【正文】 電平至AT89C52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)到是否有人出入。此類裝置設(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)。 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、LCD12864顯示電路及相關(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。該應(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1總體設(shè)計(jì)框圖所示。圖1 總體設(shè)計(jì)框圖處理器采用51系列單片機(jī)AT89C52。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、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)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)報(bào)警和顯示設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。直到有人發(fā)現(xiàn)并復(fù)位之后系統(tǒng)停止顯示和報(bào)警。3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 熱釋電紅外傳感器電路 熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)單介紹熱釋電紅外線(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。如圖2所示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。圖2 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖 PIR的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)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。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為910um。在傳感器頂端開設(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710um，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門用作探測(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)。 無(wú)線人體熱釋電紅外傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)(1)本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價(jià)格低廉。 (2)容易受各種熱源、光源干擾。(3)被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 (4)易受射頻輻射的干擾。 (5)環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 抗干擾性能(1)防小動(dòng)物干擾探測(cè)器安裝在推薦地使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上地小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。(2)抗電磁干擾，一般手機(jī)電磁干擾不會(huì)引起誤報(bào)。(3)抗燈光干擾探測(cè)器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受3米外H4鹵素?zé)敉高^(guò)玻璃照射，不產(chǎn)生報(bào)警。 性能指標(biāo)(1)發(fā)射頻率：。(2)發(fā)射電流：35毫安/工作電壓9V或者50毫安/工作電壓12V。(3)發(fā)射功率：200毫瓦。(4)無(wú)線報(bào)警距離：300米（空曠地）。(5)探測(cè)距離：6～8米（探測(cè)器正前方，室溫25度）。(6)探測(cè)角度：水平120176。，垂直60176。 LCD12864顯示電路 LCD12864簡(jiǎn)單介紹LCD12864分為兩種，帶字庫(kù)的和不帶字庫(kù)的，不帶字庫(kù)的液晶顯示漢字的時(shí)候可以選擇自己喜歡的字體。而帶字庫(kù)的液晶，只能顯示GB2312字體。以Proteus中的AMPIRE12864為例，此塊液晶不帶字庫(kù)。其液晶含有兩個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)器，每塊驅(qū)動(dòng)器都控制64*64個(gè)點(diǎn)，分為左右兩個(gè)屏幕顯示，總共為128*64個(gè)點(diǎn)（即有12864個(gè)點(diǎn)）。所以AMPIRE128*64有CS1和CS2兩個(gè)片選端的。，其引腳圖如圖3所示，它的液晶驅(qū)動(dòng)器為KS0108。圖3 AMPIRE12864引腳圖LCD12864的管腳共有20個(gè)之多，但是連接的電路并不復(fù)雜。但要注意的是LCD的電源共有2組，一組是用于驅(qū)動(dòng)LCD顯示，另一組用于背光顯示?？蓪⑦@兩組連再一起或者背光電源省略。另外有個(gè)輸入管腳V0需要接入LCD調(diào)整電壓來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)比度。通常剛使用液晶時(shí)的問(wèn)題是由此引起的，對(duì)比度過(guò)高于或過(guò)低均會(huì)使屏幕無(wú)法正常顯示。它可接至10K20K電位器的調(diào)整端，電位器兩端分別接至VO與Vout。目前市場(chǎng)上某些LCD12864的對(duì)比度可由單片機(jī)操作其寄存器調(diào)節(jié)，可根據(jù)不同的條件進(jìn)行選擇。其余的端口均連接至單片機(jī)。本次設(shè)計(jì)將數(shù)據(jù)口DB0DB7連接至P0口，RS、RW、E、CS具體引腳說(shuō)明如下表1所示。表1 AMPIRE12864引腳功能表引腳符號(hào)狀態(tài)引腳名稱功能，CS2輸入芯片片選端，低電平有效CS1=0開左屏幕，CS1=1關(guān)左屏幕CS2=0開右屏幕，CS2=1關(guān)右屏幕RS輸入數(shù)據(jù)/命令選擇信號(hào)RS=1為數(shù)據(jù)操作，RS=0為寫指令或讀狀態(tài)RW輸入讀寫選擇信號(hào)R/W=1為讀選通，R/W=0為寫選通E輸入讀寫使能信號(hào)在E下降沿，數(shù)據(jù)被鎖存(寫)入液晶，在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出DB0—DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)或指令的傳送通道RST輸入復(fù)位信號(hào)，低電平時(shí)復(fù)位復(fù)位時(shí)，關(guān)閉液晶顯示，使顯示起始行為0，可以跟單片機(jī)的復(fù)位引腳RST相連，也可以直接接VCC，使之不起作用V0液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電壓Vout10VLCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電壓另外說(shuō)明此液晶有8頁(yè)，一頁(yè)有8行點(diǎn)陣點(diǎn)，左右各64列，共128列。其驅(qū)動(dòng)器為KS0108，圖4為KS0108控制驅(qū)動(dòng)器顯示RAM的地址結(jié)構(gòu)。圖4 KS0108控制驅(qū)動(dòng)器顯示RAM的地址結(jié)構(gòu) LCD12864操作指令說(shuō)明（1）行(line)設(shè)置命令:由此可見顯示的起始行地址為0XC0，共64行，有規(guī)律地改變起始行號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)滾屏效果。（2）頁(yè)(page)設(shè)置指令:起始頁(yè)地址為0XB8，因?yàn)橐壕в?4行點(diǎn)，分為8頁(yè)，每頁(yè)就有8行點(diǎn)。（3）列(column)地址設(shè)置指令:每塊驅(qū)動(dòng)器的列地址都是從0X40到0X7F，共64列，所以此液晶共有128列點(diǎn)。（4）讀狀態(tài)指令:BUSY：為1內(nèi)部忙，不能對(duì)液晶進(jìn)行操作，為0工作正常。ON/OFF:為1顯示關(guān)閉，為0顯示打開。RESET: 為1復(fù)位狀態(tài)，為0顯示正常。（5）選屏說(shuō)明： 單片機(jī)控制電路 AT89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的單片機(jī)是AT89C52，AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes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、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。 引腳排列了及其功能AT89C52單片機(jī)的封裝形式有PDIP,TQFP和PLCC等，圖5是其PDIP（Plastic Dual InLine Package）封裝的引腳排列圖4所示。圖5 AT89SC2單片機(jī)引腳排列圖（PDIP封裝）主要引腳說(shuō)明：P0口P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0 寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash 編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1 口P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與AT89C51不同之處是， 還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（）和輸入（），P2 口P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)端口P2 寫“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時(shí)，P2 口送出高8 位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX @RI 指令）時(shí)，P2 口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 口P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL 邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能。P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE 脈沖。對(duì)Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH 單元的D0 位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX 和MOVC指令才能將ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問(wèn)允許。欲使CPU 僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V 編程電壓Vpp。XTAL1振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2振蕩器反相放大器的輸出端。4 具體電路模塊設(shè)計(jì) 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6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