【正文】 些措施，最大限度減少輸出電壓的交流成分，與此同時(shí)，要盡量保存輸出電壓中存在的直流成分，使輸出電壓和理想的直流電接近，這樣的電路被稱為直流電源中濾波電路。無(wú)源濾波的主要類型又包括電感濾波、電容濾波以及復(fù)式濾波（包括LC濾波、LCrr型濾波、倒L型，也被稱為電子濾波器）。脈動(dòng)系數(shù)（S）=輸出電壓交流分量的最大值/輸出電壓的直流分量。當(dāng)R值增大時(shí)，電阻上的直流壓降會(huì)增大，這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗；如果增大C2的電容量，就會(huì)增加電容器的體積和重量，實(shí)現(xiàn)起來(lái)不具有競(jìng)爭(zhēng)力。 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路及電源指示燈電路本次設(shè)計(jì)采用三端穩(wěn)壓芯片7805，電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路芯片有負(fù)電壓輸出的79系列和正電壓輸出的78顧名思義，三端IC就是指該種穩(wěn)壓用的集成電路，僅有三個(gè)引腳輸出，分別是輸入端、輸出端和接地端。220的標(biāo)準(zhǔn)封裝。在該系列中，三端穩(wěn)壓IC標(biāo)號(hào)的79或者78后面的字符代表該三端穩(wěn)壓電路的額定輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。此外，這樣可以避免由于個(gè)別三端穩(wěn)壓電路的異常而導(dǎo)致其他三端穩(wěn)壓電路連鎖燒毀的發(fā)生。并且它是采用I2C總線式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的串行操作，只占用極少的資源和I/O線。AT24C02A、AT24C02B由2048位串行的電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)構(gòu)成，它們組成256個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)8位。當(dāng)WP引腳連接到VCC時(shí)，AT24C02A上半部被寫保護(hù)，AT24C02B支持全部寫保護(hù)。A支持400KHz，B支持100KHz。 AT24C02引腳圖，各引腳功能如下：SDA：雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳，用于器件內(nèi)所有數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。WP：寫保護(hù)。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空時(shí)，器件可以進(jìn)行正常的讀/寫操作。這些輸入管腳用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，這些引腳處于懸空時(shí)，則默認(rèn)為0。VCC：電源電壓(5V)。AT24C02支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，I2C總線協(xié)議規(guī)定：向總線傳送數(shù)據(jù)的器件均稱為發(fā)送器，接收器則包括從總線中接收數(shù)據(jù)的所有器件。 紅外檢測(cè)模塊 紅外檢測(cè)模塊電路圖本次設(shè)計(jì)利用紅外發(fā)射管來(lái)發(fā)射紅外線[9]，然后讓紅外接收管接收該紅外線，此時(shí)紅外線接受管會(huì)產(chǎn)生低電平信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)品阻斷紅外光時(shí)，接收管接收不到紅外信號(hào)，紅外線接受管會(huì)產(chǎn)生高電平信號(hào)，同時(shí)將這個(gè)電平信號(hào)送入AT89C51單片機(jī)控制單元，通過(guò)對(duì)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，起到識(shí)別產(chǎn)品是否通過(guò)的作用。 （2）對(duì)射式光電開關(guān)[10]，它的發(fā)射器和接收器分別安裝在被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)的路徑兩邊并且光軸水平相對(duì)，發(fā)射器發(fā)射出的紅光線將直接被接收器接受，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間并阻斷紅外線時(shí)，該開關(guān)會(huì)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。（3）槽式光電開關(guān)，本類開關(guān)一般采用標(biāo)準(zhǔn)U字型結(jié)構(gòu)，它的發(fā)射器、接收器將分別安裝在U型槽兩側(cè)，正常工作時(shí)將產(chǎn)生一光軸，在被檢測(cè)的物體通過(guò)U型槽并阻擋光線時(shí)，該開關(guān)會(huì)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。