【正文】 專業(yè)整理分享 摘 要 本文較為全面、系統(tǒng)地敘述了以MCS－51系列單片機為控制核心的防盜與恒溫功能的實現(xiàn)。以及驅(qū)動芯片、三極管、匯編語言程序設計、輸入\輸出技術的原理與應用。 在恒溫系統(tǒng)中，采用的是多點溫度采集，不同位置的溫度通過相應的數(shù)字溫度傳感器采集后傳送給控制核心——單片機。再經(jīng)過單片機對傳送來的各個溫度值進行與我們設置的溫度作比較來控制對應電機的工作。對于我們想要得要的溫度值是通過我們手動來實現(xiàn)的，即通過按鍵的來執(zhí)行增減的功能。 在防盜系統(tǒng)中，采用熱釋電紅外傳感器方法，即通過目標與背景的溫差來探測目標的，從而對控制核心——單片機來產(chǎn)生中斷。實現(xiàn)報警的功能。 關鍵字：單片機AT89C51 紅外對管 DS18B20AbstractThis paper is more prehensive systematically describes theMCS51 microcontroller to control the core temperature and securety functions.And the driver chip, transistor, assembly language programming ,input \ output technology and application of the principle. In the thermostat system, themultipoint temperature is collecting, Different locations through the temperature corresponding digital temperature sensors were collected transmitted to the control center MCUAfter MCU right to transmit all the values of temperature and thetemperature we set up for parison to the corresponding motor control work. We want to be in the temperature value through our manual to achieve, and that is through the implementation of key changes in the function.In the antitheft system, using the infrared, Through infrared dradiation to the transistor to control its on or not achieved, So as to control the core – MCU to generate interrupt, implementation alarm function.Keyword: AT89C51 Infrared diode DS18B20 完美DOC格式 目 錄第1章 概 述 1 課題背景 1 恒溫控制系統(tǒng)與防盜系統(tǒng)發(fā)展的概況 1第2章 方案的論證 2 設計任務及基本要求 2 方案及原理 3 對于恒溫控制的設計方案 3 對于防盜控制系統(tǒng)設計方案 4第3章 主要元件器件的介紹 6 數(shù)字溫度傳感器DS18B20 6 DS18B20的特性 6 外形和內(nèi)部結構 7 工作原理 8 驅(qū)動芯片74LS244 8 單片機AT89C51 9 基本結構 9 單片機外觀與引腳 9 控制信號或與其他電源復用的引腳 10 存儲器結構 12 單片機最小項系統(tǒng)電路 12 熱釋電紅外傳感器的結構原理 14 PIR的原理特性 16 液晶顯示電路（LCD12864） 16 LCD12864基本特性 17 LCD12864并行接口管腳圖 18 LCD12864控制器接口信號說明 19 LCD12864的基本指令集 19 BISS0001工作原理 21 步進電機原理 23 工作原理 24 脈沖信號的產(chǎn)生 27第4章 系統(tǒng)的硬件設計 28 總體設計方案 28 紅外防盜功能的實現(xiàn) 29 放大電路的設計 29 時鐘電路的設計 29 復位電路的設計 30 發(fā)光二極管報警電路的設計 31 聲音報警電路的設計 31 系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明 32第5章 系統(tǒng)的軟件設計 33 系統(tǒng)總程序流程圖 33 主程序工作流程圖 33 恒溫功能的電路實現(xiàn) 35 DS18B20溫度采集實現(xiàn)程序 35 顯示子程序的設置 36 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序 36 動態(tài)顯示子程序 37 溫度控制執(zhí)行子程序 39 按鍵功能程序的設置 41 軟件的程序?qū)崿F(xiàn) 41總 結 42致 謝 43參考文獻 44附錄1： 防盜與恒溫系統(tǒng)設計原理圖 45附錄2： 防盜與恒溫系統(tǒng)程序清單 46第1章 概 述 課題背景隨著時代的不斷進步，人們對自己所處環(huán)境的舒適性和安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，人們?yōu)榱藫碛幸粋€更舒適的生活環(huán)境，往往需要室內(nèi)擁有一個合理的溫度，可結合升溫和降溫設備，有效的應用到實際生活中。而且又不得不時刻留意那些不速之客。現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報警系統(tǒng)，因而大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財產(chǎn)安全。由于紅外線是不見光很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用。此外，在電子防盜、人體探測等領域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術性能穩(wěn)定等特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中主要的被控參數(shù)之一，與之相關的各種溫度控制系統(tǒng)廣泛應用于冶金、化工、機械、食品等領域。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設計一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的。目前國內(nèi)使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發(fā)射／接收以及微波等技術為基礎。而這里所設計的被動式紅外報警器則采用了美國的傳感元件——熱釋電紅外傳感器。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺瑫r，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置，也可以用于自動控制、接近開關、遙測等領域。第2章 方案的論證該設計包括恒溫控制和防盜控制兩部分，模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警等模塊子函數(shù)。紅外線防盜報警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報警器、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(jù)傳送、功能設定、本地報警等功能。