【正文】 低電平之外，其他引腳與寫入 EPROM 的連接方式相同?？臻e和掉電模式外部引腳狀態(tài) 如下圖 28 所示： 圖 28:空閑和掉電模式外部引腳狀態(tài) 5. 編程和校驗方式 對于內(nèi)部集成有 EPROM 可以進入編程或校驗方式。這類系統(tǒng)往往是直流供電或停電時依靠備用電源供電，以維持系統(tǒng)的持續(xù)工作。它同樣是一種為降低功耗而 設(shè)計的節(jié)電工作方式。 4．掉電方式 掉電方式，也被稱為停機方式。 3．待機方式 待機方式也稱空閑方式，是一種節(jié)電工作方式。 （ 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 片機的基本工作方式。 “看門狗 ”電路則是一種集成有單片機的電源監(jiān)測、按鍵復(fù)位以及對程序運行進行監(jiān)控，防止程序 “跑飛 ”而出現(xiàn)死機而設(shè)計的電路。 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。 圖 26: PC 與 SFR 復(fù)位狀態(tài)表 單片機在時鐘電路工作以后 , 在 RST/VPD端持續(xù)給出 2個機器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。 定時器 /計數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)等特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)對各功能部件工作狀態(tài)的影響。 復(fù)位不影響片內(nèi)RAM 存放的內(nèi)容 , 而 ALE 在復(fù)位期間將輸出高電平。單片機除了正常的初始化外，當程序運行出錯或由于無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的紅外防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 14 操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復(fù)位鍵重啟機器。 1．復(fù)位方式 通過某種方式 , 使單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。程序控制是指計算機能自動地逐一取出程序中的指令，加以分析并執(zhí)行 規(guī)定的操作。諾依曼原理），即程序存儲和程序控制。 一般情況下，算術(shù)邏輯操作發(fā)生在時相 P1 期間，而內(nèi)部寄存器之間的傳送發(fā)生在時相 P2 期間，這些內(nèi)部時鐘信號無法從外部觀察，故用 XTAL2 引腳振蕩信號作參考。 指令周期 ：它是指 CPU 完成一條操作所需的全部時間。 機器周期 ：一個機器周期包含 6 個狀態(tài)周期 S1~S6, 也就是 12 個振蕩周期。 狀態(tài)周期 ：每個狀態(tài)周期為振蕩周期的 2 倍 , 是振蕩周期經(jīng)二分頻后得到的。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的紅外防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 13 圖 25 :振蕩周期、狀態(tài)周期、機器周期和指令周期 振蕩周期 ：是指為單片機提供時鐘脈沖 信號的振蕩源的周期。 AT89S51 單片機的工作周期 單片機有了硬件和軟件就可以在控制器發(fā)出的控制信號作用下有條不紊地工作，控制信號必須定時發(fā)出，為了定時計算機內(nèi)部必須有一個準確的定時脈沖。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 此外， AT89C51 設(shè)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。 圖 24:內(nèi)外部振蕩電路 （ 2） 芯片擦除 整個 EPROM 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。如采用外部時鐘源 驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。低功耗的閑置和掉電模式 5 個中斷源 32 可編程 I/O 線 三級程序存儲器鎖定 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 主要特性 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號 端 。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3 口也可作為 AT89S51 的一些 特殊功能口，如下表所示： P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當 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 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口 當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 圖 23:AT89S51 引腳圖 VCC：供電電壓。采用 40 引腳雙列直插封裝（ DIP）形式，如圖23 所示。 AT89S51 較詳細的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 22 所示。系統(tǒng)的地址信號、數(shù)據(jù)信號和控制信號分別通過系統(tǒng)的三大總線 —地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線進行傳送，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。 9. 內(nèi)部總線 上述部件只有通過內(nèi)部總線將其連接起來才能構(gòu)成一個完整的單片機系統(tǒng)。 8. 時鐘電路 AT89S51 單片機芯片內(nèi)部有時鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。 AT89S51 的中斷系統(tǒng)功能較強，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。 6. 串行口 AT89S51 有 1 個全雙工的可編程串行口，以實現(xiàn)單片機和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。 外時鐘源 外部事件計數(shù) 外中斷 控制 P3 P2 P1 P0 RXD TXD 圖 21 :AT89S51 功能方塊圖 4. 定時器 /計數(shù)器 出于控制應(yīng)用的需要，芯片內(nèi)部共有兩個 16 位的定時器 /計數(shù)器以實現(xiàn)定時或計數(shù)功能，并以其定時或計數(shù)結(jié)果對 單片機進行控制。