《基于單片機技術的無線智能防盜報警器設計》13000字（論文）

基于單片機技術的無線智能防盜報警器設計TOC\o"1-3"\h\u7120摘要 摘要隨著信息技術的飛快發(fā)展，各種各樣的監(jiān)控設施也在不斷的完善還有警報電子的這門科學技術的正在變得越來越好。因為有一些報警系統(tǒng)結構很是復雜還有一些不是很好的地方，但是系統(tǒng)相對同時而言，紅外科技都已經成為主要技術之一，眾所周知紅外線對于見光是不可以的，這就完全可以用它實現監(jiān)控，它是有很好的隱蔽性，一天之中都可以用到，它的實用性能非常強。此系統(tǒng)是用單片機來幫助實現的，它可以主動的探索它設計范圍內的入侵信號，進而產生報警信號。這個系統(tǒng)用了激光紅外傳感器，組裝容易、價格低廉、安裝容易，并且防止偷盜性能穩(wěn)定，靈敏度高、非常安全。其中的控制硬件主要由數控單片式電機驅動控制電路、紅外檢測探頭控制電路、驅動控制執(zhí)行器和報警控制電路、led驅動控制電路等幾個部分共同設計構成。處理器我們選擇了51系列的一個單片上主機。AT89S51,我們所需要設置的全部控制軟件都是需要在控制系統(tǒng)中對軟件進行控制之后按下來正常運行。所以它能夠應適用于防盜、報警等的安全裝置中。在別的任何的方面我們的電子防盜與檢測人體的領域都是利用的是熱釋電的紅外探測器也因其價格的便宜、穩(wěn)定的技術來而受到很多人的歡迎。關鍵詞：單片機AT89S51；紅外傳感器；報警電路；紅外探頭電路第一章引言1.1設計的背景伴隨著科技的不斷完善，人們關于自己的環(huán)境安全提出了很多要求，對家庭安全方面相對重視，所以他們要不斷地要守著那些不速之客。因為這些情況所以有許多的用戶都裝了警報系統(tǒng)，就使得這些用戶的安全提高了，能完美的保護了用戶的安全。所有的紅外線都是不可見光的，它們有很強的保護性，所以再防盜方面有著廣泛的運用。在其他的方面中電子的防盜與檢測人體領域有著比較廣泛的應用，當然有一些探測器也因其價格低廉、技術性能穩(wěn)定而得到了很多人的使用。1.2我們的發(fā)展狀況現階段國內中的市場的這中系統(tǒng)基本上都是外國的一些品牌。開始的時候在國內中防盜報警產品開始的時間也不長，在2000年以后終于取得了很大的發(fā)展。特別是2004年，國內一些制造業(yè)企業(yè)發(fā)展迅速，投資和企業(yè)的規(guī)模不斷地提升。但是和國外規(guī)模相比之下具有很大的差距。這個時候許多的相關公司都在制作防盜安裝報警器的產品時候,差不多都使用了外國的品牌。當然我們現在使用的最最主要的是來自于韓國日本與美國報警產品上,他們的質量上是很高的，所以說他們已經占領后中國的市場份額百分之八十。當然這其中的一部分國家防盜式報警器的產品是最早開始發(fā)育的并且已經發(fā)育的比較完善。當然我們設置的這個產品里面有穩(wěn)定完善的性能。智能化的住房安防系統(tǒng)應用具有很高的自動化技術水平,可靠和安全著等特征。每一個用戶的防盜、防災報警設備都能夠通過互聯(lián)網和社區(qū)管理中心的監(jiān)測計算機相連獲得更快的信息和通知更好地實現對警報的全時位監(jiān)控。安全的系統(tǒng)包含:對講式防盜門、關于火災的報警、應急救援、紅外門磁報警、內圍防盜式報警等。第二章設計的紅外線報警器我們在這個時候就開始在報警器的市面上相繼有了開關式電子防盜報警器、壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器以及壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器,但是還存在一些問題,那么就是這些常見的防盜報警器都是存在一些缺陷。當然我們本次設計的檢測儀器是紅外線,因為它是完全沒有可見光,所以它們具有很厲害的安全保密性和隱蔽性,我們這個系統(tǒng)已經能夠在在報警、防盜中的安全檢測設備中得到了許多應用。它們的激光紅外傳感器特點就是它們可以不接觸或直接檢測到人體內部環(huán)境中的紅外輻射,因為它們的作用是可以把它們轉化成電壓信號，當溫度越高時，就會得到越強的紅外輻射。當它發(fā)現到環(huán)境中有比設定的輻射強度高時，就會觸發(fā)反報警。