【正文】 。它利用8位閃速A/D轉(zhuǎn)換器將敏感元件陣列的輸出轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過8位雙向數(shù)據(jù)總線接微處理器。FPS100采用VSPA80/1封裝，共有80個引腳。工作溫度范圍是0～+70℃。（4）表面有一層高硬度、抗磨損和抗化學(xué)腐蝕的保護涂層，能承受2000V以上的靜電放電電壓。（3）內(nèi)部有8位閃速（flash）模/數(shù)轉(zhuǎn)換器和8位微處理器接口，適配各種微處理器。芯片表面的鈍化層在兩極板間形成電介質(zhì)。敏感元件的間隙為50um，分辨率為500dpi。FPS100型指紋傳感器的性能特點：（1）它屬于高分辨率、高可靠性、低成本的電容感應(yīng)式CMOS固態(tài)指紋傳感器。2000年又推出了第二代產(chǎn)品FPS110和FPS110B，它們的工作原理相同，僅某些技術(shù)指標(biāo)存在著差異。2．指紋識別的基本原理指紋圖像的獲?。喝∠裨O(shè)備主要有以下四種類型：光學(xué)取像設(shè)備（例如微型三棱鏡矩陣），壓電式指紋傳感器，半導(dǎo)體指紋傳感器，超聲波指紋掃描儀?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)同時具有這三個特點的人體生物特征，如面容、聲音、行為動作（如簽名、擊鍵方式等）等。這就是所謂的人體生物特征身份鑒別技術(shù)。這種以物認(rèn)人的辦法存在著明顯的缺陷。在人類社會活動中需要驗證個人身份時，傳統(tǒng)的方法是驗證人的物體，而不是驗證其本人。但以往普遍采用的簽名、加密等方法很容易被模仿、盜用甚至被人們遺忘。目前，指紋傳感器正朝著單片集成化、高性能、低成本的方向迅速發(fā)展，這些都為指紋識別技術(shù)的推廣應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。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。產(chǎn)生電壓輸出的原因是：PZT材料有紅外線照射時，其表面溫度發(fā)生變化，晶體內(nèi)部原子排列也隨之發(fā)生變化，因而引發(fā)極化電荷。它的等效電路是一個在負(fù)載電阻Re上并聯(lián)一個電容器的電壓發(fā)生器。當(dāng)警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)移動人體，傳感器就可以檢測出信號輸送出去。該設(shè)計輸出為脈沖信號，當(dāng)有移動物體進入探測范圍以內(nèi)時，輸出端電平發(fā)生跳變，可實現(xiàn)檢測并報警。在Ti周期內(nèi), 任何V2的變化都不能使U0為有效狀態(tài)。當(dāng)A端等于“0”時，為不可重復(fù)觸發(fā)狀態(tài)，即在TX時間內(nèi)，任何V2的變化都被忽略，直至TX時間結(jié)束。另外它還具有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾，其內(nèi)部設(shè)有延遲時間定時器和封鎖時間定時器。 沖擊傳感器 熱釋電紅外傳感器系統(tǒng)中應(yīng)用了熱釋電紅外線防盜探測器來檢測監(jiān)測區(qū)內(nèi)的安全信號。在靜止?fàn)顟B(tài)時，不論傳感器受到外力沖擊，如砸、碰、撞、敲擊、撬動時，則鋼球在加速度作用下產(chǎn)生運動和外殼接通，便可輸出報警信號，使系統(tǒng)工作。沖擊傳感器的結(jié)構(gòu)如圖所示，在其外殼的基板上固定一個螺栓，螺栓上有一個彈簧，彈簧的頂端焊有一個鋼球，它們都是良導(dǎo)體。在此將對三種傳感器的原理和功能進行詳細(xì)的介紹。+5V AT89C51RESET VCC RESETGND WDIPF1 /PFOPF18765123412amp。為實現(xiàn)單片機死機時的自動復(fù)位功能，需要在軟件設(shè)計中，不斷輸出脈沖信號（），如果因某種原因單片機進入死循環(huán)。PROG～地址和操作碼（4位）數(shù)據(jù)（4位） 00011011READ（讀）往日特（寫）OR（或）AND（寫）00011000口地址 8243功能表和時序圖 看門狗電路的設(shè)計復(fù)位操作可使單片機初始化，也可以使死機狀態(tài)下的單片機重新啟動，因此非常重要。在工作之前，先要寫入控制信息，根據(jù)寫入的控制信息，可以選擇不同的I/O通道和不同的傳送操作。要使=0可以由硬件電路產(chǎn)生信號，也可以由軟件來模擬。讀操作在PROG上有一個從低到高的跳變時結(jié)束。讀操作只是一種方式，在讀操作和通道地址譯碼后，相應(yīng)的輸出變?yōu)槿龖B(tài)，而輸入緩沖器接通。三種寫入方式是：l 直接寫入，即將新的數(shù)據(jù)代替原有鎖存器的內(nèi)容；l 先與再寫，即將新的數(shù)據(jù)與原有數(shù)據(jù)與之后再寫入；l 先或再寫，即將新的數(shù)據(jù)與原有鎖存器內(nèi)容相或之后，再存入鎖存器。