【正文】 5. DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD碼形式 ， 此外， DS1302 還 有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 2. 引 腳功能及結(jié)構(gòu) DS1302 的引腳排列，其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。半波整流利用二極管單向?qū)ㄌ匦裕谳斎霝闃?biāo)準(zhǔn)正弦波的情況下，輸出獲得正弦波的正半部分，負(fù)半部分則損失掉。 光束通 過(guò)光匯聚裝置與光學(xué)通路在檢測(cè)介質(zhì)內(nèi)部由光源以固定角度發(fā)射，并在介質(zhì)內(nèi)部傳播，通過(guò)固定位置的光檢測(cè)裝置，獲取傳播的光信號(hào)能量。光在光學(xué)通路中利用光的反射與折射原理進(jìn)行傳播，即 Snell–Descartes 定律： n1 sin θ 1= n2sinθ2 其中， n1 與 n2 分別表示光線在傳播過(guò)程中穿過(guò)的不同傳播介質(zhì)的折射率，如水與玻璃； θ1 與 θ2 分別表示光線傳播過(guò)程中穿過(guò)不同傳播介質(zhì)時(shí)的入射角與折射角。 DHT11 數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個(gè)數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。 6. 移動(dòng)探測(cè)器 移動(dòng)探測(cè)器包括微波 /超聲波移動(dòng)探測(cè)器 、偵光式移動(dòng)探測(cè)器、影像偵測(cè)器等，前兩者均利用多普勒效應(yīng)。接觸式的探測(cè)器有干簧管、微動(dòng)開關(guān)等，非接觸式的有利用哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 紅外線、超聲波和微波做成的探測(cè)器。 這些傳感器不僅能在人不能到達(dá)的 后對(duì)人有危險(xiǎn)的場(chǎng)所起到人的 ―耳目 ‖作用，而且還能突破人的生理界限，感受到人的感官所不能感受的外界信息，有效地延伸了人的感官，豐富了人們對(duì)外部世界的認(rèn)識(shí)。 在編程時(shí)， EA/Vpp 腳還需加上 21V 的編程電壓。 INTEL 的 MCS51 系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu) 的形式 。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 第 2 章 單片機(jī)原理介紹 單片機(jī)發(fā)展概況 微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用到人們?nèi)粘９ぷ骱蜕铑I(lǐng)域中去的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 傳感器技術(shù)是 21 世界人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國(guó)家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文主要介紹 以單片 微 機(jī) 8051 為核心 設(shè)計(jì) 的遙控 汽車 報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要 無(wú)線控制電路、主動(dòng) 紅外 傳感器、單片機(jī) 以及 溫度傳感器、報(bào)警電路 。從 20 世紀(jì) 80 年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國(guó)的西方國(guó)家也將此技術(shù)列為國(guó)家科技和國(guó)防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。它已經(jīng)深入應(yīng)用到非微型計(jì)算機(jī) 所無(wú)法應(yīng)用的領(lǐng)域，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生了極大的影響。 MCS51 的引腳說(shuō)明： MCS51 系列單片機(jī)中的 803 8051 及 8751 均采用 40Pin封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置， 40 個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4 組 8 位共 32 個(gè) I/O 口，中斷口線與 P3 口線復(fù)用。 單片機(jī)電路 本設(shè)計(jì)選用宏晶公司高性能單片機(jī) STC89C52 采用主控芯片，其管腳如圖 所示。 當(dāng)今人類已進(jìn)入信息時(shí)代，以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的信息處理、信息傳輸技術(shù)已滲透到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域。 通常，防盜探測(cè)器有如下 6 種類型。探測(cè)器發(fā)射微波 /超聲波，當(dāng)入侵者在探測(cè)區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，會(huì)使接受到的反射波有頻率差即多譜勒頻率，進(jìn)而被探測(cè)，此類探測(cè)器安裝位置應(yīng)避免震動(dòng)和其它波源的干擾；偵光式探測(cè)器則利用一對(duì)差動(dòng)式光電晶體探測(cè)器因人體移動(dòng)所致的環(huán)境光線的變化，但它應(yīng)安裝在背景光源穩(wěn)定之外，否則易產(chǎn)生誤報(bào)；影像偵測(cè)器利用電荷耦合式 CCD攝像機(jī)將入侵者圖像經(jīng)過(guò)類比對(duì)數(shù)位轉(zhuǎn)換器數(shù)字化，然后再比較先后兩幅圖的差異而進(jìn)行探測(cè)，它靈敏度高、穩(wěn)定、防磁、防震，但入侵者移動(dòng)極慢時(shí)會(huì)漏報(bào)。其 數(shù)據(jù)包由 5Byte（ 40Bit）組成。光電元件是光電傳感器中最重要的 部件，常見的有真空光電元件和半導(dǎo)體光電元件兩大類。相同的工作原理也大量的應(yīng)用于光纖通信技術(shù)中 [5]。橋式整流器利用四個(gè)二極管，兩兩對(duì)接。