【正文】 包含了一個(gè)指令子集，專門用于對(duì)布爾處理機(jī)的各位進(jìn)行各種布爾處理，特別適用于控制目的和解決邏輯問(wèn)題；(7) AT89C52的狀態(tài)周期由晶體振蕩器2分頻后獲得，作為芯片工作的基本時(shí)間單位，在采用12MHz晶振時(shí)，AT89CS2的狀態(tài)周期為(2/12)x10b=167ns。對(duì)51系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位，所以，適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。當(dāng)然也有其他取法的,，可以參考電路分析相關(guān)知識(shí)。(3)復(fù)位電路的原理及作用：?jiǎn)纹瑱C(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開(kāi)始執(zhí)行。在單片機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)上電啟動(dòng)的時(shí)候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下，系統(tǒng)還會(huì)復(fù)位。在電路圖中，電容的的大小是10μF，電阻的大小是10k。 。，電容C兩端的電壓持續(xù)充電為5V，這是時(shí)候10k電阻兩端的電壓接近于0V，RST處于低電平所以系統(tǒng)正常工作。隨著時(shí)間的推移，甚至更小。單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位[21]。這是因?yàn)楫?dāng)口線輸出為1時(shí)驅(qū)動(dòng)能力很弱，允許外部裝置將其拉低。（準(zhǔn)雙向口有3個(gè)上拉晶體管適應(yīng)不同的需要） 準(zhǔn)雙向口讀外部狀態(tài)前,要先鎖存為1,才可讀到外部正確的狀態(tài).強(qiáng)推挽輸出 推挽輸出配置的下拉結(jié)構(gòu)與開(kāi)漏輸出以及準(zhǔn)雙向口的下拉結(jié)構(gòu)相同，但當(dāng)鎖存器為1時(shí)提供持續(xù)的強(qiáng)上拉。僅為輸入（高阻） 輸入口帶有一個(gè)施密特觸發(fā)輸入以及一個(gè)干擾抑制電路。當(dāng)作為一個(gè)邏輯輸出時(shí)，這種配置方式必須有外部上拉，一般通過(guò)電阻外接到Vcc。這種方式的下拉與準(zhǔn)雙向口相同。關(guān)于I/O口應(yīng)用注意事項(xiàng)： (1)有些是I/O口由低變高讀外部狀態(tài)時(shí)，讀不對(duì)，實(shí)際沒(méi)有損壞，軟件處理一下即可。 有些實(shí)際沒(méi)有損壞，加上拉電阻就OK了有些是外圍接的是NPN三極管，沒(méi)有加上拉電阻,其實(shí)基極串多大電阻，I/O口就應(yīng)該上拉多大的電阻，或者將該I/O口設(shè)置為強(qiáng)推挽輸出。 做行列矩陣按鍵掃描電路時(shí)，實(shí)際工作時(shí)沒(méi)有加限流電阻，實(shí)際工作時(shí)可能出現(xiàn)2個(gè)I/O口均輸出為低，并且在按鍵按下時(shí)，短接在一起，我們知道一個(gè)CMOS 電路的2個(gè)輸出腳不應(yīng)該直接短接在一起，按鍵掃描電路中，此時(shí)一個(gè)口為了讀另外一個(gè)口的狀態(tài)，必須先置高才能讀另外一個(gè)口的狀態(tài)，而8051單片機(jī)的弱上拉口在由0變?yōu)?時(shí)，會(huì)有時(shí)鐘的強(qiáng)推挽高輸出電流輸出到另外一個(gè)輸出為低的I/O口,就有可能造成I/，或者在軟件處理上,不要出現(xiàn)按鍵兩端的I/O口同時(shí)為低[22]。 弱上拉/準(zhǔn)雙向口，用灌電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管限流電阻盡量大于1K，最小不要小于470Ω 混合電壓供電系統(tǒng)3V/5V器件I/O口互連。 3V單片機(jī)連接5V器件時(shí)，為防3V器件承受不了5V，如果相應(yīng)的I/O口是輸入，可在該I/O口上串接一個(gè)隔離二極管，隔離高壓部分。 GSM模塊的設(shè)計(jì)GSM模塊用串口與單片機(jī)相連是，可搭載一個(gè)SIM卡，實(shí)現(xiàn)家居安防的無(wú)線實(shí)時(shí)通訊功能。因此GSM模塊具有發(fā)送SMS短信，語(yǔ)音通話，GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)然贕SM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的所有基本功能。 GSM模塊的選型本設(shè)計(jì)采用的是西門子公司的TC35是一款雙頻900/1800MHZ高度集成的GSM模塊。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線公話以及無(wú)線POS終端等領(lǐng)域您都能看到TC35無(wú)線模塊在發(fā)揮作用，使用它是您產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保證。