【正文】 硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖 31 所示： 檢 測 外 部 有 無 信 號 輸 入啟 動 聲 光 報(bào) 警 電 路 開 始 報(bào) 警 ，顯 示 屏 顯 示 相 應(yīng) 內(nèi) 容開 始系 統(tǒng) 初 始 化聲 光 報(bào) 警 是 否 持 續(xù) 5 m i n聲 光 報(bào) 警 結(jié) 束 ，顯 示 屏 顯 示 正 常結(jié) 束YNY是 否 還 有 檢 測 信 號等 待 下 次 報(bào) 警NNY 圖 31 主程序工作流程圖 中斷程序流程圖 本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到外部熱釋電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)警電路開始報(bào)警，報(bào)警持續(xù) 5 分 鐘后自動停止報(bào)警 ， 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)。 單片機(jī)與 LCD12864 顯示屏 的接線如圖217 所示： 圖 217 LCD 顯示電路與單片機(jī)的連接圖 18 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要是通過單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測數(shù)據(jù) 采集模塊。 LCD12864 顯示屏的管腳引腳圖如下圖 215 所示： 圖 215 LCD12864 管腳引腳圖 LCD12864 引腳接口說明： 第 1 腳： CS1 是片選信號，當(dāng) CS1=H 時(shí)，液晶左半屏顯示 ； 第 2 腳： CS2 是片選信號，當(dāng) CS2=H 時(shí)，液晶右半屏顯示 ； 第 3 腳： GND 電源接地線 ； 第 4 腳： VCC 電源電壓 ； 第 5 腳： V0 LCD 驅(qū)動負(fù)電壓，要求 VDDVLCD=13V； 第 6 腳： RS 寄存器選擇信號 ； 第 7 腳： R/W 讀 /寫操作選擇信號 ； 第 8 腳： E 使能信號 ； 第 916 腳：八位三態(tài)并行數(shù)據(jù)總線 ； 第 17 腳 ： RST 復(fù)位信號，低電平有效 ； 第 18 腳： Vout 輸出 10V 的負(fù)電壓（單電源供電） ； LCD12864 復(fù)位電路 連接 圖 如下圖 216 所示： 圖 216 LCD 復(fù)位電路 17 顯示器與單片機(jī)的連接： STC89C52 單片機(jī)與顯示器的連 接是串口連接，將單片機(jī)與顯示器連接以后，就可以把單片機(jī) 處理的信息實(shí) 時(shí) 顯示在 LCD 顯示屏上 。由該模塊構(gòu) 成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔，且該模塊的價(jià)格也低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊?？梢燥@示 84 行1616 點(diǎn)陣的漢字， 也可完成圖形顯示。 它是帶有中文字庫，是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置 8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 。 如圖 214 示為聲音報(bào)警電路。 如 圖 213 所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。該模塊包含發(fā)光二極管報(bào)警單元和聲音報(bào)警單元。如圖 212 示為復(fù)位電路 [8]。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。如圖 211 所示為時(shí)鐘電路。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止 [7]。 另外 ， STC89C52 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在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。編程一個(gè)字節(jié)的周期是內(nèi)部自定時(shí)的， 并且 典型時(shí)間不會超過 。 ④ 在 “ 高壓 ” 模式下使 VPP 為 12V。 ② 在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù) 。在芯片擦除 過程 中，代碼陣列全被寫 “1”， 且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 因?yàn)檩斎胫羶?nèi)部時(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器， 因此對外部時(shí)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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 （ 3） 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 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。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)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號將不出。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR 8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的 脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口也可作為 ST89C52 的一些特殊功能口 ， P3 口管腳備選功能 如下 ： （串行輸入口）； （串行輸出口）； （外部中斷 0）； （外部中斷 1）； （計(jì)時(shí)器 0 外部輸入）； （計(jì)時(shí)器 1 外部輸入）； （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）； （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）； P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。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。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 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，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 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 “1”時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。 ? 通用異步串行口 (UART)，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART。 ? 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器 0 還可以當(dāng)成 2 個(gè) 8 位定時(shí)器使用 。 11 ? 片內(nèi)集成 8KB 的 FLASH 存儲器，可反復(fù)編程 /擦除 1000 次 。 ⑨ 低功耗的待機(jī)工 作模式和掉電工作模式 。 ⑦ 工作溫度范圍： 0—75℃ /40/—+85℃ 。 ⑤ 2568 字節(jié)的內(nèi)部 RAM。 ③ 8K 的 EEPROM 功能 。 （ 1） 主要特性介紹如下： ① 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 。編程速度很快，擦除時(shí)也 無需紫外線，非常方便。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與 Intel 80C3X 單片機(jī)完全相同，在應(yīng)用中可直接替換。滿足這兩個(gè)條件的單片機(jī)種類很多，考慮到價(jià)格，本人已有的單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境和仿真器等因素，最終選用宏晶公司生產(chǎn)的 STC89C52 型號的單片機(jī)。本設(shè)計(jì)中 只是對 各種傳感器的 采集 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在 LCD 上顯示并產(chǎn)生聲光報(bào)警，功能不是特別復(fù)雜，實(shí)時(shí)性不太強(qiáng)，運(yùn)算量不是太大，因此選用 8 位單片機(jī)。同時(shí)，在保證 報(bào)警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎(chǔ)上，能夠盡可能降低 成本，縮小體積。 10 單片機(jī)控制模塊 單片機(jī)是整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的核心部件，一方面它要接收來自傳感器的信號，另一方面要對信號分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路的相應(yīng)工作；同時(shí)，查詢是否有鍵按下的命令。 系統(tǒng)中的溫度傳感器可用于檢測環(huán)境溫度，通過溫度值的變化來 預(yù)測 火災(zāi)的發(fā)生。 本設(shè)計(jì)中采用外部電源供電方式，其與單片機(jī)的接口電路如下圖 29 所示 123D S 18 B 20V C CR5R e s 2P 圖 29 DS18B20 與 STC89C52 單片機(jī) 引腳 連線 DS18B20 溫度傳感器 與單片機(jī)的接口電路非常簡單。在外部電源供電方式下， DS18B20 工作電源由 VDD 引腳接入，此時(shí) I/O 線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度。 DS18B20 測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。 ⑧ 測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯能力。 ⑥ 可編程的分辨率為 9～ 12 位 ，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ，可實(shí)現(xiàn)高精度測溫。 ⑤ 溫范圍 － 55℃ ～＋ 125℃ ，在 10～ +85℃ 時(shí)精度為 177。 ③ DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測溫。 （ 3） DS18B20 的性能特點(diǎn)如下： ① 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 ③ VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 DS18B20 的外形及管腳排列如圖 28 所示： DALLAS18B20PR35封 裝GND DQ VDD1 2 3 圖 28 DS18B20 外形及引腳排列圖 （ 2） DS18B20 引腳定義： ① DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端。與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電 路內(nèi)。 溫度傳感器單元 為了滿足本設(shè)計(jì)需要， 該單元 選用的是 DS18B20 智能溫度傳感器。 ③ 封鎖時(shí)間 (默認(rèn)設(shè)置 ： 封鎖時(shí)間 )：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成 8 低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號。 HCSR501 模塊功能參數(shù)： ① 全自動感應(yīng) ： 人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。該模塊是基于紅外線檢測技術(shù)的自動控制模 塊，采用德國原裝進(jìn)口 LHI778 紅外感應(yīng) 探頭設(shè)計(jì)，感應(yīng)部分應(yīng)用菲涅爾透鏡對感應(yīng)范圍進(jìn)行放大，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式， 廣泛應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電氣設(shè)備，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品。 另外， 需要說明的是 ：傳感器模塊 在每次接通電源時(shí)，傳感器要有幾秒到十幾秒的“預(yù)熱”時(shí)間，在這段時(shí)期內(nèi)該傳感器不起作用。 菲涅爾透鏡不僅可以形成亮區(qū)和盲區(qū)，而且還有聚焦作用，其焦距一般在 5cm 左右 。菲涅爾透鏡實(shí)際是一個(gè)透鏡組，每個(gè)單元一般都只有一個(gè)不大的視場，且相鄰的視場既不連續(xù)，也不交叉，都相隔一個(gè)盲區(qū) (如圖 27 所示 )。熱釋電傳感器只有與菲涅爾透鏡配合使用才能發(fā)揮最大作用。當(dāng)檢測到人體移動信號時(shí)，電荷信號經(jīng)過 FET 放大后，經(jīng)過 C2， R1 的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過 NPN 的轉(zhuǎn)化，輸出 OUT 為低電平。下圖 25 是控制電路的結(jié)構(gòu)框圖： 低 頻 放 大 比 較 整 形V i V o 圖 25 控制電路結(jié)構(gòu)框圖 6 本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用雙探測元的結(jié)構(gòu)。熱釋電紅外傳感器控制電路就是根據(jù)檢測信號的特點(diǎn)和輸出信號的要求，完成上述功能的電路。要經(jīng)過放大、比較等幾個(gè)環(huán)節(jié)才能輸出控制信號。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是 由于 兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也 不同 ，這樣就 不能抵消， 產(chǎn)生電壓差值，這個(gè)差值 經(jīng)信號處理而輸出電壓信號。 人體輻射的紅外線中心波 長為 9—10um，而探測元件的波長靈敏度在 —20um 范圍內(nèi) ， 幾乎 是 穩(wěn)定不變 的。 圖 24示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖： G N D偏 置電 阻SD電 容場 效 應(yīng) 管傳 感 器封 裝 內(nèi) 部 電 路光 學(xué) 透 鏡 圖 24 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路圖 （ 1） PIR 的原理特性： 熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個(gè) 探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，來 抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。是一種能檢 測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動化節(jié)能裝置。前者 5 負(fù)責(zé)陌生人的入侵檢測，后者負(fù)責(zé)火災(zāi)的檢測。 以小區(qū)內(nèi)一典型住宅