【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 導(dǎo)致傳感器感應(yīng)距離的不同，感應(yīng)距離的不同會(huì)使報(bào)警器有不同的視場(chǎng)和范圍，對(duì)于這樣的傳感器來(lái)說(shuō)視場(chǎng)多且廣，監(jiān)控也就越是密不透風(fēng)，防盜效果也越是令人滿意。下圖33為菲涅耳透鏡的實(shí)物模型。圖33 菲涅耳透鏡模型(4)BISS0001芯片的簡(jiǎn)介作為集成芯片中性能優(yōu)良且價(jià)格極為便宜的型號(hào)，BISS0001優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯。而且該芯片經(jīng)常與紅外探測(cè)器等探測(cè)器匹配，可組成各類(lèi)功能不一形形色色的熱釋電探測(cè)器，該芯片與傳感器的高度可匹配性使其受到廣大用戶的一致熱捧。BISS0001芯片對(duì)電路中來(lái)自熱釋電傳感器的信號(hào)傳輸?shù)叫酒瑑?nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，該芯片有著無(wú)與倫比的小靜態(tài)電流，3V到5V的工作電壓使其具有簡(jiǎn)單可靠的驅(qū)動(dòng)電源選擇，驅(qū)動(dòng)電流輸出的值為10mA。紅外傳感器其實(shí)就是由該芯片和最重要的熱釋電傳感器以及一些基本元器件組合而成，其簡(jiǎn)單實(shí)用的性能得到很多人的廣泛認(rèn)可。該芯片是典型的16管腳，使用了CMOS精湛工藝以及DIP精密封裝。如圖為BISS0001芯片的內(nèi)部電路框圖。圖34 BISS0001內(nèi)部電路框圖由上圖很容易看出該BISS0001芯片是由Voltage Comparator（電壓比較器）和State Controller（狀態(tài)控制器）、Operational Amplifiers（運(yùn)算放大器）、Lock Timer（封鎖時(shí)間定時(shí)器）、Delay Timer（延遲時(shí)間定時(shí)器）及參考電壓等組合而成的數(shù)?；旌想娐贰Ｏ聢D35為其管腳功能說(shuō)明。圖35 管腳功能說(shuō)明(5)BISS0001信號(hào)處理人體紅外信號(hào)在此電路成功完成了轉(zhuǎn)換，并以電信號(hào)輸出。熱釋紅外傳感器信號(hào)來(lái)自2引腳，且由OP1放大器實(shí)施放大處理，C4耦合后，二級(jí)處理（放大運(yùn)算）便立馬在COP2運(yùn)算放大器之中進(jìn)行運(yùn)算。雙向鑒幅器由電壓比較器（COP1以及COP2）構(gòu)成，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)鑒幅器運(yùn)行處理，啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器信號(hào)的輸出由上面檢測(cè)出有效信號(hào)而產(chǎn)生，單片機(jī)對(duì)通過(guò)電阻R3輸入的定時(shí)器信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理?？梢允褂肦12來(lái)設(shè)置延時(shí)周期的值，倘若VS變化發(fā)生在延時(shí)周期之內(nèi)，那么從VS上跳變時(shí)刻開(kāi)始Vo就會(huì)立即繼續(xù)延長(zhǎng)一單位周期；單片機(jī)的下一步驟是在Vs始終高電平狀態(tài)通過(guò)P10傳送到達(dá)時(shí)進(jìn)行的。圖36 信號(hào)采集處理模塊由于我們的探測(cè)器一般需要根據(jù)所需保護(hù)空間大小來(lái)選擇，與此同時(shí)不同的探測(cè)距離R13的大小要求也不同，7米一般就最大的可調(diào)節(jié)距離了。如上圖所示芯片中接高電平經(jīng)過(guò)跳線和1腳連接后，倘若在延時(shí)時(shí)間段（即防盜報(bào)警器工作狀態(tài)）之中紅外傳感器探測(cè)范圍內(nèi)有人在活動(dòng)，那么高電平狀態(tài)將會(huì)成為該芯片的輸出保持狀態(tài)，若想高電平狀態(tài)改變?yōu)榈碗娖街灰綔y(cè)范圍內(nèi)的人離開(kāi)探測(cè)范圍內(nèi)即可，所以本設(shè)計(jì)是一種不需要直接接觸的紅外觸發(fā)式防盜系統(tǒng)。