TC35的電流消耗指標(biāo)： （1）通話模式的峰值電流（TALK mode of peak）， （2）通話模式的典型電流（TALK mode），300mA900MHz/270mA1800MHz （3）空閑模式（IDLE mode）的消耗電流，10mA （4）休眠模式（SLEEP mode）的消耗電流，3mA （5）關(guān)機(jī)模式（Power Down mode）的消耗電流，50181。signal），也可以在應(yīng)用使來(lái)控制一個(gè)LED燈的輸出狀態(tài)。一個(gè)簡(jiǎn)單的電路接法是：SYNC端通過(guò)一電阻接到NPN三極管（如9013）的基極，射極直接接地，集電極通過(guò)一個(gè)接限流電阻接到LED的負(fù)端，LED的正端接VCC。（4）LED燈亮，依據(jù)不同的呼叫類型：聲音呼叫，數(shù)據(jù)呼叫，在建立或者完畢時(shí)的狀態(tài)。 關(guān)于VBATT+端： TC35的工作電壓輸入端VBATT+，Vtyp=。由于VBATT+引腳的峰值電流為2A，一個(gè)GSM發(fā)射脈沖可能引起相當(dāng)大的電壓跌落，此外由于外部電源的扁平柔性連線的內(nèi)在固有阻抗也可能損失一部分。另外，為了保證TC35在發(fā)射脈沖區(qū)間的電壓跌落值處于最低值，采用盡可能短的連接模塊和ZIF座的扁平柔性FFC電纜，長(zhǎng)度不得超過(guò)200mm，和低輸出阻抗的電源。關(guān)于/IGT(Ignition)端：TC35的觸發(fā)點(diǎn)火信號(hào)端/IGT，用OC門或者一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)拉低該端電平來(lái)開(kāi)啟模塊，低電平有效。注意，如果你通過(guò)充電器回路（接到POWER引腳）供電，或者通過(guò)電池供電（接到VBATT+引腳），那么IGT信號(hào)必須維持至少1秒?？捎肙C門或者一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)關(guān)機(jī)信號(hào)端可以關(guān)閉TC35。啟動(dòng)TC35的方式: TC35可以通過(guò)以下方式激活，開(kāi)始工作；（1）通過(guò)點(diǎn)火線IGT觸發(fā)，進(jìn)入正常工作狀態(tài)；（2）通過(guò)電源線，開(kāi)始進(jìn)入充電區(qū)；（3）通過(guò)RTC中斷，開(kāi)始進(jìn)入報(bào)警模式；TC35的開(kāi)機(jī)操作時(shí)序 當(dāng)開(kāi)始應(yīng)用，TC35的加電過(guò)程必須按照以下步驟進(jìn)行： （1）直到VBATT+。IGT線的電平跌落時(shí)間（下降時(shí)間）必須不超過(guò)1ms。 （4）在IGT線信號(hào)轉(zhuǎn)換區(qū)間必須保證VBATT+，否則模塊不能被激活[24]。 紅外線傳感器的選型熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。除了在我們熟知的摟道自動(dòng)開(kāi)關(guān)、防盜報(bào)警上得到應(yīng)用外，在更多的領(lǐng)域應(yīng)用前景看好。電視機(jī)能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺(jué)后自動(dòng)關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄動(dòng)物或人的活動(dòng)等等。 本設(shè)計(jì)選用NICERA公司的PD632熱電釋傳感器用PS202處理信號(hào)，PD632主要是由硅制成有良好的絕緣性，PD632是一個(gè)集成芯片，靈敏元尺寸為2*1mm，工作電流824μA，工作溫度20℃60℃。PD632價(jià)格低廉，使用效果適中，對(duì)于本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，性價(jià)比很高。PS202內(nèi)部集成了低通濾波器，其截至頻率典型值是10HZ。PS202內(nèi)部還集成了14位的A/D轉(zhuǎn)換器。一般紅外人體傳感器輸出的信號(hào)很小，需要經(jīng)過(guò)PS202的信號(hào)處理，才可直接送單片機(jī)處理。器輸出為14位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以串行方式輸出。當(dāng)PS202還沒(méi)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時(shí)，OUT端為低電平，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后PS202將OUT端拉高，以通知單片機(jī)數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好。以上升沿通知PS202要讀取數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)位持續(xù)1μs時(shí)間。數(shù)據(jù)位的傳送時(shí)高位在前低位在后。十四位數(shù)據(jù)傳送完后由單片機(jī)將OUT端拉低。圖35 熱電釋紅外探測(cè)器的電路接線圖 溫度傳感器的設(shè)計(jì) 火災(zāi)是影響家居安全的一個(gè)重要因素，本系統(tǒng)中選用相應(yīng)的傳感器來(lái)檢測(cè)火災(zāi)的險(xiǎn)情，探測(cè)器的性能對(duì)家庭住宅火情的準(zhǔn)確探知極為重要。