【正文】 1)復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)常常有上電復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方法。 主要特性如下： 增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051： 工作電壓寬達(dá) ~； 工作頻率范圍為 0~40MHz，相實(shí)際工作頻率可達(dá) 48MHz 用戶應(yīng)用程序空間為 8K 字節(jié)； 片上集成 512 字節(jié) RAM； 通用 I/0 口（ 32 個(gè)），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0 口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需要加上拉電阻； ISP(在系統(tǒng)可編程 )/IAP(在應(yīng)用可編程 )，不需要專用的編程器和仿真器，可以通過(guò)串口直接下載用戶程序，數(shù)秒之內(nèi)即可完成； 具有 EEPROM 功能； 具有看門(mén)狗功能； 共 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器； 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路； 通用異步串行口。此外， 其 還具有其自身的復(fù)位電路和晶振電路。 16 1OU O 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。 14 1IN+ I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸出端。 12 2OUT O 第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。 (VR≈ ) 10 IB 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸出端；通常接 VDD。 6 RR2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti調(diào)節(jié)端。 4 RC1 輸出延遲時(shí)間 Tx調(diào)節(jié)端。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無(wú) VS 的上跳變沿電平狀態(tài)。 2 VO O 控制信號(hào)輸出端。在信號(hào)處理電路中經(jīng)常用到放大電路，它可以將微弱信號(hào)通過(guò)晶體管效應(yīng)放大從而方便對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行各種處理。 SW1 是工作方式選擇開(kāi)關(guān)，當(dāng) SW1 與 1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1 與 2 端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。 R3 為光敏電阻，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。 2）信號(hào)處理電路 圖 BIS0001 內(nèi)部電路圖 圖 典型應(yīng)用電路電路 BISS0001 的典型應(yīng)用電路如圖 所示。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 BIS0001 芯片管腳圖 BIS0001 是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、 延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。 BIS0001 芯片管腳如圖 所示 : BISS0001 也具有具有以下特點(diǎn)： （ 1）數(shù)?；旌?。 1） BIS0001 簡(jiǎn)介及工作原理 BISS0001 是一款 :有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路， 它是 以熱釋電紅外傳感器和少量外界元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。而且，上圖中右上角的三個(gè)排線是一個(gè)檢測(cè)方式切換跳線，上面是 L,底下是 H，當(dāng)中間和 H 相連為可重復(fù)觸發(fā)方式，即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，知道人離開(kāi)后才延遲將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁(yè) 共 32 頁(yè) 后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間 為延遲時(shí)間的起始點(diǎn)）；切換為中間和 L 連接時(shí)，為不可重復(fù)觸發(fā)模式，這種模式下感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖健? 所用人體熱釋紅外模塊采用低功耗穩(wěn)壓器件 7133A1，可以保證在很寬的輸入電壓下穩(wěn)定提供 的工作電壓，確保模塊能正常工作。 