【文章內(nèi)容簡介】 c、抗燈光干擾：探測器在正常靈敏度的范圍內(nèi) ，受 3米外 H4 鹵素?zé)敉高^ 玻璃照射 ,不產(chǎn)生報(bào)警。 4） 紅外線熱釋電傳感器的安裝要求 紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件： 紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 米。 紅外線熱釋電傳感器遠(yuǎn)離空調(diào) , 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 紅外線熱釋電傳感器探測范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱 釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動的地方。 紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運(yùn)動方向關(guān)系很大。紅外線熱釋電傳感器對于徑向移動反應(yīng)最不敏感 , 而對于橫切方向 (即與半徑垂直的方向 )移動則最為敏感 . 在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán)。 [2] AT89S51 單片機(jī)概述 1） AT89S51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) AT89S51 單片機(jī)是美國 Atmel 公司生產(chǎn)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存取技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大。AT89S51 單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 圖 31為 AT89S51單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。有圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括 CPU、存儲器、可編程 I/O 口、定時器 /計(jì)數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個主要部分。 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 9 外時鐘源 外部事件 數(shù) 外中斷 控制 并行口 串行 通信 圖 14 AT89S51 功能方塊圖 （ 1） . 中央處理器（ CPU） 中央處理器是單片機(jī)最核心的部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，主要完成運(yùn)算和控制功能。 AT89S51 的 CPU 是一個字長為 8 位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按 字節(jié)為單位進(jìn)行的。 （ 2） . 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部 RAM） AT89S51 中共有 256 個 RAM 單元，但其中能作為寄存器供用戶使用的僅有前面128個，后 128 個被專用寄存器占用。 （ 3） . 內(nèi)部程序存儲器（內(nèi)部 ROM） AT89S51 共有 4 KB 掩膜 ROM，用于存放程序、原始數(shù)據(jù)等。 （ 4） . 定時器 /計(jì)數(shù)器 AT89S51 共有 2 個 16 位的定時器 /計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)定時和計(jì)數(shù)功能。 （ 5） . 并行 I/O 口 振蕩器和時序 OSC 程序存儲器 4 KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器 256 B RAM/SFR 定時器 /計(jì)數(shù)器 2 16 AT89S51 CPU 64 KB 總線 擴(kuò)展控制器 可編程 I/O 可編程全 雙工串行口 內(nèi)中斷 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 10 AT89S51 共有 4 個 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。 （ 6） . 串行口 AT89S51 有 1 個全雙工的可編程串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 （ 7） . 時鐘電路 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部有時鐘電路，但晶振和微調(diào)電容需要外接。時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列。 （ 8） . 終端系統(tǒng) AT89S51 的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。它共有 5 個中斷源： 2 個外部中斷源 /INTO 和 /INT1 ； 3 個內(nèi)部中斷源，即 2 個定時 /計(jì)數(shù)中斷，1個串行口中斷。 由上所述， AT89S51 雖然是一塊 芯片，但它包括了構(gòu)成計(jì)算機(jī)的基本部件，因此可以說它是一臺簡單的計(jì)算機(jī)。 AT89S51 較詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 15 所 示。 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 11 圖 15 AT89S51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 2） 管腳說明 ATMEL 公司 的 AT89S51是一種高效微控制器 。采用 40 引腳雙列直插封裝（ DIP）形式，如 圖 16所示。 AT89S51 單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 12 圖 16 DIP 封 裝 引 腳 圖 圖 17 SMT 的 封 裝 圖 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 13 FIASH 進(jìn)行校 驗(yàn)時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。 P2口： P2口為一個內(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 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將 輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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 。 P3 口也可作為 AT89S51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間 。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許 端 的輸出電平用于鎖存地址的地 無線報(bào)警器系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 14 址 字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號 端 。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 總體設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)： 熱釋電紅外傳探頭電路 、報(bào)警 電路、單片機(jī)、復(fù)位電路、 LED 顯示控制電路 及相關(guān)的控制管理軟件組成 ；它們之間的構(gòu)成框圖 如 圖 18總體 設(shè)計(jì)框圖所示： 圖 18 總體設(shè)計(jì)框圖 CPU AT89 S51 復(fù)位電路 信號檢測電路 LED 數(shù)字顯示 報(bào) 警執(zhí)行電路 LED 發(fā)光顯示 放大 驅(qū)動 驅(qū)動 驅(qū)動 無線報(bào)警器系統(tǒng)總 體設(shè)計(jì) 15 處理器采用 51系列單片機(jī) AT89S51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出ＴＴＬ 電平至 AT89S51 單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報(bào)警延遲 10s 一段時間后自動解除， 也可人工手動解除報(bào)警信號，然后通過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 鐘后有定時器實(shí)現(xiàn)自動消除報(bào)警。 無線報(bào)警器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 2. 無線報(bào)警器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 本電路實(shí)現(xiàn)的是一種基于單片機(jī)技術(shù)的無線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過以 AT89S51 單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號輸出，平時傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動時輸出低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖捷斎雴纹瑱C(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號，驅(qū)動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，同時通過顯示電路顯示出報(bào)警次數(shù)。 信號檢測與放大電路 針對 紅外輻射 信號的探測，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化的基于 單片機(jī) AT89S51 檢測 放大電路 電路實(shí)現(xiàn)功能 當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，然后經(jīng)放大電路將電信號放大傳給單片機(jī) 電路圖 圖 21 信號檢測與放大電路 無線報(bào)警器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 17 電子元件介紹 ， 反相器 74LS04（ 反相器是最簡單的門電路，它只有一個輸入端和一個輸出端，輸入和輸出都只有高電位和低電位 (在數(shù)字電路中稱之為高電平和低電平 )兩種相反的狀態(tài)，如果高電平用 “1”表示，低電平用 “0”表示，反相器輸出與輸入之間特定的邏輯關(guān)系就是 “輸入為 1，則輸出為 0；輸入為 0，則輸出為 1”，輸出總是輸入的否定 ） 電路實(shí)現(xiàn)原理 ： 此電路通過紅外探頭 PIR（ GSD）將人體輻射的紅外 光譜變換成電信號 ， 經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，再通過反向器 74LS04 送出ＴＴＬ電平至 AT89C51 單片機(jī)。 LED 顯示電路 針對報(bào)警次數(shù)的顯示，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化基于單片機(jī) ATS51 的 LED 顯示電路 電路實(shí)現(xiàn)功能 此電路實(shí)現(xiàn)的功能是顯示報(bào)警次數(shù) 信號 。 電路圖 圖 22 LED 顯示電路 無線報(bào)警器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 電路元件介紹 共陰數(shù)碼管 DS1（ 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段 數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。