通過(guò)溫度傳感器對(duì)室溫的采集把數(shù)據(jù)反饋給CPU當(dāng)溫度超過(guò)用戶設(shè)定的基準(zhǔn)值后會(huì)通過(guò)，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)定家內(nèi)著火，并把消息通過(guò)GSM模塊遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)反饋給用戶，讓用戶可以即使處理。與傳統(tǒng)的熱敏溫度傳感器相比，DS18B20能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求可以通過(guò)簡(jiǎn)單的變化，實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字量讀數(shù)方式。DS18B20溫度傳感器內(nèi)部含有一個(gè)64位的ROM單元和9字節(jié)的暫存器單元，64位ROM包含了唯一的序列號(hào)，使得每個(gè)溫度傳感器都有唯一的被標(biāo)示或者選中，可以在一根總線上連接多個(gè)溫度傳感器，實(shí)際應(yīng)用中可以由軟件設(shè)置來(lái)選中不同的傳感器，輕松實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)的目的。 溫度檢測(cè)模塊的原理和電路設(shè)計(jì)DS18B20的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。在講解其工作流程之前我們有必要了解18B20的內(nèi)部存儲(chǔ)器資源。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20共9個(gè)字節(jié)RAM，每個(gè)字節(jié)為8位。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。第8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長(zhǎng)期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。用戶可以通過(guò)改變其內(nèi)部的設(shè)定工作狀態(tài)的寄存器的初值來(lái)實(shí)現(xiàn)不同位的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換，默認(rèn)情況下是將溫度值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的12位二進(jìn)制值。然后將轉(zhuǎn)換好的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到2個(gè)字節(jié)的溫度寄存器中。符號(hào)位的確定是通過(guò)比較溫度寄存器中Bit4Bit11位的溫度值與TH和TL寄存器中的值來(lái)確定的，當(dāng)溫度值大十等十TH或者小十等十TL值時(shí)，S的值為1，否則為0。最后當(dāng)完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、保存和輸出之后DS18B20又重新回到它之前的空閑狀態(tài)。 CO氣體傳感器的選型MQ7氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化，轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ7氣體傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)對(duì)一氧化碳?xì)怏w有良好的靈敏度長(zhǎng)壽命、低成本簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路。MQ7氣敏元件的內(nèi)部構(gòu)造，由微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，為了改善傳感器的選擇性，傳感器氣室用活性炭過(guò)濾層與外界隔開(kāi)。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個(gè)用于信號(hào)取出，２個(gè)用于提供加熱電流。由微型AL203陶瓷管、Sn02敏感層、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個(gè)用于信號(hào)取出，2個(gè)用于提供加熱電流。圖38 MQ7氣體傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接線方式 控制模塊電器開(kāi)關(guān)采用單片機(jī)連接繼電器然后可以用GSM短消息控制家用電器多路控制開(kāi)關(guān)輸出，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)輸出與家用電器電源控制的物理隔絕，實(shí)現(xiàn)弱電信號(hào)對(duì)高電壓。 