【正文】 31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20UA T 89 C 51+ 5V蜂鳴器abcdefgdp傳感器 1傳感器 2陜西理工學(xué)院 17 圖 33 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 圖 34 外部方式時(shí)鐘電路 復(fù)位及復(fù)位電路 復(fù)位操作 ： 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。對(duì)外部振蕩信號(hào)無(wú)特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于 MHz的方波信號(hào)。晶體振蕩頻率可以在 ～12MHz之間選擇，電容值在 5～ 30pF之間選擇，電容值的大小可對(duì)頻率起微調(diào)的作用。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如圖 33所示，在 XTAL1和XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。 陜西理工學(xué)院 16 圖 32 主機(jī)部分原理圖 時(shí)鐘電路 AT89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和 XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。 主機(jī)部分的電路原理圖如圖 32所示，它由復(fù)位電路、振蕩 電路、蜂鳴器、共陰極 7段數(shù)碼管組成。單片機(jī)是將中央處理器(CPU)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 (RAM)、只讀存儲(chǔ)器 (ROM)、定時(shí) /計(jì)數(shù)器及輸入輸出接口電路等計(jì)算機(jī)主要部件集成在一塊集成電路芯片上的微型 計(jì) 算機(jī)。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 15 3 報(bào)警器硬件設(shè)計(jì) 電源電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)電源電路原理圖如圖 31所示，系統(tǒng)的電源采用 220V交流供電，電網(wǎng)的 220V交流電經(jīng)橋路整流，電容濾波，送入 7805和 7809的輸入端，最后輸出 5V和 9V的直流電。 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。 RST： 復(fù)位輸入。 /RD(外部數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) T1(記時(shí)器 1外部輸入 ) /INT1(外部中斷 1) TXD(串行輸出口 ) P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如下為管腳的備選功能 : 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(hào)和控制信號(hào)。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 圖 22 AT89C51引腳排列圖 P1口 ： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 1/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 PO能夠用于 外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 PO口 ： PO口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。 下面我們介紹一下 AT89C51的引腳， AT89C51引腳排列如圖 22所示，各引腳的功能如下： VCC： 供電電壓。 AT89C51的特點(diǎn) ： AT89C51是 ATMEL公司采用 CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗、高性能 8位單片機(jī)，與 MCS51單片機(jī)兼容，其功能特點(diǎn)為： 單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，下面僅列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域。 抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他機(jī)種無(wú)法比擬的； 體積小、成本低、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電儀一體化； 單片機(jī)雖然主要是作控制器用，但功能上還是通用的，可以像一般微處理器那樣廣泛地應(yīng)用在各個(gè)方面。單片機(jī)具有內(nèi) 部掩膜 ROM、內(nèi)部 EPROM和外接 ROM等形式，并可方便的擴(kuò)展外部的 RAM、 ROM及 I/O接口，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。由于單片機(jī)機(jī)芯上引腳有限，為了解決實(shí)際引腳和需要的信號(hào)線數(shù)的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來(lái)設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來(lái)區(qū)分。單片陜西理工學(xué)院 11 機(jī)的運(yùn)行速度也較高。 b． 采用面向控制的指令系統(tǒng)。這樣的結(jié)構(gòu)主要是考慮到單片機(jī)用于控制系統(tǒng)中，有較大的程序存儲(chǔ)空間，把已調(diào)試好的程序固化在 ROM中，而把少量的隨機(jī)數(shù)據(jù)存放在RAM中，這樣，小容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能 以高速 RAM形式集成在單片機(jī)內(nèi)，以加快單片機(jī)的執(zhí)行速度。 ROM為程序存儲(chǔ)器，只存放程序、常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。 