【正文】 為此，我向。 論文工作即將結(jié)束，回顧四年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。袁老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、精益求精的工作作風(fēng)和對學(xué)生盡職盡責(zé)的教導(dǎo)都給我留下了十分深刻的印象。湖南省電工技術(shù)學(xué)會第七次會員代表大會暨 2020 學(xué)術(shù)年會論文集 [C]。2020 年 [13] 王洪 ?；趩纹瑱C(jī)控制的自動撥號報警器 [A]。第七屆青年學(xué)術(shù)會議論文集 [C]。2020 年 03 期 [11] 王洪建 。家庭無線智能防盜報警系統(tǒng) [J]。中國安防產(chǎn)品信息 。2020 年 07 期 [9] 宋松娥 。家庭無線智能防盜報警系統(tǒng) [J]。安防科技 。78 [7] 韓毅 。隨著現(xiàn)代人們安全意識的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報警器必將在更廣闊的 領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用 。該防盜報警器通過以單片機(jī) AT89C51 為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號輸出，同時能夠有效的抑制人體輻射波長以外的紅外光線與可見光的干擾。它具有使用簡單、功能齊全、性價比高等一系列特點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用型的家庭防盜報警系統(tǒng)。 外部中斷 1 請求 數(shù)碼管顯示 E，炫目燈開啟。定時計(jì)數(shù)器 T0 用來控制高音報警器的發(fā)音頻率以使其發(fā)出逼真的報警聲；定時計(jì)數(shù)器 T1 用作延時函數(shù)。其中布防 /撤防按鍵用來觸發(fā)外部中斷 0，熱釋電傳感器用來觸發(fā)外部中斷 1，外部中斷 1 允許位的開啟與關(guān)閉由外部中斷 0 來控制。將光標(biāo)指向項(xiàng)目窗口中的文件名，并右擊，在快捷菜單中選擇 Build target 選項(xiàng)， uVision2 將自動完成對當(dāng)前項(xiàng)目中所有源程序模塊的編譯、鏈接，得到 .HEX 目標(biāo)文件。接下來，將該文件添加到項(xiàng)目中，用鼠標(biāo)在屏幕左邊的 Source Group1 文件夾圖標(biāo)上右擊彈出菜單，選擇 Add File to Group‘ Source Group1’命令，彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按 ADD按鈕，關(guān)閉文件窗口，程序文件即可加到項(xiàng)目中。在菜單中選擇 File→ New，新建源程序文件。項(xiàng)目文件保存完后，彈出 Select Device for TARGET‘ TARGET1’對話框，是新建項(xiàng)目的 CPU 元器件選擇，選 AT89S52。 在 keil uVision2 中編制程序： (1)新建項(xiàng)目。 Keil 簡介 Keil uVision2 是德國 Keil 公司開發(fā)的一款關(guān)于 8051 系列 MCU 的開發(fā)工具，它支持匯編、 C 語言及混合編程，是一種集成化的文件管理編譯環(huán)境，可用來編譯程序源碼、鏈接和重定位目標(biāo)文件和庫文件、創(chuàng)建 HEX 文件、調(diào)試目標(biāo)程序等。 (2) 劃 分功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (5) 編寫程序說明文件?？稍诰幾g軟件下編程，要求簡練、層次清楚、字節(jié)數(shù)少和執(zhí)行時間短等。 (2) 程序的總體設(shè)計(jì)并畫出流程圖。這樣就可以方便在單片機(jī)死機(jī)的時候進(jìn)行重啟。圖中的電容起穩(wěn)定作用。其電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 313 所示。 實(shí)現(xiàn)功能 通過振蕩得到一個穩(wěn)定的時鐘頻率。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它當(dāng)作一個高 Q 值的電磁諧振回路。根據(jù)石英晶體的機(jī)電效 應(yīng)，我們可以把它等效為一個電磁振蕩回路，即諧振回路。他們有一個很重要的特點(diǎn)，其振蕩頻率與他們的形狀，材料，切割方向等密切相關(guān)。 晶振一般叫做 晶體諧振器 ，是一種機(jī)電 器件，是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。由于石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、 頻率穩(wěn)定度 高等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于家用電器和通信設(shè)備中。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產(chǎn)生 機(jī)械振動 ，當(dāng)交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強(qiáng)烈，這就是晶體諧振特性的反應(yīng)。