【正文】 ......................................................................................15 ............................................................................................................16 .....................................................................................................16 .........................................................................................................16 .........................................................................................................17 ....................................................................................18 HCSR501熱釋電人體感應(yīng)模塊介紹 ................................................................19 ..................................................................................................20 5系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................................22 ................................................................................................................22 ................................................................................................................23 6系統(tǒng)調(diào)試 ..............................................................................................................................25 ...................................................................................................................25 1602液晶屏的調(diào)試 .........................................................................................25 紅外傳感模塊調(diào)試 ..........................................................................................25 ...................................................................................................................26 ...................................................................................................................26 參考文獻(xiàn)： .............................................................................................................................31 致謝 .......................................................................................................................................32 附錄 .......................................................................................................................................33 源程序 .............................................................................................................................33 1 1 緒 論 單片機(jī)與熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用 單片機(jī)的應(yīng)用 由于單片機(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的得力助手。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域，主要表現(xiàn)的幾個(gè)方面：單片機(jī)在智能儀表中的應(yīng)用，單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用，單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用，單片 機(jī)在人類生活中的應(yīng)用。 熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用 熱釋電傳感器開發(fā)成功至今已經(jīng)有 30 年左右的歷史，它是目前人體探測方面性價(jià)比最好的傳感器，在感應(yīng)范圍內(nèi)無人體時(shí)，視場熱源恒定，一旦運(yùn)動的人體進(jìn)入其范圍，紅外場發(fā)生波動，傳感器接收到的輻射通量產(chǎn)生變化，從而觸發(fā)控制裝置。從誕生起就被應(yīng)用于入侵警告、自動水閥、火災(zāi)報(bào)警、照明設(shè)備的自動控制開關(guān)等領(lǐng)域。隨著器件生產(chǎn)工藝的成熟和性能不斷改善，熱釋電紅外傳感器在這些領(lǐng)域的應(yīng)用也更加深入和廣泛。 如今國外一些熱釋電傳感器在軍用民用方面又有許多新的進(jìn)展，例如：微動檢 測、空調(diào)設(shè)備的智能控制、耳孔式體溫計(jì)、非制冷焦平面列陣等。 單片機(jī)與熱釋電紅外傳感器的結(jié)合 單片機(jī)的智能化系統(tǒng)控制，配合熱釋電紅外傳感器的靈活多變，可以開發(fā)出許多更加方便更具新意的產(chǎn)品或者設(shè)備，為我們的生活及工作帶來便利。現(xiàn)今已有許多例子，典型的有兩者結(jié)合構(gòu)成的安防系統(tǒng)紅外報(bào)警裝置，自動空氣凈化系統(tǒng)，智能感應(yīng)臺燈等。兩者的結(jié)合可廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)設(shè)備，家用電器，辦公配置，公共設(shè)施等領(lǐng)域，以新的理念打造新的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更多意想不到的功能，在智能儀表中的應(yīng)用，機(jī)電一體化中的應(yīng)用，在不定時(shí)控制中的應(yīng)用，在人類生 活中的應(yīng)用， 在 許 多的領(lǐng)域應(yīng)用前 2 景看好。