【導讀】薁螅裊膅蚄羈膃膄莃螄聿膄蒆罿肅膃蚈螂羈膂螀蚅芀膁蒀袀膆膀薂蚃肂腿蚅衿羈羋莄蟻襖羋蕆袇膂芇蕿蝕膈芆螁裊肄芅蒁螈羀芄薃羃袆芃蚅螆膅節(jié)蒞肁莂蕆螅羇莁薀羀袃莀螞螃節(jié)荿蒂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莆莆衿裊莆蒈螞膄蒅薁袈肀蒄蚃蟻羆蒃莃袆袂蒂薅蠆芁蒁蚇羄膇蒁蝿螇肅蒀葿羃罿肆薁螅裊膅蚄羈膃膄莃螄聿膄蒆罿肅膃蚈螂羈膂螀蚅芀膁蒀袀膆膀薂蚃肂腿蚅衿羈羋莄蟻襖羋蕆袇膂芇蕿蝕膈芆螁裊肄芅蒁螈羀芄

　　

【正文】 反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件， XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 （ 4）芯片擦除 整 個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE 管 腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。 我們常見的單片機就是 51 系列，但是他們根據(jù)類型和特性不同分為好多種 ,此次設計我們選擇了 AT89C51 單片機。 MCS51 是 指由美國 INTEL 公司生產的一系列單片機的總稱。 INTEL 公司將 MCS51 的核心技術授權給了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051 為核心的單片機，當然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 89C51 就是這幾年在我國非常流行的單片機。 89C51 的特性像上面都羅列了，它的只讀存儲器即 ROM 是電可擦除的，也稱為 FLASHROM，這就方便了我們的使用。 AT89C51 單片機的引腳分配 將防盜報警系統(tǒng)設計中所需要用到 AT89C51 的引腳及其功能說明列出表格，以便對防盜報警系統(tǒng)設計有更 好的了解與設計。如下表 21 所示： 表 21 AT89C51 單片機引腳分配 引腳 功能說明 接收外接傳感器控制信號 控制工作指示燈 LEDGREEN 華東交通大學畢業(yè)設計（論文） 11 （ RXD） 控制報警指示燈 LEDRED （ TXD） 控制外接 SPEAKER RESET 復位 中斷 VCC 供電電壓 GND 接地 陳俊峰：防盜報警系統(tǒng)的設計 12 第三章 防盜報警系統(tǒng) 方案設計 防盜報警系統(tǒng)總體設計思路 本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。模塊劃分為 數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警等 子模塊。電路結構可劃分為：熱釋電紅外傳感器 、報警器、單片機控制電路、LED 控制電路及相關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、功能設定、本地報警等功能。 就此設計的核心模塊來說，單片機就是設計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應用系統(tǒng)的一種應用。單片機應用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機、輸入 /輸出設備、以及外圍應用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機應用系統(tǒng)的研制過程包括總體設計、硬件設計、軟件設計等幾個階段。 從設計的要求來分析該設計須包含如下結構： 熱釋電紅外傳感 探頭電路 、報警電路、單片機、復位電路及相關的控制管理軟件組成；它們之間的構成框圖如下圖 31 所示： 圖 31 總體設計框圖 處理器采用 51系列單片機 AT89C51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經放大電路、比較電路送至門限開關 ，打開門限閥門送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機。在單片機內，經軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。驅動電路將控制信號放大并推動聲光報警設備完成相應動作。當報警一段時間后解除報警信號， 當警情消除后復位電路使系統(tǒng)復位。 AT89 C51 復位電路 信號檢測電路 報警執(zhí)行電路 LED 發(fā)光顯示 放大 驅動 驅動 華東交通大學畢業(yè)設計（論文） 13 具體硬件電路模塊設計 如下圖 32 所示，為紅外防盜報警器的基本原理圖。原理圖由幾個模塊電路組成，具體各個模塊電路下面將分別進行設計。 圖 32 基本原理圖 放大電路的設計 如下圖 33 所示，為放大電路設計圖。在電路中，當熱釋電紅外傳感器 接收到人體信號時，輸出一個微弱的低頻電信號，其大小僅 1mV，頻率約為 到3Hz，需要通過三極管放大至 70dB~75dB。晶體管 S9014 是 NPN 三極管，其 Ic 靜態(tài)工作電流達 100mA，放大倍數(shù)最大可達 1000 倍。 R9 可以給 S9014 提供靜態(tài)基極電壓。放大后的信號由 C6 耦合至反相器 74LS04 輸入端。 74LS04 反相器輸出的是 TTL 電平，若探測器檢測到有信號輸入，輸出低電平，即邏輯信號 0,經 51 單片機處理，將產生報警。若無信號輸入，則持續(xù)輸出高電平，即邏輯信號 1，經 51 單片機處理，將不產生報警。 陳俊峰：防盜報警系統(tǒng)的設計 14 圖 33 放大電路圖 時鐘電路的設計 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2 應不接。