【正文】 1 )第一章為緒論，主要介紹課題的研究背景以及意義(2) 第二章介紹了整體研究設計思路。(3) 第三章介紹了各個元器件。(4) 第四章介紹了具體軟件設計流程(5) 第五章系統(tǒng)調試仿真(6) 第六章結論與展望。第二章 系統(tǒng)的整體設計思路本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據采集、鍵盤控制、報警等子模塊。電路結構可劃分為：熱釋電紅外傳感器[3]、報警器[9]、單片機控制電路、LED控制電路及相關的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據傳送、功能設定、本地報警等功能。就此設計的核心模塊來說，單片機就是設計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應用系統(tǒng)的一種應用。單片機應用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入/輸出設備[8]、以及外圍應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應用系統(tǒng)的研制過程包括總體設計、硬件設計、軟件設計等幾個階段。從設計的要求來分析該設計須包含如下結構：熱釋電紅外傳感探頭電路、報警電路、單片機、復位電路及相關的控制管理軟件組成；它們之間的構成框圖如圖3總體設計框圖所示：系統(tǒng)整體設計框圖LED顯示發(fā)光驅動熱釋電紅外傳感裝置調整電路報警單片機AT89S51復位電路 系統(tǒng)方案框圖這套被動式紅外探測無線報警系統(tǒng)，總體設計思路是由探測發(fā)射電路和接收報警電路兩部分組成。探測發(fā)射電路通過熱釋電紅外探測器探測人體的紅外輻射信號，并經過放大、編碼和發(fā)射等環(huán)節(jié)，將人體的移動信號轉為電信號應用無線電技術發(fā)射出去；而接收報警電路則是通過對電信號解調、譯碼和聲光報警等環(huán)節(jié)，將電信號轉為聲音、光源信號，從而達到無線報警的目的。由于是畢業(yè)設計，在設計過程中要以電路原理為主題，因此在電路元件和模塊的選擇上盡量采用通用、基礎的元器件，避免采用大規(guī)模的集成電路來設計電路。第三章 系統(tǒng)的硬件設計 系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明硬件電路的設計見附圖1,附圖2示，從以上的分析可知在本設計中要用到如下器件： AT89C5熱釋電紅外傳感器、LED、發(fā)光二極管、蜂鳴器等一些單片機外圍應用電路。 具體電路模塊設計 調整電路的設計，圖中1為輸出，,。 調整電路電路圖 時鐘電路的設計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振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。因為一個機器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機器周期為1us。 時鐘電路圖 復位電路的設計復位方法一般有上電自動復位和外部按鍵手動復位，單片機在時鐘電路工作以后, 在RESET端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復位信號持續(xù)時間應不小于2us。該復位電路連接單片機的RESET引腳。 復位電路圖 數(shù)碼管顯示報警電路的設計由2個數(shù)碼管接上電阻后連上單片的P0,P2輸入輸出口的引腳，外接VCC，當單片機的相應引腳被置低電平后，數(shù)碼管顯示相應的數(shù)字，起到報警作用。注：當P0口輸出0F9H時，數(shù)碼管DS1顯示數(shù)字1，當P2口輸出025H時，數(shù)碼管DS2顯示數(shù)字2。 發(fā)光二極管報警電路圖 聲音報警電路的設計如下圖所示，用一個Speaker和三極管、構成聲音報警電路，低電平觸發(fā)。 聲音報警電路圖 8051系列芯片中AT89S51簡介 AT89S51引腳圖 AT89S51主要功能列舉如下：為一般控制應用的 8 位單芯片晶片內部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）內部程式存儲器（ROM）為 4KB內部數(shù)據存儲器（RAM）為 128B外部程序存儲器可擴充至 64KB外部數(shù)據存儲器可擴充至 64KB32 條雙向輸入輸出線，且每條均可以單獨做 I/O 的控制5 個中斷向量源2 組獨立的 16 位定時器1 個全多工串行通信端口18751 及 8752 單芯片具有數(shù)據保密的功能1單芯片提供位邏輯運算指令 AT89S51各引腳功能介紹：VCC：AT89S51 電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。RESET：AT89S51的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內部特殊功能寄存器之內容均被設成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當此引腳接低電平后，系統(tǒng)會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S51可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進鎖存器中，因為AT89S51是以多工的方式送出地址及數(shù)據。平時在程序執(zhí)行時ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為Program Store Enable的縮寫，其意為程序儲存啟用，當8051被設成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S51可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（～）：端口0是一個8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，，依此類推。其他三個I/O端口（PPP3）則不具有此電路組態(tài)，而是內部有一提升電路，P0在當做I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據總線（D0～D7）。設計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。PORT2（～）：端口2是具有內部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載，若將端口2的輸出設為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。P2除了當做一般I/O端口使用外，若是在AT89S51擴充外接程序存儲器或數(shù)據存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當做I/O來使用了。PORT1（～）：端口1也是具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負載，同樣地若將端口1的輸出設為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據。如果是使用8052或是8032的話，，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（～）：端口3也具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部數(shù)據存儲器內容的讀取或寫入控制等功能。其引腳分配如下：：RXD，串行通信輸入。：TXD，串行通信輸出。：INT0，外部中斷0輸入。：INT1，外部中斷1輸入。：T0，計時計數(shù)器0輸入。：T1，計時計數(shù)器1輸入。：WR：外部數(shù)據存儲器的寫入信號。：RD，外部數(shù)據存儲器的讀取信號。 熱釋電紅外傳感結構原理被動式熱釋電紅外探頭[3]的工作原理及特性： 一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10um左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10UM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，電后續(xù)電路經檢驗處理后即可產生報警信號。 1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。 為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲尼爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。 被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。 一旦人侵入探測區(qū)域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，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，經信號處理而報警。 菲尼爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴密。第四章 系統(tǒng)軟件設計 軟件簡介 Proteus軟件簡介及使用Protues軟件是英