【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。伴隨著社會的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高，擁有了更多的奢飾品，因此防盜就成了一項(xiàng)重要的課題。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的紅外線防盜報(bào)警器是基。論文首先簡單介紹了紅外線防盜報(bào)警器的發(fā)展背景、基本電路。過555定時(shí)器來輸出穩(wěn)定的信號。最后，附錄部分附有本次設(shè)計(jì)所應(yīng)用到

　　

【正文】 00H 00H XXH (0XXX0000B) 單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后 , 在 RST/VPD端持續(xù)給出 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為 12MHz 時(shí)，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于 2us。 復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位以及 “ 看門狗 ” 復(fù)位三種類型。前兩種見 圖 所示。 “ 看門狗 ” 電路則是一種集成有單片機(jī)的電源監(jiān)測、按鍵復(fù)位以及對程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，防止程序 “ 跑飛 ” 而出現(xiàn)死機(jī)而設(shè)計(jì)的電路。 圖 （ a）上電復(fù)位電路 。 （ b）上電 /外部復(fù)位電路 2．程序執(zhí)行方式 程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。由于復(fù)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(shí)際程序的入口去執(zhí)行。 35 3．待機(jī)方式 待機(jī)方式也稱空閑方式，是一種節(jié)電工作方式。在待機(jī) 工作方式中，振蕩器保持工作，時(shí)鐘脈沖繼續(xù)輸出到中斷、串行口、定時(shí)器等功能部件，使它們繼續(xù)工作，但時(shí)鐘脈沖不再送到 CPU，因而 CPU 停止工作。 4．掉電方式 掉電方式，也被稱為停機(jī)方式。在掉電方式中，振蕩器工作停止，單片機(jī)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(shè)計(jì)的節(jié)電工作方式。 待機(jī)方式和掉電方式都是為了進(jìn)一步降低功耗而設(shè)計(jì)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(yīng)用場合。這類系統(tǒng)往往是直流供電或停電時(shí)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(jī)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) 如下表 所示： 表 空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 模式 程序存儲器 ALE PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 5. 編程和校驗(yàn)方式 對于內(nèi)部集成有 EPROM 可以進(jìn)入編程或校驗(yàn)方式。 （ 1）內(nèi)部 EPROM 編程 編程時(shí) ，時(shí)鐘頻率應(yīng)定在 36MHz 的范圍內(nèi)，其余各有關(guān)引腳的接法和用法如下： P1 口和 P2 口的 ~ 為 EPROM 的 4k地址輸入， P1為 8位地址； ~ 以及 PSEN 應(yīng)為低電平； P0 口為編程數(shù)據(jù)輸入； 和 RST 應(yīng)為高電平； RST 的高電平可為 ，其余的都以 TTL的高低電平為準(zhǔn)； EA/VPP 端加 +21V 的編程脈沖，此電壓要求穩(wěn)定，不能大于 ，否則會 36 損壞 EPROM 在出現(xiàn)正脈沖期間， ALE/PROG 端加上 50ms 的負(fù)脈，完成一次寫入。 （ 2） EPROM 程序校驗(yàn) 在程序的保險(xiǎn) 位未設(shè)置前，無論在寫入的當(dāng)時(shí)或?qū)懭胍院?，均可將片上程序存貯器的內(nèi)容讀出進(jìn)行檢驗(yàn)，在讀出時(shí)，除 腳保持為 TTL 低電平之外，其他引腳與寫入 EPROM 的連接方式相同。要讀出的程序存貯器單元地址由 P1 口和P2口的 ~ 送入， P2 口的其他引腳及 PSEN 保持低電平， ALE、 EA 和 RST接高電平，檢驗(yàn)的單元內(nèi)容由 P0口送出。在檢驗(yàn)操作時(shí)，需在 P0的各位外部加上電阻 10k?。 （ 3）程序存貯器的保險(xiǎn)位 AT89S51 內(nèi)部有一個(gè)保險(xiǎn)位，亦稱保密位，一旦將該位寫入便建立了保險(xiǎn)，就可禁止任何外部方法對片內(nèi)程序存貯器進(jìn) 行讀寫。