終端由中央處理器。輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設定模塊等部門組成。 （1）系統(tǒng)可實現(xiàn)功能。當人員外出時，可把報警系統(tǒng)設置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來，當有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關，打開門限開關送出TTL電平至AT89C51單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。（2）紅外線具有隱蔽性，在露天防護的地方設計一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設計的要點：其一是能有效判斷是否有人員進入：其二是勁可能大地增加防護范圍。當然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標。至于報警可采用聲光信號。本設計從實際應用出發(fā)選取了體積小，精度相對高的數(shù)字式溫度傳感器元件DS18B20作為溫度采集器，單片AT89C51作為主控芯片，液晶顯示屏1602作為顯示輸出，實現(xiàn)了對溫度的實時測量與恒定控制。在防盜控制系統(tǒng)方面，利用熱釋電紅外傳感器的紅外輻射與紅外探測的原理，以熱釋電紅外線為數(shù)據(jù)采集部件，經(jīng)過比較放大之后，輸入單片機進行數(shù)據(jù)判斷及處理。當檢測到有被測物體進入測量范圍時，系統(tǒng)自動發(fā)出聲光報警信號，等待一段延時時間后自動消除報警信號，并可手動解除報警信號。并把采集到的數(shù)據(jù)傳輸給計算機統(tǒng)一處理。 方案及原理 對于恒溫控制的設計方案方案一：利用單片機實現(xiàn)恒溫控制 利用單片機實現(xiàn)溫度恒定的控制，系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場溫度的采集、實時溫度顯示。加熱控制參數(shù)設置、加熱電路控制輸出、報警裝置和控制核心AT89C51單片機作為微處理器。溫度采集電路以數(shù)字形式將現(xiàn)場溫度傳至單片機，單片機結合現(xiàn)場溫度與用戶設定的目標溫度，按照已經(jīng)編程固化的模糊奇偶那個值算法計算出實時控制量。以此控制量控制場效應管開通和關斷，決定加熱電路的工作狀態(tài)，使溫度逐步穩(wěn)定于用戶設定的目標值。在溫度達到設定的目標溫度后，由于冷卻溫度降低，單片機通過檢測到的溫度與設置的目標溫度比較，作出相應的控制開啟加熱片。方案二：利用PLC實現(xiàn)恒溫控制這用恒溫控制，采用PLC控制實現(xiàn)電熱絲加熱全通、間斷導通和全段加熱的自控式方式，來達到溫度的恒定。智能型點偶溫度表置于被測對象中，熱電偶的傳感器信號與恒定溫度的給定電壓進行比較，生成溫差，自適應恒溫控制電路根據(jù)差值大小控制電路的斷開。 對于方案一，采用單片機實現(xiàn)恒溫控制，該方案成本低，可靠性高，抗干擾性強，對于系統(tǒng)動態(tài)性能與穩(wěn)定性要求不是很高的場合時非常實用的。采用高精度的溫度傳感器：。在這種前提下通過單片機對偏差進行模糊控制運算，對調(diào)節(jié)加熱可達到控制溫度恒定。 對于方案二，采用的PLC實現(xiàn)恒溫控制，由于其PLC成本高且PLC外圍系統(tǒng)配置復雜，不利于我們的設計。由于數(shù)字調(diào)節(jié)和運算量大，相反對于AT89C51單片機只要選擇合適的參數(shù)對于溫度的控制精度往往能達到比較好的效果。綜合以上意見，本設計采用單片機來實現(xiàn)文的的控制。 對于防盜控制系統(tǒng)設計方案方案一 利用熱釋電紅外線傳感器實現(xiàn)防盜控制熱釋電紅外線傳感器（Pyroelectric Infrared Radial Sensor）是由一種高熱電系數(shù)的材料，制成的探測元件。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應管放大后向外輸出。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡。由于人體輻射的紅外線中心波長為9~10um，~20um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。而傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7~10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線的器件?！　　　√綔y器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內(nèi)地面上地小動物，一般不產(chǎn)生報警?！　　　?，一般手機電磁干擾不會引起誤報?！　　　√綔y器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受3米外H4鹵素燈透過玻璃照射，不產(chǎn)生報警。方案二 利用震動傳感器實現(xiàn)防盜控制振動傳感器（vibration transducer）是將振動信號（加速度、速度及位移）轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，振動傳感器在測試技術中是最關鍵部件之一，它的作用主要是將機械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。振動傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機械量做為振動傳感器的輸入量M，然后由機械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機械量N，最后由機電變換部分再將N變換為電量E，因此一個傳感器的工作性能是由機械接收部分和機電變換部分的工作性能來決定的。在防盜系統(tǒng)中常用的是機械式振動傳感器和壓電式振動傳感器。由于方案一本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉。所以選擇方案一。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3章 主要元件器件的介紹 數(shù)字溫度傳感器DS18B20 DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO92小體積封裝形式：溫度范圍為55℃~+125℃，可編程為9~12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出：其工作電源即可在遠端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生：多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根在線，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。 DS18B20的特性 DS18B20可以程序設定9~12位的分辨率，精度為+。可選更小的封裝方式，更寬的電壓使用范圍，分辨率的設定，及用戶的設定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的特性是新一代產(chǎn)品中最好的!性能價格比也非常出色！DS18B20的主要特性，電壓范圍：~，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B