热释电防盗报警器毕业论文.docx

河北北方学院毕业论文题目：热释电防盗报警器英文题目：Pyroelectric burglar alarm院系：信息科学与工程学院专业：电子信息工程班级：11401姓名：XXX 学号：201142344指导教师：XXX日期：2015年4月15日摘要本论文的课题是设计一款基于单片机的热释电防盗报警器。通过市场调研和查阅相关资料，论证了本设计的必要性和可行性。文中主要论述了该防盗报警器各个模块的详细设计过程。设计从总体方案的设计入手，对红外收发模块、热释电感应模块、报警电路模块等进行了相关的分析、选择及最终方案的确定；首先，通过Protel绘制出热释电防盗报警器的电路图，根据电路图我们可以清晰的了解每个模块的具体情况，并且生成PCB图，之后，我们可以根据PCB图焊接电路、连接电路并进行调试。本设计用单片机作为控制单元，人体感应作为信号触发，近距离红外收发模块作信号传输，蜂鸣器（或扬声器）作报警装置。当单片机收到红外收发模块发出的预警信号后，进入预警状态，热释电感应模块接收到信号时，改变输出电压，单片接接收到它的信号后，发送指令到报警模块使报警器报警。本课题开发设计的热释电防盗报警器体积小、结构紧凑、技术先进、成本低、生产率高、实用性强，普及性高。关键词：单片机；红外收发模块；热释电感应模块；蜂鸣器；LED数码管 ABSTRACTThis thesis project is to develop a design based on single-chip pyroelectric burglar alarm.Through market research and access to relevant data, demonstrates the necessity and feasibility of this design.This paper mainly discusses the detailed design process of the burglar alarm each module.Design from the design of overall scheme of the infrared transceiver module, heat release electric induction module, alarm circuit module and so on has carried on the related analysis, select and determine the final plan of;Protel software is used to map the final scheme of the design of circuit diagram, by Protel circuit diagrams clearly expresses the design of electrical components each work module connectivity, and generated by Protel diagram and PCB diagram, lay a foundation for the PCB welding, according to the Protel circuit diagram and hardware connection circuit debugging.This design using single chip microcomputer as control unit, the human body induction as a trigger signal, close the infrared transceiver module for signal transmission, buzzer alarm device (or speaker).When the microcontroller after receiving the warning signals of infrared transceiver module, enter a state of alert, and when heat release electric induction module receives the signal, the output of the module voltage change, so as to turn on the alarm circuit, to give the alarm.This topic development and design of pyroelectric burglar alarm is small in size, compact structure, advanced technology, low cost, high productivity and strong practicability, high popularity.KEY WORDS：Single chip microcomputer;Infrared transceiver module;Heat-release electric induction module;Buzzer.Led digital tube 目录1绪论11.1热释电防盗报警器研究背景11.2热释电防盗报警器的研究现状11.3热释电防盗报警器的研究要求12 总体方案设计22.1 框架结构体系设计22.2 各功能模块方案设计22.2.1 红外收发模块22.2.2热释电感器32.2.3报警电路模块42.2.3.1压电式蜂鸣器42.2.3.2电磁式蜂鸣器52.2.3.3自制简易蜂鸣器电路52.3 本章小结63硬件部分73.1 热释电红外传感器73.1.1 热释电红外线传感器简介73.2 AT89S52单片机83.2.1 AT89S52片机的结构8图3-1 AT89S52 功能方块图91. 