【正文】 0UA T 89 C 51+ 5V蜂鳴器abcdefgdp傳感器 1傳感器 2陜西理工學(xué)院 17 圖 33 內(nèi)部方式時(shí)鐘電路 圖 34 外部方式時(shí)鐘電路 復(fù)位及復(fù)位電路 復(fù)位操作 ： 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)。 陜西理工學(xué)院 18 表 21 一些寄存器的復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) 寄存器 復(fù)位狀態(tài) PC 0000H TCON 00H AC 00H TL0 00H PSW 00H TL1 00H SP 07H TH0 00H DPTR 0000H TH1 00H P0~P3 FFH SCON 00H IP XX000000B SBUF 不定 IE 0X000000B PCON 0XXX0000B TMOD 00H 復(fù)位信號(hào)及其產(chǎn)生 ： RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端。若使用頗率為 6MHz的晶振，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)超過(guò) 4us才能完成復(fù)位操作。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)送至施密特觸發(fā)器，再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖 36(a)所示。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 陜西理工學(xué)院 19 圖 36(a) 上電復(fù)位 圖 36(b) 按鍵電平復(fù)位 圖 36(c)按鍵脈沖復(fù) 上述電路圖中的電阻、電容參數(shù)適用于 6MHz晶振，能保證復(fù)位信號(hào)陜西理工學(xué)院 20 高電平持續(xù)時(shí)間大于 2個(gè)機(jī)器周期。 IMP812 是在低功耗微處理器（ uP）微控制器（ uC）和數(shù)字系統(tǒng)中用來(lái)監(jiān)視 、 。 IMP812 是美國(guó) Maxim公司 MAX812的改進(jìn)型替代產(chǎn)品其工作溫度范圍擴(kuò)展為 40℃至 105℃。 IMP812則具有高電平有效的 RESET輸出。 IMP812的低功耗使之成為便攜式及電池供電設(shè)備的理想選擇。 圖 37 IMP812的封裝圖 鍵盤(pán)電路 鍵盤(pán)是標(biāo)準(zhǔn)的輸入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)有兩種方案：一是采用現(xiàn)有的一些芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描，如 8279， CH451， LMC9768等，還有就是用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描。本文便使用軟件實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的掃描。獨(dú)立按鍵式鍵盤(pán)應(yīng)用在需要少量按鍵的情況，按鍵和單片機(jī)的 I/O口線直接連接。 考慮到本系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，所以采用獨(dú)立式鍵盤(pán)。 圖 38 按鍵電路圖 理論上當(dāng)按鍵按下或彈起時(shí)，可以相應(yīng)的產(chǎn)生低電平或高電平，但實(shí)際并非如此。當(dāng)按鍵被按下或釋放時(shí)，按鍵觸點(diǎn)的彈性會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)現(xiàn)象。 按鍵抖動(dòng)可能導(dǎo)致單片機(jī)將一次按鍵操作識(shí)別為多次操作，一般采用硬件電路或軟件程序來(lái)消除。 按鍵擊鍵的 類(lèi)型有多種劃分方式：按擊鍵時(shí)間分短擊和長(zhǎng)擊；按擊鍵次數(shù)分單擊和連擊；按特殊功能分 雙擊或組合鍵等。 短擊： 用戶快速按下單個(gè)按鍵，然后立即釋放； 如某些重要的功能鍵，復(fù)位，為防止用戶誤操作； 復(fù)合按鍵 ： 用戶同時(shí)按下兩個(gè)或多個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)某些特殊功能； 數(shù)碼顯示電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)的顯示電路采用的是數(shù)碼管顯示電路，數(shù)碼管顯示器由于其成本低，配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中。 