2.1幾種常見的紅外傳感器（1）紅外測溫產品：海頓電子公司擁有四五十年的不用任何接觸就已經能夠進行紅外測溫的工作過程,他們目前還有五十多種的非接觸紅外測溫系統(tǒng)和紅外傳感器測溫儀,他們都是可以滿足其他客戶的任何需求,他們擁有最好的測溫方法,在市場上有著最優(yōu)越的高性能保證紅外傳感器測溫技術和產品對于市場的要求,來自于德國的海頓電子公司這個公司本身就是他們這個品牌的保證,它被認為是當前世界上所有人都普遍認為是一個世界級的紅外測溫設備制造商（2）紅外探測器：我們用的這個系統(tǒng)是此紅外線以原理的探測器，所以這就需要我們能夠根據探測的原理的不一樣，我們需要分清楚熱探測器和光子探測器這兩種。熱探測器使用的是輻射熱的作用，可以使探測的元件感受熱的變化而收到信號后，探測器的反應是因為溫度變化而變化的。它可以用來勘測某一變化，當變化了就能夠警報。它們的基本原理是通過熱電的變化來得出的結論。元件感受到輻射，從而接收到的變化時，能夠通過變化的頻率能夠測量得出。(3)磁電傳感器磁電傳感器有兩個種類的，一個用的是電磁感應的原理，另一個用的還是半導體的磁效應，磁敏管有著十分好的靈敏度,這個還能夠分辨出磁場的極性;而且它不是很大，用電少，所以它能達到范圍很廣的應用前景。(4)壓電傳感器我們這個用的是有源傳感器之一,它是完全可以實現需要基于電介質的各種壓電效應,但是在外面的力的使用下,這個使用的電荷是在這個電介質的表面形成的電荷,然后就有可能夠直接達到各種外力和電荷變換,這樣就有可能夠直接達到非電的測量標準。壓電傳感器技術在現實中的運行應用:我們可以劃分為單、雙、三向動力傳感器。這個傳感器需要使用的是一個壓電效果。壓電靈敏元件是指在外界力量的影響下,產生的電壓及其對負載的輸出。我們能夠依照輸出的電壓和負載的極性及其高低來決定力位移的方向和加速度,除此外它還具備了能夠測得與壓力相關的加速度和振動位移的加速度。(5)光電傳感器Photoelectricsensor它可以將光信號變成電信號,它具有簡單的結構、靠譜的性能、高度的的精確、快速的反應等優(yōu)點,現代的自動控制系統(tǒng)和測量中,需求的非常多,它現在具有很好的發(fā)展前景。2.2傳感器的工作時候的原理接收傳感器與激光紅外發(fā)射跟圖1所示，當他開始工作時，當發(fā)射的紅外線可以被收到，現在是接紅外線所受到的電壓是高電平。發(fā)射管發(fā)出的紅外的信號時當有人或者是動物阻礙它發(fā)射，而接收管就收不到它的信號，之后輸出就會發(fā)生一些變化，由高電平變?yōu)榈碗娖剑缓蠖O管因為電壓就會發(fā)生了變化，報警系統(tǒng)就會開啟。圖1激光紅外傳感器原理圖

第三章硬件的設計3.1組成成分這個電路的框架大概能劃分:紅外線激光的傳感器、可以用來單片機的控制的電路、使用led的控制的電路以及它們所需要的管理軟件。我們使用的時候可以使用網絡來實現數據的傳送、用來做信息的處理、本地中里面有報警的功能、可以設置的。對于這次設計的核心板塊而言,此使用的主要的核心的板塊之一本身就是這次的設計,那么這次操作完全可以使用單片機的應用的系統(tǒng)進行操作。我們應用的單片機系統(tǒng)是單片機的具有由軟硬件和這里面之中所含的輸入跟輸出裝置、單片機和單片機的外部電路等這些部分弄成的系統(tǒng),各種不同類型的應用程序都被組合在一起。而且在單片機中所需要開發(fā)和研制的內容中包含了軟件的設計、硬件的設計、總體的設計這幾個層次。從實際需要的技術條件和角度來進行分析:它由激光電紅外傳感器探頭電路、報警信號電路、單片機、復位電路和其他與之密切相關的軟件部分組合而成;如圖2總體設計框圖所示:：該處理器選擇的是單片機51系列。在各種程序的操縱和控制下的全部系統(tǒng)。假如動物或者是人通過所布置的范圍的時候，激光紅外探頭輻射的光譜就能被人或者是動物所擋住，而接收器就無法接受它所受到的信號，當然這個時候我們設置的電路發(fā)出的電信號就會得到改變，然后可以在需要的單片機內，經各種各樣的程序查詢、識別等環(huán)節(jié)然后就睡發(fā)出入侵報警的控制信號。電路就開始發(fā)揮作用它能夠放大控制信號并對報警設備完成以后程序設定。這個時候我們的報警器根據設定就會發(fā)出穿透力強的自動報警蜂鳴聲,然后會有提醒對它進行保護,當然已經啟動的自己報警裝置不能夠自動地消失,必須要用人的雙臂來釋放和解主動地去除自己報警的信號。淡然地解除蜂鳴聲報警信號的辦法非常簡便易懂,只是我們僅僅需要輕輕地按一個復位鍵就能夠暫時停止當前的蜂鳴聲。3.2硬件電路的說明硬件當中有電路的控制之下有具體的設計方法可以參考文章,從上述實例分析我們大家全部知道這個的操作系統(tǒng)是在我們這實際的設計中使用的過程中但是我們還需要長長的使用和遇到的硬件是能夠包含這如下幾個主要器件:at89s51、led、激光紅外輻射傳感器、反相器74hc04、蜂鳴器等一些基于移動單片機的外圍控制電路,以及一些基于移動單片機的移動式手工隨機復位控制電路。