紅外熱式電感應(yīng)模塊 通過(guò)上述介紹可知，熱釋電紅外傳感模塊是一種能檢測(cè)人或物體所發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器 ， 型號(hào)為 HCSR501，外形圖如圖 所示： 圖 熱釋電紅外傳感模塊外形圖 由圖 可知， HCSR501(為上圖中黃色的元器件 )具有延時(shí)調(diào)節(jié)和距離調(diào)節(jié) 的作用。它也有類(lèi)似于透鏡的成像公式 ，式中 為光源到波帶的距離， 為透鏡中心到像點(diǎn)的距離 （ 透鏡半徑、 為波帶數(shù)、 為入射光波長(zhǎng)）。每個(gè)凹槽都可以看做一個(gè)獨(dú)立的小透鏡，把光線調(diào)整成平行光或聚光，這種透鏡還能夠消除部分球形像差。如圖 所示： 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁(yè) 共 32 頁(yè) 圖 傳統(tǒng)透鏡到菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)的變化 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分“坍陷”到一個(gè)平面上。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。 圖 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用；二是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。菲涅爾透鏡多是由聚烯烴材料注壓而成的薄片，當(dāng)然也有玻璃制作的，鏡片表面一面為光面， 另一面刻錄了由小到大的同心圓，它的紋理是利用光的干涉及擾射和根據(jù)相對(duì)靈敏度和接收角度要求來(lái)設(shè)計(jì)的。根據(jù)功能要求，人體熱釋電檢測(cè)電路組成框圖如 所示： 檢 測(cè) 對(duì) 象 菲 涅 爾 透 鏡 熱 釋 電 紅 外 傳 感 器 信 號(hào) 處 理 電 路V i 圖 熱釋電檢測(cè)電路組成框圖 其中 Vi 為控制信 號(hào)，接到單片機(jī)的中斷 0 端口。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器若不加菲涅爾透鏡，則其檢測(cè)距離僅為 2m 作用；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測(cè)距離可 增加到 10m 以上 ,較符合設(shè)計(jì)目的 [5]。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。該系統(tǒng)具有輕便靈巧、電路簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)主要為三個(gè)模塊，分別為熱釋電紅外人體檢測(cè)模塊、控制模塊以及報(bào)警模塊。 52 系列單片機(jī)的發(fā)展已經(jīng)有比較長(zhǎng)的時(shí)間，應(yīng)用比較廣泛，各 種技術(shù)都比較成熟，雖然處理速度不是很快，但資料豐富，系列之 52單片機(jī)，內(nèi)部集成 8kflash 空間， 256BRAM 區(qū)，足以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)程序，不需要外擴(kuò)，而且其最小系統(tǒng)板已經(jīng)設(shè)計(jì)好，不需要附加太多的外圍電路，可以方便可靠的使用。 但因?yàn)檎加脙?nèi)存太大，而且沒(méi)有接觸過(guò) ,所以其內(nèi)部開(kāi)發(fā)函數(shù)不是很了然，價(jià)格又比較貴，不經(jīng)濟(jì)。 控制模塊論證 方案一 : 采用 SPCE061A 單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，此單片機(jī) I/O 接口比較多，雖然易于擴(kuò)展外圍電路，但不方便位尋址，且沒(méi)有總線。不僅性能穩(wěn)定，體積小，外型美觀，更主要的是裝有菲涅爾透鏡，使得檢測(cè) 范圍較寬，而且價(jià)格不高，三線引腳，輸出距離可控，應(yīng)用、編程簡(jiǎn)單方便。再加上自己對(duì)其了解不夠充分，若自己設(shè)計(jì)外圍電路，容易出錯(cuò)，性能可能不穩(wěn)定，調(diào)試問(wèn)題也不好解決。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 所示： 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 傳感器模塊論證 方案一：選用人體紅外熱釋電傳感器探頭。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁(yè) 共 32 頁(yè) 2 系統(tǒng)方案論證 方案論證和選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，大致將模塊分為三大部分，分別為檢測(cè)模塊、控制模塊和報(bào)警模塊。 4）、大型紅外線陣列感測(cè)器（ 32x32 像素或以上）的未來(lái)市場(chǎng)是智慧型住宅所需的多元感測(cè)裝置，雖然這個(gè)市場(chǎng)客戶能負(fù)擔(dān)較高費(fèi)用，不過(guò)產(chǎn)品的普及仍然有賴價(jià)格的下降。 