數(shù)碼管的工作原理 LED數(shù)碼顯示器是由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的點(diǎn)或線段發(fā)光，將這些二極管排成一定圖形，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就可以顯示出不同的字形。結(jié)構(gòu)形式有共陰極和共陽(yáng)極兩種，它的結(jié)構(gòu)圖如圖 310所示。陽(yáng)極為高電平發(fā)光，為低電 平 熄滅；共陽(yáng)極是把所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極連起來(lái)，通常為高電平 ， 如 +5v，通過(guò)控陜西理工學(xué)院 23 制每一只發(fā)光二極管的陰極電平來(lái)使其發(fā)光或熄滅，陰極為低電平發(fā)光，為高電平熄滅。 必須注意的是，在 圖中的電阻并非是數(shù)碼管內(nèi)部就有的電阻，它們是需外接的限流電阻，如果不限流將造成發(fā)光二極管的燒毀。 310(a) 共陰極 310(b) 共陽(yáng)極 為了在 LED顯示器上顯示某個(gè)字符，必須在它的 8位段選線上加上相應(yīng)的電平組合 ,即一個(gè) 8位數(shù)據(jù) ， 這個(gè)數(shù)據(jù)就叫該字符的段選碼。表中是不帶小數(shù)點(diǎn)的字段選碼 ,讀者很容易得到帶小數(shù)點(diǎn)的字段選碼。 陜西理工學(xué)院 25 圖 311 數(shù)碼管顯示電路 蜂鳴器電路 本系統(tǒng)的蜂鳴器報(bào)警電路如圖 312所示 ,蜂鳴器用一個(gè)三極管 0913來(lái)驅(qū)動(dòng) 。當(dāng) 1時(shí)，三極管導(dǎo)通 ,蜂鳴器兩端獲得約 +5V的電壓而鳴叫；當(dāng) 0時(shí) ,三極管截止 ， 蜂鳴器停止發(fā)聲。每組的兩個(gè)傳感器通過(guò)一個(gè)或非門(mén)連在一起，任何一個(gè)傳感器接收到報(bào)警信號(hào)，單片機(jī)都會(huì)做出反應(yīng)，處理警情。 為了縮短 課題研發(fā) 周期，應(yīng)用傳感技術(shù)。 熱釋電紅外探測(cè)器電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用的 熱釋電傳感器成品 的引腳示意圖如圖 313所示，引腳功能如下： (1) 數(shù)字 1腳：電源負(fù)極 (2) 數(shù)字 2腳：信號(hào)輸出，高電平有效， 4～ 6V和工作電壓有關(guān) (3) 數(shù)字 3腳：電源正極 DC6～ 9V (4) W1：靈敏度調(diào)整 (5) W2：輸出延時(shí)調(diào)整 5～ 120秒 圖 313 熱釋電紅外傳感器 的引腳示意圖 它的 技術(shù)參數(shù) 如下 ： 電平輸出：和電源電壓相同 靜態(tài)電流： 小于 750μA 感應(yīng)距離： ～ 15米 輸出電平： 4～ 6V與工作電壓有關(guān) 振動(dòng)位移傳感器電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 ND— 1型振動(dòng)位移傳感器，它是一種集振動(dòng)和位移于一體的全方位傳感器。圖 314是 ND— 1型振動(dòng)位移傳感器的內(nèi)部組成框圖，它由振動(dòng)和位移傳感元件、靈敏 度限制電路、檢測(cè)控制電路、延時(shí)電路和輸出級(jí)等。 表 33 振動(dòng)位移傳感器 技術(shù)指標(biāo)及參數(shù) 工作電壓 靜態(tài)電流 靈敏度 檢測(cè)方向 位移檢測(cè)依據(jù) 工作溫度 體積 3V— 12V 3V 時(shí) 500毫安 全向 加速度 － 30℃～65℃ 12 2232mm 陜西理工學(xué)院 28 各 引腳功能如下： 引腳 1： 地 引腳 2： 靈敏度調(diào)節(jié) 引腳 3： 信號(hào)輸出 引腳 4： 輸出延 時(shí)設(shè)定 引腳 5： 電源 圖 315 振動(dòng)位移傳感器 由于器件內(nèi)部集成度很高 ,外圍電路相當(dāng)簡(jiǎn)單 ， 圖中的 C6是延時(shí)控制電容 ， 取值越大 ， 延時(shí)就越長(zhǎng) ， 反之則 越短 ， 一般取 值 ～ 10uF，這里取值為 。 R1是外接靈敏度設(shè)定電阻 ， 取值在51K～ 100K之間 ， 阻值越大 ， 靈敏度就越高 。