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容 。同樣，在緊跟 8 位的控制指令字后的下一個(gè) SCLK 脈沖的下降沿讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時(shí)從低位 0 位到高位 7。 DS1302是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后 備 電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后 備 電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA4D a t e : 1 2 J u n 2 0 0 8 S h e e t o f F i l e : E : \ 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2\ 汽車防盜報(bào)警 \ 李先達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì) \ 電路圖 \ 0 0 1 . d d bD r a w n B y :T1T R A N S 5V i n1GND2+ 5 V3U278051234D1B R I D G E 1C30 . 1 u F C40 . 1 u FE C 44 7 0 u F / 3 5V S SV i n2GND1 1 5 V3U37915V i n1GND2+ 1 5 V3U17815G N DC20 . 1 u FC10 . 1 u FE C 11 0 0 0 u F / 3 5E C 21 0 0 0 u F / 3 5E C 34 7 0 u F / 3 5V S SA C 2 2 2 0 1 5 V+ 1 5 V + 5 V 圖 42 電源電路圖 在電路實(shí)現(xiàn)過(guò)程中用到的橋式整流器主要功能是把交流電轉(zhuǎn)換成直流電， 橋式整流是對(duì)二極管半波整流的一種改進(jìn)。應(yīng)用于氣霧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的紅外光傳感器由光源，光檢測(cè)裝置與光組件（包括兩個(gè)匯聚鏡頭與光導(dǎo)通路）構(gòu)成，其利用的就是光線在傳播介質(zhì)內(nèi)部的全反射原理 。按光源的發(fā)光分類： X 光燈、紫外線光燈、可見光燈（即照明燈）、紅外光燈等等；按光的性質(zhì)分類：激光光源（平等光源）、普通光源（發(fā)散光源）。建議連接線長(zhǎng)度短于 20 時(shí)用 5K 上拉電阻，大于 20米時(shí)根據(jù)實(shí)際情況使用合適的上拉電阻。這種探測(cè)器常用于重要物品和特殊點(diǎn)的入侵探測(cè)。 圖 31 電子保安系統(tǒng) 防盜報(bào)警探測(cè)器的種類 防盜報(bào)警系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器采集的信息而報(bào)警的，按探測(cè)器工作方式不同，可分為接觸式和非接觸式兩大類。于是，仿效人體感官功能的各種傳感器及其技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生。顯然，對(duì)內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的 8031， EA 端 必須接地。 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 報(bào)警系統(tǒng)原理框圖 近年來(lái)，報(bào)警器行業(yè)發(fā)展非常迅猛，特別是光電防盜報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用最為廣泛，光電防盜報(bào)警系統(tǒng)以其監(jiān)測(cè)范圍寬，探測(cè)距離遠(yuǎn)，可靠性高，隱蔽性好等優(yōu)點(diǎn)著稱，雖說(shuō)報(bào)警器種類繁多，但基于單片機(jī)控制的報(bào)警器的基本結(jié)構(gòu)都大同小異，基本的原理框圖如圖 11所示： 圖 11 報(bào)警系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)核心部分是傳感器檢測(cè)和單片機(jī)的處理，利用傳感器檢測(cè)車的情況，傳感器一般采用雙鑒別模式即由兩個(gè)具有功能互補(bǔ)性的傳感器同時(shí)對(duì)室內(nèi)情況監(jiān)測(cè)，然后輸出兩路不同的信號(hào)，再經(jīng)過(guò)邏輯“與”關(guān)系判斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)有盜情時(shí)檢測(cè)電路輸出信號(hào)給單片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)輸入的信號(hào)發(fā)出報(bào)警指令給報(bào)警電路，從而觸發(fā)報(bào)警電路，達(dá)到能及時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警功能。當(dāng)盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)發(fā)生變化， 這種變化立即被經(jīng)過(guò)巧妙設(shè)計(jì)的多視場(chǎng)組合菲涅爾透鏡會(huì)聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉(zhuǎn)為電信號(hào)，這種信號(hào)經(jīng)信息處理部分放大，處理后立即輸出報(bào)警信號(hào)，然后通過(guò)傳輸送達(dá)監(jiān)控器，于是發(fā)出報(bào)警，示出事發(fā)地區(qū)?；诖爽F(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)了遙控汽車報(bào)警系統(tǒng)。 本系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線控制監(jiān)控系統(tǒng)啟動(dòng)、利用紅外線傳感器檢測(cè)，然后把信號(hào)輸入到單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)電路輸出的信號(hào)判斷是否啟 動(dòng)報(bào)警，同時(shí)采用溫度傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度，從而判讀汽車是否被啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的報(bào)警功能。