【文章內(nèi)容簡介】 案二：通過傳感器檢測家庭安全隱患，把檢測結(jié)果送入單片機，通過單片機控制報警燈和高音報警器的啟動。通過比較，方案二能滿足我們實時快捷的要求，更加簡單有效，固本設(shè)計選擇方案二。第二章 系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)功能 本系統(tǒng)是放火防盜功能，煙霧傳感器能檢測煙霧濃度，濃度超標后單片機驅(qū)動聲光報警，當熱釋電紅外傳感器檢測到有人的時候，單片機引腳電平轉(zhuǎn)換，從而也驅(qū)動聲光報警電路進行報警。 系統(tǒng)框圖4單片機復(fù)位電路PT2272 接收時鐘振蕩熱釋電紅外感應(yīng)模塊指示燈顯示蜂鳴器報警按鍵電路圖 21 總體設(shè)計方框圖 單片機的介紹 40 個引腳，4k bytes flash 片內(nèi)程序存儲器，128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ram） ，32 個外部雙向輸入/輸出（i/o）口，5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷，2 個 16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口，看門狗（wdt）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。AT89S52 單片機是一種低功耗高性能的 CMOS8 位微控制器，內(nèi)置 8KB 可在線編程閃存。該器件采用 Atmel 公司的高密度非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標準的 80C51 指令集兼容。片內(nèi)程序存儲器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲器在系統(tǒng)內(nèi)通過 SPI 串行口改寫或用同用的非易失性存儲器改寫。通過把通用的 8 位 CPU 與可在線下載的 Flash 集成在一個芯片上，STC89C52 便成為一個高效的微型計算機。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 22 所示。5圖 22 STC89C52 結(jié)構(gòu)框圖6 圖 23 STC89C52 此外，STC89C52 設(shè)計和配置了震蕩頻率可為 12MHZ 并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，cpu 暫停工作，而 ram 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 ram 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時該芯片還具有 pdip、tqfp 和 plcc 等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性： 兼容 mcs51 指令系統(tǒng) 4k 可反復(fù)擦寫(1000 次）isp flash rom 32 個雙向 i/o 口 工作電壓 2 個 16 位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率 033mhz 全雙工 uart 串行中斷口線 128x8bit 內(nèi)部 ram 2 個外部中斷源 7 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 3 級加密位 看門狗（wdt）電路 軟件設(shè)置空閑和省電功能 靈活的 isp 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針按照功能，STC89C52 的引腳可分為主電源、外接晶體振蕩或振蕩器、多功能 I/O 口、控制和復(fù)位等。 I/O 口AT89S52 共有四個 8 位的并行 I/O 口：P0、PPP3 端口，對應(yīng)的引腳分別是 ～ ， ～ ， ～ ， ～ ，共 32根 I/O 線。每根線可以單獨用作輸入或輸出。①P0 端口，該口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。在作為輸出口時，每根引腳可以帶動 8 個 TTL 輸入負載。當把“1”寫入 P0 時，則它的引腳可用作高阻抗輸入。當對外部程序或數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P0 可用作多路復(fù)用的低字節(jié)地址/數(shù)據(jù)總線，在該模式，P0 口擁有內(nèi)部上拉電阻。在對 Flash 存儲器進行編程時，P0 用于接收代碼字節(jié)；在校驗時，則輸出代碼字節(jié)；此時需要外加上拉電阻。②P1 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P1 口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫“1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。P1 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在對Flash 編程和程序校驗時，P1 口接收低 8 位地址。 ③ P2 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫“1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。