單片機(jī)的紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)

學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告系另lj:專(zhuān)業(yè)：班號(hào)：學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)（論文）題目單片機(jī)的紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)地點(diǎn)：起迄日期：2010.5.4-2010.7.3電子與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電子與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文11畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)電氣自動(dòng)化班級(jí)_一、課題名稱(chēng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)的紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)二、主要技術(shù)指標(biāo)：(1)檢測(cè)范圍：0?100%LEL(2)報(bào)警準(zhǔn)確度：±5%LEL(3)工作電壓：AC220V+15%(4)抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠(5)探測(cè)波長(zhǎng)范圍為0.2?20um三、工作內(nèi)容和要求：(1)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)警等模塊子函數(shù)。本紅外線(xiàn)防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶(hù)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。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。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測(cè)器工作起來(lái).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)，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［1］。紅外線(xiàn)具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線(xiàn)可以方便地檢測(cè)到是否有人出入。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進(jìn)入：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)。四、主要參考文獻(xiàn)：「1］吳政江.單片機(jī)控制紅外線(xiàn)防盜報(bào)警器J］.錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001.「2］宋文緒.傳感器與檢測(cè)技術(shù)「M］.北京：高等教育出版社.2004.「3］余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù)「M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000.「4］唐桃波，陳玉林.基于AT89C51的智能無(wú)線(xiàn)安防報(bào)警器J］.電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2003,5(6):49?51「5］李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)「M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.「6］薛均義，張彥斌.MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用「M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.「7］徐愛(ài)鈞.彭秀華.單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)「M］.北京：北京航空航天大學(xué)出電子與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文電子與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文---第2章基礎(chǔ)知識(shí)介紹2.1紅外技術(shù)2.1.1紅外技術(shù)定義紅外技術(shù)是研究紅外輻射的產(chǎn)生、傳播、轉(zhuǎn)化、測(cè)量及其應(yīng)用的技術(shù)科學(xué)。紅外技術(shù)的內(nèi)容包含四個(gè)主要部分：紅外輻射的性質(zhì)，其中有受熱物體所發(fā)射的輻射在光譜、強(qiáng)度和方向的分布；輻射在媒質(zhì)中的傳播特性一反射、折射、衍射和散射；熱電效應(yīng)和光電效應(yīng)等。紅外元件、部件的研制，包括輻射源、微型制冷器、紅外窗□材料和濾光電等。把各種紅外元、部件構(gòu)成系統(tǒng)的光學(xué)、電子學(xué)和精密機(jī)械。4?紅外技術(shù)在軍事上和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用。由此可見(jiàn)，紅外技術(shù)的研究涉及的范圍相當(dāng)廣泛，既有目標(biāo)的紅外輻射特性，背景特性，又有紅外元、部件及系統(tǒng)；既有材料問(wèn)題，又有應(yīng)用問(wèn)題。與紅外線(xiàn)相關(guān)的技術(shù)還有：探測(cè)技術(shù);精確制導(dǎo)技術(shù)；光電子技術(shù)；先進(jìn)材料技術(shù)2.1.2紅外技術(shù)的發(fā)展史自從1800年英國(guó)天文學(xué)家FW赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射至今，紅外技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了將近兩個(gè)世紀(jì)。從那時(shí)開(kāi)始，紅外輻射和紅外元件、部件的科學(xué)研究逐步發(fā)展，但發(fā)展比較緩慢，直到1940年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代的紅外技術(shù)。當(dāng)時(shí)，德國(guó)研制成硫化鉛和幾種紅外透射材料，利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)，如高射炮用導(dǎo)向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，機(jī)載轟炸機(jī)探測(cè)儀和火控系統(tǒng)等等。其中有些達(dá)到實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段，有些已小批量生產(chǎn)，但都未來(lái)得及實(shí)際使用。此后，美國(guó)、英國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)競(jìng)相發(fā)展。