【文章內(nèi)容簡介】 不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行位變量的處理。? 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 片內(nèi)為 128 個(gè)字節(jié)，片外最多可外擴(kuò)至 64k 字節(jié)，用來存儲(chǔ)程序在運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。? 程序存儲(chǔ)器 由于受集成度限制，片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器一般容量較小，如果片內(nèi)的只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需用擴(kuò)展片外的只讀存儲(chǔ)器，片外最多可外擴(kuò)至 64k 字節(jié)。? 中斷系統(tǒng) 具有 5 個(gè)中斷源，2 級中斷優(yōu)先權(quán)。? 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 片內(nèi)有 2 個(gè) 16 位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器， 具有四種工作方式。? 串行口 1 個(gè)全雙工的串行口，具有四種工作方式?？捎脕磉M(jìn)行串行通訊，擴(kuò)展并行 I/O 口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。? 4 個(gè)并行 8 位 I/O 口 分別為 P1 口、P2 口、P3 口、P4 口? 特殊功能寄存器 共有 21 個(gè)，用于對片內(nèi)的個(gè)功能的部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。實(shí)際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)具有特殊功能的RAM 區(qū)。方案二、AVR 單片機(jī)1997 年,由 ATMEL 公司挪威設(shè)計(jì)中心的 A 先生與 V 先生利用 ATMEL 公司的Flash 新技術(shù), 共同研發(fā)出 RISC 精簡指令集的高速 8 位單片機(jī)，簡稱 AVR。相對于出現(xiàn)較早也較為成熟的 51 系列單片機(jī)，AVR 系列單片機(jī)片內(nèi)資源更為豐富，接口也更為強(qiáng)大，同時(shí)由于其價(jià)格低等優(yōu)勢，在很多場合可以替代 51 系列單片機(jī)。由于采用了高性能的 MCU,省掉了大量的外圍器件,如外擴(kuò) RAM、ROM 存儲(chǔ)器等,使硬件結(jié)構(gòu)大大簡化,提高了系統(tǒng)的可靠性。? 它與其它結(jié)構(gòu)類型單片機(jī)相比，AVR 具有以下一系列的優(yōu)點(diǎn)：? 在相同的系統(tǒng)時(shí)鐘下 AVR 運(yùn)行速度最快；? 芯片內(nèi)部的 Flash、EEPROM、SRAM 容量較大；? 所有型號的 Flash、EEPROM 都可以反復(fù)燒寫、全部支持在線編程燒寫(ISP)；? 多種頻率的內(nèi)部 RC 振蕩器、上電自動(dòng)復(fù)位、看門狗、啟動(dòng)延時(shí)等功能，零外圍電路也可以工作；? 每個(gè) IO 口都可以以推挽驅(qū)動(dòng)的方式輸出高、低電平，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)；? 內(nèi)部資源豐富，一般都集成 AD、DA 模數(shù)器、PWM、SPI、USART、TWI、CI2通信口、豐富的中斷源等。方案分析：除了以上幾種單片機(jī)，市場上還有好的其它結(jié)構(gòu)單片機(jī)。如果實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)，基本上上述三種類型的單片機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)?？紤]到 MCS51 單片機(jī)具有較強(qiáng)的代表性以及該系列單片機(jī)資料較多，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 來實(shí)現(xiàn)。 光照檢測方式方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平，然后直接接入單片機(jī) IO 引腳。方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值（模擬值） ，然后通過運(yùn)放后給單片機(jī)輸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。 由于光敏電阻屬于純阻性器件，所以采用方案一。 人體感應(yīng)方式方案一、采用紅外對管進(jìn)行檢測。紅外發(fā)送管和紅外接收管分別安裝在通道兩側(cè)。當(dāng)某一時(shí)刻紅外接收管如果接收不到信號表示兩者之間有遮擋物通過，可以視為有人體進(jìn)入。方案二、采用集成電路 BIS0001，該芯片是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)、報(bào)警用人體熱釋電傳感器等。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 由于方案一要求紅外發(fā)送管和接收管必須相對才行，而且兩者距離有限，實(shí)現(xiàn)起來較為不便，所以本設(shè)計(jì)采用方案二。 