在其兩端再并入同系列的大小電容可獲得很寬頻率范圍的濾波特性。 在電源的兩端并聯(lián)的大電容和小電容起濾波作用。其電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 312所示。如圖 311 所示，其中 1 接整流器輸出的 +電壓， 2 為公共地 (也就是負(fù)極 )， 3 就是我們需要的正 5V 輸出電壓。當(dāng)P0 口輸出高電平時其對應(yīng)的發(fā)光二極管導(dǎo)通，二極管亮， P0 口 07 根據(jù)不同的電平輸入顯示不同的數(shù)值。這里我們選用典型值 470 歐。我們可以依公式來計(jì)算出限流電阻的阻值： R=U/I。 圖 310 顯示電路 原理分析 在這里，串聯(lián)的幾個 470 歐電阻是 限流電阻。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 22 實(shí)現(xiàn)功能 本系統(tǒng)使用共陰極數(shù)碼管做為狀態(tài)顯示電路，在正常無人非法闖入室內(nèi)時數(shù)碼管的DP 點(diǎn)閃爍，若有人闖入數(shù)碼管則顯示 E 來提示有人非法闖入。數(shù)碼管的 8 段，對應(yīng)一個字節(jié)的 8 位， a 對應(yīng)最低位， dp 對應(yīng)最高位。一個八段數(shù)碼管稱為一位，多個數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即 a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端稱為位選線。其原理圖如 39。數(shù)碼管又分為共陰極和共陽極兩種類型，其實(shí)共陰極就是將八個 LED 的陰極連在一起，讓其接地，這樣給任何一個 LED 的另一端高電平，它便能點(diǎn)亮。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 21 顯示電路 主要電路元件介紹 我們最常用的是七段式和八段式 LED 數(shù)碼管，八段比七段多了一個小數(shù)點(diǎn)，其他的基本相同。叢而保護(hù)了電路中的其它原件的安全。當(dāng)反向電壓高于原件的反向擊穿電壓時，會把原件如三極管，等造成損壞。 并聯(lián)在線圈的兩端的是續(xù)流二極管，線圈在通過電流時，會在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。 圖 38 燈光警示電路 原理分析 如圖 38 所示：這里我們選用 12V 的炫目燈做燈光警示電路，因炫目燈在正常工作狀態(tài)下電流比較大，所以這里我們選用使用繼電器控制其開關(guān)的方案。 實(shí)現(xiàn)功能 此電路通過接受單片機(jī)傳送來的電平信號， 驅(qū)動燈光 警示電路使炫目燈亮起 從而達(dá)到報警效果。 3）綜合信號：例如，當(dāng)多個控制信號按規(guī)定的形式輸入多 繞組 繼電器時，經(jīng)過比較綜合，達(dá)到預(yù)定的控制效果。 作為控制元件，概括起來，繼電器有如下幾種作用： 1） 擴(kuò)大控制范圍：例如，多觸點(diǎn)繼電器控制信號達(dá)到某一定值時，可以按觸點(diǎn)組的不同形式，同時換接、開斷、接通多路電路。 繼電器是具有隔離功能的自動開關(guān)元件，廣泛應(yīng)用于遙控、遙測、通訊、自動控制、機(jī)電一體化 及電力電子設(shè)備中，是最重要的 控制元件 之一。通常應(yīng)用于自動化的控制 電路 中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種 “ 自動 開關(guān) ” 。 主要電路元件 介紹 繼電器（英文名稱： relay）是一種電控制 器件 ，是當(dāng)輸入量（激勵量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。形成頻率在 976~1945Hz 之間平滑遞增的聲音效果。反之則截至。 其電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 37 所示。 它是一種由硅制作的低電壓 ,大電流 ,小信號的 NPN 型硅三極管。本產(chǎn)品的噪聲電壓大約為 80mV,所以有 V 差值 =（ 4~5） 80mV=320~400 ，即照顧到靈敏度，又能保證電路有一定的可靠性。一般基準(zhǔn)電壓可按下列式子來計(jì)算： V 差值 =（ 4~5） VN 式子中 VN 為噪聲電壓。其變化幅度大于 13 引腳電壓，小于 5 腳電壓，才能使比較器輸出高電平，否則為低電平，而前級放大器靜態(tài)時輸出電壓基本為 1/2VCC，處在 5 引腳和 13 引腳電壓之間，故比較器輸出為 0。而當(dāng) 5 引腳電壓VO113 腳電壓時，比較器輸出低電平。如圖35 所示：基準(zhǔn)電壓分別由 (R6+R14)和 R14 分壓提供。其電路原理圖如圖 35 所示。 比較電路 實(shí)現(xiàn)功能 電壓比較器的作用是將一個模擬電壓與一個參考電壓相比較。靜態(tài)下應(yīng)將輸出端電位設(shè)在 1/2 處，方法是： ICA 外接 R R10分壓器，將 1/2VCC引至運(yùn)放的同相輸入端，這相當(dāng)于將輸入偏置電壓墊高 1/2VCC,從而使輸出電壓的靜態(tài)電位定在 1/2VDD 處。 