（4）漫反射式光電開關(guān)，此類光電開關(guān)的集發(fā)射器和接收器是一體的，在被檢測(cè)的物體通過(guò)時(shí)，被測(cè)物將把紅外線發(fā)射器發(fā)出的足夠多的紅外線反射給接收器，這時(shí)，該開關(guān)會(huì)產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。 （5）光纖式光電開關(guān)，該類型光電開關(guān)采用塑料或者玻璃光纖傳感器引導(dǎo)光線，其優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)遠(yuǎn)距離的被測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)射式光電開關(guān)的應(yīng)用，主要應(yīng)用于煙霧報(bào)警器、傳真機(jī)、小家電、照相機(jī)、投幣機(jī)、掃描儀、光碟機(jī)、DSC（數(shù)位相機(jī)）等產(chǎn)品。投幣器，當(dāng)有硬幣進(jìn)入時(shí)，阻礙了對(duì)射式光電開關(guān)的對(duì)射，機(jī)器產(chǎn)生了一個(gè)命令，自動(dòng)洗衣服或者游戲開始的命令。 單片機(jī)控制電路 單片機(jī)控制單元電路圖AT89C51的標(biāo)準(zhǔn)功能[11]：4K字節(jié)FLASH閃爍存儲(chǔ)器、128字節(jié)內(nèi)部RAM、32個(gè)I/O口線、兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷、一個(gè)全雙工串行通信口、片內(nèi)振蕩電路，同時(shí)AT89C51可降為0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并且支持兩個(gè)軟件的節(jié)電工作模式。掉電后保存ROM的內(nèi)容，但是振蕩器停止工作并且禁止其他部件工作直到下一個(gè)硬件的復(fù)位。P0口：一個(gè)漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O端口，是漏極開路輸出端口，每位可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載。作為輸入口的功能使用時(shí)需先寫我，這就是準(zhǔn)雙向的含義。P2口：~,一個(gè)8位的雙向I/O端口，P2口的作用和P0口作用基本相同：①作為輸入、輸出接口使用；②和P0口共同完成存儲(chǔ)器擴(kuò)展數(shù)據(jù)傳送，主要用于擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器的地址線高8位使用。對(duì)端口寫1時(shí)，能通過(guò)內(nèi)部上拉電阻把端口拉至高電平，這時(shí)可作為輸入端口。在AT89C51中，P3口還能用于其他復(fù)用的功能，即第二功能。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)[12]，又稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，就是使單片機(jī)正常運(yùn)行的前提下使用最少的元件組成的系統(tǒng)。復(fù)位電路：由電容和電阻串聯(lián)構(gòu)成，由于“電容電壓不能突變”的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)上電的瞬間，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且該高電平持續(xù)的時(shí)間是根據(jù)電路的RC值決定的。一般教科書推薦C 取10u，原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平。復(fù)位電路又分為手動(dòng)復(fù)位，上電復(fù)位和看門狗復(fù)位。在通電瞬間，電容C通過(guò)電阻R充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。系統(tǒng)在上電運(yùn)行后，需要復(fù)位，通過(guò)手動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般是阻容復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位相結(jié)合。MAX813的各引腳功能：MR（1腳）：手動(dòng)復(fù)位端。VCC（2腳）：電源端需接+5V。PFI（4腳）：電源故障輸入端。PFO（5腳）：電源故障輸出端。WDI（6腳）：看門狗信號(hào)輸入端（喂狗信號(hào)）。WDO(8腳)：看門狗信號(hào)輸出端。