【正文】 積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。因發(fā)明微處理器，霍夫被英國(guó)《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》雜志列為“二戰(zhàn)以來(lái)最有影響力的 7 位科學(xué)家”之一 。 　　1972 年 4 月，霍夫等人開發(fā)出第一個(gè) 8 位微處理器 Intel 8008?！　?973 年 intel 公司研制出 8 位的微處理器 8080；1973 年 8 月，霍夫等人研制出 8位微處理器 Intel 8080，以 N 溝道 MOS 電路取代了 P 溝道，第二代微處理器就此誕生。 　　1975 年 4 月，MITS 發(fā)布第一個(gè)通用型 Altair 8800，售價(jià) 375 美元，帶有 1KB 存儲(chǔ)器。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 　　1976 年 intel 公司研制出 MCS48 系列 8 位的單片機(jī)，這也是單片機(jī)的問(wèn)世。當(dāng)時(shí)，Zilog、Motorola 和 Intel 在微處理器領(lǐng)域三足鼎立。MCS51 系列單片機(jī)無(wú)論是片內(nèi) RAM 容量，I/O 口功能，系統(tǒng)擴(kuò)展方面都有了很大的提高。ATMEL 單片機(jī)(51 單片機(jī))：ATMEl 公司的 8 位單片機(jī)有 AT8AT90 兩個(gè)系列,AT89系列是 8 位 Flash 單片機(jī),與 8051 系列單片機(jī)相兼容,靜態(tài)時(shí)鐘模式。PHLIPIS51LPC 系列單片機(jī)(51 單片機(jī))：PHILIPS 公司的單片機(jī)是基于 80C51 內(nèi)核的單片機(jī),嵌入了掉電檢測(cè)、模擬以及片內(nèi) RC 振蕩器等功能,這使 51LPC 在高集成度、低成本、 單片機(jī)：臺(tái)灣盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī),價(jià)格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用于消費(fèi)類產(chǎn)品.TI 公司單片機(jī)(51 單片機(jī))：德州儀器提供了 TMS370 和 MSP430 兩大系列通用單片 系列單片機(jī)是 8 位 CMOS 單片機(jī),具有多種存儲(chǔ)模式、多種外圍接口模式,適用于復(fù)雜的實(shí)時(shí)控制場(chǎng)合。缺點(diǎn) RAM 空間過(guò)小，抗干擾較好。下面介紹幾個(gè)主要部分：STC89C51 的基本結(jié)構(gòu)如圖 所示振蕩器和時(shí)序OSC程序存儲(chǔ)器4 KB ROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器256 B RAM/SFR定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 16 AT89S51 CPU 64 KB 總線 擴(kuò)展控制器可編程 I/O 可編程全雙工串行口內(nèi)中斷外時(shí)鐘源 外部事件數(shù)外中斷 控制 并行口 串行通信圖 STC89C51 的基本結(jié)構(gòu)1. 電源引腳 VSS（20 腳）：接地，0V 參考點(diǎn)。 XTAL2（18 腳）：接外部晶體的另一端，振蕩反向放大器的輸出端。4. 輸入/輸出引腳 (1) P0 口（，3239 腳）：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口。P0 口也可以在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線，此時(shí)通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送 1。向 P1 口寫入 1時(shí)，P1 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口；當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的 P1 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。向 P2 口寫入 1 時(shí)，P2 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)時(shí)分別作為地址高位字節(jié)和 16 位地址，此時(shí)通過(guò)內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送 1。 (4)P3 口（，1017 腳）：是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，被外部拉低的P3 口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。如表 31 所示：表 P3 口管腳第二功能管腳 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 STC89C51 單片機(jī)的的封裝和引腳STC89C51 系列單片機(jī)采用雙列直插式（DIP ）QFP44（Quad Flat Pack）和LCC（ Leaded Chip Caiier）形式封裝。圖 STC89C51 單片機(jī)的的封裝和引腳部分管腳說(shuō)明：電源:VCC 芯片電源，接 +5V； VSS 接地端；時(shí)鐘:XTAL1 、XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。（2）PSEN:外 ROM 讀選通信號(hào)。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。（4）EA /Vpp:內(nèi)外 ROM 選擇/片內(nèi) EPROM 編程電源。Vpp 功能：片內(nèi) EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。它是一種檢測(cè)裝置，能將檢測(cè)到的信息轉(zhuǎn)換成為點(diǎn)信號(hào)或者其他形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。可見(jiàn)，傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的初始環(huán)節(jié)。 紅外傳感器簡(jiǎn)介1 PIR 傳感器簡(jiǎn)單介紹熱釋電紅外線(PIR)傳感器是 80 年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。自然界中存在的各種物體，如人體、木材、石頭、火焰、冰等都會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的紅外線，利用紅外傳感器可對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。與量子型相比，其頻響速度較慢，靈敏度較低，但響應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)范圍較寬，價(jià)格便宜，并可在常溫下工作。它是目前在防盜報(bào)警、沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13火災(zāi)檢測(cè)、自動(dòng)門、自動(dòng)水龍頭、自動(dòng)電梯、 自動(dòng)照明。其原因?yàn)椋孩俦粶y(cè)對(duì)象自身發(fā)射紅外線，可不必另設(shè)光源；②大氣對(duì) 22．6lLm、3—5lLm、8—141lm 三個(gè)被稱為“大氣窗口”的特定波段的紅外線吸收甚少，可非常容易被檢測(cè)；③中、遠(yuǎn)紅外線不受可見(jiàn)光影響，可不分晝夜進(jìn)行檢測(cè)。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)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。