單片機(jī)技術(shù) 單片 機(jī)的特點(diǎn) ： 所謂單片機(jī)就是一塊芯片上集成了 CPU、 ROM、 RAM、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和多種 I/O接口電路等而具有一定規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。 c．紅外線熱釋電傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 正確的安裝應(yīng)滿足下列條件 : a．紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 。 抗干擾性能： 防小動(dòng)物干擾：探測(cè)器安裝在推薦的使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上的小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。 被動(dòng)式熱釋電紅外 探測(cè)器的特性：這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的。紅外感應(yīng)源通常采用一些熱釋電元件（強(qiáng)介電質(zhì)材料如鈦鎬酸鉛、鈦酸鋇等）作成。人體都有恒定的體溫，一般在 37℃ ,所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng) 10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。 在電子防盜、人體探測(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器的應(yīng)用非陜西理工學(xué)院 9 常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶的歡迎。本系統(tǒng)考慮到不僅要滿足可靠探測(cè)的需要，而且還需經(jīng)濟(jì)實(shí)用和安裝操作簡(jiǎn)便，所以選用了無(wú)線人體熱釋電紅外傳感器完成防盜監(jiān)測(cè)。檢測(cè)控制系統(tǒng)處于某種狀態(tài)的信息，并由此控制系統(tǒng)的狀態(tài)，或者跟蹤系統(tǒng)變化的目標(biāo)值。把以文字、符號(hào)、代碼、圖形等多種形式記錄在紙或膠片上的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等易處理的信號(hào)數(shù)據(jù)，或者讀出記錄在各種媒介上的信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)某種特定要求，需檢測(cè)目標(biāo)物的存在狀態(tài)，把某狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)或裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 傳感器技術(shù) 感應(yīng)器技術(shù)是信息采集技術(shù)的第一步，感應(yīng)器是將能夠感受到的及按規(guī)定被測(cè)量的按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，其中敏感元件是指感應(yīng)器中能直接感受或響應(yīng)被測(cè)量 (輸入量 )的部分，轉(zhuǎn)換元件是指感應(yīng)器中能將敏感元件感受的或響應(yīng)的感應(yīng)量轉(zhuǎn)換成適 于傳輸和（或）測(cè)量的電信號(hào)的部分。 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 本系統(tǒng)主要有電源電路、 熱釋電紅外傳感器電路、振動(dòng)位移傳感器模塊、 AT89C51控制電路、 警鈴 電路、數(shù)碼管顯示電路 部分組成。 系統(tǒng)組成框圖如圖 21所示，根據(jù)系統(tǒng)擬達(dá)到的總體功能 ，將其劃分為以下功能模塊：電源電路、 熱釋電紅外傳感器電路、振動(dòng)位移傳感器模塊、AT89C51模塊、 警鈴電路、數(shù)碼管顯示電路等。 系統(tǒng)的功能要求 根據(jù)實(shí)際要求，本文所研制的報(bào)警器的功能要求如下： （ 1）可實(shí)現(xiàn)非法入侵報(bào)警； （ 2）采用復(fù)合式防盜傳感器，熱釋電紅外傳感器和振動(dòng)位移傳感器并接使用，增加報(bào)警可靠性； （ 3）蜂鳴器報(bào)警， 顯示出出事地點(diǎn)； （ 4）采用雙電源技術(shù)，主電源停電或被切斷，被動(dòng)電源自動(dòng)工作。 下面分 3章從系統(tǒng) 總體的方案設(shè)計(jì) 、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)對(duì)本課題做詳細(xì)的介紹。包括芯片的選型、所選芯片的功能、芯片外圍電路的合理設(shè)計(jì)。該方案采用模塊化設(shè)計(jì)方法，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和用戶的使用。本文所研制的報(bào)警器的功能要求如下 : （ 1）可實(shí)現(xiàn)非法入侵報(bào)警； （ 2）采用復(fù)合式防盜傳感器，熱釋電紅外傳感器和振動(dòng)位移傳感器并接使用，增加報(bào)警可靠性； （ 3）蜂鳴器報(bào)警，并能顯示出出事地點(diǎn)； （ 4）采用雙電源技術(shù)，主電源停電或被切斷，被動(dòng)電源自動(dòng)工作。當(dāng)探測(cè)器探測(cè)到非法入侵，報(bào)警器工作狀態(tài)變?yōu)閳?bào)警狀態(tài)， 產(chǎn)生報(bào)警聲。為了防護(hù)自己，越來(lái)越多的家庭采用智能防盜報(bào)警產(chǎn)品。 上述發(fā)展趨勢(shì)，事實(shí)上都建立在數(shù)字化、無(wú)線化、集成化的三大核心技術(shù)基礎(chǔ)上。因此，小區(qū)安全防范系統(tǒng)建設(shè)已逐漸納入許多小區(qū)建設(shè)的必備項(xiàng)目中。 所以作為新一代的智能安全防盜報(bào)警器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。 防盜報(bào)警器的發(fā)展前景與趨勢(shì) 隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員流動(dòng)性增大，社會(huì)治安狀況更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元“安全防范問(wèn) 題就顯得尤為重要”。 