特別是美國(guó)，大力研究紅外技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用。目前，美國(guó)將紅外技術(shù)應(yīng)用于單兵裝備、裝甲車(chē)輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預(yù)警、跟蹤以及武器制導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域。紅外技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測(cè)器的發(fā)展。1800年，F(xiàn)W赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射時(shí)使用的是水銀溫度計(jì)，這是最原始的熱敏型紅外探測(cè)器。1830年以后，相繼研制出溫差電偶的熱敏探測(cè)器、測(cè)輻射熱計(jì)等。在1940年以前，研制成的紅外探測(cè)器主要是熱敏型探測(cè)器。19世紀(jì)，科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測(cè)器，認(rèn)識(shí)了紅外輻射的特性及其規(guī)律，證明了紅外線(xiàn)與可見(jiàn)光具有相同的物理性質(zhì)，遵守相同的規(guī)律。它們都是電磁波之一，具有波動(dòng)性，其傳播速度都是光速、波長(zhǎng)是它們的特征參數(shù)并可以測(cè)量。20世紀(jì)初開(kāi)始，測(cè)量了大量的有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的吸收、發(fā)射和反射光譜，證明了紅外技術(shù)在物質(zhì)分析中的價(jià)值。30年代，首次出現(xiàn)紅外光譜代，以后，它發(fā)展成在物質(zhì)分析中不可缺少的儀器。40年代初，光電型紅外探測(cè)器問(wèn)世，以硫化鉛紅外探測(cè)器為代表的這類(lèi)探測(cè)器，其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)牢靠。50年代，半導(dǎo)體物理學(xué)的迅速發(fā)展，使光電型紅外探測(cè)器得到新的推動(dòng)。到60年初期，對(duì)于1?3、3?5和8?13微米三個(gè)重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測(cè)器。在同一時(shí)期內(nèi)，固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機(jī)械和微型致冷器等方面的發(fā)展，使紅外技術(shù)在軍、民兩用方面都得到了廣泛的應(yīng)用。從60年代中葉起，紅外探測(cè)器和系統(tǒng)的發(fā)展體現(xiàn)了紅外技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向。紅外探測(cè)器最早是用單元探測(cè)器，為了提高靈敏度和分辨率，后來(lái)發(fā)展為多元線(xiàn)列探測(cè)器。多元線(xiàn)列探測(cè)器先后掃過(guò)（串掃）同一目標(biāo)時(shí)，它輸出的信噪比可比單元探測(cè)器高n（開(kāi)平方）倍，n為元數(shù)。如果多元線(xiàn)列探測(cè)器平行掃過(guò)（平掃）目標(biāo)時(shí)，則可獲得目標(biāo)輻射的一維分布。以線(xiàn)列探測(cè)器為基礎(chǔ)的紅外探測(cè)系統(tǒng)，大都安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星遙感平臺(tái)上，平臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)垂直于線(xiàn)列作為第二維時(shí)，就可得到目標(biāo)輻射的分布圖像?，F(xiàn)在，紅外探測(cè)器已從多元發(fā)展到焦平面陣列，相應(yīng)的系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)探測(cè)到目標(biāo)熱成像的飛躍。目前，長(zhǎng)波碲鎘汞（HgCdTe）探測(cè)器面陣已達(dá)640X480元，焦平面陣列探測(cè)器的實(shí)驗(yàn)室水平已達(dá)256X256元，預(yù)計(jì)到2000年可達(dá)到百萬(wàn)元。紅外探測(cè)器的工作波段從近紅外擴(kuò)展到遠(yuǎn)紅外。早期的紅外探測(cè)器通常工作在近紅外。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，紅外探測(cè)器的工作波段已擴(kuò)展到中紅外和遠(yuǎn)紅外。輕小型化。非致冷、集成式、大面陣是紅外探測(cè)器方向的發(fā)展。采用低溫制冷技術(shù)，是為了提高紅外探測(cè)器件的靈敏度和輸出信號(hào)的信噪比，使其具有良好的性能，但它也使紅外探測(cè)器體積大、成本高。為了實(shí)現(xiàn)小型化，必須減少制冷設(shè)備和相關(guān)電源，因此，高效小型制冷器和無(wú)需制冷的紅外探測(cè)器將是今后的發(fā)展方向。利用材料電子計(jì)算機(jī)和微電子方面的最新技術(shù)，也可使紅外探測(cè)器與具有一定數(shù)據(jù)處理能力的數(shù)據(jù)處理設(shè)備相結(jié)合，使其向輕集成化、大面陣、焦平面化方向發(fā)展，以提高其性能。紅外探測(cè)系統(tǒng)從單波段向多波段發(fā)展。正如前面所述：在大氣環(huán)境中，目標(biāo)的紅外輻射只能在1?3、3?5和8?13微米三個(gè)大氣窗口內(nèi)才能有效地傳輸。如果一個(gè)紅外探測(cè)系統(tǒng)能在兩個(gè)或多個(gè)波段上獲取目標(biāo)信息，那么這個(gè)系統(tǒng)就可更精確、更可靠地獲取更多的目標(biāo)信息，提高對(duì)目標(biāo)的探測(cè)效果，降低預(yù)警系統(tǒng)的虛警概率，提高系統(tǒng)的搜索和跟蹤性能，適用更多的應(yīng)用需求，更好地滿(mǎn)足各軍兵種的需要。在紅外技術(shù)的發(fā)展中，需要特別指出的是：60年代激光的出現(xiàn)極大地影響了紅外技術(shù)的發(fā)展，很多重要的激光器件都在紅外波段，其相干性便于移用電子技術(shù)中的外差接收技術(shù)，使雷達(dá)和通信都可以在紅外波段實(shí)現(xiàn)，并可獲得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前，紅外技術(shù)僅僅能探測(cè)非相干紅外輻射，外差接收技術(shù)用于紅外探測(cè)，使探測(cè)性能比功率探測(cè)高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，由于這類(lèi)應(yīng)用的需要，促使出現(xiàn)新的探測(cè)器件和新的輻射傳輸方式，推動(dòng)紅外技術(shù)向更先進(jìn)的方向發(fā)展。2.1.3紅外技術(shù)的影響物理學(xué)的研究告訴我們，在自然界中，任何溫度高于絕對(duì)零度(0°K或-273°C)的物體都在向外輻射各種波長(zhǎng)的紅外線(xiàn)，物體的溫度越高，其輻射紅外線(xiàn)的強(qiáng)度也越大。我們根據(jù)各類(lèi)目標(biāo)和背景輻射特性的差異，就可以利用紅外技術(shù)在白天和黑夜對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、跟蹤和識(shí)別，以獲取目標(biāo)信息。