(6)電源模塊正如上面我們提到的，我們?cè)O(shè)計(jì)為3V5V的工作電壓以便報(bào)警系統(tǒng)安裝更加靈活方便。，考慮到更換電池的問(wèn)題。 單片機(jī) STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介STC89C52單片機(jī)為廣泛認(rèn)可的51系列單片機(jī)中的經(jīng)典大作之一，它相對(duì)其他的51系列的單片機(jī)來(lái)說(shuō)價(jià)格稍微高一點(diǎn)，但是其軟件燒寫(xiě)功能很方便用戶的使用。其標(biāo)準(zhǔn)功能如下：256字節(jié)的RAM、8k字節(jié)Flash、看門(mén)狗定時(shí)器、32 位I/O 口線、數(shù)據(jù)指針兩個(gè)、6向量二級(jí)中斷結(jié)構(gòu)一個(gè)、16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器三個(gè)、全雙工串行口、片內(nèi)晶振和時(shí)鐘電路。 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)其核心很簡(jiǎn)單，即可以完整運(yùn)行的最簡(jiǎn)單單片機(jī)電路。如下圖所示。圖37 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖即便是單片機(jī)最小系統(tǒng)也是要由單片機(jī)和時(shí)鐘電路以及復(fù)位電路三個(gè)基本要素構(gòu)成，這一點(diǎn)毋庸置疑。由于本設(shè)計(jì)采用的STC89C52單片機(jī)的本身運(yùn)行電壓是4V5V,。本設(shè)計(jì)單片機(jī)的電源連接方式極為簡(jiǎn)單明了，上圖中電源或者電池的正極接上圖中的40引腳VCC端，而電路中的20引腳直接連接電源或者電池的負(fù)極（接地端），電壓值穩(wěn)定在為5V即可。單片機(jī)運(yùn)行起始情況都是由復(fù)位電路來(lái)控制和確定的，而且復(fù)位電路完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程十分高效簡(jiǎn)潔。一般情況下電源連接上的時(shí)候單片機(jī)就會(huì)生成一個(gè)復(fù)位信號(hào)，如果此時(shí)單片機(jī)完成了啟動(dòng)動(dòng)作，那么我們可以判斷單片機(jī)目前運(yùn)行正常；如果沒(méi)有完成啟動(dòng)動(dòng)作則單片機(jī)運(yùn)行不正常，需要調(diào)試。當(dāng)單片機(jī)運(yùn)行之中遇到程序跑飛這種外界環(huán)境干擾和影響而產(chǎn)生的情況之時(shí)，我們通常使用復(fù)位按鈕來(lái)啟動(dòng)熱釋電紅外報(bào)警器系統(tǒng)單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的程序讓單片機(jī)重新運(yùn)行我們所需要它運(yùn)行的程序。通常情況中電路中的單片機(jī)復(fù)位方式要么是自動(dòng)復(fù)位，要么就是手動(dòng)復(fù)位，這是最常用最實(shí)用的電路復(fù)位方法。自動(dòng)復(fù)位一般都是上電自動(dòng)復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位就是按鍵復(fù)位，單片機(jī)復(fù)位動(dòng)作往往是在時(shí)鐘電路運(yùn)行后于RESET端生成了兩個(gè)周期高電平而完成的。至于手動(dòng)復(fù)位，本設(shè)計(jì)采用了一個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)，即手動(dòng)復(fù)位鍵，改按鍵的設(shè)計(jì)使得電路復(fù)位變得更加簡(jiǎn)單可靠，為了把輸出電平升高到一定的值，我們通常都連接了上拉電阻。時(shí)鐘電路的作用就是像人類(lèi)控制心臟跳動(dòng)的神經(jīng)一樣非常重要，由此可見(jiàn)單片機(jī)運(yùn)行節(jié)奏是由時(shí)鐘電路來(lái)確定的。實(shí)際上振蕩電路即為我們提到的時(shí)鐘電路，其基本原理是以正弦波為標(biāo)準(zhǔn)精準(zhǔn)控制單片機(jī)運(yùn)行節(jié)奏和運(yùn)行速度。 