而基于傳感器技術(shù)的光電防盜報(bào)警 系統(tǒng)也得到了高速的發(fā)展。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支，它以其獨(dú)特的機(jī)構(gòu)和性能，越來(lái)越普遍的應(yīng)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說(shuō)明： Pin9： RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng) 8051 通電，時(shí)鐘電路開始工作，在 RESET引腳上出現(xiàn) 24 個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。 圖 26 STC89C52 單片機(jī)管腳圖 本設(shè)計(jì)所用芯片為 52 內(nèi)核 8 位單片機(jī)，兼容 Intel等 52 內(nèi)核單片機(jī)，支持 ISP 下載，適用于常用檢測(cè)控制電路。電子計(jì)算機(jī)由于能夠部分地代替人的大腦勞動(dòng)，因而被譽(yù)為人的第二大腦。 1. 開關(guān)類 機(jī)械式開關(guān)在安保系統(tǒng)中已很少用，以磁簧開關(guān)為主，其觸點(diǎn)有常開與常閉之分，一個(gè)安裝在門窗上作為第一個(gè)層次的防護(hù)。 溫濕度 傳感器 DS18B20 溫度傳感器是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn) 9~12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。一次通訊時(shí)間最大 3ms，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分。它們的工作原理都基于不同形式的光電效應(yīng)。當(dāng)傳播介質(zhì)表面干燥時(shí)，光源發(fā)射的光束在傳播過(guò)程中發(fā)生全反射現(xiàn)象（可以是多次反射），反射后的光通過(guò)光匯聚裝置與光學(xué)通路后被光檢測(cè)裝置獲得，產(chǎn)生固定的能量或電信號(hào)，一旦有氣霧或液膜在檢測(cè)介質(zhì)形成，光線在檢測(cè)介質(zhì)中不在進(jìn)行全反射傳播，由 Snell–Descartes 定律，式（ 1）可知，只有部分光線仍能夠到達(dá)光檢測(cè)裝置，產(chǎn)生相應(yīng)的能量或電信號(hào)， 然后通過(guò)系統(tǒng)控制單元對(duì)接收到的電信號(hào)比較分析，進(jìn)而做出正確的判斷。輸入正弦波的正半部分是兩只管導(dǎo)通，得到正的輸出；輸入正弦波的負(fù)半部分時(shí)，另兩只管導(dǎo)通，由于這兩只管是反接的，所以輸出還是得到正弦波的正半部分。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～ FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。 圖 46DS1302 的控制字 4. 數(shù)據(jù)輸入輸出（ I/O） 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè) 318 的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。電路圖如 42 所示。通常光電傳感器測(cè)量的基本原理是光的傳播原理以及不同形式的光電效應(yīng)。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè) 參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，因此在檢測(cè)和控制領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。 接口說(shuō)明： DHT11 典型應(yīng)用電路如圖 24 所示，其連接電路簡(jiǎn)單，只需要占用控制器一個(gè) I/O 口即可完成上下位的連接。 5. 振動(dòng)探測(cè)器 振動(dòng)探測(cè)器以壓電式為主，它內(nèi)置的壓電應(yīng)變片可以探測(cè)到門、窗及其它物體被移動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生電信號(hào)的變化。其中，由傳感器所構(gòu)成的探測(cè)器相當(dāng)于人的眼睛，負(fù)責(zé)監(jiān) 視保護(hù)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的任何入侵活動(dòng) (如圖 31 所示 )。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類光靠自身的感覺(jué)器官來(lái)攝取外界信息已不能滿足要求，必須借助于能夠延伸人的感官的新技術(shù)手段來(lái)完成這一任務(wù)。如 EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。 8. 時(shí)鐘電路： 8051 內(nèi)置最高頻率達(dá) 12MHz 的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051 單片機(jī)需外置振蕩電容。 通過(guò)查找資料，采用無(wú)線發(fā)射與接收來(lái)控制是否進(jìn)入報(bào)警模式，通過(guò)紅外線判讀信號(hào)，再將信號(hào)通過(guò)電路傳輸給 8051 單片機(jī)處理，由單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)模塊輸入的信號(hào)來(lái)決定是不是對(duì)報(bào)警電路進(jìn)行觸發(fā)。當(dāng)警戒區(qū)內(nèi)無(wú)盜賊出現(xiàn)時(shí)，紅外輻射場(chǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無(wú)信號(hào)輸出。為對(duì)付不斷升級(jí)的盜車手段，人們研制出各種方式、各種結(jié)構(gòu)的防盜器，但汽車被盜還是非常嚴(yán)重。 關(guān)鍵詞 ： 8051 單片機(jī) ；紅 外傳感器； 18B20；無(wú)線發(fā)射和接收 哈