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為掌握戰(zhàn)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵，紅外技術(shù)是從空中和空間獲取戰(zhàn)場(chǎng)信息的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此，許多國(guó)家均投入很大的人力和物力去研究紅外技術(shù)，并將其廣泛地應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，并產(chǎn)生巨大影響。紅外技術(shù)已成為軍事目標(biāo)的偵察、監(jiān)視、預(yù)警與跟蹤的重要手段。一切軍事目標(biāo)，如海洋中的艦船、地面部隊(duì)行動(dòng)及各種裝備、空中的飛機(jī)、導(dǎo)彈，都散發(fā)熱量，發(fā)出大量的紅外輻射。利用紅外技術(shù)裝備，就可以從空中和空間對(duì)這些目標(biāo)進(jìn)行偵察、監(jiān)視與跟蹤。如偵察衛(wèi)星依靠紅外成像設(shè)備和多光譜儀可以白天黑夜地獲取大量的軍事情報(bào)。裝有紅外探測(cè)器的導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星從70年代以來(lái)，一直監(jiān)視著世界各國(guó)的彈道導(dǎo)彈發(fā)射，為國(guó)家及軍事指揮部門(mén)提供警報(bào)，如目前美國(guó)國(guó)防支援計(jì)劃中的預(yù)警衛(wèi)星在幾十秒鐘內(nèi)，就可以鑒別來(lái)襲導(dǎo)彈的發(fā)射和方向，據(jù)說(shuō)將來(lái)美國(guó)的天基紅外系統(tǒng)可在20秒內(nèi)，提供有關(guān)導(dǎo)彈發(fā)射和方向方面的精確信息，為攔截來(lái)襲導(dǎo)彈提供寶貴的預(yù)警時(shí)間。2.1.4紅外技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)紅外技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵在于紅外材料的研制、紅外設(shè)備的制冷、紅外設(shè)備向更長(zhǎng)波段發(fā)展、紅外焦平面陣列器件的研制和紅外設(shè)備與數(shù)據(jù)處理設(shè)備的結(jié)合等。紅外技術(shù)的發(fā)展以紅外探測(cè)器的發(fā)展為標(biāo)志，可以從紅外探測(cè)器的發(fā)展來(lái)推斷其發(fā)展趨勢(shì)。紅外焦平面器件發(fā)展到高密度、快響應(yīng)、元數(shù)達(dá)到106—108元以上的大規(guī)模集成器件，由二維向三維多層次結(jié)構(gòu)發(fā)展，在應(yīng)用上就可以實(shí)現(xiàn)高清晰度熱像儀，極大地縮小整機(jī)體積，增強(qiáng)功能。雙色、多色紅外器件的發(fā)展使整機(jī)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的多光譜成像探測(cè)，成倍擴(kuò)大系統(tǒng)信息量，成為目標(biāo)識(shí)別和光電對(duì)抗的有效手段。探測(cè)器在焦平面上實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能，按程序進(jìn)行邏輯處理，使紅外整機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化。

提高探測(cè)器工作溫度，高性能室溫紅外探測(cè)器和焦平面器件是發(fā)展重點(diǎn)之一，不需要制冷器，將會(huì)使整機(jī)更精巧、更可靠，從而實(shí)現(xiàn)全固體化。提高成品率，降低價(jià)格。2.2熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)單介紹熱釋電紅外線(xiàn)(PIR)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。是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線(xiàn)而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線(xiàn)能量的變化,并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(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［2］。如圖1示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。光學(xué)濾鏡1光學(xué)濾鏡場(chǎng)效應(yīng)管；…D——s2.3PIR2.3PIR的原理特性圖1熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖4-_熱釋電紅外線(xiàn)傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測(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)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。人體輻射的紅外線(xiàn)中心波長(zhǎng)為9--10um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在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(xiàn)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(xiàn)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)。2.4AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)單概述2.4.1AT89C51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)AT89C51單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器(EPROM)和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用

Atmel公司的高密度、非易失性存取技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單兀，功能強(qiáng)大[3]AT89C51單片機(jī)可提供許多咼性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖2為AT89C51單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。由圖可見(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、串行口等，各部分通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)相連。下面介紹幾個(gè)主要部分?？刂撇⑿锌诖型ㄐ磐獠恐袛嗫刂撇⑿锌诖型ㄐ磐獠恐袛鄨D2AT89C51功能方塊圖2.4.2AT89C51管腳說(shuō)明ATMEL公司的AT89C51是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式。AT89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。