【正文】 ???? ? ? ? ? 38 概述 ?????????????????????? ? ? ? ? 38 總體設(shè)計(jì) ???????????????????? ?? ?? 39 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ????????? ?? ?????? ?? ??? 39 硬件電路實(shí)現(xiàn) ?????????????????? ?? ?? 39 軟件程序的實(shí)現(xiàn) ????????????????? ?? ?? 40 總 結(jié) ???????????????????????? ?? ?? 44 7 前 言 隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員 流動(dòng)性增大，社會(huì)治安狀況更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元 —— 家庭的防范問(wèn)題就顯得尤為重要。1 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 學(xué) 院： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2021 年 5 月 02 日 2 大 連理工大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 紅外線防盜報(bào)警器設(shè)計(jì) 總計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 50 頁(yè) 表格 2 個(gè) 插圖 27 幅 3 外 線防盜報(bào)警器 摘要 伴隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高，擁有了更多的奢飾品，因此防盜就成了一項(xiàng)重要的課題。 Infrared send and receive。同樣要感謝我的老師和同學(xué)，他們?cè)诰窈椭R(shí)方面給于了很大的支持和幫助，在此，我向他們表示深深的謝意。 10 紅外線防盜報(bào)警 器的基本組成 紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)有四部分組成： （ 1） 電源電路 該電路包括：保險(xiǎn)管、變壓器、橋式整流器、電解電容、三端穩(wěn)壓器。 圖 電源電路模塊 11 （ 2） 紅外線發(fā)射： 圖 紅外線發(fā)射端 紅外線發(fā)射燈 陽(yáng)極接 +5V電壓，陰極接單片機(jī) P1 口， P1 口設(shè)置為輸出狀態(tài)，當(dāng) P1 口為“ 0”時(shí)，紅外線發(fā)射燈發(fā)出紅外線。 13 （ 4）聲光報(bào)警電路 圖 聲光報(bào)警電路 555 定時(shí)器、揚(yáng)聲器、普通綠色發(fā)光二極管等組成聲光報(bào)警電路。安全問(wèn)題已成為整個(gè)國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。門(mén)和鎖具我們用了幾千年，直到 20 世紀(jì)八、九十年代，城市家庭才興起防 盜門(mén)和防盜鎖，隨著社會(huì)的進(jìn)步和需要，人們的生活水平和安防意識(shí)的提高，更先進(jìn)的家用防盜產(chǎn)品必將成為安防消費(fèi)的主流并最終取代舊的安防產(chǎn)品，這是社會(huì)進(jìn)步的必然。1時(shí)，流過(guò)電流 205。 當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí)，一次側(cè)僅流過(guò)主磁通的電流（ 205。 上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢(shì)平衡作用，變壓器就是通過(guò)磁勢(shì)平衡作用實(shí)現(xiàn)了一 、二次側(cè)的能量傳遞。脈動(dòng)系數(shù) S 定義為二次諧波的幅值與平均值的比值 。此時(shí) C相當(dāng)于并聯(lián)在 v2上，所以輸出波形同 v2 ，是正弦波。電容濾波過(guò)程見(jiàn)圖。當(dāng) v2處于負(fù)半周，二極管 4 導(dǎo)通，變壓器次端電壓 v2給電容器 C充電。變壓器副邊電流有效值 2I與 0I負(fù)載電流平均值 一般按下式計(jì)算： 2 (~2) LII? (3)外特性 整流 濾波電路中，輸出直流電壓 VO隨負(fù)載電流 IO的變化關(guān)系曲線如圖所示。 22 （ 1）啟動(dòng)電路 在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當(dāng)輸入電壓 V1接通后，這些恒流源難以自行導(dǎo)通，以致輸出電壓較難建立。同時(shí)，對(duì)穩(wěn)壓管 DZ2采用恒流 源供電，從而保證基準(zhǔn)電壓不受輸入電壓波動(dòng)的影響。假設(shè)圖 1中的 DZ DZ4和 R14不存在， R15兩端短路。 VBE12的值為 經(jīng)整理后得 顯然，（ VI – VO）越大，即調(diào)整管的 VCE值越大，則 IO越小，從而使調(diào)整管的功耗限制在允許范圍內(nèi)。 24 第三章 紅外線發(fā)射和接收系統(tǒng) 紅外線簡(jiǎn)介 一切物體在高于絕對(duì)零度時(shí)都會(huì) 發(fā)射熱輻射。 電磁輻射不是一種熱介質(zhì)，而是被受體吸收后引起受體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的一種熱效應(yīng) 紅外輻射作為一種電磁輻射，具有波動(dòng)性和量子性雙重屬性，因此，紅外輻射即遵從波動(dòng)規(guī)律，又以紅外光量子的形式存在，并同樣簡(jiǎn)稱(chēng)為光子 218μ m 的波段涵蓋了遠(yuǎn)紅外的全部波段及極小部分中紅外和甚遠(yuǎn)紅外波段。 