【正文】 輸出電壓。此時 LM393的 1腳輸出的是一個方波信號，然后將之輸入到一個 V/I 轉(zhuǎn)換器 INA105,它的輸出將是一個 4~20mA 的電流信號，以便于遠距離傳輸。 紅外線探測放大電路與 單片機的具體連接見附錄總圖。 在發(fā)光二極管通過電流脈沖時 ， 發(fā)光二極管在電流持續(xù)的時間內(nèi)導通 。 8 9C 51P 1. 01 2A7 40 7R12 00L E D1 2A7 4F 04R23K5 V 5V1 6 5輸出 圖 光電耦合器 4N25 的接口電路 光電耦合器常用于較遠距離的 信號隔離傳送。偏置電路是為各級提供合適的工作電流。 圖 集成電路運放大器內(nèi)部組成原理框圖 +NPO 圖 集成電路運算放大器代表符號 由于激光調(diào)阻值精度極高，用它組成增益為 1的電壓跟隨器（緩沖器）時，其增益誤差小于 %,非線性誤差小于 %。其中 REF 為 V10 的基準電源 。 輸出的電流 )/125/1)(( 210 RKVVI ??? 。 該器件核心部分是一個精密運算放大器，其失調(diào)電壓典型值僅為V?50 ，共模抑制比大大于 dB86 ，失調(diào)電壓漂移 CVo/5? 。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 43 集成電路運算放大器 集成電路運算放大器是一種高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多極直接耦合器放大電路，它的類型很多，電路也不一樣，但結(jié)構(gòu)具有共同之處，圖 表示集成運放的內(nèi)部電路組成框圖。 4N25 起到耦合脈沖信號和隔離單片機系統(tǒng)與輸出部分的作用，使兩部分的電流信號獨立。當電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光時，光電晶體管受光的影響在 cb 間和ce 間有電流流過，這兩個電流基本上受光的照度控制，常用 ce 極間的電流作為輸出電流，輸出電流受 ceV 的電壓影響很小，在 Vce 增加時，稍有增 加。其中C C5 一定要用漏電極小的鉭電容，否則調(diào)試會受到影響。由紅外線傳感器、 晶體三極管、運算放大器 、電壓比較器、 V/I 轉(zhuǎn)換器 等組成。當光線透過“ 窗口 ” 照射到光敏二極管管心上時， PN 結(jié)反向漏電流增大，此時的漏電流稱為 光電流；而無光照時， PN 結(jié)反向漏電流很小，此時的漏電流稱為暗電流。 S 輸出D 電源E 地+－＋－D 地S 輸出E 地 單元件熱釋紅外線傳感器 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 36 熱釋紅外線傳感器典型電路 紅外光敏二極管警燈電路 圖 中， VDP 是紅外光敏二極管，在電路中反向連接。熱釋紅外線傳感器的文字符號為 AT。由于他是不可見光，因此用他做防盜報警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強。 ? 70 ~ ： 8 位數(shù)據(jù)輸出線。但是，在對外部存儲器進行讀 /寫操作時，地址必須保持不變，這就需要適當?shù)募拇嫫鞔娣诺?8 位地址，這個外接的寄存器就稱為地址鎖存器。該端主要用于顯示多位數(shù)字時，多個譯碼之間的連接。當 BI/RBO 作為輸入使用且 BI=0 時，無論其他輸入端是什么電平，所有各段輸出 ga~均為 0，所以字型熄滅。在實際應用中， 15~10 并不采用，而是兩位數(shù)字顯示器進行顯示。因此數(shù)字顯示是許多數(shù)字 設(shè)備不可缺少的部分，本設(shè)計中發(fā)生盜情時要讓主人知道具體發(fā)生在哪點，所以直觀地用 LED 顯示數(shù)字 4?? ，表示相對應的地點，很是一目了然。 在這種方式下， A口為 8位雙向總線， C口的 7~3 PCPC 用來作為輸入 /輸出的同步控制信號。 這種方式不需要任何選通信號。當 RESET復位時，控制寄存器被清除，且 PA、 PB、 PC口被設(shè)定為輸入口，因此 RESET引腳應與 CPU的 RESET接在一起，產(chǎn)生一致的復位動作。 /WR=0且 /CS=0時， CPU將數(shù)據(jù)寫入 8255A。 D0～ D7： 8位三態(tài)雙向輸入 /輸出通道是 8255A與 CPU接口的數(shù)據(jù)總線。 8255A 的引腳和結(jié)構(gòu) 8255A的引腳如圖 。 特性 (1)RESET 信號 /RESET 信號輸出； (2)域值值為 、用于 電源失效或低電源警告的獨立比較器； (3)手動復位輸入； (4)需要 100uA 的電源電流； (5)復位域值為： 、 、 ； 引 腳圖 MAX708 的引腳圖如右所示： 圖 MAX708 的管腳圖 單片機復位設(shè) RST 引腳是復位輸入信號，高電平有效。 AT89C51定時器 /計數(shù)器相關(guān)的控制寄存器介紹： 定時器 /計數(shù)器的控制寄存器 TCON 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 17 工作方式控制寄存器 TMOD TMOD 用于設(shè)定定時器 /計數(shù)器的工作方式，不可位尋址，只能用字節(jié)傳送指令，字節(jié)地址為 89H，其各位定義如下： C/T 計數(shù)方式 /定時方式選擇位。一定容量的 RAM 集成在單片機內(nèi)，提高了單片機的運行速度，也降低了功耗。 控制器是識別指令并根據(jù)指令性質(zhì)協(xié)調(diào)計算機內(nèi)各組成單元進行工作的部件。 （ 2） XTAL2—— 片內(nèi)振蕩器反向放大器的輸出端。在片外程序存儲器取址期間，當 有效時，程序存儲器內(nèi)容被送至 P0 口（數(shù)據(jù)總線）；在訪問外部 RAM 時， 無效。 P3 口也可做通用 I/O 口使用。 （ 2） P1 口 —— 8 位、準雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電阻。 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 II 89 系列單片機是 以 8031 核構(gòu)成的，所以與 8051 系列單片機相互兼容。此外， BI／ ATu89C51 還支持由軟件選擇的二種掉電工作方式。河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文 II 第 2 章 單片機系統(tǒng)的硬件設(shè)計 單片機控制的紅外線報警系統(tǒng)工作原理單片機控制的報警器采用紅外傳感器裝置檢測防區(qū)內(nèi)有人體移動輻射的紅外熱能，專用紅外傳感處理集成電路對接收信號處理，傳遞給單片機控制器，單片機進行智能控制，啟動高分貝嗽叭現(xiàn)場報警，并借助與報警系統(tǒng)相連的電話機進行撥號報警， 同時啟動照相機進行拍照．