中央处理器（CPU）92.数据存储器（内部RAM）93.程序存储器（内部ROM）94. 定时器/计数器95. 并行I/O 口106. 串行口107.中断控制系统108. 时钟电路103.2.2 管脚说明103.2.3 主要特性：123.2.4 振荡器特性133.2.5 AT89S52单片机的工作周期133.2.6 AT89S52单片机的工作过程和工作方式143.3遥控码的发射163.4 红外检测接收电路173.5 显示部分的设计183.6 系统概述203.7 系统硬件选择213.8 硬件电路实现224软件部分234.1 主程序23结论概述26参考文献26致谢28271绪论1.1热释电防盗报警器研究背景随着社会的不断进步，电子技术的不断发展，人们的生活水平在很大程度上得到了提高，许多高科技产品的使用成为家庭生活的主旋律，因此人们对自己所处环境的安全要求就越来越高，特别是家居安全，不得不时刻留意不速之客的光顾。为此，许多小区，家庭都安装了报警系统，这有效的保证了居民的人身财产安全。在本文中，介绍一种利用热释电红外传感器进行监控，并进行报警的系统的设计1。1.2热释电防盗报警器的研究现状过去,欧美国家是热释电红外传感器的主要生产和应用国家,但是,近些年来日本奋起直追,迎头赶上。现在,日本的很多公司正努力研究和开发各种各样的热释电红外传感器。例如,陶瓷公司、Hokuriku电气工业公司等多家公司的一些产品已占领了大部分国外市场。根据红外传感器的工作原理，可以把它们分两类, 一类是热敏型，一类是光电型。热释电器件属于热敏型,可探测功率只受背景辐射的限制与辐射波长无关，在常温下工作时,检测灵敏度很高,而且热释电器件的反应也很快,应用也方便。我们一般使用热释电红外线传感器。光电型的工作原理是光电效应，所以它的响应速度快，检测特性好，但是需要冷却，使用不方便，而且器件的检测灵敏度与红外波长有关，所以光电型传感器在总体上不如热释电红外传感器。1.3热释电防盗报警器的研究要求热释电防盗报警器的的研究要求就是体积小，易于安装，不易被人破坏，而人们又能灵活操作；灵敏度较高，性能稳定，漏报率、误报率和故障率都应比较低，报警声应适中，能在有效范围内提醒人们，达到目的即可，以免报警声音太大，噪音扰民；价格适中能让普通消费者所接受。2 总体方案设计热释电防盗报警器的设计方案是由其功能和需求所决定的，从整体的角度，以系统的方式进行整体的设计，该系统的模块主要包括：AT89S52单片机，HC-SR501热释电人体感应模块，红外收发模块和蜂鸣器报警电路模块等内容。2.1 框架结构体系设计本设计主要依据下列框架结构(如图2-1)进行设计。AT89S52单片机人体感应模块红外发送模块红外接收模块报警电路模块图2-1 总体框架结构体系其中单片机作为控制单元模块，热释电传感器作为信号触发模块，采用近距离红外收发装置作无线收发模块，蜂鸣器（或扬声器）作报警电路模块。当红外接收模块收到红外遥控发出的预警信号后，马上开启预警模式，进入预警状态，当热释电人体感应模块接收外界信号后，改变它的电路电压大小，cpu就收信号后发出指令使报警器报警，以此来达到人们预期目的。2.2 各功能模块方案设计本设计各功能模块主要包括红外收发模块，热释电感应模块和报警电路模块等，下面将分模块讨论各个模块拟采用方案和最终方案的确定。2.2.1 红外收发模块2.2.2热释电感器热释电红外传感器可以用来检测人体移动时发射出来的红外辐射，并将其转换成电信号。在20世纪初，就有人人提出过要利用热释电效应检测红外辐射，但并没有受到重视，直到六十年代，随着红外、激光等技术的快速发展，才推动了对热释电的研究和应用。现在，热释电晶体被广泛用于红外遥感、红外光谱仪、以及热辐射探测器，热辐射探测器现在是红外激光的一种比较理想的探测器。在各种自动化控制装置中它正被广泛的应用。比如：我们常见的楼道人体感应灯、防盗报警、在房间无人时会自动停机的空调机、饮水机、电视机能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的机构。开启监视器或自动门铃上的应用。结合摄影机或数码照相机自动记录动物或人的活动等等。我们可以根据自己的奇思妙想，结合其它电路开发出更加优秀的新产品或自动化控制装置。热释电电路图如下：2.2.3报警电路模块蜂鸣器属于一体化结构类型的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于生活中的各种行业:计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等各种电子产品中的发声器件。它一般分为压电式和电磁式两种，在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。蜂鸣器可以分为两类：一类是压电式蜂鸣器，另一类是电磁式蜂鸣器。前者是由：多谐振荡器、阻抗匹配器、共鸣箱、压电蜂鸣片以及外壳组成。