當(dāng)電壓越過(guò)正向閾值電壓（約 左右）電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。發(fā)射管和接收管分別安裝在門(mén)和窗的適當(dāng)位置，當(dāng)有人闖入時(shí)遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，經(jīng)反相器 CC4069 的驅(qū)動(dòng)作用， 位高電平。 AT89S51 的 CPU 是一個(gè)字長(zhǎng)為 8位的中央處理單元，即它對(duì)數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。 8. 終端系統(tǒng) AT89S51 的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿(mǎn)足一般控制應(yīng)用的需要。 GND：接地。 P2 口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2 口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸 出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故 。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。注意加密方式 1 時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 機(jī)器周期：一個(gè)機(jī)器周期包含 6 個(gè)狀態(tài)周期 S1~S6, 也就是 12 個(gè)振蕩周期。程序控制是指 計(jì)算機(jī)能自動(dòng)地逐一取出程序中的指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)等特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)對(duì)各功能部件工 作狀態(tài)的影響。由于復(fù)位后 PC=0000H，因此程序執(zhí)行總是從地址 0000H 開(kāi)始，為此就得在 0000H 處開(kāi)始的存儲(chǔ)單元安放一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令，以便跳轉(zhuǎn)到實(shí)際程序的入口去執(zhí)行。 CHMOS 型單片機(jī)的節(jié)電方式是由特殊功能寄存器 PCON 控制，其具體使用可參考相關(guān)書(shū)籍和手冊(cè)。 保險(xiǎn)位一旦寫(xiě)入，內(nèi)部程序存貯器便 不能再被寫(xiě)入和讀出校驗(yàn)，而且也不能執(zhí)行外部存貯器的程序。指令一般有兩部分組成，即操作碼和操作數(shù)。 1. 尋址方式 包括：立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址（基址寄存器 + 變址寄存器間接尋址）、相對(duì)尋址、位尋址，共 7種尋址方式，且每種尋址方式所涉及的存儲(chǔ)器空間各有不同。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤(pán)控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。 手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如下圖 所示； 圖 中斷服務(wù)程序工作流程圖 1. 主程序清單如附錄 A所示 其中， 10 秒鐘的定時(shí)采用定時(shí)器 T0 定時(shí)工作在方式 1 ,單片機(jī)晶振Fosc=12MHz，所以機(jī)器周期 T=12 t0=12 (1/12MHz)=1us 設(shè)定時(shí)器 T0初 始值為 X，則： (2∧ 16X) 1us=50ms 從而可知定時(shí)器 T0初始值 X= 6553650000=15536=3CB0H,在此用 50H、 51H單元分別進(jìn)行 1 秒和 10 秒的計(jì)數(shù)，它們內(nèi)的賦值分別為 14H、 0AH ， T0 的初值置為 TL0=0B0H、 TH0=3CH。在中斷繼續(xù)檢測(cè)是否有輸入信號(hào) LN2:RETI 以上程序所編寫(xiě)的程序，通過(guò) Keil 編譯軟件已經(jīng)編譯通過(guò)，同時(shí)運(yùn)行效果 已經(jīng)通過(guò)仿真軟件 Proteus 仿真，可以達(dá)到預(yù)定設(shè)計(jì)的目的，仿真效果圖如下圖 所示 ； 圖 結(jié)果仿真效果圖 43 通過(guò)仿真圖可以看出 ,該設(shè)計(jì)程序的結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的目的 ,通過(guò)多次調(diào)試和修改，且在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮到各方面的干擾以及輸入輸出信號(hào)在工作中的不穩(wěn)定因素，都應(yīng)該在程序設(shè)計(jì)或硬件外圍電路中對(duì)這些干擾和不穩(wěn)定因素進(jìn)行消 除 和穩(wěn)定。掌握了 Protel 的使用方法，并成功繪制了應(yīng)用電路所用到的電路原理圖。我非常感謝我的老師和幫助過(guò)我的同學(xué)們，我在這里對(duì)他們說(shuō)一聲謝謝，謝謝他們的關(guān)心和支持。