因此常說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器是指前 128 個單元，簡稱內(nèi)部 RAM。 AT89S51 的 CPU 是一個字長為 8 位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進行的。下面介紹幾個主要部分。 圖 21 為 AT89S51 單片機的基本組成功能方塊圖?？臻e模式下， CPU 暫停工作，而 RAM 定 時計數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 AT89S51 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個 全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 安裝方向 產(chǎn)品在安裝過程中還需要注意安裝方向，由于透鏡的光學特性決定橫切探測區(qū)域比較敏感，所以產(chǎn)品安裝時要注意入侵方向與探 測器視場的夾角，最好成 90o 垂直，這樣就可以保證有人入侵時能最大程度橫切探測區(qū)域。 缺點主要為： 容易受各種熱源、陽光源干擾； 受環(huán)境溫度限制，環(huán)境溫度和人體溫度接近時，靈敏度下降； 針對被動紅外探測器存在的缺點，可以采用不同的措施來避免產(chǎn)品誤報和漏報現(xiàn)象?，F(xiàn)在主要使用的是雙元和四元傳感器。 熱釋電器件是熱釋電傳感器的核心元件，是將熱輻射變?yōu)殡娏鞯膭討B(tài)能量轉(zhuǎn)換元件，熱釋電器件的電特征屬性是一個以熱電晶體薄膜為電介質(zhì)的平板電容器，隨著溫度的改變，熱電晶體表面自發(fā)極化電荷其規(guī)模具有跟隨變化的性質(zhì)，即熱輻射可引起該電容器的電容量變化，從而可利用這一特性來探測變化的熱輻射。 菲涅爾透鏡是凸透鏡，將物體的紅外影像投射 在熱電元件表面。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 12vOUT 圖 12 : 熱釋電紅外傳感器原理圖 被動紅外探測器光學系統(tǒng)的類型 ：被動紅外探測器光學系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、拋物面反射鏡、遮擋片三種類型。 其工作電路原理及設(shè)計電路如圖 12 所示 , 在 VCC 電源端利用 C1 和 R2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。本設(shè)計運用集成運算放大器 LM324 來進行兩級放大，以使其獲得足夠的增益。 當人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號通過一個由 C C R R2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為 16Hz，下限截止頻率為 。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上， 從而使傳感器輸出電壓信號。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。 PIR 結(jié)構(gòu)特性及安裝 圖 11：雙探測元熱釋電紅外傳感器 圖 11 是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。 無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的紅外防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 3 在該探測技術(shù)中，所謂 “被動 ”是指探測器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測目的。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的 窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為 710um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器 。當有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從 “盲區(qū) ”進入 “高靈敏區(qū) ”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而強其能量幅度。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學 系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大 70 分貝以上，這樣就可以測出 1020 米范圍內(nèi)人的行動。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。但人體移動時 ,兩元件極化程度不同 ,凈輸出電壓不為 0 ,從而達到了探測移動人體的目的 。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報警、自動檢測等。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和 PC 機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和操作。 還有 ，就閉路監(jiān)控電路防盜系統(tǒng)而言：它的安裝線路復(fù)雜，而且技術(shù)要求比較高，價格也比較昂貴，不利于廣泛利用。（二）開關(guān)式電子防盜報警器一般只有一個定點，有效范圍小，而且各種開關(guān)也易壞，失報 和誤報率就高，不可靠。一旦有異常，監(jiān)控中心可以輕易獲得報警信息，做好應(yīng)急處理 措施 。本設(shè)計就是為了滿足 預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的 需要而設(shè)計的樓宇智能報警系統(tǒng)。軟件部分可以劃分為以下幾個模塊：數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等子函數(shù)。 處理器采用 51 系列單片機 AT89S51。 本設(shè)計主要包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。 目前市面上主要有壓力觸發(fā)式防盜 報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 題 目 基于單片機的紅外防盜報警 系統(tǒng)設(shè)計 系 別 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導(dǎo)教師 2021年 4 月無錫科技職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于單片機的紅外防盜報警系統(tǒng)設(shè)計