【文章內(nèi)容簡介】 后堆棧在片內(nèi)RAM的08H單元處建立；(4) P0口～P3口鎖存器為全1狀態(tài)，說明復(fù)位后這些并行接口可以直接作輸入口，無須向端口寫1。定時器/計數(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)對各功能部件工作狀態(tài)的影響。 能部件工作狀態(tài)的影響。 圖 26: PC與SFR復(fù)位狀態(tài)表單片機在時鐘電路工作以后, 在RST/VPD端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于2us。復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位以及“看門狗”復(fù)位三種類型。前兩種見 圖27所示。 “看門狗”電路則是一種集成有單片機的電源監(jiān)測、按鍵復(fù)位以及對程序運行進行監(jiān)控，防止程序“跑飛”而出現(xiàn)死機而設(shè)計的電路。圖27:（a）上電復(fù)位電路。 （b）上電/外部復(fù)位電路2．程序執(zhí)行方式程序執(zhí)行方式是單片機的基本工作方式。由于復(fù)位后PC=0000H，因此程序執(zhí)行總是從地址0000H開始，為此就得在0000H處開始的存儲單元安放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，以便跳轉(zhuǎn)到實際程序的入口去執(zhí)行。3．待機方式待機方式也稱空閑方式，是一種節(jié)電工作方式。在待機工作方式中，振蕩器保持工作，時鐘脈沖繼續(xù)輸出到中斷、串行口、定時器等功能部件，使它們繼續(xù)工作，但時鐘脈沖不再送到CPU，因而CPU停止工作。4．掉電方式掉電方式，也被稱為停機方式。在掉電方式中，振蕩器工作停止，單片機內(nèi)部所有功能部件停止工作。它同樣是一種為降低功耗而設(shè)計的節(jié)電工作方式。待機方式和掉電方式都是為了進一步降低功耗而設(shè)計的節(jié)電工作方式，它們特別適合于電源功耗要求很低的應(yīng)用場合。這類系統(tǒng)往往是直流供電或停電時依靠備用電源供電，以維持系統(tǒng)的持續(xù)工作。CHMOS型單片機的節(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)書籍和手冊?？臻e和掉電模式外部引腳狀態(tài) 如下圖 28 所示： 圖28:空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 5. 編程和校驗方式對于內(nèi)部集成有EPROM可以進入編程或校驗方式。（1）內(nèi)部EPROM編程編程時，時鐘頻率應(yīng)定在36MHz的范圍內(nèi)，其余各有關(guān)引腳的接法和用法如下：~，P1為8位地址；~；P0口為編程數(shù)據(jù)輸入；；，其余的都以TTL的高低電平為準(zhǔn)；EA/VPP端加+21V的編程脈沖，此電壓要求穩(wěn)定，否則會損壞EPROM在出現(xiàn)正脈沖期間，ALE/PROG端加上50ms的負脈，完成一次寫入。（2）EPROM程序校驗在程序的保險位未設(shè)置前，無論在寫入的當(dāng)時或?qū)懭胍院螅蓪⑵铣绦虼尜A器的內(nèi)容讀出進行檢驗，在讀出時，其他引腳與寫入EPROM的連接方式相同。~，P2口的其他引腳及保持低電平，ALE、EA和RST接高電平，檢驗的單元內(nèi)容由P0口送出。在檢驗操作時，需在P0的各位外部加上電阻10k?。（3）程序存貯器的保險位AT89S51內(nèi)部有一個保險位，亦稱保密位，一旦將該位寫入便建立了保險，就可禁止任何外部方法對片內(nèi)程序存貯器進行讀寫。將保險位寫入以建立保險位的過程與正常寫入的過程相似，而P0、~，加上編程脈沖后就可使保險位寫入。保險位一旦寫入，內(nèi)部程序存貯器便不能再被寫入和讀出校驗，而且也不能執(zhí)行外部存貯器的程序。只有將EPROM全部擦除時，保險位才能被一起擦除，也才可以再次寫入。通過以上對單片機硬件系統(tǒng)的簡單介紹，應(yīng)該已經(jīng)掌握了單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作的原理和過程，但是單片機要實現(xiàn)它的強大控制功能特性，只有硬件是不能工作的，還必須依靠它的指令才能發(fā)揮單片機的強大作用。下面介紹單片機的指令系統(tǒng)。 AT89S51的指令系統(tǒng) 指令是規(guī)定計算機進行某種操作的命令，一條指令只能完成有限的的功能，為使計算機完成一定的或復(fù)雜的功能就需要一系列指令。計算機能夠執(zhí)行的各種指令的集合稱為指令系統(tǒng)。單片機的主要功能也是有指令系統(tǒng)體現(xiàn)的。機器指令通常由兩部分組成，即操作碼和操作數(shù)（或操作數(shù)地址）。操作碼用于規(guī)定指令的操作功能，如加、減、乘、除等。操作數(shù)是指參與操作的數(shù)據(jù)，它可能是一個具體的數(shù)據(jù)，也可能是地址或符號。匯編指令由操作碼或偽操作碼、目的操作數(shù)和源操作數(shù)構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)書寫格式如下： [標(biāo)號：] 操作碼/偽操作碼 [操作數(shù)] [；注釋]（1）[ ]表示該項為可選項。（2）標(biāo)號：又稱指令地址符號。它是用戶設(shè)定的符號，代表著該指令所在的地址。（3）操作碼/偽操作碼：是英文縮寫的指令助記符。它規(guī)定了指令的操作功能，它所對應(yīng)的匯編語句稱為指令性語句，在匯編后有具體的目標(biāo)代碼。而偽操作碼說明匯編程序如何完成匯編工作，任何一條指令都必須有操作碼或偽操作碼，不得省略。（4）操作數(shù) ：是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的地址。在指令系統(tǒng)中，操作數(shù)可以是1個、2個或3個，也可以沒有。不同功能的指令，操作數(shù)作用不同。例如，傳送指令多數(shù)有兩個操作數(shù)，寫在左邊的稱為目的操作數(shù)（表示操作結(jié)果存放的單元地址），寫在右邊的稱為元操作數(shù)（支出操作數(shù)的來源）。例如，一條傳送指令的書寫格式為：MOV A ，10 H ；表示將10 H 存儲單元的內(nèi)容送到累加器 A中。 操作碼/偽操作碼和操作數(shù)之間必須用空格分開，操作數(shù)與操作數(shù)之間必須用逗號分開。（5）注釋 ：是為該條指令作的說明，以便于閱讀。 3. 