【文章內(nèi)容簡介】 作，單片機除了正常的初始化外，當程序運行出錯或由于操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復位鍵重啟機器。MCS—51單片機復位后，程序計數(shù)器PC和特殊功能寄存器復位的狀態(tài)如表42所示。復位不影響片內(nèi)RAM存放的內(nèi)容，而ALE在復位期間將輸出高電平。由表42可以看出。復位后：⑴（PC）=0000H 表示復位后程序的人口地址為0000H，即單片機復位后從0000H單元開始執(zhí)行程序； ⑵（PSW）=00H，其中RS1()=0，RS0()=0，表示復位后單片機選擇工作寄存器0組；⑶（SPW）=07H 表示復位后堆棧在片內(nèi)RAM的08H單元處建立；⑷P0口—P3口鎖 存器為全1狀態(tài)，說明復位后這些并行接口可以直接作輸入口，無需向端口寫1. 表42 復位狀態(tài)表寄存器復位狀態(tài)寄存器復位狀態(tài)PC0000HTCON00HA00HT2CON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP0FHTH100HDPTR0000HTL100HP0—P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUFXXHIE0X000000BPCON(0XXX0000B)TMOD00H定時器/計數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)等特殊功能寄存器復位后的狀態(tài)對各功能部件工作狀態(tài)的影響。 單片機在時鐘電路工作以后，在RST/VPD端持續(xù)給出兩個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復位信號持續(xù)時間應不小于2us。復位方法一般有上電自動復位和外部按鍵手動復位以及“看門狗”復位三種類型。前兩種見圖44所示，“看門狗”電路則是一種集成有單片機的電源監(jiān)測，按鍵復位以及對程序運行進行監(jiān)控，防止程序“跑飛”出現(xiàn)死機而設計的電路。 （a）高電平復位有效 （b）低電平 Sm為手動復位開關(guān)圖44 RC復位電路程序執(zhí)行方式是單片機的基本工作方式。由于復位后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。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，但是時鐘脈沖不再送到CPU，因而CPU停止工作。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)如表43所示。表43 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài)模式程序存儲器ALEPSENP0P1P2P3空閑模式內(nèi)部11數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)空閑模式外部11浮空數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)掉電模式內(nèi)部00數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)掉電模式外部00浮空數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)對于內(nèi)部集成有EPROM可以進入編程或校驗方式。5 硬件及軟件的設計 硬件電路實現(xiàn)經(jīng)設計要求及功能實現(xiàn)要求，本系統(tǒng)的設計電路原理見附錄一。熱釋電紅外傳感器與單片機的硬件接口設計該設計包括硬件和軟件設計兩部分。該裝置主要由熱釋電紅外采集放大模塊、單片機控制模塊、語音報警模塊和數(shù)碼管顯示模塊組成。各模塊的主要功能為：數(shù)據(jù)采集放大模塊將熱釋電紅外傳感器采集到的數(shù)據(jù)放大，并將數(shù)據(jù)送入單片機，單片機將根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)信號判斷現(xiàn)場的情況，并產(chǎn)生語音報警和數(shù)據(jù)顯示；語音報警的地址、數(shù)碼管靜態(tài)顯示的時鐘和數(shù)據(jù)都是由單片機的輸出口提供的；被動式熱釋電紅外傳感器主要由光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號濾波和放大、信號處理和報警電路等幾部分組成；光學系統(tǒng)主要是菲涅爾透鏡；熱釋電紅外傳感器是報警器設計中的核心器件，它可以把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號，以供信號處理部分使用；信號處理主要是把傳感器輸出的微弱電信號進行放大、濾波、延遲、比較，為報警功能的實現(xiàn)打下基礎。 人體檢測電路人體檢測電路是由熱釋紅外傳感器P2288—02來實現(xiàn)的。傳感器P2288—02為雙元型被動式熱釋電人體紅外傳感器。它采用平衡檢差方式工作，只感應7—14um波長的活動人體紅外輻射線，不會受環(huán)境溫度及可見光的影響。傳感器加裝菲涅爾透鏡可感應10m以內(nèi)的人體輻射紅外線?；顒尤梭w輻射的紅外線被傳感器檢測到后，傳感器將產(chǎn)生微弱的電信號，送到信號處理電路。其性能參數(shù)如表51所列。表51 性能參數(shù)敏感面積/m㎡2x1敏感度（1Hz,10Hz）/V﹒W16500,1000敏感元件數(shù)/個2噪聲/uV﹒Hz115封裝TO—5NEP(500,1,1)/(W﹒(Hz/2) 1)1x109窗口材料帶通濾波器DK(500,1,1)/(cm﹒Hz﹒(2﹒W) 1)工作電壓/V3—15信號提升時間（0—65%）/ms100工作溫度/℃40—60溫度系數(shù)/(%﹒℃1)儲存溫度/℃55—125偏移電壓（RL=22千歐）/V光譜響應/um7—15 人體紅外信號處理電路由于熱釋電紅外傳感器探頭輸出的信號幅度小（mV級）、頻率低（—），因此，對隨后的放大處理電路要求較高：既要達到很高的靈敏度，能有較遠的作用距離，又要能準確鑒別生物體和非生物體的運動，使誤報率達到最低，還要能做到體積小、耗電低、外圍元件小。因此，我們采用BISS0001作為人體紅外信號的處理芯片。這個芯片是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰ISS0001有很高的放大倍數(shù)，其內(nèi)部有延遲時間定時器和封鎖時間定時器，能夠有效地抑制負載切換過程中所產(chǎn)生的各種干擾。BISS0001的引腳圖如圖51所示。BISS0001共有16個引腳，各個引腳的定義和功能如表52所列。 圖51 BISS0001引腳圖 表52 BISS0001的引腳功能引腳名稱I/O功能說明1AI可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。