【正文】 ........................................................................... 61 任務(wù)結(jié)果 .............................................................................................. 61 總結(jié) ...................................................................................................... 62 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 63 致 謝 .................................................................................................................. 65 副錄 ................................................................................................................... 66 程序清單 ..................................................................................................... 66 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 第 1 章 前言 選題背 景 單片機(jī)現(xiàn)在已越來越廣泛地應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等很多領(lǐng)域，可以說單片機(jī)的應(yīng)用已滲透到人類的生活、工作的每一個(gè)角落，這說明它和我們每個(gè)人的工作、生活密切相關(guān)，也說明我們每個(gè)人都有可能和有機(jī)會(huì)利用單片機(jī)去改造你身邊的儀器、產(chǎn)品、工作與生活環(huán)境。 紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于他是不可見光，因此用他做防盜報(bào)警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強(qiáng)。這種監(jiān)控報(bào)警裝置廣泛應(yīng)用與博物館、單位要害部門和家庭的防護(hù)。 通常紅外線發(fā)射電路都是 采用脈沖調(diào)制式。紅外接收電路首先將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)行放大和解調(diào)出用于無線發(fā)射電路的調(diào)制信號(hào)。當(dāng)無人遮擋紅外光時(shí)，鎖相環(huán)輸出低電平，報(bào)警處于監(jiān)控狀態(tài)；一旦有人闖入便遮擋了紅外光，則鎖相環(huán)失鎖，輸出高電平，驅(qū)動(dòng)繼電器接通無線發(fā)射電路，監(jiān)控室便可接收到無線報(bào)警信號(hào)，并可區(qū)分報(bào)警地點(diǎn)。 當(dāng)我們考慮的范圍廣一點(diǎn)：若是在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防盜報(bào)警裝置。當(dāng)住戶家中無人時(shí)，可把家庭內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，當(dāng)竊賊闖入時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并向小區(qū)安保中心報(bào)警 [3]。周界報(bào)警系統(tǒng)：在小區(qū)的圍墻上設(shè)置主 動(dòng)紅外對(duì)射式探測(cè)器，防止罪犯由圍墻翻入小區(qū)作案，保證小區(qū)內(nèi)居民的生活安全 [4]。 有的防盜報(bào)警系統(tǒng)還連有上位機(jī)。將探測(cè)器發(fā)回的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)按防區(qū)的類型與主機(jī)的工作狀態(tài)（布防、撤防）作出邏輯判斷，進(jìn)而發(fā)出報(bào)警 [5,6]。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 一個(gè)防盜系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在報(bào)警主機(jī)的功能上。 課題介紹 市場(chǎng)上的報(bào)警器大多用途單一目的性比較強(qiáng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜可靠性不高成本相對(duì)高，一般普通家庭很難用起那種昂貴的報(bào)警器，而對(duì)于便宜的報(bào)警器有擔(dān)心他的性能問題 單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)主要用于賓館、倉(cāng)庫(kù)、居民樓等場(chǎng)所，它能對(duì)受監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。一 旦出現(xiàn)盜情，由單片機(jī)接收有效信號(hào)，并發(fā)出報(bào)警命令，即進(jìn)行聲光報(bào)警，并指示被盜地點(diǎn)，提醒有關(guān)人員進(jìn)行有關(guān)措施。該防盜報(bào)警系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。若更換其他的傳感器，該系統(tǒng)還可以用于火災(zāi)報(bào)警、煤氣泄漏等報(bào)警。 本文主要工作 1. 在設(shè)計(jì)之前首先對(duì)本課題做了廣大的市場(chǎng)調(diào)研工作，進(jìn)行分析、對(duì)比、總結(jié)，再進(jìn)行方案選擇論證。 。 設(shè)計(jì)主要采用了以下的硬件和軟件設(shè)備 ，硬件設(shè)備：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分和檢查報(bào)分 、 軟件設(shè)計(jì)部分包括主程序設(shè)計(jì)、 中斷子程序設(shè)計(jì) 。 3. 