尋址方式 尋址方式包括立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址、位尋址等共7種尋址方式，且每一種尋址方式所涉及的存儲器空間各有不同。指令中的源操作數(shù)可以使用七種尋址方式中的任何一種，但是目的操作數(shù)只能使用寄存器尋址、寄存器間接尋址、直接尋址和位尋址四種方式。 在單片機指令系統(tǒng)中，根據(jù)功能不同將指令分為數(shù)據(jù)傳送類指令、算數(shù)運算類指令、邏輯運算及移位類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令和位操作類指令等五大類，共計111條指令。第三章 方案設(shè)計 系統(tǒng)概述本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和ＰＣ機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。 為了探測移動人體,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器,在這種傳感器內(nèi)部,兩個敏感元件反相連接,當(dāng)人體靜止時兩元件極化程度相同,互相抵消。但人體移動時,兩元件極化程度不同,凈輸出電壓不為0 ,從而達到了探測移動人體的目的。該設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等模塊子函數(shù)。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器、家庭智能報警器、單片機控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地顯示、本地報警等功能。 就此設(shè)計的核心模塊來說，單片機就是設(shè)計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、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。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、在線調(diào)試等幾個階段，就本設(shè)計來說也包括這些過程。它們的進程框圖如圖31 所示。開始 確定設(shè)計方案硬件設(shè)計軟件設(shè)計聯(lián)機仿真調(diào)試排除故障系統(tǒng)運行完成研制圖 31:單片機應(yīng)用系統(tǒng)研制過程框圖 總體設(shè)計 從設(shè)計的要求來分析該設(shè)計包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳探頭電路、報警電路、單片機、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32總體設(shè)計框圖所示： CPUAT89C51復(fù)位電路信號檢測電路LED數(shù)字顯示報警執(zhí)行電路LED發(fā)光顯示放大驅(qū)動驅(qū)動驅(qū)動 圖32:總體設(shè)計框圖 處理器采用51系列單片機AT89C51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89C51單片機。在單片機內(nèi)，經(jīng)過軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報警延遲10s一段時間后自動解除，也可人工手動解除報警信號，然后通過LED顯示報警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報警10s鐘后有定時器實現(xiàn)自動消除報警。 系統(tǒng)硬件選擇 從以上的分析可知在本設(shè)計中要用到如下器件： AT89S5熱釋電紅外傳感器、LED、按鍵、反相器74LS0蜂鳴器等一些單片機外圍應(yīng)用電路，以及單片機的手工復(fù)位電路等等?！∷柙骷缦拢壕幪柮Q型號數(shù)量R1 、R6電阻2RRR7～R10電阻220R6RR5電阻10K2CC2電容30pF2CCC5(極性)電容47uF3D1～～D6發(fā)光二極管LED2綠4紅QQ2三極管9015/80502U1 、 U2集成電路AT89S574LS041 、1Y1石英晶振12MHZ1KK2按鍵*2LS蜂鳴器8R1Tantou熱釋電傳感器3TR1DS1共陰數(shù)碼管DISPLAY1JP電源接頭3OT1 硬件電路實現(xiàn)經(jīng)分析本設(shè)計的電路原理圖如下圖33所示 圖33:基于單片機控制的紅外防盜報警器原理圖 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖34所示； 入口 初始化 監(jiān)測外部有無信號輸入 N Y 顯示報警的次數(shù)且啟動聲光報警電路開始報警 聲光報警是否持續(xù)10秒N聲光報警結(jié)束，LED顯示出報警次數(shù) Y 是否還有檢測信號等待下次報警 Y N結(jié)束圖34:主程序工作流程圖 本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機檢測到外部熱釋點傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報警點路開始報警，報警持續(xù)10秒鐘后自動停止報警，同時顯示出報警次數(shù)以便人們查詢，然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報警從而使報警器進入連續(xù)工作狀態(tài)。同時，利用中斷方式可以實現(xiàn)報警持續(xù)時間未到10秒時，用手工按鍵停止的聲光報警的作用。 手工按鍵停止報警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如下圖35所示；中斷源發(fā)出中斷申請 關(guān)中斷、保護現(xiàn)場INTO/端有輸入信號關(guān)閉報警 恢復(fù)現(xiàn)場、關(guān)中斷 中斷返回 圖35:中斷服務(wù)程序工作流程圖1. 主程序清單如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 0200HMAIN: MOV IE,81H 。CPU開放中斷，/INT0允許中斷 SETB IT0 。外部中斷為邊沿觸發(fā)方式 MOV SP,30H 。指針入口地址 MOV R0,00H SETB CLR MOV P1,0FFH 。使P1口全部置1 MOV P2,00H 。P2口清零 CLR LP: JNB ,LA 。監(jiān)測輸入信