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FLASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH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編程和校驗(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編程和校驗(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。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（串行輸出口）P3.2INTO（外部中斷0）P3.3INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6wr（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7RD（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腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG:當(dāng)訪(fǎng)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編程期間，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地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。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(fǎng)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/VP：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FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2:反向振蕩器的輸出，如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，應(yīng)不接。第3章方案設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)思路本設(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)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶(hù)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)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖3總體設(shè)計(jì)框圖所示：圖3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)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變換成電信號(hào)，經(jīng)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)軟件查詢(xún)、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]3.2具體電路模塊設(shè)計(jì)3.2.1熱釋電紅外傳感器原理本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測(cè)元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖4所示，在VCC電源端利用C1和R2來(lái)穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)FET放大后，經(jīng)過(guò)C2,R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過(guò)NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。

R2V12^-1Vqi-TC1R4OUTa匚□R1-R2V12^-1Vqi-TC1R4OUTa匚□R1-Y1444FETRS圖4熱釋電紅外傳感器原理圖3.2.2放大電路的設(shè)計(jì)如圖5所示為最基本的放大電路，Vi是輸入電壓信號(hào)，Vo是輸出放大的電壓信號(hào)。圖5放大電路圖3.2.3時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)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。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，—個(gè)振蕩周期為l/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為lus[5]如圖6所示為時(shí)鐘電路。

圖6時(shí)鐘電路圖3.2.4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)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，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RESET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⑹。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】7］。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路。如圖7示為復(fù)位電路。圖7復(fù)位電路圖3.2.5發(fā)光二極管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由4個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的RXD的引腳，外接VCC，當(dāng)單片機(jī)的RXD引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用⑻。圖8所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。

圖8發(fā)光二極管報(bào)警電路圖圖8發(fā)光二極管報(bào)警電路圖3.2.6聲音報(bào)警電路的設(shè)計(jì)如下圖所示，用一個(gè)Speaker和三極管、電阻接到單片機(jī)的TXD引腳上，構(gòu)成聲音報(bào)警電路，如圖9示為聲音報(bào)警電路。圖9聲音報(bào)警電路圖3.3系統(tǒng)硬件電路的選擇及說(shuō)明硬件電路的設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖示，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，以及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等。其中D1為電源工作指示燈，D2是正常工作指示燈，D3—D6是起報(bào)警指示作用，當(dāng)RXD腳被置低電平時(shí)，D3—D6亮紅燈開(kāi)始報(bào)警，同樣，TXD腳置高電平時(shí)聲音報(bào)警電路開(kāi)始工作。電路設(shè)有2個(gè)按鍵，S1鍵作為倒計(jì)時(shí)的暫停鍵，S2鍵作為作為電路復(fù)位鍵。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下圖10所示;

