【正文】 數(shù)據(jù)存儲器 256 B RAM/SFR 定時器 /計數(shù)器 2 16 AT89C51 CPU 64 KB 總線 擴展控制器 可編程 I/O 可編程全 雙工串行口 內(nèi)中斷 第 7 頁 共 23 頁 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FLASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管 腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當 P2 口被寫 1 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 1 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢， 當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG ：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié) 。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 PSEN 有效。 EA /VP：當 EA 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 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加12V 編程電源 。 XTAL2：反向振蕩器的輸出 ,如采用 外部時鐘源驅(qū)動器件，應(yīng)不接。模塊劃分為 數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警等子模塊。 就此設(shè)計的核心模塊來說，單片機就是設(shè)計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。硬件包括單片機、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。 從設(shè)計的要求來分析該設(shè)計須包含如下結(jié)構(gòu)： 紅外線發(fā)射電路和紅外線接受電路 、報警電路、單片機、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖 3 總體設(shè)計框圖所示： 圖 3 總體設(shè)計框圖 處理器采用 51 系列單片機 AT89C51。首先將多個紅外線發(fā)射器均勻的放置在門和床的一側(cè)， 然后在對應(yīng)的一側(cè)放置感光二極管。在單片機內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實時發(fā)出入侵報警狀態(tài)控制信號。 第 9 頁 共 23 頁 系統(tǒng)硬件電路部分 （ 1）、單片機控制部分電路 如圖所示為單片機組成的控制電路，其中晶振與其相連構(gòu)成時鐘電路，而復(fù)位開關(guān)與其相連構(gòu)成單片機小系統(tǒng)。 圖 4 單片機控制電路電路圖 （ 2）、 紅外線發(fā)射電路 紅外線發(fā)射電路主要由 D7~D12 六個紅外線發(fā)射管組成。正常情況下沒有遮擋時 P1 口輸出為 00H。 通過查閱資料可知 IF(max)在 20mA 左右，通過計算可得限流電阻的最小值為 200 歐，本電路選取 470 歐如圖 5 所示。具體電路連接如下圖， D1~D6 六個紅外線接收管的負極與反相器芯片 74LS14D 的 A1～ A6 腳，當沒有遮擋時接收管正常接收到紅外線時并導(dǎo)通， +5V 電源通過 D1~D6 的正極加到反相器 74LS14D 的輸入端，進行反相為低電平機，輸出管腳 Y1~Y6 接單片的 到 腳，這時的 ~ 口為低電平：而當有人闖入使紅外線被遮擋時，接收管截止，反相器輸入端為低電平，反相后輸出高電平，這時的單片機的 ~口為高電平。此脈沖信號驅(qū)動聲光報警電路，直至斷開開關(guān) SW2。 圖 6 紅外線接收電路圖 第 11 頁 共 23 頁 （ 4）、 時鐘電路的設(shè)計 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 因為一個機器周期含有 6 個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為 2 個振蕩周期，所以一個機器周期共有 12 個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為 1/12us，故而一個機器周期為 1us。 CCX12MHZXTAL1XTAL2 圖 7 時鐘電路 圖 （ 5）、 復(fù)位電路的設(shè)計 復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位，單片機在時鐘電路工作以后 , 在 RESET 端持續(xù)給出 2 個機器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計采用的是外部手動按鍵復(fù)位電路。 RRCVCCSVssRST單片機 圖 8 復(fù)位電路 圖 （ 6）、 聲光報警電路 第 12 頁 共 23 頁 聲光報警電路與單片機 口相連，當單片機的 口輸出一系列脈沖方波，開始驅(qū)動報警電路報警。聲光報警部分電路 圖 如圖 9 所示。變壓器 L1 將 220V 的交流電源經(jīng)磁場耦 合轉(zhuǎn)換成 12V 的交流電源，四個全波整流二極管將 12V 交流源整流為直流 12V 電源提供給后面電路。再經(jīng)直流開關(guān)電源，轉(zhuǎn)換出 5V 電源為后端供電，具體工作過程：經(jīng)整流、濾波的 12V 電源，經(jīng)直流開關(guān)電源 U1 第 6 腳 供給電源， 8 腳為電源芯片的比較輸入端 RA 為大功率限流電阻，電源經(jīng)芯片的 2 腳輸出， TL1 為功率電感，電源經(jīng) TL1 的 2 腳輸出。 C1/BC3 組成電容濾波電路。 圖 10電源電路部分的電路 第 13 頁 共 23 頁 軟件的程序?qū)崿F(xiàn) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ，主要集中在單片機功能流程的設(shè)計上，要監(jiān)視是否有人闖入，紅外線接收是否中斷、如何控制聲光報警等。程序流程圖的設(shè)計遵循自頂向下的原則，即從主體逐步細分到每一個模塊的流程 （ 1）、 系統(tǒng)主程序流程圖 主程序、脈沖信號產(chǎn)生程序、中斷服務(wù)程序存放在 AT89S5 單片機中，整個程序設(shè)計思想是當檢測到有人闖入時，就由 口輸出高低電平間隔為 1 秒的脈沖信號去驅(qū)動聲光報警電 路。而 1 秒時間可以讓定時器重復(fù)定時 100ms十次實現(xiàn)。采用中斷方式編程，整個程序由主程序和中斷服務(wù)程序兩部分組成。 圖 11 主程序流程圖 （ 2）、脈沖信號產(chǎn)生程序流程 主要功能：通過定時 100ms 等待，并連續(xù)計時 10 次最 終得到一個周期的以 1s為周期的方波信號，重復(fù)此過程，最終得到一列 1s 周期的方波脈沖信號，最終此列脈沖信號由單片機 口輸出與報警電路連接驅(qū)動發(fā)光二極管以 1s 頻率閃動和蜂鳴器鳴叫報警。中斷子程序流程圖如圖 13 所示 圖 13 中斷服務(wù)程序流程 定時 100ms x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 等待時間到嗎？ 轉(zhuǎn)向報警程序 等待至時間到 NO YES 確定有人闖入 x = x = x = x = x = 第 15 頁 共 23 頁 四、軟件仿真 (1) 在 Keilc51環(huán)境中進行軟件調(diào)試．再利用編程器將調(diào)試好的程序固化到 89S52單片機中。 (3）電源電路調(diào)試。 (4）先不裝入單片機．用短路線把 U1插座的 12腳接地．調(diào)整 VD1和 VD7的安裝位置和角度，測量 U1插座的 2腳電壓。用相同方法反復(fù)調(diào)整其他幾對紅外收發(fā)管的位置和角度。 (5) 將固化好程序的 AT89C51插入電 路中的 U1插座上．接上電源即可工作。該防盜報警器通過以 AT89C51 單片機為工作處理器核心， 對射級紅外線發(fā)射接收器 ， 通過紅外線的直線傳播經(jīng)過接受器接受信號 ，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號輸出，同時 輸出了報警信號 。該報警器的最大特點就是使用戶能夠操作簡 單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報率低。 第 16 頁 共 23 頁 參考文獻： [1] 姚凱學，孟傳良，單片機原理及應(yīng)用 .重慶：重慶大學出版社， 1998 [2] 眭碧霞，單片機原理及應(yīng)用 (第二版 ) 西安電子科技大學出版社， 2020 [3] 吳政江 . 單片機控制紅外線防盜報警器 [J]. 錦州師范學院學報 , 2001. 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