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 29 4 報(bào)警器軟件設(shè)計(jì) 程序語(yǔ)言設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)完成一項(xiàng)工作 ，必須按順序執(zhí)行各種操作。與其他微型計(jì)算機(jī)不同的是，單片機(jī)沒(méi)有像監(jiān)控系統(tǒng)因此，程序設(shè)計(jì)就或操作系統(tǒng)那樣的軟件系統(tǒng)，所有的單片機(jī)程序均需由用戶設(shè)計(jì)完成成為單片機(jī)應(yīng)用不可缺少的內(nèi)容。 程序語(yǔ)言的分類(lèi) 計(jì)算機(jī)能理解和執(zhí)行的語(yǔ)言稱為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它隨計(jì)算機(jī)的誕生而誕生，隨計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。它雖然能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別，但在書(shū)寫(xiě)、閱讀、記憶上都很困難，用它編寫(xiě)程序具有工作量大、易出錯(cuò)、不便查錯(cuò)和不便交流等缺點(diǎn)。 匯編語(yǔ)言 (Assembly Language)： 為了解決機(jī)器語(yǔ)言存在的問(wèn)題，人們用英文字母代替機(jī)器碼，這些英文字母稱為助記符。采用匯編語(yǔ)言編程，用戶可以直接操作內(nèi)部的寄存器，能把數(shù)據(jù)的處理過(guò)程表述得非常具體和翔實(shí)，可以在空間和時(shí)間上充分發(fā)掘計(jì)算機(jī)的潛力 采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序叫匯編語(yǔ)言源程序。匯編語(yǔ)言實(shí)際上是用符號(hào)來(lái)表示機(jī)器的指令，而指令和計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 高級(jí)語(yǔ)言（ HighLevel Language） ： 高級(jí)語(yǔ)言是一種獨(dú)立于計(jì)算機(jī)的通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它基本上不依賴于計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，程序員對(duì)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)不用作具體的了解，就可以編寫(xiě)程序，而且編寫(xiě)的程序通用性好。此外，高級(jí)語(yǔ)言是一種接近入的自然語(yǔ)言和常用數(shù)學(xué)表達(dá)式的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，語(yǔ)句功能強(qiáng)，編程效率高，易于掌握和交流。用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)程序的不足之處是，高級(jí)語(yǔ)言翻譯得到的機(jī)器語(yǔ)言程序，要比由完成同樣任務(wù)的匯編程序得到的機(jī)器語(yǔ)言程序長(zhǎng)得多，由此而造成程序執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)，所占存儲(chǔ)空間大。圖 41是三種語(yǔ)言處理過(guò)程的示意圖。根據(jù)這些要求，顯然應(yīng)該優(yōu)選匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。本課題就采用的是匯編語(yǔ)言 . 匯編語(yǔ)言 源程序 高級(jí)語(yǔ)言 源程序 匯編程序 編譯或解 釋程序 機(jī)器語(yǔ)言程序 （目標(biāo)程序） 面向過(guò)程 面向機(jī)器 面向機(jī)器 陜西理工學(xué)院 31 單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本步驟 單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本步驟如下： A． 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析、確定思路或算法。 C． 編寫(xiě)源程序。 D． 源程序的匯編和調(diào)試。 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法 報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 自動(dòng)報(bào)警器軟件部分采用模塊化設(shè)計(jì)，分為主程序、掃鍵程序等等。