測，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電路全部手工焊接在洞洞板上，因此對每一個焊點都要進(jìn)行仔細(xì)的檢查。檢查它是否有虛焊、是否有毛剌等。第二步為萬用表測試，先用萬用表復(fù)核板中關(guān)鍵的連線或接點，查看它們的通斷狀態(tài)是否與設(shè)計目的要求相符，再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步為帶電檢查。當(dāng)系統(tǒng)加電時，首先檢查所有插座或器件引腳的電源端是否達(dá)到要求的電壓值，接地端電壓值是否接近零，接固定電平的引腳端是否電平正確。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計第五節(jié)第四步是聯(lián)機(jī)檢查。在對硬件電路調(diào)試過程中，還遇到了不少問題，第一次把所有的元件都焊上去后，都準(zhǔn)備調(diào)試了，才發(fā)現(xiàn)正負(fù)電源的插針離得太近了，不容易接電源，本不該犯的錯誤，這些都是由于自己的粗心大意造成的，所以說，做任何事情都必需經(jīng)過“三思而后行”，來不得半點的馬虎，否則浪費了時間和精力。系統(tǒng)初始狀態(tài)如圖3.24:圖3.24系統(tǒng)初始化手動報警現(xiàn)象如圖3.25所示：圖3.25手動報警

取消報警如圖3.26所示圖3.26取消報警布防開始如圖3.27所示：圖3.27設(shè)置布防

布防15s結(jié)束，如圖3.28所示：圖3.28布防結(jié)束有人闖入報警，如圖3.29所示：圖3.29觸發(fā)報警

防止跑飛復(fù)位，如圖3.30所示：圖3.30系統(tǒng)復(fù)位

4總結(jié)評價基于單片機(jī)技術(shù)的新型熱釋電防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計與研究。防盜報警器通過STC89C52單片機(jī)作