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。接通电源后，多谐振荡器起振，输出1.52.5KHz的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发出声音。后者是由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。通电后，振荡器产生音频信号电流通过电磁线圈，电磁线圈产生磁场， 振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。2.2.3.1自制简易蜂鸣器电路目前蜂鸣器被广泛应用与多种控制装置和家用电器的特定功能指示。结构图如下：图2-5 简易蜂鸣器电路电路图如上所示，由C1、C2、R1R4和Q1、Q2组成。产生的音频振荡信号经Q3放大、驱动压电陶瓷片发出响亮的蜂鸣声。电路的振荡频率见式（2.1）。 f= 式（2.1）想要得到自己所需的声调，可以改变它的一些参数。该电路的最主要的部件为压电蜂鸣片，它是蜂鸣器的发生器件，音量直接与它的好坏有关，在使用时还应该注意电压大小制作时，最好选用带有助声腔的蜂鸣器。图中电感L可用线圈完好的废旧6V12V直流继电器绕组代替，也可用废旧录音机磁头和晶体管收音机中音频变压器绕组代替。依图所知， 3V15V直流电压是电路的工作范围，45ma是它的最大电流。若提高工作电压，则必须将Q3换成耐压和电流值较大的三极管。2.3 本章小结本章对热释电防盗报警器的总体框架结构体系设计进行了论述，并对其各功能模块的采用方案进行了详细的介绍，通过了解红外收发组件确定了红外远程控制接收系统模块；通过了解热释电传感器确定了本论文的信号触发模块；通过对蜂鸣器的介绍，我们可以了解报警器模块的电路的特点，在下一章将会具体介绍各个模块电路的特点和功能。3硬件部分3.1 热释电红外传感器3.1.1 热释电红外线传感器简介作为一种新型高灵敏度探测元件的热释电红外线传感器在最近的几十年中不断高速的发展，它以非接触形式检测人体辐射的红外线能量改变，并转化成电压信号输出。热释电红外线传感器应用电路如下：为了达到防盗的目的，我们通常使用的热释电红外传感器是双元件型的。因为在它的内部，存在着反向连接的两个敏感元件，人处于静止时，两元件的极化程度相同，相互抵消；当人移动时，两敏感元件由于极化程度不同，导致输出电压不为0，从而实现了我们要探测移动人体的目的。本次设计采用的是HC-SR501红外线技术的自动控制模块。其特点是体积小，可靠性强，灵敏度高，超低电压工作模式，广泛应用于各个领域。实物图片如图2.2-1 图2.2-13.2 AT89S52单片机3.2.1 AT89S52片机的结构 AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS -51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。1 AT89S52有一下几个特点：它有40个引脚，内程序存储器为4kb Flash片，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，256字节的随机存取数据存储器（RAM），2个16位可编程定时计数器，片内时钟振荡器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路。除此之外，AT89S52还设计并且配备了振荡频率可以达到0Hz并能够通过软件设置的省电模式。当它处于空闲模式时，CPU处于暂停状态，串行口，外中断 系统还可以继续工作，而RAM定时计数器，掉电模式时保存RAM的数据而冻结振荡器，芯片的其它功能被停止，直到硬件复位或外中断激活。与此同时芯片还具有PLCC、PDIP、TQFP三种封装形式，以适应各种各样的产品的需求。图3-1为AT89S52单片机的基本组成功能方块图。由其可知，它包括了CPU、可编程I/O口、串行口、定时器/计数器、存储器等，它们之间通过内部总线相连。下面介绍几个主要部件。 时钟电路程序存储器4 KB ROM数据存储器256 B RAM/SFR2 16位定时器/计数器 AT89S52 CPU 64 KB总线 扩展控制器并行 I/O串行口中断控制系统 外中断 控制 P3 P2 P1 P0 RXD TXD 图3-1 AT89S52 功能方块图1. 中央处理器（CPU） CPU是单片机最重要、最核心的部位，好比人的大脑和心脏，它具有控制和运算作用。AT89S52的CPU是一个字长为8位的中央处理单元，所以它对数据的处理方式是按字节进行的。2.数据存储器（内部RAM） 数据存储器芯片中一共有256B的RAM单元，但是可以作为寄存器供使用者使用的只有前128个单元（00-7FH），CPU在运行时可以随时的进行数据的写入和读出，但是断电时，里边的信息将会丢失，所以它只是暂时性的操作数据，其后128个单元（80H-0FFH）只能被专用寄存器所占用。所以人们常说的内部数据存储器是指其前128个单元，简称为内部RAM。3.程序存储器（内部ROM）ROM因为内部有8 KB的掩膜ROM，所以可以存放固定的程序和数据，如系统监控程序、常数表格等，因此又称之为程序存储器，简称内部ROM。4. 定时器/计数器为了实现其定时和计数的功能，一般必须有两个16位的定时器/计数器。