設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的圖片都是 利用 WORD 軟件、 PRTEL,PROTEUS 等元件， 具體到設(shè)計(jì)時(shí) ,又分硬 件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)主要分兩大部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分和檢測(cè)部分， 軟件設(shè)計(jì)分主程序設(shè)計(jì)和中斷子程序設(shè)計(jì)。在完成河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 正文部分后，主要工 作 就是要進(jìn)行調(diào)試，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)現(xiàn)象，軟件和硬件都要作必要的修改 ， 在設(shè)計(jì)之前首先工對(duì)本課題作廣大的市場(chǎng)調(diào)研工作，進(jìn)行分析、對(duì)比、總結(jié)，再進(jìn)行方案選擇論證。具體到設(shè)計(jì)時(shí) ,又分硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)主要分兩大部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)部分和檢測(cè)部分。軟件設(shè)計(jì)分主程序設(shè)計(jì)和中斷子程序設(shè)計(jì)。在完成正文部分后，主要工作就是要進(jìn)行調(diào) 試，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)現(xiàn)象，軟件和硬件都要作必要的修改 。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 第 2 章 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制的紅外線報(bào)警系統(tǒng)工作原理單片機(jī)控制的報(bào)警器采用紅外傳感器裝置檢測(cè)防區(qū)內(nèi)有人體移動(dòng)輻射的紅外熱能，專用紅外傳感處理集成電路對(duì)接收信號(hào)處理，傳遞給單片機(jī)控制器，單片機(jī)進(jìn)行智能控制，啟動(dòng)高分貝嗽叭現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，并借助與報(bào)警系統(tǒng)相連的電話機(jī)進(jìn)行撥號(hào)報(bào)警， 同時(shí)啟動(dòng)照相機(jī)進(jìn)行拍照．此系統(tǒng)特點(diǎn)：只要在警戒區(qū)空間探測(cè)到非法活動(dòng)人體，就可以立即啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警．這種報(bào)警裝置具有誤報(bào)率低，抗干擾能力強(qiáng)、多種附帶功能用途、安全可靠、 安裝使用方便等特點(diǎn)，適合于家庭、辦公室、商場(chǎng)、沿街店面、微型汽車、車庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)等場(chǎng)合． 由于該系統(tǒng)主要用于多點(diǎn)集中檢測(cè)報(bào)警，故應(yīng)能對(duì)受監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行巡回檢測(cè)，為防止誤報(bào)警，當(dāng)檢測(cè)到某點(diǎn)有盜請(qǐng)時(shí)該系統(tǒng)應(yīng)延時(shí)再進(jìn)行檢測(cè)一次，若確有盜情方可報(bào)警，并用數(shù)字指示出被盜地點(diǎn)。該系統(tǒng)的傳感器可選用接觸式、斷開式等開關(guān)量傳感器；系統(tǒng)終端部分選用音響報(bào)警電路及數(shù)碼顯示電路；其中數(shù)碼顯示由譯碼驅(qū)動(dòng)器譯碼驅(qū)動(dòng)。 本章節(jié)主要介紹單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及其相關(guān)芯片的概述和各部分的接口電路。 本 設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)對(duì)防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行控制，系統(tǒng)要求 能對(duì) 16 個(gè)以上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。是以單片機(jī)為核心構(gòu)成防盜報(bào)警系統(tǒng)，以完成用戶鍵盤輸入，數(shù)碼（可漢字液晶）顯示、故障狀態(tài)指示為主，完成報(bào)警檢測(cè)，若有報(bào)警事故發(fā)生，可向外界發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)基本框圖如下所示 : 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 單片機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)采用低功耗，高性能的 89C51 單片機(jī) ,北京集成電路設(shè)計(jì)中心推出的 BI／ ATu89C51 的單片機(jī)。是一種低功耗，高性能的含有 4K 字節(jié)快檫寫可編程／檫除只讀存儲(chǔ)器（ EEPORM）的 8 位 CMOS 單片機(jī)，時(shí)鐘頻率高達(dá) 24MHZ，與 8031 的指令系統(tǒng)和引腳完全兼容。芯片上的 EEPROM 允許在線（＋ 5V）電檫除，點(diǎn)寫入或采用通用的非易失存儲(chǔ)器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。此外， BI／ ATu89C51 還支持由軟件選擇的二種掉電工作方式。非常適用于電池供電或其他要求低供耗場(chǎng)合。由于芯片內(nèi)的 4Ｋ程序存儲(chǔ)器可在線或 用編程器重復(fù)編程，受到了應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎，并得到較為廣泛的應(yīng)用 。 硬件結(jié)構(gòu)圖如圖 所示，主機(jī)選用 89C51 單片機(jī)，地址鎖存器選用74LS373，數(shù)碼顯示部分選用共陰極數(shù)碼管，放大器、揚(yáng)聲器及多點(diǎn)檢測(cè) 圖 系統(tǒng)基本框圖 報(bào)警電路 顯示電路 單 片 機(jī) ８９Ｃ５１ 檢測(cè)電路 警語(yǔ)播放電路 鍵盤輸入 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 電路選用 8255 并行 I/O 口。