此系統(tǒng)特點：只要在警戒區(qū)空間探測到非法活動人體，就可以立即啟動系統(tǒng)進行自動報警．這種報警裝置具有誤報率低，抗干擾能力強、多種附帶功能用途、安全可靠、 安裝使用方便等特點，適合于家庭、辦公室、商場、沿街店面、微型汽車、車庫、倉庫等場合． 由于該系統(tǒng)主要用于多點集中檢測報警，故應能對受監(jiān)測點進行巡回檢測，為防止誤報警，當檢測到某點有盜請時該系統(tǒng)應延時再進行檢測一次，若確有盜情方可報警，并用數(shù)字指示出被盜地點。 本文主要工作 1. 在設(shè)計之前首先對本課題做了廣大的市場調(diào)研工作，進行分析、對比、總結(jié)，再進行方案選擇論證。周界報警系統(tǒng)：在小區(qū)的圍墻上設(shè)置主 動紅外對射式探測器，防止罪犯由圍墻翻入小區(qū)作案，保證小區(qū)內(nèi)居民的生活安全 [4]。 紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進科學技術(shù)的重要組成部分，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應用。 程 序確認后，發(fā)出報警聲音，還可以根據(jù)需要設(shè)置拍照、自動拔報警電話等個性化的服務． 關(guān)鍵詞 ： AT89C51 單片機 、紅外線傳感器、報警器。當無人遮擋紅外光時，鎖相環(huán)輸出低電平，報警處于監(jiān)控狀態(tài)；一旦有人闖入便遮擋了紅外光，則鎖相環(huán)失鎖，輸出高電平，驅(qū)動繼電器接通無線發(fā)射電路，監(jiān)控室便可接收到無線報警信號，并可區(qū)分報警地點。一 旦出現(xiàn)盜情，由單片機接收有效信號，并發(fā)出報警命令，即進行聲光報警，并指示被盜地點，提醒有關(guān)人員進行有關(guān)措施。具體到設(shè)計時 ,又分硬件設(shè)計和軟件設(shè)計，硬件設(shè)計主要分兩大部分：單片機部分和檢測部分。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(shè)計采用低功耗，高性能的 89C51 單片機 ,北京集成電路設(shè)計中心推出的 BI／ ATu89C51 的單片機。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)硬件總圖 其具體電路圖見附錄總圖。 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。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）。 （ 2） GND—— 電源地。中央處理器主要包括運算器和控制器。 程序在開發(fā)和調(diào)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(nèi)Flash 存儲器 總線控制 片內(nèi) 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(shù)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。這主要是解決 CPU 的高速處理能力和外部設(shè)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(qū)動能力，輸出接口電路具有鎖存器和驅(qū)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。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)。所以 ,MAX708 與AT89C51 及 8255 的接口電路如 所示。 （ 2） PB口：一個 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器；一個 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。 /RD：讀取使能，低電平動作。當 CPU執(zhí)行 “ 讀取 ” 或 “ 寫入 ” 時，都經(jīng)由此數(shù)據(jù)總線緩沖器傳送或接收數(shù)據(jù)碼、控制命令碼等。 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。 方式 1（選通輸入 /輸出方式）。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。 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。 7448 七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū) 動共陰極顯示器。此時 BI/RBO 是輸出端，且 RBO=0。 圖 單片機與 7448 譯碼驅(qū)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）。當該信號為 低電平時，鎖存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當 G 保持低電平時，即輸入端數(shù)據(jù)變化也不會影響輸出端狀態(tài)，從而實現(xiàn)了鎖存功能。 金屬、塑料封裝熱釋紅外傳感器，內(nèi)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(cè)面裝有濾光鏡片，用來選擇接收不同波長的熱釋紅外線。經(jīng)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 。 我們將本裝置安裝在走廊的一側(cè)，其對面安裝一只白熾燈（燈光中含有紅外光）， VL 不亮。 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(shè)計出以下紅外線探測信號放大電路。 U2 采用進口器件 Q74，波長為 m?109? 。 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(zhuǎn)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。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(chǎn)生的影響。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。該器件最大工作電壓為 177。 2 5 K2 5 K 2 5 K2 5 KI NA 1 0 52376415 S E NV+V0VR E F I N+ I N 圖 INA105 精密多功能運