中間繼電器原理　　線圈通電，動(dòng)鐵芯在電磁力作用下動(dòng)作吸合，帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)分開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合；線圈斷電，動(dòng)鐵芯在彈簧的作用下帶動(dòng)動(dòng)觸點(diǎn)復(fù)位，繼電器的工作原理是當(dāng)某一輸入量(如電壓、電流、溫度、速度、壓力等)達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)，使它動(dòng)作，以改變控制電路的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)既定的控制或保護(hù)的目的。 中間繼電器的作用 一般的電路常分成主電路和控制電路兩部分，繼電器主要用于控制電路，接觸器主要用于主電路；通過(guò)繼電器可實(shí)現(xiàn)用一路控制信號(hào)控制另一路或幾路信號(hào)的功能，完成啟動(dòng)、停止、聯(lián)動(dòng)等控制，主要控制對(duì)象是接觸器，接觸器的觸頭比較大，承載能力強(qiáng)，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)弱電到強(qiáng)電的控制，控制對(duì)象是電器。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不僅可以起到控制的目的，而且可以節(jié)省空間，使電器的控制部分做得比較精致。3．增加接點(diǎn)容量我們知道，中間繼電器的接點(diǎn)容量雖然不是很大，但也具有一定的帶負(fù)載能力，同時(shí)其驅(qū)動(dòng)所需要的電流又很小，因此可以用中間繼電器來(lái)擴(kuò)大接點(diǎn)容量。而是在控制線路中使用中間繼電器，通過(guò)中間繼電器來(lái)控制其他負(fù)載，達(dá)到擴(kuò)大控制容量的目的。這時(shí)可以將一個(gè)中間繼電器與原來(lái)的接觸器線圈并聯(lián)，用中間繼電器的常閉接點(diǎn)去控制相應(yīng)的元件，轉(zhuǎn)換一下接點(diǎn)類型，達(dá)到所需要的控制目的。6．轉(zhuǎn)換電壓7．消除電路中的干擾 繼電器的接線方式電磁繼電器由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器之前可接上一個(gè)光耦元件，當(dāng)系統(tǒng)給電時(shí)，內(nèi)部的二極管發(fā)光，然后光耦片被光照閉合，這樣可以防止其他元件的上電，讓繼電器誤識(shí)別為電路通電，而閉合，大大增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可有效的抵抗電磁干擾。本設(shè)計(jì)采用LM7805穩(wěn)壓芯片用來(lái)使220或者12V轉(zhuǎn)換成5V的直流電。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過(guò)熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。雖然是按照固定電壓值來(lái)設(shè)計(jì)的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷?，就能獲得各種不同的電壓和電流。如果接入的是12V電源，可以改變電容的大小直接接在LM7805的輸入端。它具有液體的流動(dòng)性和晶體的雙折射性，并且在電場(chǎng)的作用下會(huì)改變其分子排列。液晶得名于其物理特性：它的分子晶體，以液態(tài)存在而非固態(tài)。液晶的這些特點(diǎn)使得它可以被用來(lái)當(dāng)作一種開(kāi)關(guān)，既可以阻礙光線，也可以允許光線通過(guò)。液晶的上表面也是如此，在這兩側(cè)之間的分子平行排列，不過(guò)當(dāng)上下兩個(gè)表面之間呈一定的角度時(shí)，液晶則隨著兩個(gè)不同方向的表面進(jìn)行排列，進(jìn)而發(fā)生扭曲。如果電流通過(guò)液晶，所有的分子將會(huì)按照電流的方向進(jìn)行排列，這樣就會(huì)消除光線的扭轉(zhuǎn)。因此可以通過(guò)電流的通斷改變LCD中的液晶排列，使光線在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷從電子學(xué)角度闡述液晶顯示器件的顯示原理為：在外加電場(chǎng)的作用下具有偶極矩的液晶棒狀分子在排列狀態(tài)上發(fā)生變化，使得通過(guò)液晶顯示器件的光被調(diào)制，從而呈現(xiàn)或明或暗、透過(guò)與不透過(guò)的顯示效果。LCD有以下顯著特點(diǎn)：（1）低壓微功耗：工作電壓只有3～5V，工作電流只有幾個(gè)微安。（2）平板型結(jié)構(gòu)：LCD內(nèi)由兩片平行玻璃組成的夾層盒，面積可大可小，且適合于大批量生產(chǎn)，安裝時(shí)占用體積小，減小了設(shè)備的體積。因此適合人的視覺(jué)習(xí)慣，不會(huì)使人的眼睛疲勞。（5）沒(méi)有電磁輻射：在其現(xiàn)實(shí)期間不會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，有利于人體健康。 LCD顯示屏的電路設(shè)計(jì)圖311 LCD顯示屏的硬件電路圖實(shí)際電路不同，對(duì)應(yīng)的軟件編寫也會(huì)有所不同。此方法占用較少硬件資源，速度快，代碼短，性能穩(wěn)定