當A為1時，允許重復觸發(fā)；反之，不可重復觸發(fā)2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳沿觸發(fā)，使VO輸出從低電平跳變到高電平時視為有效出發(fā)。在輸出延遲時間Tx之外和無VS的上跳變時，VO保持低電平狀態(tài)3RR1—輸出延時時間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1—輸出延時時間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2—觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2—觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS—工作電源負端8VRFI參考電壓及復位輸入端。通常接VDD，當接0時可使定時器復位9VCI觸發(fā)靜止端。當VCVR時禁止觸發(fā)；當VCVR時允許觸發(fā)（VR≈）10IB—運算放大器偏置電流設置端11VDD—工作電源正端122OUTO第2級運算放大器的輸出端132INI第2級運算放大器的反相輸入端141IN+I第1級運算放大器的同相輸入端151INI第1級運算放大器的反相輸入端161OUTO第1級運算放大器的輸出端基于BISS0001的人體紅外信號處理電路如圖52所示。熱釋電紅外傳感器P2288輸出的電信號，經(jīng)過由電阻R和兩個電容組成的低通濾波電路，濾除高頻干擾噪聲，送至BISS0001的14腳。經(jīng)內(nèi)部二級放大和雙向幅度鑒別后，通過邏輯控制延時電路在BISS0001的2腳輸出高電平，經(jīng)過一個電阻R送至三極管9015，反相后變成低電平輸出到單片機的外部中斷0。圖52 基于BISS0001的人體紅外信號處理電路 單片機系統(tǒng)本系統(tǒng)采用了89S51,由INT1進行數(shù)據(jù)采集，并通過P2口傳輸數(shù)據(jù)到LED顯示，，防止誤報警。其電路如圖53所示。圖53 單片機系統(tǒng)的電路圖 LED數(shù)碼管的電路設計單片機應用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED（Light Emitting Diode），近年也有配置CRT顯示器的。LED數(shù)碼管顯示器價廉、配置靈活，與單片機接口方便；后者可進行圖形顯示，但應用較復雜，正本也較高。本系統(tǒng)只需顯示數(shù)字，不需要顯示圖形，因此選用LED數(shù)碼管顯示器。在單片機中通常使用七段LED，構(gòu)成字型“8”，另外還有一個小數(shù)點發(fā)光二極管以顯示數(shù)字、符號及小數(shù)點，這種顯示器有共陰和共陽兩種，如圖54所示。 圖54 LED數(shù)碼管本系統(tǒng)采用了共陰極的LED數(shù)碼管,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。一位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管構(gòu)成字型“8”的各個筆畫a—g，另一個小數(shù)點為dp發(fā)光二極管。當在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時，該段筆畫即亮；不加電壓則暗。為了保護各段LED數(shù)碼管不被損壞，需外加限流電阻。共陰極七段LED數(shù)碼管顯示數(shù)字0—F、文字、符號及小數(shù)點的編碼（a段為最低位，dp點為最高位）如表53所示。表53 共陰七段LED顯示字型編碼表顯示字符共陰極段選碼顯示字符共陰極段選碼03FHC39H106HD5EH25BHE79H34FHF71H466HP73H56DHU3EH67DHr31H707Hy6EH87FH8.FFH96FH“滅”（黑）00HA77H……B7CHLED數(shù)碼管顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方式。本系統(tǒng)采用了LED數(shù)碼管動態(tài)顯示方式,由單片機的P2口進行控制其點亮。在多位LED數(shù)碼管顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，有一個8位I/O口控制。而共陰公共端分別由相應的I/O線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。圖55所示為1位共陰極LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口電路。 圖55 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口電路如果是選擇多位段選線皆由一個I/O口控制，則在每一瞬間，多位LED數(shù)碼管會顯示相同的字符。要想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法輪流點亮各位LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位送入選通電平，以保證該位顯示相應字符。如此輪流，使每位分時顯示該位應顯示字符。段選碼、位選碼每送入一次后應延時1ms來等待數(shù)碼管響應，(100ms),所以每位顯示的間隔不能超過20ms,并保持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個數(shù)碼管總在亮。 報警電路，然后使蜂鳴器發(fā)聲報警。當熱釋紅外傳感器在無觸發(fā)信號輸入的靜態(tài)時，保持高電平；當有檢測信號時，經(jīng)BISS0001的人體紅外信號處理電路后輸出一個低電平， 。其電路如圖56所示。圖56 報警執(zhí)行電路 單片機的復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。圖19所示的RC復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能，圖58為其輸入輸出特性。但解決不了電源毛刺（A 點）和電源緩慢下降（電池電壓不足）等問題,而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時會令驅(qū)動能力變差。本系統(tǒng)的單片機復位電路如下圖57所示。圖57 單片機復位電路圖58 輸入輸出特性 手動解除報警電路解除警報電路中的按鈕一個常開開關(guān)電路，當按鈕未被按下時，當按鈕按下時。其該設計的手動解除報警電路如下圖59所示。圖59 手動解除報警電路通常的按鈕所用開關(guān)為機械彈性開關(guān)，當機械觸點斷開、閉合時，電壓信號波形如圖510所示。由于機械觸點的彈性作用，一個按鈕開關(guān)在閉合時不會馬上穩(wěn)定地接通，在斷開時夜不會一下子斷開。因而在斷開與閉合的瞬間均伴隨有一連串的抖動，如圖22所示。抖動的時間長短由按鈕的機械特性決定，一般為5—10ms。按鈕的