由于 8255 每片 3個(gè)口，每個(gè)有 8 個(gè)點(diǎn)，故每片 8255 可監(jiān)測(cè) 24 個(gè)房間，若需要，還可以增加 8255 的數(shù)量。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件總圖 其具體電路圖見附錄總圖。 AT89C51芯片的介紹 AT89 系列單片機(jī)（簡(jiǎn)稱 89 系列單片機(jī)）是 ATMEL 公司的 8 位 Flash單片機(jī)。這個(gè)系列單片機(jī)最吸引人的特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有 Flash 存儲(chǔ)器，因此它有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式和需要特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用 [18]。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II 89 系列單片機(jī)是 以 8031 核構(gòu)成的，所以與 8051 系列單片機(jī)相互兼容。這個(gè)系列對(duì)于以 8051 為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來說，進(jìn)行取代和構(gòu)造十分容易。89 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 80C51 相近，主要含有以下幾個(gè)部件： ? 8031CPU； ? 振蕩電路； ? 總線控制部件； ? 中斷控制部件； ? 片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器； ? 片內(nèi) RAM； ? 并行 I/O 接口； ? 定時(shí)器； ? 串行 I/O 接口； 圖 AT89C51 引腳圖 引腳功能 I/O 口線 , AT89C51 引腳圖如圖 所示。 （ 1） P0 口 —— 8 位、漏極開路的雙向 I/O 口。 當(dāng)使用片外存儲(chǔ) 器及擴(kuò)展 I/O 口時(shí)， P0 口作為低字節(jié)地址 /數(shù)據(jù)線復(fù)用。 P0 口也可做通用 I/O 口使用，但需要加上拉電阻，變?yōu)闇?zhǔn)雙向口。當(dāng)作為普通輸入時(shí)，應(yīng)將輸出鎖存器置 1。 P0口可驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載。 （ 2） P1 口 —— 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P1 口是為用戶準(zhǔn)備的 I/O 雙向口。 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10V C C40GND20A T 8 9 C 5 1河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II （ 3） P2 口 —— 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器或外擴(kuò) I/O 口時(shí)， P2口輸出高 8 位地址。 P2 口也也可做通用 I/O 口使用。用做輸入時(shí)，應(yīng)將輸出鎖存器置 1。 P2 口可驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 負(fù)載。 （ 4） P3 口 —— 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 P3 口也可做通用 I/O 口使用。用做輸入時(shí)，應(yīng)將輸出鎖存器置 1。 P3口還提供各種替代功能，如表 所示。 表 P3 口替代功能 引腳 替代功能 說明 RXD 串行數(shù)據(jù)接收 TXD 串行數(shù)據(jù)發(fā)送 外部中斷 0 申請(qǐng) 外部中斷 1 申請(qǐng) T0 定時(shí)器 0外部事件計(jì)數(shù)輸入 T1 定時(shí)器 1外部事件計(jì)數(shù)輸入 外部 RAM 寫選通 外部 RAM 讀選通 控制信號(hào)線 （ 1） RST—— 復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，在 RST引腳施加兩個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)晶振周期）以上的高電平，將器件復(fù)位。 （ 2） —— 外部程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào) EA（ External Access Enable）。 當(dāng) 信號(hào)接地時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器，地址為0000H～ FFFFH；當(dāng) 接 VCC時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 II （ 3） —— 片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) PSEN（ Program Stroe Enable） ,低電平有效。在片外程序存儲(chǔ)器取址期間，當(dāng) 有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器內(nèi)容被送至 P0 口（數(shù)據(jù)總線）；在訪問外部 RAM 時(shí)， 無效。 （ 4） —— 低字節(jié)地址鎖存信號(hào) ALE（ Address Latch Enable）。 在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)， ALE 下降沿將 P0 口輸出的低 8 位地址鎖存在外接的地址鎖存器中，以實(shí)現(xiàn)低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)分時(shí)傳送。此外， ALE 端連 續(xù)輸出正脈沖，頻率為晶振頻率的 1/6，可用做外部定時(shí)脈沖使用，但要注意，每次訪問外 RAM 時(shí)要丟失一個(gè) ALE 脈沖。 電源線 （ 1） CCV —— 電源電壓輸入引腳。 （ 2） GND—— 電源