這為以后踏上工作崗位更好的學(xué)習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。這些在我以后的學(xué)習(xí)生活和工作中，會(huì)給我極大的激勵(lì)和幫助，在我遇到困難的時(shí)候，會(huì)為我掃清障礙，幫我克服困難。 但在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，也暴露出了不少問(wèn)題，如基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢，浪費(fèi)了不少時(shí)間。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)生活的一次總結(jié)，是大學(xué)階段所交的最后一份答卷，是人生中難得的經(jīng)歷 ，每個(gè)人都對(duì)此報(bào)以極其認(rèn)真的態(tài)度，并全身心的投入，付出極大的精力和時(shí)間。延時(shí)消抖 JNB ,LN1 AJMP LN2 。當(dāng)報(bào)警延遲 10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，然后通過(guò)ＬＥＤ顯示報(bào)警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警 10s 鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱(chēng)。且不同種類(lèi)的單片機(jī)其指令系統(tǒng)一般是不同的。 在 80C51 指令系統(tǒng)中，操作數(shù)可以是 3 個(gè)，也可以沒(méi)有。 4． 4 AT89S51 的指令系統(tǒng) 指令是規(guī)定計(jì)算機(jī)進(jìn)行某種操作的命令，一條指令只能完成有限的的功能，為使計(jì)算機(jī)完成一定的或復(fù)雜的功能就需要一系列指令。要讀出的程序存貯器單元地址由 P1 口和P2口的 ~ 送入， P2 口的其他引腳及 PSEN 保持低電平， ALE、 EA 和 RST接高電平，檢驗(yàn)的單元內(nèi)容由 P0 口送出。在掉電方式中，振蕩器工作停止，單片機(jī)內(nèi)部所有功能部 件停止工作。前兩種見(jiàn) 圖 所示。單片機(jī)除了正常的初始化外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯(cuò)或由于 操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時(shí)，也需要按復(fù)位鍵重啟機(jī)器。 一般情況下，算術(shù)邏輯操作發(fā)生在時(shí)相 P1 期間，而內(nèi)部寄存器之間的傳送發(fā)生在時(shí)相 P2 期間，這些內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)無(wú)法從外部觀察，故用 XTAL2 引腳振蕩信號(hào)作參考。 圖 振蕩周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指 令周期 振蕩周期：是指為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號(hào)的振蕩源的周期。 圖 （ 2） 芯片擦除 整個(gè) EPROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE 管腳處于低電平 10ms 來(lái)完成。 5 個(gè)中斷源 主要特性 ： /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào) 端 。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作 為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 28 管腳說(shuō)明 ATMEL公司 的 AT89S51是一種高效微控制器 。 5. 并行 I/O 口 AT89S51 共有 4 個(gè) 8 位的 I/O口（ P0、 P P P3 口），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入、輸出。 圖 AT89S51 單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。 紅外二極管的最大輻射強(qiáng)度一般 在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，（采用 940 ～ 950nm 波長(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）和壽命長(zhǎng)。 紅外輻射也具有光量子的特征，這種微粒我們稱(chēng)為光子。當(dāng)某種原因（過(guò)載或環(huán)境溫升）使芯片溫度上升到某一極限值時(shí)， R3上的壓降隨 DZ2的工作電壓升高而升高，而 T14的發(fā)射結(jié)電壓 VBE14下降，導(dǎo)致 T14導(dǎo)通， T13也隨之導(dǎo)通。這種簡(jiǎn)單限流保護(hù)電路的不足之處是只能將輸出電流限制在額定值以?xún)?nèi)。這樣就減輕了 T8的過(guò)多負(fù)擔(dān)，使 IC8的變化范圍縮小。 T4的集電極電流通過(guò) DZ2以建立起正常工作電壓，當(dāng) DZ2達(dá)到和 DZ1相等的穩(wěn)壓值，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電路啟動(dòng)完畢。因此，對(duì)于不同的 C 值，又不同的輸出電壓 0V，對(duì)于單相橋式整流電容濾波電路當(dāng)滿(mǎn)足的關(guān)系，并且整