目前，全國(guó)的安全技術(shù)基本上和國(guó)際接上了軌。 進(jìn)入 90年代，人們注意到周界防范的重要性，要利用周邊的圍墻，鐵柵欄等屏障建立周界防范，如果沒(méi)有條件形成大周界也要建立建筑物的墻體、窗戶、門外和建筑物之外 。 84年以后安防事業(yè)在中國(guó)進(jìn)入了普及與提高階段，而且發(fā)展迅速。值班人員判斷出罪犯在行竊，及時(shí)報(bào)告了領(lǐng)導(dǎo)和 有關(guān)部門，組織保衛(wèi)人 員和警力將罪犯包圍后將其擒獲。 當(dāng)時(shí)主要采用的手段是聲控報(bào)警。 1979年公安部在石家莊市召開(kāi)了“全國(guó)刑事技術(shù)預(yù)防專業(yè)工作會(huì)議”，會(huì)議提出要大力開(kāi)展安全技術(shù)防范工作，技防作為公安業(yè)務(wù)的組成部分就這樣正式提出來(lái)。比如陜西理工學(xué)院 4 世界排名第一，北美最大的安防跨國(guó)公司一美國(guó)棋諾亞公司，它在世紀(jì)年代開(kāi)始搞簡(jiǎn)單的防盜報(bào)警，其當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)范圍和技術(shù)水平跟中國(guó)現(xiàn)在很多安防企業(yè)是相當(dāng)?shù)摹Ｆ渚哂幸韵绿攸c(diǎn)，值得我們借鑒。 從以上過(guò)程來(lái)看，報(bào)警行業(yè)的發(fā)展是以工業(yè)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的，只有具備良好的通信手段，才能夠把各地的報(bào)警信息匯聚到相應(yīng)的權(quán)威部門，然后由權(quán)威部門負(fù)責(zé)分配有限的警力來(lái)幫助到所有的社會(huì)個(gè)體。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的電報(bào)公司加入到這個(gè)行業(yè)中，從而使得報(bào)警信息可以通達(dá)到更遠(yuǎn)的地方；不過(guò)，這種電報(bào)方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話理所當(dāng)然 地成為報(bào)警通訊的主要手段。 防盜報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 從上世紀(jì)初，報(bào)警系統(tǒng)就已經(jīng)在北美稍具雛形。這些場(chǎng)所根據(jù)實(shí)際情況也有各種各樣的安全防范目的和要求。報(bào)警探測(cè)器作為傳感探測(cè)裝置，用來(lái)探測(cè)入侵者的入侵行為及各種異常情況。 除了以上區(qū)分以外，還有其他方式的劃分。 （ 4） 防盜探測(cè)器 是否 采用電源分類可分為無(wú)源和有源兩種 。 （ 2）報(bào)警探測(cè)器按工作方式可分為主動(dòng)式報(bào)警探測(cè) 器和被動(dòng)式報(bào)警探測(cè)器。 控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)熱釋電紅外探測(cè)器和振動(dòng)位移傳感器的循環(huán)掃描，并控制報(bào)警信號(hào)處理電路作出相應(yīng)狀態(tài)處理，如果有報(bào)警信號(hào)的話，延時(shí) 1～ 2秒對(duì)該端口 進(jìn)行一次掃描確保真的有險(xiǎn)情時(shí)立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，控制報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)通過(guò)數(shù)碼顯示單元顯示具體的事發(fā)位置。防盜報(bào)警系統(tǒng)與出入口控制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了安全防范系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事件的重要設(shè)施。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器 ,超聲波防盜報(bào)警器 ,紅外線防盜報(bào)警器 ， 高靈敏紅外報(bào)警器 ， 觸摸式延時(shí)防盜報(bào)警器 , 觸摸式防盜報(bào)警陜西理工學(xué)院 2 器 ,紅外報(bào)警器 , 紅外線聲光報(bào)警器等。紅外報(bào)警器大多數(shù)采用國(guó)外的先進(jìn)技術(shù) ,其功能也非常先進(jìn)。因此利用單片機(jī)和一些簡(jiǎn)單的外圍器件來(lái)開(kāi)發(fā)一種適合于家庭的低價(jià)位、運(yùn)行可靠的智能型安全防范報(bào)警系統(tǒng)安全防范系統(tǒng)，對(duì)室內(nèi)出現(xiàn)入室盜竊等自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信 息并通知戶主進(jìn)行及時(shí)處理已經(jīng)勢(shì)在必行。于是有關(guān)家庭、辦公室和倉(cāng)庫(kù)等處的安全防范和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研制日益被科研單位和生產(chǎn)廠家所重視，現(xiàn)在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了各種名目繁多的報(bào)警裝置，但多由于可靠性較差、功能單一或造價(jià)高而難于普及。這時(shí)，傳統(tǒng)的家庭住宅顯然己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求。 關(guān)鍵詞：傳感器 ； 單片機(jī) ； 報(bào)警系統(tǒng) 陜西理工學(xué)院 II ABSTRACT This paper from both hardware and software on the system carried out a detailed design. It introduced the Selection of the core chip, the external circuit connections, chip and the connection between the circuit chip,