因為一個機器周期含有 6 個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為 2 個振蕩周期，所以一個機器周期共有 12 個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個振蕩周為 1/12us，故 而一個機器周期為 1us。如 下圖 34 所示為時鐘電路圖。 圖 34 時鐘電路圖 華東交通大學畢業(yè)設計（論文） 15 復位電路的設計 單片機在時鐘電路工作以后 , 在 RESET端持續(xù)給出 2個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。復位方法一般有上電復位和外部手動復位兩種方式。 上電復位復位時在單片機接通電源時，對單片機的復位。上電復位電路示意圖如圖 35（ a）所示。在上電瞬間 RST 端與 VCC 電位相同，隨著電容上電壓的逐漸上升， RST 端電位逐漸下降。上電復位所需的最短時間是震蕩器震蕩建立時間加 2 個機器周期。圖 35（ b）為外部手動復位電路的電路示意圖。 防盜報警系統(tǒng)設計此次采用的是外部手動按鍵復位電路。當需要外部復位時，按下復位按鈕 S3 即可達到復位目的。 （ a） （ b） 圖 35 復位電路圖參考圖 （ a）上電復位電路；（ b）外部手動復位電路 發(fā)光二極管報警電路的設計 由一個發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的 RXD 的引腳，外接 VCC，當單片機的 RXD 引腳被置低電平后，發(fā)光二極管 D3被點亮，起到報警作用。下圖 36 所示為發(fā)光二極管報警電路。 圖 36 發(fā)光二極管報警電路圖 陳俊峰：防盜報警系統(tǒng)的設計 16 聲音報警電路的設計 如下圖 37 所示，用一個 Speaker、繼電器、三極管和電阻接到單片機的 TXD引腳上，外接 VCC，構成聲音報警電路，當 TXD 引腳被置高電平后，蜂鳴器會發(fā)聲報警。如下圖所示為聲音報警電路。 圖 37 聲音報警電路圖 系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明 硬件電路的設計， 從以上的分析可知在本設計中要用到如下 器件： 電容、電阻、三極管、 AT89C5熱釋電紅外傳感器、 LED、 按鍵、反相器 74LS0蜂鳴器、繼電器等。用這些元器件組成的一些單片機外圍應用電路，以及單片機的手工復位電路等。其中 D1 為電源工作指示燈， D2 是正常工作指示燈， D3 是起報警指示作用，當 RXD 腳被置低電平時， D3 亮紅燈開始報警，同樣， TXD 腳置高電平時聲音報警電路開始工作。 電路設有 2 個按鍵， S1 鍵作為中止 /暫停鍵 , S2 鍵作為作為電路復位鍵。 軟件的程序實現(xiàn) 主程序工作流程圖 按上述工作原理和硬件結構分析可知 系統(tǒng)主程 序工作流程圖如 圖 38 所示： 華東交通大學畢業(yè)設計（論文） 17 N Y Y N 圖 38 主程序工作流程圖 來的脈沖信號后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經過單片機內部程序處理后，驅動聲光報警電路開始報警 ,報警結束后，檢測是否還有下次觸 發(fā)信號，等待報警從而使報警器進入連續(xù)工作狀態(tài)。同時，可以利用手工按鍵停止的聲光報警的作用。手工按鍵停止報警中斷服務程序工作流程圖，如下 圖 39 所示： 開始 系統(tǒng)初始化 檢測 口有無信號輸入 啟動聲光報警電路開始報警 聲光報警結束 是否還有檢測信號等待下次報警 結束 陳俊峰：防盜報警系統(tǒng)的設計 18 圖 39 中斷服務程序工作流程圖 設計編程程序 include typedef unsigned char uint8。 typedef unsigned int uint16。 sbit s1 =P1^0。sbit s3 =P3^2。 sbit light=P3^0。sbit speaker=P3^1。 sbit zhishi=P1^2。 void baojing() { uint8 counter。 TMOD = 0x01。 TH0 = 0xB8。 TL0 = 0x00。 TR0 = 1。 while(s3) { if(1 == TF0) { TF0 = 0。 中斷源發(fā)出中斷申請 關中斷、保護現(xiàn)場 INTO 端有輸入信號關閉報警 恢復現(xiàn)場、開中斷 中斷返回 華東交通大學畢業(yè)設計（論文） 19 TH0 = 0xB8。 TL0 = 0x00。 counter++。 } if(25 == counter) { counter = 0。 light = ~light。 speaker=~speaker。 } } } void zs() { zhishi=s3。zhishi=s1。 } void fun() { if(s1==0) baojing()。 } void main() { zs()。 fun()。 } 陳俊峰：防盜報警系統(tǒng)的設計 20 第四章 防盜報警系統(tǒng)仿真 Proteus 簡介 Proteus 的 ISIS 是一款 Labcenter 出品的電路分析實物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機軟件仿真系統(tǒng)。 該軟件的特點 : 1) 全部滿足我們提出的單片機軟件仿真系統(tǒng)的標準，并在同類產品中具有明顯的優(yōu)勢； 2) 具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、 RS232 動態(tài)仿真、 C 調試器、 SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器等。 3) 目前支持的單片機類型有： 68000 系列、 8051 系列 、 AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80