【正文】 關措施。 。具體到設計時 ,又分硬件設計和軟件設計，硬件設計主要分兩大部分：單片機部分和檢測部分。該系統(tǒng)的傳感器可選用接觸式、斷開式等開關量傳感器；系統(tǒng)終端部分選用音響報警電路及數碼顯示電路；其中數碼顯示由譯碼驅動器譯碼驅動。系統(tǒng)基本框圖如下所示 : 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 II 單片機的選擇 本設計采用低功耗，高性能的 89C51 單片機 ,北京集成電路設計中心推出的 BI／ ATu89C51 的單片機。非常適用于電池供電或其他要求低供耗場合。 圖 系統(tǒng)結構硬件總圖 其具體電路圖見附錄總圖。這個系列對于以 8051 為基礎的系統(tǒng)來說，進行取代和構造十分容易。 P0 口也可做通用 I/O 口使用，但需要加上拉電阻，變?yōu)闇孰p向口。 P1 口是為用戶準備的 I/O 雙向口。用做輸入時，應將輸出鎖存器置 1。用做輸入時，應將輸出鎖存器置 1。 （ 2） —— 外部程序存儲器訪問允許信號 EA（ External Access Enable）。 （ 4） —— 低字節(jié)地址鎖存信號 ALE（ Address Latch Enable）。 （ 2） GND—— 電源地。使用片內振蕩器，連接外部石英晶體和微調電容。中央處理器主要包括運算器和控制器?？刂破髦饕ǔ绦蛴嫈灯?PC（ Program Counter）、 PC 增量器、指令寄存器、指令譯碼器、定時及控制邏輯電路等。 程序在開發(fā)和調試成功之后就永久性地駐留在程序存儲器中，在停機斷電狀態(tài)下代碼也中斷控制 CPU 片內Flash 存儲器 總線控制 片內 RAM 4 個 I/O 端口 定時器 1 定時器 0 ETC 振蕩器 串行端口 TXD RXD P0 P2 P1 P3 計數器 輸入 外部中斷 擴展中斷 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 16 不會丟失。標準 AT89 單片機的程序存儲器采用 4KB 的快速擦寫存儲器 Flash Memory,編程和擦除完全是電氣實現(xiàn)。這主要是解決 CPU 的高速處理能力和外部設備低速運行之間的速度匹配問題，并可以有效地提高 CPU 的工作效率；同時也提高了 CPU 對外的驅動能力，輸出接口電路具有鎖存器和驅動器，輸入接口電路具有三態(tài)門控制，成為接口電路的 基本特征。 C/T=0，選擇定時工作方式； C/T=1，選擇計數工作方式。復位信 號可由 VCC 電壓、手動復位輸入、或由獨立的比較器觸發(fā)。在振蕩器穩(wěn)定工作時，在 RST引腳施加兩個機器周期（即 24 個晶振周期）以上的高電平，將器件復位。所以 ,MAX708 與AT89C51 及 8255 的接口電路如 所示。 8255A的結構框圖如圖 。 （ 2） PB口：一個 8位數據輸出鎖存器和緩沖器；一個 8位數據輸入緩沖器。 RESET：高電平動作。 /RD：讀取使能，低電平動作。 A0、 A1：地址選擇線，用來選擇 8255A的 PA口、 PB口、 PC口和控制寄存器。當 CPU執(zhí)行 “ 讀取 ” 或 “ 寫入 ” 時，都經由此數據總線緩沖器傳送或接收數據碼、控制命令碼等。 /CS、 /RD河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 22 與 /WR均為低電平使能 ,當 /CS=0時 ,8255A被使能 ,A0、 A1為寄存器尋址輸入線，配合 /RD、 /WR用來選擇 3個輸入輸出寄存器、控制寄存器 ,并控制信息傳送方向。 A組控制電路控制 A口及 C口的高 4位； B組控制電路控制 B口及 C的低 4位。兩個 8位端口（口 A和口 B）和兩個 4位端口（口 C）。 方式 1（選通輸入 /輸出方式）。在這種情況下， B口和 C口的 2~0 PCPC 只能編程方式為 0或方式 1工作。圖中 8255A 的 PA 口地址為 7CH， PB 口地址為 7DH，河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 27 PC 口地址為 7EH，控制字寄存器地址為 7EH。并且采用 7448 譯碼驅動 ,為軟件提供了方便。 常用的 LED 顯示器有七段，這種顯示器 有共陰極和共陽極兩種。 abfcgdeD P Y[ L E D g n ]1234567abcdefg a. 分段布置圖 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 29 V C Ca b c d e f ga b c d e f g c. 共陽極 7448譯碼驅動 如前所述 ,分段式數碼管是利用不同發(fā)光段組合的方式顯示不同數碼管的。 7448 七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅 動共陰極顯示器。 ② 試燈輸入 LT 當 LT=0 時， BI/RBO 是輸出端，且 RBO=1，此時，無論其他輸入端是什圖 七段數字顯示發(fā)光段組合圖 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 30 么狀態(tài)，所有各段輸 出 ga~ 均為 1，顯示字型為 。此時 BI/RBO 是輸出端，且 RBO=0。 