CPU在其工作时必须将一些命令写入其中，之后它就会按照设定的工作模式独立运行，并以其的定时或计数结果对单片机进行操作控制。5. 并行I/O 口 AT89S52共有4 个8 位的I/O口（P0、P1、P2、P3口），可以实现数据的并行输入/输出。6. 串行口AT89S52上存在着一个全双工的可编程串行口，它可以使单片机和其他设备的串行数据进行传送。其功能比较较强，不仅可以用来当做同步移位寄存器使用，而且还可以作为全双工异步通信收发器使用。7.中断控制系统 AT89S52的中断系统功能较强，可以满足一般控制应用的需要。它共有5 个中断源：2 个外部中断源/INTO和/INT1 ；3 个内部中断源，即2个定时/计数中断，1个串行口中断。8. 时钟电路 AT89S52单片机芯片内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需要外接。时钟电路在单片机中可以为之生成时钟脉冲序列，12MHz是系统允许的最高晶振频率。3.2.2 管脚说明AT89S52是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装（DIP）形式，如图3-3所示。AT89S52单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。图3-3 AT89S52引脚图GND：接地。 P0口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S52的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时还可以为编程校验和闪烁编程接收一些控制信号。RST：复位输入。使RST脚持续两个机器周期的高电平时间就可以对某件器件进行复位操作。 ALE/PROG：当读取外部存储器的数据时，地址锁存允许端的输出电平就用来锁存地址的地址字节。在FLASH编程的时候，编程脉冲使用ALE/PROG引脚来输入内容。一般情况下，ALE输出频率不变的正脉冲信号，它的周期为1/6个振荡器频率。因此它可用来实现定时的功能或者是用作对外部输出的脉冲。然而需要我们注意的是：每当把它用作外部数据存储器时，就会跳过一个ALE脉冲。在SFR8EH的地址上置0，我们便可以禁止ALE的输出。此时， ALE只对执行MOVC，MOVX这两条指令才起作用。并且，ALE/PROG被稍微微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器的选通信号端。外部程序存储器读取指令时，PSEN在每个机器周期两次有效。相反，在访问外部数据存储器时，它的两次有效信号不存在。 EA/VPP：外部访问允许。当EA端口一直持续在低电平时，外部程序存储器（0000H-FFFFH）在这段时间则无需在意是否有内部程序存储器。值得注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。当EA端处于高电平（接Vcc端），中央处理器（CPU）就执行内部程序存储器中的指令。在FLASH存储器编程时，此引脚将加上12V编程电源（VPP），前提是该器件使用+12V的编程电压。 XTAL1：内部时钟发生器电路及反向振荡放大器的输入端口。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.2.3 主要特性： 与MCS-51 兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 3.2.4 振荡器特性AT89S52单片机中有一个高增益的反向放大器，其功能是用来组成内部振荡器。片内振荡器可以用这个反向放大器来配置。引脚XTAL1和引脚XTAL2分别用来当做改反向放大器的输入端和输出端。自激振荡器可以由该反相放大器和作为反馈元件的片外石英晶体或者是陶瓷谐振器一起组成，石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。振荡器如图5左：并联振荡电路由外接石英晶体和接在放大器上的电容C1、C2的反馈回路组成。C1、C2的电容容量大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐使用30pF10pF。当然，我们也可以如采用外部时钟源驱动器件，如图5右：此时，内部时钟发生器的输入端（XTAL1端）与外部时钟脉冲相连接，XTAL2则悬空。由于内部时钟信号是外部时钟信号通过一个二分频触发器产生的，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但脉冲的最小高电平和最大低电平的持续时间要符合产品技术条件的要求。3.2.5 AT89S52单片机的工作周期在软件和硬件的支持下，单片机在控制器发出的信号支持下就可以进行各种操作，但是为了让计算机内部必须有一个准确的定时脉冲，所以控制器发出的控制信号必须定时发出。晶体振荡器会产生这种定时脉冲，并且产生以下几种工作周期，如图3-6所示。图 3-6 振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期振荡周期：是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。 即由单片机的晶体振荡器产生的时钟脉冲的周期。