P2 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。8在訪問外部程序存儲器或 16 位的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口送出高 8 位地址，在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中 P2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個訪問期間不會改變。在對 Flash 編程和程序校驗期間，P2 口也接收高位地址或一些控制信號。④ P3 端口，該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口，P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫“1”時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，此時可用作輸入口。P3 口作輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在 AT89S52 中，同樣 P3 口還用于一些復(fù)用功能，如表 所列。在對Flash 編程和程序校驗期間，P3 口還接收一些控制信號。表 22 P3 端口引腳與復(fù)用功能表復(fù)用功能 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（定時器 0 的外部輸入） T1（定時器 1 的外部輸入） 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） 復(fù)位輸入端。在振蕩器運行時，在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使其單片機復(fù)位?？撮T狗定時器（Watchdog）溢出后，該引腳會保持 98 個振蕩周期的高電平。在 SFR AUXR（地址 8EH）寄存器中的 DISRTO 位可以用于屏蔽這種功能。DISRTO 位的默認狀態(tài)，是復(fù)位高電平輸出功能使能。在存取外部存儲器時，這個輸出信號用于鎖存低字節(jié)地址。在對 Flash 存儲器編程時，這條引腳用于輸入編程脈沖PROG。一般情況下，ALE 是振蕩器頻率的 6 分頻信號，可用于外部定時或時鐘。9但是，在對外部數(shù)據(jù)存儲器每次存取中，會跳過一個 ALE 脈沖。在需要時，可以把地址 8EH 中的 SFR 寄存器的 0 位置為“1” ，從而屏蔽 ALE 的工作；而只有在 MOVX 或 MOVC 指令執(zhí)行時 ALE 才被激活。在單片機處于外部執(zhí)行方式時，對ALE 屏蔽位置“1”并不起作用。 程序存儲器允許信號。它用于讀外部程序存儲器。當 AT89S52 在執(zhí)行來自外部存儲器的指令時，每一個機器周期 PSEN 被激活 2 次。在對外部數(shù)據(jù)存儲器的每次存取中，PSEN 的 2 次激活會被跳過。為了確保單片機從地址為 0000H～FFFFH 的外部程序存儲器中讀取代碼，故要把 EA 接到 GND 端，即地端。但是，如果鎖定位 1 被編程，則 EA 在復(fù)位時被鎖存。當執(zhí)行內(nèi)部程序時，EA 應(yīng)接到 Vcc。在對Flash 存儲器編程時，這條引腳接收 12V 編程電壓 Vpp。 振蕩器的反相放大器輸入，內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 振蕩器的反相放大器輸出。 傳感器的選擇 熱釋電傳感器的紅外輻射與紅外探測的原理結(jié)構(gòu)熱釋電傳感器是利用紅外輻射與紅外測溫的原理來探測的,紅外測溫屬非接觸式測溫，是測溫技術(shù)中的主要手段，其特點是測溫范圍廣，響應(yīng)速度快和不明顯破壞被測對象溫度場，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。非接觸紅外測溫有以下幾點優(yōu)點：（1）測量不干擾被測溫場，不影響溫場分布，從而具有較高的測溫準確度。（2）測溫范圍寬。（3）探測器的響應(yīng)時間短，反應(yīng)速度快，易于快速與動態(tài)測量。（4）不必接觸被測物體，操作方便。（5）可以確定微小目標的溫度。非接觸測溫技術(shù)的意義是顯而易見的。隨著工農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對溫度測量越來越迫切。在某些場合，溫度測量逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的普遍重視。通常將電磁波譜間隔在 ～1000μm 的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)，紅外傳感10器是一種新型的傳感器，能夠探測物體輻射的紅外線。熱釋電元件的工作原理是基于熱釋電效應(yīng)，即在強電介質(zhì)溫度變化 ΔP 的自然極化的存在，此時傳感器有電信號輸出，晶體的這種性質(zhì)被稱為熱釋電極或熱釋電效應(yīng)。有些熱釋電晶體，他們的自發(fā)極化方向能用外電場來改變，這些晶體稱作熱釋電——鐵電體。例如：LiTaO2(鉭酸鋰)、BaTi O2(鈦酸鋇)和 TGS（硫酸三甘酞）等。為了使傳感器能夠長期穩(wěn)定地工作，提高靈敏度，增強抗干擾能力，這里選用了 TGS 晶體制作的雙型探測器 紅外測溫原理紅外測溫是通過探測物體表面發(fā)射的能量來測量其溫度，由物理學(xué)可知，處于絕對溫度（－℃）以上的任何物體，都要釋放熱能，而紅外輻射溫度計測量其中與溫度有關(guān)波長范圍內(nèi)的熱能，并將其轉(zhuǎn)換與溫度成比例的電信號，由此測出其溫度。據(jù)斯蒂芬－波茲曼常數(shù)，絕對黑體其溫度 T