其原理是，如果干擾信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，常常會(huì)導(dǎo)致程序跑飛，而程序跑飛的根本原因是由于程序計(jì)數(shù)器PC錯(cuò)位引起的，在程序存儲(chǔ)器中，指令碼和存放指令的地址按照一一對(duì)應(yīng)的原則，有的指令碼是單字節(jié)，有的二字節(jié)，三字節(jié)是單片機(jī)中最多字節(jié)的指令，PC內(nèi)容就是要執(zhí)行指令碼的地址，若修改了PC內(nèi)容，打破單片機(jī)正常的取指操作，將導(dǎo)致程序非正常運(yùn)行，甚至?xí)霈F(xiàn)致命的故障（便修改重要的數(shù)據(jù)等），為了克服這類問(wèn)題，可采用看門狗監(jiān)視程序輔助運(yùn)行，如果程序跑飛，則看門狗就會(huì)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，會(huì)使單片機(jī)重新返回程序，然后正常運(yùn)行。單片機(jī)：一片AT89S51/52或其他51系列兼容單片機(jī)。這一點(diǎn)是初學(xué)者容易忽略的。上拉電阻的作用是，當(dāng)單片機(jī)的P0口上輸入為0時(shí)，上拉電阻上的電流直接流入單片機(jī)中，使數(shù)碼管的段碼上傷保持低電平，故在這時(shí)數(shù)碼管不發(fā)光；而當(dāng)單片機(jī)的P0口輸出為0時(shí)，這時(shí)上拉電阻的有能使電流灌入單片機(jī)中，故排阻上的電流流入數(shù)碼管中，因此這時(shí)數(shù)碼管發(fā)光。LED數(shù)碼管的特點(diǎn)：（1）發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短（），高頻特性較好，單色性較好，亮度較高。（3）體積小，重量輕，抗沖擊性能好。顯示部分采用軟件譯碼方式，所謂軟件譯碼就是把各字符的段選碼組織到一個(gè)表中，要顯示某字符先查表得到其段選碼，然后送往顯示器的段碼線。由于多位LED數(shù)碼管所有段選線都是由同一個(gè)8位I/O口控制[13]，因此，在每個(gè)瞬間，我位LED將顯示為同樣的字符，如果要讓每位顯示的字符不同，就必須要采用動(dòng)態(tài)掃描的方法交替點(diǎn)亮每位LED，即在一瞬間只有某一位LED顯示出字符。位選碼、段選碼每送入一次后延時(shí)1ms，人類視覺(jué)的暫留時(shí)間是100ms（），因此每位數(shù)碼管顯示的時(shí)間間隔不必大于20ms，并且要保證延時(shí)一定時(shí)間，以便給人造成視覺(jué)的暫留效果，讓人看著每位數(shù)碼管都在亮，不會(huì)有閃爍的感覺(jué)。圖中三極管的作用主要是為了放大信號(hào)，使蜂鳴器的報(bào)警音量更高。它的主要作用是電流的放大和開關(guān)。二極管是由一個(gè)PN結(jié)組成的，而三極管是由兩個(gè)PN結(jié)組成，共用的電極被稱為基極（用字母B表示——B取自英文Basic，基本(的）、基礎(chǔ)（的）），另外兩個(gè)電極則稱為集電極（用字母C表示——C取自英文Collect，收集）和發(fā)射極（用字母E表示—— E取自英文Emission，發(fā)射）。三極管最為重要參數(shù)就是β（電流放大系數(shù)）。集電極電流是隨著基極電流的變化而變化的，并且基極電流變化很小時(shí)就可以引起集電極電流發(fā)生很大的變化，這就是三極管的電流放大作用。如果基極電流IB越來(lái)越大，則集電極電流IC也越來(lái)越大，反之，如果基極電流IB越來(lái)越小，則集電極電流IC就越來(lái)越小，即集電極電流隨基極電流的變化而變化。集電極電流IC 和基極電流IB兩者的變化量之比就是三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量。三極管在放大信號(hào)時(shí)，首先要進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，即要先建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，也叫 建立偏置 ，否則會(huì)放大失真。蜂鳴器主要分為電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器兩種類型。在接通電源時(shí)，振蕩器所產(chǎn)生信號(hào)的電流將通過(guò)電磁線圈，從而使電磁線圈產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)。(2)壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、多諧振蕩器、外殼等部分組裝而成。多諧振蕩器是由集成電路或晶體管組成。壓電蜂鳴片一般是由鈮鎂酸鉛或者鋯鈦酸鉛壓電陶瓷材料制作而成。3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 程序流程圖開始系統(tǒng)初始化外部中斷入口計(jì)數(shù)單元加1判斷是否到100計(jì)數(shù)單元清0報(bào)警單元發(fā)出3S的報(bào)警提示退出YN 程序流程圖 程序設(shè)計(jì)根據(jù)程序流程圖，編寫以下程序[15]，以達(dá)到該系統(tǒng)的要求，具體程序如下：in