状态周期：一个状态周期有两个时钟脉冲：P1、P2，震荡周期经过二分频得到状态周期，所以它由两个震荡周期组成。机器周期：6 个状态周期即S1S6组成一个机器周期, 也就是说一个机器周期包括12 个振荡周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。 指令周期：它是指CPU完成一条操作所需的全部时间。3.2.6 AT89S52单片机的工作过程和工作方式单片机工作过程遵循现代计算机的工作原理（冯诺依曼原理），即程序存储和程序控制。程序存储指的是，人们事先借助一些软硬件,并通过某些特定的方式把计算机执行所需要的程序和数据输入计算机的存储器芯片上,此外通过特定方式把它们保存在芯片上。程序控制是指计算机在运行的过程中能够自动地按照某种特定顺序取出程序中的指令，加以分析后执行其规定的操作。 单片机的工作方式有：复位、程序执行、掉电保护和低功耗、编程、校验与加密等方式。1复位方式单片机的复位操作可以分为正常初始化和非正常初始化。前者是单片机的正常操作，后者是程序运行出错或者是因为操作失误而使系统处于无限循循环时所执行的操作。复位就是通过某种操作使每个寄存器的值返回到初始状态。复位对片内RAM已存放的内容没有影响, 但是ALE在复位的时候将会输出高电平。单片机执行复位后，特殊功能寄存器和程序计数器（PC）复位的状态入图3-7所示。依图可知,复位后：(1)（PC）=0000H代表复位后, 0000H是程序的入口地址，也就是当单片机执行复位操作后，从0000H开始执行程序；(2)（PSW）=00H， 其中RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，表示复位后单片机选择工作寄存器0组；(3)（SP）=07H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立；(4) P1P3代表锁存器，当他们的状态都是1时，表示不用再想它们写1了。在复位后，可以直接把它们作为输入口来使用。图 3-7 PC与SFR复位状态表RST/VPD端在时钟电路工作以后,持续输出2个机器周期的高电平,就可以实现单片机的复位操作。一般来说，复位正脉冲的宽度应大于10ms。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。复位方法一般有三种类型：外部手动按键复位、上电自动复位和“看门狗”复位。前两种如 图3-8所示。 “看门狗”电路是为了防止程序跑飞而出现死机设计的一种电路，它集成了单片机的按键复位、电源监测以及可以对程序的运行进行监控这些功能。图3-8 （a）上电复位电路; （b）上电/外部复位电路2程序执行方式程序执行方式就是单片机的基本工作方式。在复位后，PC总是为0000H，所以把0000H当成程序执行的开始地址。为了方便程序的运行，通常把一条无条件转移指令放在0000H处开始的存储单元中。3. 编程和校验方式对于内部集成有EPROM可以进入编程或校验方式。（1）内部EPROM编程编写程序时，时钟频率的范围应在3MHz-6MHz，其余引脚的用法和接法如下所示：P1口和P2口的P2.0P2.3为EPROM的4k地址输入，P1为8位地址；P2.4P2.6以及PSEN应为低电平；P0口为编程数据输入；P2.7和RST应为高电平；RST的高电平可为2.5V，其余的都以TTL的高低电平为准；EA/VPP端必须加+21V的编程脉冲，此电压要求不能大于21.5V，保持稳定，否则会导致EPROM出现损坏在出现正脉冲期间，ALE/PROG端加上50ms的负脉，完成一次写入。（2）EPROM程序校验如果未给程序设置保险，芯片上程序存储器中的内容均可在写入中或写入后被读取出来进行校验，但进行读取时，使P2.7继续处于TTL低电平，而其他引脚的连接方式与写入EPROM时的连接相同。P0口送出检验的单元内容，P1口和P2口把读出的程序存储器单元地址送入， P2口的其他引脚和PSEN保持低电平，RST、EA和ALE接高电平，。P0口各位外部在进行检验操作时应该加上10K的电阻。通过以上对单片机的介绍，我们了解了单片机的内部组成机构和工作原理，但是想要使单片运行起来，不光有硬件，还得在单片机里边写入代码，在第四章我们将会具体介绍它的程序。 3.3遥控码的发射（1）遥控码的发射在红外遥控的使用过程中，为了降低电源消耗、增强抗干扰性能，我们必须对遥控编码脉冲进行处理，首先红外遥控发送遥控信号，之后将遥控信号(二进制脉冲码)调制在40KHz(周期为26us)的载波上进行脉幅调制(PAM)，经缓冲放大发送到红外发光二极管，最后红外二极管把接收到的信号转换为红外信号发射出去。红外信号发射过程:首先装入发射脉冲个数(发射时为3ms脉冲,停发时为1ms脉冲),此时若发射脉冲个数为1则返回主程序,若不为1则发1ms脉冲,然后停发1ms脉冲,这样便结束整个发射过程.在实际使用中，红外线遥控由于受距离角度等的影响，其效果不是特别好，所以我们一般采用调幅或调频发射接受码，这样不仅可以免除角度对其的影响，并且可是遥控距离大幅度提高。3.4 红外检测接收电路在接受的过程中，脉冲通过光学滤波器和红外二极管转换为40KHz的电信号，此信号经过放大检波整形解调送到解码与接口电路从而完成相应的遥控。接收电路图如下图13：由遥控信号编码和发射的过程可知，遥控信号的识别即解码过程是移除40KHz载波信号后识别出二进制脉冲码中的0和1。