【正文】 廣州大學(xué)松田學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 基于單片機(jī)的紅外鬧鐘裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 二○一三 年 六 月基于STC89C52單片機(jī)的紅外鬧鐘裝置設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要： 隨著生活節(jié)奏的提高，事務(wù)必的繁多，人們越來越離不開電子產(chǎn)品的定時(shí)提醒功能，而最典型的就是早晨的鬧鐘喚醒，很多人有賴床和睡回籠覺的壞習(xí)慣，影響上班上學(xué)，本文中將針對此部分人群設(shè)計(jì)一款具有強(qiáng)制喚醒功能的智能感應(yīng)鬧鐘。 單片機(jī)適用于機(jī)電一體化的智能產(chǎn)品，控制功能強(qiáng)，而熱釋電晶體作為紅外激光的一種較理想的探測器，被廣泛應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝置中，本設(shè)計(jì)基于以智能化強(qiáng)制喚醒方式，防止懶人賴床的設(shè)計(jì)理念，以STC89C52單片機(jī)控制為核心，結(jié)合DS1302時(shí)鐘芯片，1602 LCD液晶屏，按鍵電路，熱釋電紅外傳感器模塊，周期性遮光裝置。除了基本的鬧鐘功能，可以設(shè)置并且顯示年、月、日、時(shí)、分、秒、星期，主要實(shí)現(xiàn)智能紅外感應(yīng)功能，到達(dá)設(shè)置時(shí)間，能自能檢測床上一定范圍內(nèi)有無存在人體，有則驅(qū)動(dòng)鬧鈴并延時(shí)檢測，無則延時(shí)感應(yīng)檢測。設(shè)計(jì)特色在于鬧鐘理念的創(chuàng)新，及熱釋電紅外傳感器對靜止人體的感應(yīng)敏感度低的問題解決。關(guān)鍵詞：STC89C52，1602 液晶顯示屏，熱釋電紅外傳感器，DS1302時(shí)鐘芯片 Based on single chip microputer infrared alarm device design and implementationAbstract：With the improvement of life rhythm, the transaction will be a variety of perspectives, people more and more inseparable from electronic products regularly remind function, and the most typical is the alarm clock wake up in the morning and many people depend on the bed and sleep up bad habits, and affected to work or school, this article in view of this part design a crowd has forced intelligent sensing alarm clock wake up function.Microcontroller is applicable to mechanical and electrical integration of intelligent product, control function is strong, the pyroelectric crystal as an ideal detector, infrared laser is widely applied to various kinds of automation control device, this design is based on intelligent forced wake up way, prevent the lazy bed design concept, STC89C52 singlechip control as the core, based on DS1302 clock chip, 1602 LCD screen, button circuit, pyroelectric infrared sensor module, periodic shading device. In addition to the basic alarm clock function, can set up and display year, month, day, hours, minutes, seconds, weeks, and main function of intelligent infrared induction to set a time, and can detect the bed whether exist within a certain range of the human body, has the drive alarms and delay detection, no delay induced detection. Design feature is that alarm clock concept innovation, pyroelectric infrared sensor and low sensitivity to static human body induction of problem solving.Keywords： STC89C52, 1602 LCD, Pyroelectric infrared sensor, DS1302 clock chip目 錄1 緒 論 1 1 1 熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用 1 單片機(jī)與熱釋電紅外傳感器的結(jié)合 12 設(shè)計(jì)要求與方案論證 3 3 3 3 3 4 43 主要元件介紹 5 STC89C52 5 STC89C52主要功能及PDIP封裝 5 STC89C52引腳介紹 5 DS1302時(shí)鐘芯片介紹 6 DS1302概述 6 DS1302引腳介紹 7 DS1302時(shí)鐘芯片工作原理 7 DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 8 1602字符液晶介紹 8 1602液晶概述 8 1602引腳介紹 9 1602字符液晶使用基本操作時(shí)序 10 熱釋電紅外傳感器介紹 10 10 BISS0001紅外傳感器信號處理芯片 114 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 13 13 STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng) 13 14 15 15 16 16 16 17 18 HCSR501熱釋電人體感應(yīng)模塊介紹 19 205系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 22 22 236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 331 緒 論由于單片機(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(dòng)的人體進(jìn)入其范圍，紅外場發(fā)生波動(dòng)，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(dòng)水閥、火災(zāi)報(bào)警、照明設(shè)備的自動(dòng)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(dòng)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(dòng)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)用前景看好。比如：在房間無人時(shí)會(huì)自動(dòng)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(dòng)關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。開啟監(jiān)視器或自動(dòng)門鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)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?dòng)化控制裝置。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(huì)停下來，這種隨意性助長了“再睡一會(huì)”的賴床心理，人們往往遲到誤點(diǎn)之后才會(huì)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(dòng)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(dòng)控制電路來控制鬧鐘來進(jìn)行強(qiáng)制性提醒。2 設(shè)計(jì)要求與方案論證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。方案一: 使用STC89C52芯片作為硬件核心。STC89C52具備8KB ROM 存儲(chǔ)空間,512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，還帶有2K字節(jié)的EEPROM存儲(chǔ)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(chǔ)空間，256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，但沒有EEPROM存儲(chǔ)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。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(dòng)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。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(dòng)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,～。綜合考慮設(shè)計(jì)的實(shí)用性，故采用此方案。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。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 ROM32個(gè)雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率024MHz2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(chǔ)器讀選通信號EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)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、PPP3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，～P1口（Pin1～Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～ P3口（Pin10～Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～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)?1字節(jié)RAM的特點(diǎn)，提供秒、分、時(shí)、星期、月和年，一個(gè)月小與月大31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，具備閏年補(bǔ)償功能，工作電壓寬，~，雙電源供電模式（主電源和備用電源），同時(shí)提供對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信。DS1302如圖2所示。圖2 DS1302封裝圖 DS1302引腳介紹各引腳功能為：Vcc1： 主電源；Vcc2:備用電源。當(dāng)Vcc2Vcc1+，由Vcc2向DS1302供電；當(dāng)Vcc2Vcc1時(shí)