放大器要求： 增益： 60~70DB 帶寬： ~7HZ 工作原理： 放大電路的電壓增益為： A=1+2πfR12C4/(1+2πfR7C4)(1+2πfR12C4) 一般要求放大電路的增益為 65Db。放大器的帶寬對可靠性和靈敏度有重要影響，帶寬窄，噪聲小誤動作率低；帶寬寬，噪聲大，誤動作率高！ 如圖 34 所示，本系統(tǒng)采用 LM324 中的兩個集成運(yùn)算放大器構(gòu)成低頻帶通放大電路， LM324 內(nèi)部集成了四個獨(dú)立的高增益運(yùn)算放大器，其電流?。ǖ湫椭?Is=），且與所加電源電壓的大小無關(guān)，頻率補(bǔ)償及偏置電流均采用了溫度補(bǔ)償措施，性能穩(wěn)定。其電路原理圖設(shè)計(jì)如圖 34 所示。由于 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。兩個信號輸入端中， Vi （ ）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相反； Vi+（ +）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出 端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。 信號放大電路 主要電路元件介紹 LM324 是四運(yùn)放集成電路，它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電供電電源電 路 紅外線探測器 報警電路 顯示電路 信號放大電路 延時電路 比較 電路 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 15 源共用外，四組運(yùn)放相互獨(dú)立。硬件電路圖見附錄二所示。報警電路有聲、光報警兩種方式組成，并且將聲、光報警進(jìn)行延時，為防止主人啟動電路或調(diào)試報警器時報警，電路中設(shè)計(jì)了開機(jī)延時電路，為防止交流電網(wǎng)停電或入侵者切斷交流電，該報警器配有交流電源和直流電源，直流電源有蓄電池提供，并且交流電源和直流電源可以自動切換。 圖 31 紅外無線防盜報警器的結(jié)構(gòu)框圖 紅外線探測器由主動式和被動式紅外線探測器組成，主動式紅外線探測器由紅外發(fā)光管和接收管組成，被動式紅外探測器由紅外熱釋電傳感器組成。 XTAL2：反向振蕩器的輸出 ,如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，應(yīng)不接。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源。 EA/VP：當(dāng) EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 ALE/ PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址 字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。在給出地址 1 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地 址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(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 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 1 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被 內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉振蕩器和時序 OSC 程序存儲器 4 KB ROM 數(shù)據(jù)存儲器 256 B RAM/SFR 定時器 /計(jì)數(shù)器 2 16 AT89C51 CPU 64 KB 總線 擴(kuò)展控制器 可編程 I/O 可編程全 雙工串行口 內(nèi)中斷 第二章 主要元器件選擇與介紹 12 為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 GND：接地。AT89C51 單片機(jī) 是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 外時鐘源 外部事件計(jì)數(shù) 外中斷 控制 并行口 串行通信 圖 26 AT89C51 功能方塊圖 AT89C51 管腳說明 ATMEL 公司的 AT89C51 是一種高效微控制器。 圖 26 為 AT89C51 單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。該器件采用 ATMEL 高密度非易失 存儲器 制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。 南昌工程學(xué)院本科畢業(yè)論文 9 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 12vOUT 圖 24 熱釋電紅外傳感器原