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)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(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70 分貝以上，這樣就可以測(cè)出 10~20 米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)” ，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為 7~10um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)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(cè)人體輻射的紅外線傳感器。在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)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(lái)完成探測(cè)目的。 3 PIR 結(jié) 構(gòu) 特 性 及 安 裝 圖 12 PIR 結(jié) 構(gòu)圖 12 是一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)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。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。為了對(duì)某一波長(zhǎng)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。 當(dāng)人體輻射的紅外線通過(guò)菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測(cè)元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號(hào)，然后使該信號(hào)先通過(guò)一個(gè)由Ｃ１、Ｃ２、Ｒ１、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０．１６Ｈｚ。本設(shè)沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器ＬＭ３２４來(lái)進(jìn)行兩級(jí)放大，以使其獲得足夠的增益。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如 圖 13 所示, 在 VCC 電源端［2］利用 C1 和 R2 來(lái)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(hào)。 RS Y2 Y1 R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2NPNQ1FETVcc VCC3v 12vOUT 圖 13 熱釋電紅外傳感器原理圖 聲光報(bào)警元件 紅色發(fā)光二極管 D3,D4,D5,D6（發(fā) 光 二 極 管 簡(jiǎn) 稱 為 LED。 發(fā) 光 二 極 管 與 普通 二 極 管 一 樣 是 由 一 個(gè) PN 結(jié) 組 成 ， 也 具 有 單 向 導(dǎo) 電 性 ） 。蜂鳴器的分類，蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。當(dāng)接通電源后（~15V 直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出 ~ 的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。用戶軟件的開發(fā)與系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。為了滿足系統(tǒng)的要求，在編程的時(shí)候最好從以下的一些基本要求出發(fā)，嚴(yán)格做好軟件設(shè)計(jì)易理解性、易維護(hù)性實(shí)時(shí)性可測(cè)試性準(zhǔn)確性可靠性 編程 KEIL 環(huán)境介紹Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)。CPU 真正可以執(zhí)行的是機(jī)器碼，用匯編語(yǔ)言或者 C 語(yǔ)言編寫的源程序必須轉(zhuǎn)換成位機(jī)器碼才能被執(zhí)行。各仿真機(jī)廠商都宣稱全面支持 Keil 的使用，Keil 已經(jīng)成為必備的開發(fā)工具。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。KEILC51 標(biāo)準(zhǔn) C 編譯器為 80C51 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語(yǔ)言環(huán)境,同時(shí)保留了匯編代碼高效,快速的特點(diǎn)。C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編 器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。 C51 V7 版本是目前最高效、靈活的 8051 開發(fā)平臺(tái)。因此，C51 V7 版本無(wú)疑是 8051 開發(fā)用戶的最佳選擇。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。 程序流程沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18開始初始化判斷傳感器是否被觸發(fā)報(bào)警記錄報(bào)警次數(shù)返回YN圖 主程序流程圖 主程序includeincludeincludedefine uchar unsigned char沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19define uint unsigned intunsigned char frq。 //記錄報(bào)警次數(shù)void delayms(unsigned char ms)。P1_4=0。 //關(guān)閉點(diǎn)陣輸出,在每個(gè)程序的開頭調(diào)用一下可防止點(diǎn)陣時(shí)不時(shí)出現(xiàn)幾個(gè)亮條.guanled()。 //0001 0000 使用計(jì)時(shí)器 T0 模式 1frq = 0x00。TL0 = 0xff。 //啟動(dòng) Timer0IE = 0x82。 while(1) { if (P1_0==0) //傳感器輸出信號(hào)為低電平 { P0_7=1。 //警報(bào)器不工作沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 } if (P1_0==1) //單片機(jī)接收到傳感器觸發(fā)信號(hào)，高電平 { P0_7=0。 //報(bào)警次數(shù)加 1 frq++。 //延時(shí) } }}//定時(shí)中斷void timer0() interrupt 1 using 1{TH0 = 0xfe。P2_2 = ~P2_2。while(ms){for(i = 0。 i++)。本設(shè)計(jì)通過(guò)利用 Protel 仿真，將所編寫的程序用 Keil 軟件編譯。將所畫電路原理圖制成 PCB 版之后將所需要的元器件按電路連接，并檢查是否正確，然后對(duì)硬件的各個(gè)部分進(jìn)行檢測(cè)，調(diào)試，看各個(gè)端口連接是否可靠，還可應(yīng)用萬(wàn)用表檢查電路等等，并著重查看電路的開路短路，地線是否正確可靠。軟件調(diào)試的順序是子程序、中斷程序、算法功能模塊和主程序。若出現(xiàn)錯(cuò)誤，需及時(shí)糾正。若整體調(diào)試通過(guò)，則說(shuō)明軟件系統(tǒng)基本正確:若不能通過(guò)，則需要按照連接時(shí)的相反的順序逐次將子程序模塊與主程序分離，直到發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)原因。沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22第一步：將單片機(jī)開發(fā)板與電腦相連接，通過(guò)串口線連接，給單片機(jī)系統(tǒng)供電，插上電源線（usb 供電線或者 5v 直流電源），關(guān)閉電源開關(guān)，系統(tǒng)斷電。軟件第一次啟動(dòng)，MCU type 上應(yīng)該是 STC89C51。 調(diào)試的步驟源文件的建立：使用菜單 “FileNew”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語(yǔ)言源程序。建立工程文件：點(diǎn)擊“ProjectNew Project”菜單，出現(xiàn)以個(gè)對(duì)話框，要