接收端主要元件是红外接收管，它是一种光敏二极管（实际上是三极管，基极为感光部分）。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。数码帧的接收处理，当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，将对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误码处理。当间隔位的高电平脉宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应输出口的操作。图23就是红外线接收器输出的一帧遥控码波形图。1ms第一位1ms10ms3ms10ms 图23 红外线接收器输出的一帧遥控码波形图3.5 显示部分的设计我们在单片机系统中经常用到的简易显示器可由LED的7段发光管组成。下面将具体介绍LED显示器：LED显示器由7段发光管组成，并按“日”字形排列，如图15所示。图中将7个LED的阴极连在一起，称之为共阴极接法。反之为共阳极接法。如果将公共阴极接地，而在ag各段的阳极加上不同的电压，就会使各段的发光情况不同，形成不同的发光字符。加在7段阳极上的电压可以用数字量表示，如果某一段的阳极为数字量1，则这个段就发光；如为0，则不发光。数字量与段的对应关系如表3.1所示。数码管原理图如18 所示。图 18 数码管原理图表3.1 七段LED字形码显示字符共阳极字符码共阴极字符码03FHC0H106HF9H25BHA4H34FHB0H466H99H56DH92H67DH82H707HF8H87FH80H96FH90H在本设计中使用了四个7段LED显示器，而多位显示器连用有两种方法。第一种，每一位都用各自的8位输出口控制，在显示某字符时，相应的段恒定发光或不发光。这种显示方法属于静态显示。显然，静态显示需占用较多的I/O口线。其二，是动态显示。即将多个7段LED的段选端复接在一起，只用一个8位输出口控制段选，段选码同时加到各个7段LED显示器上，通过控制各个显示器公共阳极轮流接高电平的办法，逐一轮流地启动各个LED。在这种方法中，只要恰当地选择点亮时间和间隔时间，就会给人以这样一种假相：似乎各位LED是“同时”显示的。动态显示法是目前各种单片机采用的流行方法。其优点是硬件简单，“动态”由软件实现。因而我选用动态显示的方法。其显示格式如表3.2，其驱动电路如图19所示。3.6 系统硬件选择从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件： AT89S52单片机、热释电红外传感器、LED简易显示器、红外遥控器、红外接收器、蜂鸣器、电路板、二极管、按键等一些单片机外围应用电路。所需元器件如下表4.3-1编号名称型号数量R5 、R6电阻10K2R1R4，R7电阻1K5C1电容10uF1C2，C3电容20pF2D1D4发光二极管LED1绿2红1黄Q1三极管S85501U1 单片机AT89S521 Y1石英晶振12MHZ1K1-K4按键*4K5电源开关1Tantou热释电传感器HC-SR5011U2蜂鸣器1 表4.3-13.7 硬件电路实现经分析本设计的电路原理图如下图4-3所示图4-3 基于单片机控制的红外防盗报警器原理图4软件部分本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释点传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警点路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警，然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图4-5所示；中断源发出中断申请 关中断、保护现场INTO/端有输入信号关闭报警 恢复现场、关中断 中断返回 图4-5 中断服务程序工作流程图4.1 主程序 程序如下 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit spk=P12; sbit led=P10;uchar FRQ=0x00; sbit star=P07; /*延时函数，定时/计数器T1*/ void delay(uint t) uint i; for(i=0;it;i+) FRQ+; TH1=(65536-20000)/256; TL1=(65536-20000)%256; while(!TF1)； TF1=0; /*定时器T0中断函数*/ void T0_INT() interrupt 1 TH0=0XFE;TL0=FRQ;spk=spk; /*外部中断1，检测到传感器信号后进行报警控制*/void EX1_INT() interrupt 2P0=0X79;led=1;TR0=1; delay(1500);TR0=0; P0=0X00; led=0;spk=0; /*外部中断0.布防/撤防功能*/void EX0_INT() interrupt 0EX1=EX1; P0=0X00; led=0;spk=0;/*主函数*/void main()P0=0X00; led=0; spk=0; EA=1; EX0=1; EX1=0; ET0=0;ET1=1; IT1=1; IT0=1; TMOD=0X11; TH0=0X00;