比如：在房間無人時(shí)會自動停機(jī)的空調(diào)機(jī)、飲水機(jī)。電視機(jī)能判斷無人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺后自動關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。開啟監(jiān)視器或自動門鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動記錄動物或人的活動等等 。我們 可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其它電路開發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品?；蜃詣踊刂蒲b置。 本設(shè)計(jì)是一個(gè)新型的例子，巧妙地結(jié)合兩者，應(yīng)用于生活用品，也可以說小家電。 鬧鐘通常用于早晨喚床，以免因?yàn)樨澦嚧舱`了上班上課的時(shí)間，目前大眾使用的鬧鐘，鈴聲響起時(shí)，只要伸手隨意按下開關(guān)，鬧鈴就會停下來，這種隨意性 助長了“再睡一會”的賴床心理，人們往往遲到誤點(diǎn)之后才會后悔不已，但是又很難靠自己改變賴床的不良習(xí)慣，為工作學(xué)習(xí)帶來許多不良影響。 本課題設(shè)計(jì)一種新型的紅外感應(yīng)式鬧鐘，具有傳統(tǒng)的鬧鈴功能，也可以自動感應(yīng)在預(yù)設(shè)的時(shí)刻使用者是否還在賴床，并通過自動控制電路來控制鬧鐘來進(jìn)行強(qiáng)制性提醒。 3 2 設(shè)計(jì)要求與方案論證 設(shè)計(jì)要求 ① 具有年、月、日、星期、時(shí)、分、秒顯示功能； ② 具備年、月、日、星期、時(shí)、分、秒校準(zhǔn)功能； ③ 具有鬧鐘顯示、調(diào)節(jié)設(shè)定、鳴叫功能； ④ 具有檢測人體是否在床上一 定范圍功能。 系統(tǒng)基本方案選擇及論證 單片機(jī)芯片方案的選擇及論證 方案一 : 使用 STC89C52 芯片作為硬件核心。 STC89C52 具備 8KB ROM 存儲空間 ,512 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間，還帶有 2K 字節(jié)的 EEPROM 存儲空間，與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容 ,STC89C52 可以通過串口下載。 方案二 : 采用 AT89S52。 AT89S52 具備 8K字節(jié)程序存儲空間， 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間，但沒有 EEPROM 存儲空間，也與 MCS51 系列單片機(jī)完全兼容，而且具有在線編程可擦除技術(shù)。 兩種單片機(jī)都 完全能夠滿足設(shè)計(jì)需要，比較兩者， STC89C52 比 ATS89C52 便宜，且抗干擾能力強(qiáng)?？紤]到成本因素，決定選用 STC89C52。 顯示模塊選擇方案和論證 方案一： 采用點(diǎn)陣式數(shù)碼管顯示。由八行八列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣式數(shù)碼管，對于顯示文字比較適合 ,用來顯示數(shù)字既浪費(fèi)成本又高 ,所以不用此種作為顯示。 方案二： 采用 LED數(shù)碼管動態(tài)掃描。 LED 數(shù)碼管有價(jià)格便宜和適合顯示數(shù)字的優(yōu)點(diǎn)，但是 4 缺點(diǎn)也很明顯，那就是功耗較大，容量不足，所以排除此方案。 方案三： 采用 LCD液晶顯示屏。液晶顯示屏的顯示功能很強(qiáng) ,可顯示大量文字字符 ,顯示效果清晰 ,性價(jià)比十分突出， 1602 液晶屏足夠使用，所以采用了 LCD 液晶屏作為顯示方案。 時(shí)鐘芯片的選擇方案和論證 方案一： 直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。采用此方案可以減少芯片的使用，節(jié)省成本，但是，考慮到這樣實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大。所以不采用此方案。 方案二： 采用 DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘， DS1302 芯片是一種高性能的時(shí)鐘芯片，可自動對秒、分、時(shí)、日、周、月、年以及閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)，而且精度高 ,工作電壓～ 范圍內(nèi)， 時(shí)耗電小于 300nA。綜合考慮設(shè)計(jì)的實(shí)用性，故采用此方案。 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各方案所述 ,STC89C52 有價(jià)格和抗干擾能力的優(yōu)勢，液晶屏性價(jià)比高，DS1302 精度高，故對此次作品的方案選定 : 采用 STC89C52 單片機(jī)作為主控制系統(tǒng) 。采用 DS1302 作為時(shí)鐘電路 。采用 1602 LCD 液晶作為顯示器件。 5 3 主要元件介紹 STC89C52 STC89C52 主要功能及 PDIP 封裝 STC89C52 主要功能 如表 1所示 ，其 PDIP 封裝如圖 1 所示 。 表 1 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 8K可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32個(gè)雙向 I/O口 256x8bit內(nèi)部 RAM 3個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2個(gè)串行中斷 可編程 UART串行通道 2個(gè)外部中斷源 共 6個(gè)中斷源 2個(gè)讀寫中斷口線 3級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 STC89C52 引腳介紹 ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 GND(Pin20)：接地線 ②外接晶振引腳（ 2 根） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4 根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號 6 EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。 ④可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4組 8位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8位（ 8根引腳），共 32 根。 P0口（ Pin39～ Pin32）： 8位雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P1口（ Pin1～ Pin8）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ P2口（ Pin21～ Pin28）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O口線，名稱為 ～ P3口（ Pin10～ Pin17）： 8位準(zhǔn)雙向 I/O口線，名稱為 ～ 圖 1 STC89C52 PDIP 封裝圖 DS1302 時(shí)鐘芯片 介紹 DS1302 概述 DS1302 是一款實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，由美國 DALLAS 公司推出，具有低功耗卻高性能并且?guī)?31字節(jié) RAM 的特點(diǎn)，提供秒、分