2）、應(yīng)用于消費(fèi)性行動(dòng)裝置的小型紅外線感測(cè)器──例如手機(jī)跟平板裝置新增內(nèi)部及現(xiàn)場(chǎng)溫度紅外線單一畫(huà)素感測(cè)功能，若是能采用晶圓級(jí)封裝技術(shù)，可以產(chǎn)出更低廉，更小巧的感測(cè)器； 光是手 機(jī)及平板大量?jī)?nèi)建紅外線感測(cè)器的趨勢(shì)，便有可能在 2018 年左右增加 3， 000 萬(wàn)美元的市場(chǎng)規(guī)模。由于紅外傳感器的優(yōu)越性能，許多主流儀表研究單位和生產(chǎn)制造商對(duì)它的研發(fā)投入也越來(lái)越高。 3）、傳感器的智能化 新型的智能紅外傳感器通常內(nèi)置多個(gè)微處理器，具備傅里葉變換、小波變換等先進(jìn)數(shù)字信號(hào)處理或補(bǔ)償功能，自診斷功能，雙向數(shù)字通信等功能，使得傳感器的穩(wěn)定性、可靠性、信噪比、便利性等性能大大提高。如國(guó)外所研制的大型紅外傳感器（ 1616 到 6464 像素）除可進(jìn)行溫度場(chǎng)測(cè)量外，還可獲得先進(jìn)的、小型紅外傳感器所不具有的人體探測(cè)功能（即可精確定位個(gè)人在空間中的位置，即使人不活動(dòng)，也可識(shí)別出）或大型區(qū)域的安全監(jiān)視等功能，十分適宜于家庭自動(dòng)化、醫(yī)療保健、安全防護(hù) 等場(chǎng)合的應(yīng)用。如 Pyreos 和 Irisys 公司已推出薄膜和陶瓷混合的新型熱釋電敏感技術(shù)，使得敏感元件可以實(shí)現(xiàn)陣列化。其中，利用紅外傳感技術(shù)制作的熱釋紅外傳感器主要由高熱系數(shù)的鈷鈦酸鉛系陶瓷以及鉭酸理、硫酸三甘鈦等配合濾光鏡片窗口組成，它以非接觸形式，檢測(cè)出物體放射出來(lái)的紅外能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出[3]。紅外線，實(shí)質(zhì)上是一種電磁輻射波，其波長(zhǎng)范圍大致在 ～ 1000m 頻譜范圍內(nèi)，因其是位于可見(jiàn)光中 紅光以外的光線，故而得名為紅外線。 紅外傳感器的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用 利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測(cè)量的傳感技術(shù)，即為紅外傳感技術(shù)。其中包括被動(dòng)式熱電偶型紅外報(bào)警器、紅外監(jiān)測(cè)無(wú)線報(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)警器、紅外遙控報(bào)警器、紅外線聲光報(bào)警器等等。同比國(guó)外的防盜報(bào)警器，國(guó)內(nèi)的報(bào)警器基本都是以超聲波、紅外發(fā)射 /接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)，從單一封閉式、被動(dòng)型安全防范模式向多元化、綜合化、電控化以及紅外報(bào)警處理方向發(fā)展。此外，在電子防盜、人體探測(cè)等領(lǐng)域中，紅外探測(cè)由于價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定，更是受到很多專業(yè) 人士的歡迎 [2]。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)一種低價(jià)位、運(yùn)行可靠的智能型報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)盜竊行為進(jìn)行報(bào)警并通知安保人員進(jìn)行處理已經(jīng)勢(shì)在必行。至此，人們迫切需要一種智能的家庭安全防范報(bào)警系統(tǒng)，既能可靠地進(jìn)行日常安全防范工作，又能及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種險(xiǎn)情并通知戶主，以便將險(xiǎn)情消滅在萌芽狀態(tài)，這樣人們便可安心工作，同時(shí)也保證了居民的生命財(cái)產(chǎn)不受損失。我們都知道，在現(xiàn)代技術(shù)高速發(fā)展的今天，犯罪更趨智能化 [1]，手段更加隱蔽。 GSM module。 GSM 模塊；熱釋紅外電模塊 。該系統(tǒng)具有輕便靈巧、電路簡(jiǎn)單易 實(shí)現(xiàn)，成本低以及可靠性高的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主要為五個(gè)模塊，分別為控制模塊，紅外人體檢測(cè)模塊以及 GSM 模塊和聲音報(bào)警、光報(bào)警模塊。 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 : ─ ：查閱資料（參考文獻(xiàn)不少于 10 篇），進(jìn)行方案論證，完成開(kāi)題報(bào)告； ─ ：完成不少于 3000 字的外文翻譯，設(shè)計(jì)硬件電路，編寫(xiě)軟件、調(diào)試仿真及單元電路調(diào)試； ─ ：樣機(jī)調(diào)試； ─ ：完善系統(tǒng)調(diào)試，撰寫(xiě)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)驗(yàn)收等工作； ：整理資料，修改論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。 題 目 基于單片機(jī)的防盜報(bào)警電路的設(shè)計(jì)與制作