將保險(xiǎn)位寫入以建立保險(xiǎn)位的過程與正常寫入的過程相似，僅只 腳要加 TTL 高電平而不是像正常寫入時(shí)加低電平，而 P0、 P1和 P2 的 ~ 的狀態(tài)隨意，加上編程脈沖后就可使保險(xiǎn)位寫入。 保險(xiǎn)位一旦寫入，內(nèi)部程序存貯器便不能再被寫入和讀出校驗(yàn)，而且也不能執(zhí)行外部存貯器的程序。只有將 EPROM 全部擦除時(shí)，保險(xiǎn)位才能被一起擦除，也才可以再次寫入。 通過以上對單片機(jī)硬件系統(tǒng)的簡單介紹，應(yīng)該已經(jīng)掌握了單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作的原理和過程，但是單片機(jī)要實(shí)現(xiàn)它的強(qiáng)大控制功能特性，只有硬件是不能工作的，還必須 依靠它的指令才能發(fā)揮單片機(jī)的強(qiáng)大作用。下面介紹單片機(jī)的指令系統(tǒng)。 4． 4 AT89S51 的指令系統(tǒng) 指令是規(guī)定計(jì)算機(jī)進(jìn)行某種操作的命令，一條指令只能完成有限的的功能，為使計(jì)算機(jī)完成一定的或復(fù)雜的功能就需要一系列指令。計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的各種指令的集合稱為指令系統(tǒng)。單片機(jī)的主要功能也是有指令系統(tǒng)體現(xiàn)的。 C51 指令系統(tǒng)使用了 7種尋址方式，共有 111 條指令。指令一般有兩部分組成，即操作碼和操作數(shù)。 37 80C51 匯編語言指令格式如下： 操作碼 [操作數(shù) ] ； [注釋 ] 操作碼 ：是有助記符 表示的字符串，它規(guī)定了指令的操作功能。 操作碼 ：是指參加操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的地址。 注釋 ：是為該條指令作的說明，以便于閱讀。 在 80C51 指令系統(tǒng)中，操作數(shù)可以是 3個(gè)，也可以沒有。不同功能的指令，操作數(shù)作用不同。例如，傳送指令多數(shù)有兩個(gè)操作數(shù)，寫在左邊的稱為目的操作數(shù)（表示操作結(jié)果存放的單元地址），寫在右邊的稱為元操作數(shù)（支出操作數(shù)的來源）。 例如，一條傳送指令的書寫格式為： MOV A ， 3A H ； 表示將 3A H 存儲單元的內(nèi)容送到累加器 A中。 1. 尋址方式 包括： 立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址（基址寄存器 + 變址寄存器間接尋址）、相對尋址、位尋址，共 7 種尋址方式，且每種尋址方式所涉及的存儲器空間各有不同。請參考相關(guān)書籍。 2. 數(shù)據(jù)傳送類指令； 3. 算數(shù)運(yùn)算類； 4. 邏輯運(yùn)算類； 5. 控制轉(zhuǎn)移類； 6. 位操作類； 80C51 指令系統(tǒng)的尋址方式、各類指令的格式及功能等相關(guān)內(nèi)容，請參考相關(guān)書籍，這里不再贅述。但指令系統(tǒng)是學(xué)習(xí)和使用單片機(jī)的一個(gè)很重要環(huán)節(jié)，應(yīng)理解和熟練掌握這些指令系統(tǒng)。且不同種類的單片機(jī)其指令系統(tǒng)一般是不同 的。 38 5 設(shè)計(jì) 5． 1 概述 本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和ＰＣ機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。 該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器、家庭智能報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、 LED 控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、 處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地顯示、本地報(bào)警等功能。 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)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、在線調(diào)試等幾個(gè)階段，就本設(shè)計(jì)來說也包括這些過程。它們的進(jìn)程框圖如圖 所示。 開始 明確任務(wù) 選機(jī)型，劃分軟、硬件 硬件研制 軟件設(shè)計(jì) 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試 排出故障、修正軟件 固化程序、應(yīng)用系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行 完成研制 39 圖 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)研制過程框圖 5． 