編程語(yǔ)言的軟件設(shè)計(jì)采用 MCSS 1匯編語(yǔ)言編寫(xiě)自動(dòng)報(bào)警器中相關(guān)程序 (如撥號(hào)、檢測(cè)等 )。當(dāng)檢測(cè)到意外情況（有人入侵）時(shí)，通 過(guò)標(biāo)志位進(jìn)行警情判別，然后進(jìn)入報(bào)警程序進(jìn)行分類(lèi)報(bào)警，主程序 流程圖見(jiàn)圖 42。******************************** 。******************************** 。判斷 位為 1 時(shí)執(zhí)行 FUN0 JB 01H,FUN1 。返回主程序 MAIN 掃鍵程序設(shè)計(jì) 圖 43為掃鍵程序流程圖。然后循環(huán)依次檢測(cè) ﹑ ，當(dāng)某一管腳為高電平時(shí)，進(jìn)行防抖測(cè)試，如確認(rèn)為報(bào)警信號(hào)，則置相應(yīng)的標(biāo)志位為 1，以便以后判別報(bào)警位置，標(biāo)志位為單片機(jī)內(nèi)部 RAM的 20H單元的低三位 、 ，返回主程序。******************************** 。******************************** 。 判斷是否為支路 1 報(bào)警 JNB ,KEY1 。 KEY0: LCALL DL10MS。若為抖動(dòng)誤報(bào)則跳出 SETB00H 。 陜西理工學(xué)院 34 KEY1: LCALL DL10MS。若為抖動(dòng)誤報(bào)則跳出 SETB01H 。 （ 2） 系統(tǒng) 采用復(fù)合式傳感器 ,增加了安全性，減少了漏報(bào)發(fā)生的可能性。 （ 3） 系統(tǒng) 不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源， 采用模塊化的設(shè)計(jì)思想， 靈敏度高、控制范圍大、隱蔽性好， 從而使整個(gè)系統(tǒng)的功能更完善、靈活、可調(diào)。 （ 5） 系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單、安裝方便、操作簡(jiǎn)單，并且具有成本低的優(yōu)點(diǎn)，可適用于各種類(lèi)型的住宅和人群。系統(tǒng)需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，主要存在 以下幾個(gè)方面 的問(wèn)題 ： （ 1） 系統(tǒng)只能在家里有人的情況下使用，如果家里沒(méi)人則報(bào)警作用不能體現(xiàn)。 （ 2） 系統(tǒng)只能對(duì)盜情進(jìn)行報(bào)警。但隨著生活水平的提高，液化石油氣、管道煤氣進(jìn)入了大多數(shù)家庭，各種家用電器也得到了廣泛的使用，人們 在享受這些現(xiàn)代化設(shè)施帶來(lái)的便陜西理工學(xué)院 36 利的時(shí)候，卻也增加了火災(zāi)隱患的危險(xiǎn)。 （ 3） 系統(tǒng)的防范目標(biāo)是所有靠近的人，無(wú)法對(duì)本家庭成員進(jìn)行判斷，這樣往往會(huì)產(chǎn)生一些無(wú)用的報(bào)警，干擾正常的生活。本課題只選用了兩路傳感器為例，其實(shí)單片機(jī)還可以通過(guò)擴(kuò)展 I/O口（例如外接 8255）來(lái)外接更多路的傳感器，從而 擴(kuò)大報(bào)警的范圍。河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 37 致 謝 本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個(gè)人智慧的產(chǎn)品，沒(méi)有導(dǎo)師的指引和贈(zèng)予，沒(méi)有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)肯定會(huì)大打折扣。我首先要感謝我的導(dǎo)師 閻有運(yùn)老師 ， 閻老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、忘我的工作精神和對(duì)學(xué)生盡職盡責(zé)的教導(dǎo)都給我留下了十分深刻的印象 。在此，我向閻老師 致以最誠(chéng)摯的 謝 意和最忠心的祝福 ! 論文工作 已經(jīng) 結(jié)束，回顧四年來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收 獲，我感到無(wú)限欣慰