【文章內(nèi)容簡介】 且價(jià)廉的方案。 AT89C51 單片機(jī)的基本組成及功能方塊圖如下圖所示： 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 基礎(chǔ)知識(shí)介紹 4 AT89C51 單片機(jī)管腳說明 ATMEL公司的 AT89C51 是一種高效微控制器。采用 40 引腳雙列直插封裝形式，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以不少引腳具有第二功能。 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口 ： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1 口 ： P1 口是一個(gè)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(shí)，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(shí)，P1 口作為低八位地址接收。 P2 口 ： P2 口為一個(gè)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(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高， 作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， 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(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， 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(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 基礎(chǔ)知識(shí)介紹 5 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) 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 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入 。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， 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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)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(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 6 3 方案設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)包括硬件、軟件兩部分。模塊可劃分為檢測模塊、報(bào)警模塊和控制模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路。軟件結(jié)構(gòu)有循環(huán)檢測、中斷報(bào)警兩個(gè)功能。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心元件，所以次系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍 應(yīng)用 電路等組成系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的 總稱 。單片機(jī)應(yīng)用 系統(tǒng)的研制過程包括系統(tǒng)功能分析、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。 處理器采用 51 系列單片機(jī) AT89C51。整個(gè)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(hào)，經(jīng)放大電路等最終輸入單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)，利用控制信號(hào)進(jìn)行報(bào)警等，當(dāng)報(bào)警解除時(shí)可以人工手動(dòng)接觸報(bào)警 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下： A T 8 9C 5 1復(fù) 位 電 路紅 外 檢 測 電 路聲 光 報(bào) 警 電 路G S M 報(bào) 警 電 路 具體電路模塊設(shè)計(jì) 電源電路 電源電路如下圖所示， 220V交 流市電可由市場上典型 220V 轉(zhuǎn) 12V變壓器降壓，經(jīng)橋式整流器 D1 整流，電解電容 C1 濾波，三端穩(wěn)壓器 78L05 穩(wěn)壓， C2 改善穩(wěn)定電源波動(dòng) 最后得到整機(jī)要求的 +5V穩(wěn)定直流電源。 其中 7805 的 VI 管腳可接受 825V 電壓， VO 管腳 能夠 穩(wěn)定輸出 5V電壓，只要輸入電壓在 825V， 7805 都能為單片機(jī)系統(tǒng)提供恒定的 5V電壓。 C1 起濾波作用 在電路中一般為幾千 uF C2： 用來改善負(fù)載的瞬態(tài)效應(yīng)，減少高頻噪聲 ，就是減小電源不規(guī)則的波動(dòng)量提東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 7 高電源性能。 說明： 因?yàn)檐浖?，無法直接模擬出 12V 交流電，故在 Proteus 中 模擬電源電路時(shí)，采用激勵(lì)源模式模擬出 12V交流電，如圖， AC2 輸入 +12V正弦交流 源 ， AC1輸入 12V正弦交流 源 ，組成一個(gè) 24V的正弦交流電源。 熱釋電紅外傳感器原理 （ 1）傳感器組成及檢測電路框圖 熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。熱釋電傳感器具有成本低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、靈敏度高、可流動(dòng)安裝等特點(diǎn)。實(shí)際使用時(shí)，在熱釋電傳感器前需安裝菲涅爾透鏡，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測距離及范圍。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器若不加菲涅爾透鏡， 則其檢測距離僅為 2m作用；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測距離可增加到 10m 以上。 由于熱釋電傳感器輸出的信號(hào)變化緩慢、幅值?。ㄐ∮?1mv），不能直接作為照明系統(tǒng)的控制信號(hào)，因此傳感器的輸出信號(hào)必須經(jīng)過一個(gè)專門的信號(hào)處理電路，使得傳感器輸出信號(hào)的不規(guī)則波形轉(zhuǎn)變成適合于單片機(jī)處 理的數(shù)字信號(hào)。根據(jù)功能要求，人體熱釋電檢測電路組成框圖如下所示： 檢 測 對(duì) 象 菲 涅 爾 透 鏡熱 釋 電 紅 外傳 感 器信 號(hào)處 理電 路V i 熱釋電檢測電路組成框圖 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)論文 方案設(shè)計(jì) 8 其中 V0為控制信號(hào)，接到單片機(jī)的中斷端口。 （ 2）信號(hào)處理電路 本設(shè)計(jì)采用 BIS0001 來完成對(duì)熱釋電傳感器輸出信號(hào)的處理。 1） BIS0001 簡介 及工作原理 BIS0001 是一款具有較高性能的傳感信號(hào)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)。 BIS0001 芯片管腳如下圖所示 : BIS0001 是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀 態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。 它通過放大器將傳感器信號(hào)進(jìn)行放大，通過比較器等使信號(hào)能夠穩(wěn)定的輸出到單片機(jī)中。 2） 信號(hào)處理電路 熱釋電傳感器信號(hào)處理電路 東華理工大