2 總體設(shè)計(jì) 從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅 外傳探頭電路 、報(bào)警 電路、單片機(jī)、復(fù)位電路、 LED 顯示控制電路 及相關(guān)的控制管理軟件組成 ；它們之間的構(gòu)成框圖如圖 ： 圖 總體設(shè)計(jì)框圖 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，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出ＴＴＬ 電平至 AT89C51 單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報(bào)警延遲 10s 一段時(shí)間后自動解除，也可人工手動解除報(bào)警信號，然后通過ＬＥＤ顯示報(bào)警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警 10s 鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動消除報(bào)警。 5． 3 系統(tǒng)硬件選擇 從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： AT89S5熱釋電紅外傳感器、 LED、按鍵、反相器 74LS0蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用電路，以及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等等。 元器件選擇與制作 ： 元器件清單見 附錄 B 所示 5． 4 硬件電路實(shí)現(xiàn) CPU AT89 S51 復(fù)位電路 信號檢測電路 LED 數(shù)字顯示 報(bào)警執(zhí)行電路 LED 發(fā)光顯示 放大 驅(qū)動 驅(qū)動 驅(qū)動 40 經(jīng)分析本設(shè)計(jì)的電路原理圖見附圖 B所示 5． 5 軟件程序 的 實(shí)現(xiàn) 按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知 系統(tǒng) 主程序 工作流程圖如 下 圖 示； N Y N Y Y N 入口 初始化 監(jiān)測外部有無信號輸入 顯示報(bào)警的次數(shù)且啟動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警 聲光報(bào)警是否持續(xù) 10 秒 聲光報(bào)警結(jié)束， LED 顯示出報(bào)警次數(shù) 是否還有檢測信號等待下次報(bào)警 結(jié)束 41 圖 主程序 工作流程圖 本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到外部熱釋點(diǎn)傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報(bào)警點(diǎn)路開始報(bào)警，報(bào)警持續(xù) 10 秒鐘后自動停止報(bào)警，同時(shí)顯示出報(bào)警次數(shù)以便人們查詢，然后程序開始循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到 10 秒時(shí)，用手工按鍵停止的聲光報(bào)警的作用。 手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如下圖 示； 圖 中斷服務(wù)程序工作流程圖 1. 主程序清單如附錄 A 所示 其中， 10 秒鐘的定時(shí)采用定時(shí)器 T0 定時(shí)工作在方式 1 ,單片機(jī)晶振Fosc=12MHz，所以機(jī)器周期 T=12 t0=12 (1/12MHz)=1us 設(shè)定時(shí)器 T0初始值為 X，則： (2∧ 16X) 1us=50ms 從而可知定時(shí)器 T0 初始值 X= 6553650000=15536=3CB0H,在此用 50H、 51H 單元分別進(jìn)行 1秒和 10 秒的計(jì)數(shù)，它們內(nèi)的賦值分別為 14H、 0AH ， T0的初值置為 TL0=0B0H、 TH0=3CH。 2. 外部中斷 INTO 服務(wù)程序： PINT0:CLR EX0 。外部中斷 0 服務(wù)程序開始，屏蔽外部中斷 PUSH PSW PUSH ACC JNB ,LN 。監(jiān)測是否有中斷輸入 中斷源發(fā)出中斷申請 關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場 INTO/端有輸入信號關(guān)閉報(bào)警 恢復(fù)現(xiàn)場、關(guān)中斷 中斷返回 42 LN: LCALL DELAY 。延時(shí)消抖 JNB ,LN1 AJMP LN2 。 無中斷輸入 ,中斷返回 LN1: SETB CLR CLR 。使報(bào)警結(jié)束，綠指示燈亮 POP ACC POP PSW SETB EX0 。開放外部中斷 0 LCALL LP 。在中斷繼續(xù)檢測是否有輸入信號 LN2:RETI 以上程序所 編寫的程序，通過 Keil 編譯軟件已經(jīng)編譯通過，同時(shí)運(yùn)行