數(shù)據(jù)傳送有四種方式，寫入方式有三種。在PROG由高到低變化時（下降沿），8243認(rèn)為四條輸入線P20～P23上是兩位地址信息和兩位控制信息。因此，一片8243芯片可以擴展四組4位I/O口。其中P20～P23為4條信號線，PROG和為控制線。當(dāng)用于AT89C51系統(tǒng)時則要作一些處理，但仍然是相當(dāng)方便的。 C口的工作方式C口方式1方式2方式3方式4PCOPC1PC2PC3PC4PC5輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸出輸出輸出輸出輸出輸出A口中斷請求A口緩沖器滿A口選通輸出輸出輸出A口中斷請求A口緩沖器滿A口選通B口中斷請求B口緩沖器滿B口選通8155與AT89C51的連接見附錄II。C口可工作于基本I/O方式，也可作為A口、B口選通方式工作時的狀態(tài)控制信號線。8155的工作狀態(tài)由狀態(tài)寄存器指出，與命令寄存器用同一個地址，只能讀出不能寫入。8155的I/O口工作方式選擇是通過對8155內(nèi)部命令寄存器送命令字來實現(xiàn)的。下面分別對8155和8243進行簡單說明：(1)8155原理及接口介紹8155有3個可編程并行I/O端口：A口、B口、C口，其中，A口和B口是8位，C口是6位；1個14位可編程定時/計數(shù)器和256B的靜態(tài)RAM，能方便地進行I/O口擴展和RAM擴展。接口電路也叫做輸入/輸出接口電路，簡稱I/O接口電路。計算機所用的程序、數(shù)據(jù)及現(xiàn)場采集的各種信息都要通過輸入設(shè)備輸入計算機，而計算的結(jié)果和計算機產(chǎn)生的各種控制信號要輸出到各種輸出裝置或受控部件。原理圖（附錄II）中6116的地址線、數(shù)據(jù)線的接法同程序存儲器的接法一樣，6116的寫允許和讀允許分別于AT89C51的（）和（）連接，以實現(xiàn)寫/讀控制，6116的片選控制端接地常選通。數(shù)據(jù)存儲器的讀和寫由和信號控制，而程序存儲器由讀選通信號控制，兩者雖然共處同一地址空間，但由于控制信號不同，故不會發(fā)生總線沖突。2．?dāng)?shù)據(jù)存儲器的擴展在實際應(yīng)用中僅靠單片機內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲器是不夠的，在這種情況下需要擴展外部數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器采用單片電路時，其片選端可直接接地。2716的引腳為片選信號輸入端，低電平有效，當(dāng)有效時，表示選中該芯片。2716的8根數(shù)據(jù)線直接與AT89C51的P0口相連。2716是2K8位的EPROM芯片，有11根地址線A0～A10，其中低8位地址線通過鎖存器與AT89C51的P0口相連，～。 A0～A10地址線O0～O7數(shù)據(jù)線片選線數(shù)據(jù)輸出選通線VPP編程電源VCC主電源 A7A6A5A4A3A2A1A0O0O1O2GND1 242 233 224 215 206 197 188 179 1610 1511 1412 13 2716引腳圖VCCA8A9VPPA10O7O6O5O4O3 2716工作方式選擇 引腳方式（18）（20）VPP（21）VCC（24）輸出（9～11，13～17）讀LL5V5VDOUT維持H任意5V5V高阻編程正脈沖H21V5VDIN編程檢驗LL21V5VDOUT編程禁止LH21V5V高阻原理圖（附錄II）中2716擴展電路的8D鎖存器74LS373的三態(tài)控制端接地，以保持輸出常通。所謂只讀存儲器是指ROM中的信息，一旦寫入以后，就不能隨意更改，特別是不能在程序運行過程中再寫入新的內(nèi)容，只能在程序執(zhí)行過程中讀出其中的內(nèi)容。單片機內(nèi)部雖然設(shè)置了4個并行I/O口，用來與外圍設(shè)備連接，但當(dāng)外圍設(shè)備較多時，I/O口就顯得不夠用，在大多數(shù)情況下，單片機都需要擴展輸入/輸出接口。其次需要擴展的是輸入/輸出接口。首先需要擴展的是程序和數(shù)據(jù)存儲器。 單片機擴展電路的設(shè)計本設(shè)計中單片機的芯片內(nèi)集成了CPU、ROM、RAM、定時/計數(shù)器和并行I/O接口，已經(jīng)具備了很強的功能，一片單片機基本上就是一臺計算機。但RAM、定時器、計數(shù)器、串行口和中斷系統(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。 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，用10ms來完成。CX2CX1 內(nèi)部時鐘方式的電路AT89C51XTAL1XTAL2Vss晶體或陶瓷諧振器3．