按鍵電路本報(bào)警系統(tǒng)中不同狀態(tài)的工作形式也是不同的，考慮到操作的簡(jiǎn)單和實(shí)用功能，我們對(duì)本設(shè)計(jì)的電路初步進(jìn)行了簡(jiǎn)單的規(guī)劃設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)再三研討后設(shè)計(jì)確定如下：布防狀態(tài)在我們按了布防按鍵后立即啟動(dòng)，大約20秒系統(tǒng)進(jìn)入布防狀態(tài)，這20秒的時(shí)間是為了操作人員離開(kāi)布防區(qū)域而設(shè)置的，這個(gè)時(shí)間可以根據(jù)具體的離開(kāi)布防區(qū)域需要的時(shí)間來(lái)設(shè)置；倘若無(wú)人闖入監(jiān)控布防范圍內(nèi)，則熱釋電紅外探測(cè)器不動(dòng)作，倘若有人在探測(cè)器布防范圍內(nèi)移動(dòng)，那么人體輻射的紅外線會(huì)被探測(cè)器立刻感應(yīng)到，并立刻通過(guò)電路傳至單片機(jī)進(jìn)行運(yùn)算處理，單片機(jī)快速運(yùn)算后立馬通過(guò)電路發(fā)出信號(hào)控制聲光報(bào)警部分報(bào)警?？紤]到一些始料未及的突發(fā)情況（如入室搶劫和銀行搶劫），客戶還需要我們對(duì)報(bào)警系統(tǒng)附加一個(gè)緊急的報(bào)警方案，為解決此問(wèn)題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)中使用了一個(gè)緊急報(bào)警電路從根本上解決了這個(gè)需求，既方便又實(shí)用，在緊急報(bào)警按鍵按下后電路立刻進(jìn)行聲光報(bào)警。如圖下圖38所示。圖38 按鍵電路 指示燈和報(bào)警電路高低不同的電平狀態(tài)是由單片機(jī)的I/O端口的輸出來(lái)決定的，P32連接黃色LED指示燈，P35連接綠色LED指示燈，P38連接紅色LED指示燈，P26連接報(bào)警用蜂鳴器，而蜂鳴器工作的驅(qū)動(dòng)與否是由外部連接的9012型號(hào)三極管是否達(dá)到飽和狀態(tài)而決定的，該三極管如同一個(gè)開(kāi)關(guān)，達(dá)到了飽和狀態(tài)就會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警蜂鳴器運(yùn)行。圖39 指示燈和報(bào)警電路 總體原理設(shè)計(jì)圖前面對(duì)時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、按鍵電路、指示燈和報(bào)警電路都做了解釋和說(shuō)明，根據(jù)圖32總體設(shè)計(jì)圖稍加整理我們可以大致設(shè)計(jì)出一個(gè)較為完整的總體電路設(shè)計(jì)圖，如圖310所示。圖310 總體電路設(shè)計(jì)圖 4 相關(guān)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖結(jié)合了上面幾章硬件的基本介紹和電路的基本排布我們綜合考慮之后，可以大致設(shè)計(jì)出下圖的流程，如圖41所示。圖41 主程序工作流程圖 編譯預(yù)處理Keil C51 C語(yǔ)言編譯器為8051系列單片機(jī)在目前世界上最流行的C語(yǔ)言編譯器之一。它為我們提供了比任何其他8051系列C語(yǔ)言編譯器都更多更完善更強(qiáng)大的功能。在圖41中開(kāi)始的第一步啟動(dòng)前我們一般要進(jìn)行一些基本的編譯預(yù)處理工作。Keil C51預(yù)處理功能是指編譯系統(tǒng)在程序掃描前對(duì)特殊命令進(jìn)行的預(yù)處理工作，Keil C51程序中的宏定義、文件包含等都放在函數(shù)外，位于原文件前面，我們稱其為預(yù)處理部分，這些命令稱為預(yù)處理命令，“”開(kāi)頭指的是預(yù)處理命令，同時(shí)在宏語(yǔ)句的后面沒(méi)有“；”。文件包含的一般形式為include“文件名”或者include，軟件截圖如下： 圖42 編譯預(yù)處理軟件 按鍵設(shè)定程序 該程序是針對(duì)各個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)其功能的一個(gè)程序。所對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)電路中的幾個(gè)按鍵，該部分軟件如下所示。