延時(shí)參數(shù)設(shè)置電路方案一、 采用 NE555 做延時(shí)定時(shí)器，單片機(jī)以脈沖方式觸發(fā)該定時(shí)器。方案二、 采用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)。通過讀取外部參數(shù)，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間的定時(shí)。由于此方案簡單可靠且節(jié)約成本，本系統(tǒng)采用這種方案。 照明設(shè)備驅(qū)動(dòng)電路方案一、采用可控硅控制。可控硅又稱晶閘管，是一種具有三個(gè) PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件。其具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。 方案二、采用繼電器控制。繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。其具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測量和通信等裝置中。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可以將其分為電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等型號。由于電磁繼電器簡單易用，開關(guān)狀態(tài)極其容易判斷，所以本設(shè)計(jì)采用電磁繼電器來控制。3 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件總述 系統(tǒng)以單片微型計(jì)算機(jī)為核心外加多種接口電路組成，共有六個(gè)主要部分：AT89C51 芯片、光信號采集電路、人體信號采集電路、延時(shí)選擇電路、輸出控制電路、時(shí)間顯示電路，如圖 31 所示。圖 31 系統(tǒng)硬件總述圖 CPU 性能介紹 本系統(tǒng)采用了 ATMEL 公司 MCS51 系列單片機(jī)中的 AT89C51 芯片，它是低壓高性能 CMOS 8 位微處理器，帶有 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器，128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，15個(gè) I／O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，—個(gè) 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口。 主控制機(jī)電路設(shè)計(jì) 主控制器采用 AT89C51 單片機(jī)作為微處理器，AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)單元。 主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由信號處理電路、LED 顯示及控制電路、時(shí)間顯示電路等幾部分組成。主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖如圖 32 所示。 MCU延時(shí)選擇電路光照檢測電路信號處理器熱釋電傳感器時(shí)間顯示電路控制電路NABC L圖 32 系統(tǒng)硬件電路圖 為了使系統(tǒng)功能更加完善，在該系統(tǒng)中可以增加時(shí)間顯示電路，用于顯示當(dāng)前的時(shí)間。由于該部分硬件與軟件均已成熟，在此不做詳細(xì)介紹。 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR 上，第二個(gè)作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離 A 區(qū)或中距離 B 區(qū)或近距離 C 區(qū)的某個(gè)段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個(gè)適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。整個(gè)接收人體紅外光的方式也被稱為被動(dòng)式紅外活動(dòng)目標(biāo)探測器。鏡片主要有三種顏色：一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易變形。二、白色主要用于適配外殼顏色。三、黑色用于防強(qiáng)光干擾。鏡片還可以結(jié)合產(chǎn)品外觀注色，使產(chǎn)品整體更美觀。每一種鏡片有一型號（以年號+系列號命名） ，鏡片主要參數(shù)：一、外觀描述——外觀形狀（長、方、圓） 、尺寸（直徑） 。以毫米為單位。二、探測范圍——指鏡片能探測的有效距離（米）和角度。三、焦距——指鏡片與探頭窗口的距離，精確度以毫米的小數(shù)點(diǎn)為單位。長形和方形鏡片要呈弧形以焦距為單位對準(zhǔn)探頭窗口。鏡片與探頭的配合應(yīng)用——我們常用的是雙源式探頭，揭開濾光玻璃片，其內(nèi)部有兩點(diǎn)對 7—14um 的紅外波長特別敏感的 TO—5 材料連接著場效管。靜態(tài)情況下空間存在紅外光線，由于雙源式探頭采用互補(bǔ)技術(shù)，不會(huì)產(chǎn)生電信號輸出。動(dòng)態(tài)情況下，人體經(jīng)過探頭先后被 A 源或被 B 源感應(yīng)，SaSb 或 SaSb