表 7448 功能表 十進制 或功能 輸 入 BI/ RBO 輸 出 字 型 LT RBI D C B A a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 H H H H H H H H H H H H H H H H X X X X X X X X X X X X X X L L L L L L L H L L H L L L H H L H L L L H L H L H H L L H H H H L L L H L L H H L H L H L H H H H L L H H H L H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H L H H L L L L H H L H H L H H H H H L L H L H H L L H H L L L H H H H H H H L L L L H H H H H H H H H H H L H H L L L H H L H L L H H L L H L H L L L H H H L L H L H H L L L L H H H L L L L L L L 消 隱 脈沖消隱 X H X L X X X X L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 31 燈 測 試 L X X X X X H H H H H H H H 從功能表可以看出，對輸入代碼 0000，譯碼條件是： LT 和 RBI 同時等于 1，而對其他輸入代碼則要求 1?LT ，這時候譯碼器各段 ga~ 輸出的電平是由輸入 BCD 碼決定的，并且滿足顯示字型的要求。 圖 單片機與 7448 譯碼驅動器及 LED 的連接圖 外部地址鎖存器 單片機中的 16 位地址，分為高 8 位（ A15～ A8）和低 8位（ A7～ 0）。在進行外部存儲器擴展時，凡具有輸入 /輸出控制的 8 位寄存器均可作為地址鎖存器 [8]。當該信號為 低電平時，鎖存器中數據輸出到數據輸出線。 （ a） 74LS273 (b) 74LS373 (c)8282 圖 地址鎖存器引腳圖 89C51 單片機 P0 口與地址鎖存器的連接方法如圖 所示。當 G 保持低電平時，即輸入端數據變化也不會影響輸出端狀態(tài)，從而實現(xiàn)了鎖存功能。而本設計輸入部分主河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 34 要是各種各樣的傳感器，不同類型的探測器用不同的手段探測各種入侵行為；若更換其他的傳感器，該系統(tǒng)還可以用于火災報警、煤 氣泄漏等報警。 金屬、塑料封裝熱釋紅外傳感器，內裝有變換阻抗用的 場效應晶體管，輸出阻抗一般為 ?k47~10 ，頂端或側面裝有濾光鏡片，用來選擇接收不同波長的熱釋紅外線。 圖 為熱釋紅外線傳感器典型應用電路。經晶體管 VT1和運算放大器 A1組成的兩級放大器將信號放大至 dB75~70 。當把它置于紅外光照強度很弱的環(huán)境中時， VDP 內部僅有極少的載流子流過，表現(xiàn)為高阻值；當它接收到一定強度的紅外光時 ，其內部的 PN 結載流子受紅外光激發(fā)而增多， VDP 反向電流增大，表現(xiàn)為低阻值。 我們將本裝置安裝在走廊的一側，其對面安裝一只白熾燈（燈光中含有紅外光）， VL 不亮。我們就是利用光敏二極管的這一特點，演變出許許多多的經典光敏二極管控制電路。 RLV D PU0E 圖 光敏二極管的典型應用電路 從以上兩個例子及資料中我們可以比較設計出以下紅外線探測信號放大電路。 D1S2E3U2Q 74V T 19 01 4+C14 7u / 16 VR21MR31K+C24 7uR14 7KR64 .7 K32184U 3AL M 3 5856784U 3BL M 3 58R71 0K+ C32 2u / 16 VR83 00 KC40 .0 1R41 00 KR51 00 K+C52 2u / 16 VR 111 0KR91 0KV D 2I N 40 01R P 11 00 K32148U 4AL M 3 93R 121 00 KR 134 70 KR 141 00 KV D 3I N 40 01R 153 00 K+ 6VR 101 00 KR 161 2. 5 KR 175 0KR 181K+ 10 VR e f1 I N2+ I N3V4S e ns e5O ut p ut6V+7NC8U6I N A 10 5R 195 0. 12+36U5O P 2 7R 205 0. 14 ~ 2 0m A熱釋電紅外線傳感器A圖 微弱信號放大電路 (1) 檢測部分： 傳感器采用帶菲涅耳透鏡的熱釋電紅外線傳感器。 U2 采用進口器件 Q74，波長為 m?109? 。 RP1 是調整靈敏度的關鍵元件，應選用線性高精度密封型。 8255 的每一個輸入輸出口都將接一個檢測來的信號信號，也就是每一路輸入都有一個檢測電路，它傳過來的是一個 mA20~4 的電流信號，接一個 250 歐姆的電阻使其轉換成 VV 5~1 的電壓信號，此電路中只可能為1V 和 5V 兩種情況，再通過一個電壓比較器 LM393,當 LM393（ U7）的 2 腳為 5V時，輸出為高電平，光電耦合器導通， 8255 的輸入口將為低電平（其余時刻為高電平），表示檢測到有人。光電晶體管的集電極電流 Ic 與發(fā)光二極管的電流 IF 之比稱為光電耦合器和電流傳輸比 CTR。 光電耦合器也可做線性耦合器運用 ,在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流 ,再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上 ,引起其亮度的變化 ,這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 42 光信號。輸出部分的地線接機殼或接大地，而 8031 系統(tǒng)的電源地線浮空，不與交流電源的地線相接。一方面可以起到隔離兩個系統(tǒng)地線作用，使兩個系統(tǒng)的電源相互獨立，消除地位不同所產生的影響。圖 集成電路運算放大器代表符號。此外還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動電路、過載保護電路以及高頻補償環(huán)節(jié)等。與常規(guī)集成運放不同的是，它在芯片上同時制作了四個電阻，分別連接運放的兩個輸入端，如圖 所示。該器件最大工作電壓為 177。式中 R 為外接電阻，改變不同的 R值可獲得 不同的 0I 值 。 2 5 K2 5 K 2 5 K2 5 KI NA 1 0 52376415 S E NV+V0VR E F I N+