圖43 按鍵處理程序1 圖44 按鍵設(shè)定程序2 定時(shí)器0初始化程序定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而本設(shè)計(jì)中的計(jì)數(shù)方式是源自單片機(jī)內(nèi)的計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器增加1，則意味著機(jī)器經(jīng)過(guò)了1個(gè)周期的時(shí)間，而對(duì)應(yīng)的每個(gè)周期只能產(chǎn)生一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。圖45 定時(shí)器0初始化軟件 紅外報(bào)警程序熱釋電紅外傳感器探測(cè)到人體紅外信號(hào)后，傳感器感應(yīng)到人體紅外信號(hào)，轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)輸出至單片機(jī)處理后，單片機(jī)判斷并通過(guò)電路控制聲光報(bào)警電,程序會(huì)循環(huán)運(yùn)行以保證報(bào)警系統(tǒng)持續(xù)報(bào)警。圖46 紅外報(bào)警程序 功能按鍵運(yùn)行程序按鍵一共分為啟動(dòng)按鍵、布防按鍵、復(fù)位按鍵（取消報(bào)警）、緊急報(bào)警按鍵等四個(gè)按鍵。下面為四個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單的運(yùn)行程序。圖47 按鍵運(yùn)行程序 主程序在紅外報(bào)警器進(jìn)入布防狀態(tài)后，根據(jù)報(bào)警器是否檢測(cè)到人體的紅外線，探測(cè)器發(fā)出信號(hào)經(jīng)過(guò)下一級(jí)處理至單片機(jī)，單片機(jī)立即對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理并判斷。其主程序如下。圖48 主程序 定時(shí)器0中斷服務(wù)程序通常來(lái)說(shuō)家用的報(bào)警設(shè)備在報(bào)警后不可能一直處于報(bào)警狀態(tài)，它需要一個(gè)中斷報(bào)警的服務(wù)程序來(lái)終止報(bào)警，這時(shí)需要對(duì)報(bào)警器進(jìn)行復(fù)位，以便于下次繼續(xù)執(zhí)行報(bào)警功能，下面便是我們需要的中斷服務(wù)程序圖。圖49 定時(shí)器0中斷處理程序 Proteus軟件仿真 Proteus軟件簡(jiǎn)介該工具是英國(guó)Lab Center Electronics公司傾全部力量精心編寫(xiě)的EDA工具軟件，Proteus是目前世界上最受歡迎的軟件之一，Protues是一個(gè)功能齊全的仿真軟件,程序編程語(yǔ)言由 Simone Zanella 于1998年創(chuàng)建，Protues許多功能源自C語(yǔ)言，它是特別之處在其有成百上千的專(zhuān)用功能處理字符串方面的問(wèn)題,這使得它最實(shí)用的仿真軟件之一。它不但具備超越一般EDA工具的模擬仿真功能的能力，且可以全面仿真單片機(jī)和單片機(jī)外圍重要元器件。該軟件已受到廣大單片機(jī)業(yè)余愛(ài)好人員、教學(xué)研究工作人員、專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用人員的青睞。Proteus通過(guò)其強(qiáng)大的“概念至產(chǎn)品”一步到位設(shè)計(jì)方式征服著著全球無(wú)數(shù)忠實(shí)用戶，成為了全球最為頂尖的EDA工具之一，它的出現(xiàn)徹底粉碎了仿真軟件的局限性。該軟件通過(guò)完美融合電路仿真、PCB設(shè)計(jì)、虛擬模型仿真于一體而成為了全球炙手可熱的仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)。而難能可貴的是其在處理器模型上更是匹配相當(dāng)多種類(lèi)的處理器，并且隨著處理器的進(jìn)步不斷增添更為先進(jìn)的處理器模型，而且是完美匹配這些處理器，使得用戶在使用過(guò)程中毫無(wú)后顧之憂，這直接使得Proteus成為了處理器模型支持方面的全能冠軍。Proteus在程序編譯器匹配方面依然十分強(qiáng)大，完美匹配IAR、Keil和MATLAB等常用編譯器，其強(qiáng)大的編譯能力讓很多其他仿真軟件只能望其項(xiàng)背。 Protues軟件仿真圖通過(guò)以上的介紹。如圖45所示為系統(tǒng)Pr