圖10主程序工作流程圖3.4.2中斷服務(wù)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)到外部熱釋電傳感器送來(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11所示；圖11中斷服務(wù)程序工作流程圖第4章軟件仿真本設(shè)計(jì)通過(guò)利用Proteus仿真，將所編寫(xiě)的程序用Keil軟件編譯，所仿真原理圖見(jiàn)附錄C。本設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的目標(biāo)是在接收到紅外傳感器帶來(lái)的低電平信號(hào)，可使圖中的綠燈由暗變亮，紅燈產(chǎn)生報(bào)警，可觀察到紅燈一閃一閃的。當(dāng)報(bào)警結(jié)束后，綠燈亮起。第5章結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力,本設(shè)計(jì)研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無(wú)線(xiàn)智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過(guò)以AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測(cè)器件，能夠以非接觸方式探測(cè)出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外光線(xiàn)與可見(jiàn)光的干擾。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖捷斎雴纹瑱C(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶(hù)能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用.答謝辭感謝我的論文指導(dǎo)老師，在他的指導(dǎo)下我完成了論文，老師多次詢(xún)問(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津。當(dāng)然，還要感謝寢室的兄弟們?cè)谖彝瓿烧撐牡倪^(guò)程中給予我的幫助和鼓勵(lì)，也是他們陪我度過(guò)了這三年的生活，最后要感謝的就是我的父母，對(duì)于他們我更是有千言萬(wàn)語(yǔ)，還是匯聚成一句話(huà)：感謝你們一直都伴隨著我。參考文獻(xiàn)吳政江.單片機(jī)控制紅外線(xiàn)防盜報(bào)警器[J].錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2001.宋文緒.傳感器與檢測(cè)技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004.余錫存.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000.[4]唐桃波，陳玉林.基于AT89C51的智能無(wú)線(xiàn)安防報(bào)警器[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2003,5（6）:49?51李全利.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.薛均義，張彥斌.MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.徐愛(ài)鈞，彭秀華.單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].北京：高等教育出版社，2004.王明亮等?廣播.電視調(diào)頻發(fā)送技術(shù)，上、下冊(cè)?北京：中國(guó)廣播電視出版社，1993陳汝全.電子技術(shù)常用器件手冊(cè)?北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994康光華，陳大欽?電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）?高等教育出版社.1999.6.第四版?蘇長(zhǎng)贊.紅外線(xiàn)與超聲波遙控.北京：人民郵電出版社,1995李建民.單片機(jī)在溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.江漢大學(xué)學(xué)報(bào)，1996.6張琳娜，劉武發(fā)?傳感檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用?中國(guó)計(jì)量出版社，1999沈德金，陳粵初.MCS-51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?北京航空航天大學(xué)出版社,1990胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社,1996李志全等.智能儀表設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用.國(guó)防工業(yè)出版社，1998.6附錄一設(shè)計(jì)編程程序1.主程序清單如下:ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPPINT0ORG0200HMAIN:MOVIE,#81HSETBITOMOVSP,#30HSETBP3.0CLRP3.1MOVP1,#0FFHMOVP2,#00HCLRP1.2LP:JNBP1.0,LA;CPU開(kāi)放中斷，INT0允許中斷；外部中斷為邊沿觸發(fā)方式;指針入口地址;使P1口全部置1;P2口清零;監(jiān)測(cè)輸入信號(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:M0VR2,0BBHLD1:NOPDJNZR2,LD1DJNZR1,LD2RETALARM:SETBP1.2CPLP3.0;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)CPLP3.1;10S鐘定時(shí)：MOV51H,#14HMOVTMOD,#01HMOVTL0,#0B0HMOVTH0,#3CHSETBTR0L2:JBCTF0,L1SJMPL2L1:MOVTL0#0B0H;10S循環(huán)次數(shù);定時(shí)器T0定時(shí)方式1;置50ms定時(shí)初值;啟動(dòng)T0;查詢(xún)記數(shù)溢出MOVTH0#3CHDJNZ51H,L2SETBP3.0CLRP3.1CLRP1.2LJMPLP;未到10S繼續(xù)循環(huán);10s到關(guān)閉報(bào)警;報(bào)警結(jié)束，正常運(yùn)行綠指示燈亮;循環(huán)，繼續(xù)工作2.外部中斷INTO服務(wù)程序：PINT0:CLREX0;外部中斷0服務(wù)程序開(kāi)始，屏蔽外部中斷PUSHPSWPUSHACCJNBP3.2,LN;監(jiān)測(cè)是否有中斷輸入

LN:LCALLDELAY;延時(shí)消抖JNBP3.2,LN1AJMPLN2；無(wú)中斷輸入，中斷返回LN1:SETBP3.0CLRP3.1CLRP1.2;使報(bào)警結(jié)束，綠指示燈亮POPACCPOPPSWSETBEX0;開(kāi)放外部中斷0LCALLLP;在中斷繼續(xù)檢測(cè)是否有輸入信號(hào)LN2:RETIEND附錄二單片機(jī)控制的