芯片擦除：～12MHz之間任選，電容CX1和CX2的典型值在20pF～100pF之間選擇，但在60pF～70pF時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。，圖中外接晶體以及電容XTAL1和XTAL2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋電路中。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。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 /VPP：當(dāng)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，每個機器周期兩次有效。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的脈沖。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器接復(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AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： /RXD（串行輸入口） /TXD（串行輸出口） /（外部中斷0） /（外部中斷1） /T0（記時器0外部輸入） /T1（記時器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口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。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編程和校驗時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位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。1．AT89C51的管腳說明：VCC：供電電壓。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，因此說ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。 單片機的選擇本系統(tǒng)的主、從機控制器均選擇單片機AT89C51，下面對其進行介紹：AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程、可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。另外，對于片內(nèi)無ROM/EPROM的單片機，還應(yīng)該配置片外程序存儲器。單片機是目前控制系統(tǒng)采用最多的器件和芯片，它在軍事、航空、航天、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都有大量的應(yīng)用。第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計隨著計算機科學(xué)和自動化水平的不斷提高，在各種應(yīng)用領(lǐng)域都大量采用計算機控制系統(tǒng)。另外，該系統(tǒng)在外圍電路中所用到的并行I/O口芯片、譯碼器、顯示器等器件都是單片機控制系統(tǒng)中常用的器件，便宜且可靠性能好。系統(tǒng)的鍵盤復(fù)位電路可以在工作人員準(zhǔn)確的記錄下發(fā)生盜情的時間、地點后，用其進行復(fù)位，以完成整個系統(tǒng)的工作任務(wù)。系統(tǒng)中的每片AT89C51都有必要的存儲器擴展，是為了使其能夠存放更多的程序和數(shù)據(jù)；電源電路為系統(tǒng)提供正常的工作電壓；報警電路采用聲光報警設(shè)計，當(dāng)發(fā)生案情時報警指示燈開始閃亮同時發(fā)出蜂鳴的報警聲；每片從機控制器AT89C51外接三片8243并行I/O口，每片8243可檢測16個被檢測點，并通過軟件對其進行巡回檢測，檢測點的信號由傳感器給定，每戶設(shè)置3個被檢測點，分別為門、窗及室內(nèi)貴重物品存儲柜，三點分別由不同類型的傳感器進行檢測。系統(tǒng)中采用單片機AT89C51為主控制器，主機外圍電路還設(shè)有電源電路、時鐘電路、存儲器擴展電路、報警電路、顯示器接口電路、鍵盤復(fù)位電路、主從機通訊電路等。其中控制器采用單片機AT89C51，檢測信號由三項傳感器陣列實現(xiàn)，采用傳感器分別為：指紋識別傳感器——實現(xiàn)指紋識別鑒定；沖擊傳感器——實現(xiàn)防沖擊、防撬動；熱釋電紅外傳感器——實現(xiàn)防接近。系統(tǒng)中用5個從機控制器控制80個用戶的檢測信號（每臺從機控制16戶），并對檢測點進