其中d和d4為一個低電平的小區(qū)電源短路報警系統(tǒng)工作電源指示燈,d2,d3腳也就是可以被我們看做也就是電源報警系統(tǒng)工作的電源指示燈,它們也是可以用來對小區(qū)的紅光紅燈起電源警告的警示作用,當兩個p1.1腳被固定放置在一到低穩(wěn)壓電平時,紅燈就自然會變得開始閃閃亮亮了起來,這樣就開始起了電源報警的警示作用,有一個按鍵S是可以復位電路的復位鍵。3.2.1AT89S51的單片機說明這個八位單片單的機主要結構是由由來自位于美國的另外一家獨立芯片制造商阿特梅爾公司所研發(fā)生產的,它主要具有隨機電壓低,高性能和比cmos8位閃存單片機高的結構,這個八位單片的主機內部有一個分別能夠同時包含4k多個字節(jié)的隨機只讀一個程序流的存儲器和128字節(jié)的隨機存取一個數據流的存儲器,這個八位單片機的系統(tǒng)制作處理方式就是直接采用atmel這種具有高密度、兼容的國際標準的amcs-51這是個指令的系統(tǒng),但是不是容易的訪問的技術的控制,所以它們就能夠包含了中的一個是需要的內置中的8位元的cpu跟一個8位閃存的存儲的單元,所以它的功能非常強大。這個新的單片式電機已經能夠在電子工業(yè)中能夠提供性價比比較高的技術應用,這個新的單片機就這樣可以廣泛用于不同的微控制器的領域。圖3是這個微型單片機的基本功能組成和主要功能的組成框圖在這個微機功能組成框圖清晰地可以看出該微機芯片上已經有的是所有一臺微機的主要功能組成和分部件,它們中已經包含了數據存儲器、cpu、定時器/自動計數器、可編程式的i/o口、串口等,各個部分都已經是通過該微機芯片的內部一個總線接口進行網絡連接。這里主要有幾個部分。外時鐘源外部事件計數外中斷控制并行口串行通信圖3AT89S51功能方塊圖1.CPU這個代表的是中央的處理器但是我們這個在本質上的也就是說是最重要的東西,這個中央處理器它就完全可以做到計算和控制的能力。這個單片機用的是一個以字長為8位的中央處理器,這個中央處理器就是對所需要的數據進行按照字節(jié)時間作為單位進行處理計算的。2.內部RAM在at89s51里面一共包含了256個ram,但是在里面中我們所能夠當成一個寄存器來供用戶選擇時使用的僅有前面128個,后128個當被用作一個專門的寄存器來進行占用。3.內部ROMat89s51共有4kb的掩膜rom,可以直接用來存儲和處理存放的程序及其中的原始資料等。時鐘電路這個單片機內部雖然設置了一個時鐘的電路,但我們的晶振和微調時間器的電容卻是必須外接的。時鐘控制電路中的單片機可以出現一個時鐘的脈沖序列。定時器/計數器這個單片機共有2個16位的電子定時器/定位計數器,可以直接起到實現電子技術定時的重要作用。6.并行I/O口這個單片機這是一個擁有4個8位的I/O口擁有P0、P1、P2、P3口，它完全可以完成數據的輸入、輸出。7.串行口這個單片機是有1個為全雙工的可以用來編程的串行口，能夠表現出來其他的設備跟單片機它們之間的串行數據的傳送。8.終端系統(tǒng)這個單片機的中斷控制器在一般中斷控制系統(tǒng)上的自動工作控制能力相對比較好,可以充分適應一般中斷控制機在器件上的應用。它總共需要有5個外部中途診斷源:2個外部定時中斷源/into和/int1;3個內部的定時中斷輸出來源,即2個定時或者說根本就是定時計數的外部中斷,還一個要求內部有一個1個定時串行口的外部中斷。由上述,這個單片機雖然實際上是一塊電子設備芯片,但它已經包含了一個構成電子設備和計算機的基礎組成部件,因此我們可以這么說它只能認為是一臺簡單的電子設備。atmel這個公司生主要的生產的是at89s51這一種微控制器。但是芯片需要的是使用的是一個采用40的引腳的方式的雙列的直接的插入式封裝(DIP)的樣式,但是如果的是圖4能夠所顯示出來的等同。at89s51這個引腳單片機都是一種功能比較高的單片機,以為它們是接收第二個引腳的標準,所以就要求有很多引腳才具有第二個功能。圖4DIP封裝引腳圖AT89S51單片機個引腳功能如下：VCC：供電電壓。GND：接地。p0口:這個它們最重要的是使用的是端口中的是一個帶有8位的漏級的電流的開路的雙向的復位i/o口,但是我們的每一腳都會有可以接受到的8ttl門的輸出的電流。例如,當一個p1端口的引腳被第一次輸入讀取并達到1的這種情況下,當然這個口可以被明確的定義成為一個生成并且可以用于的輸入的高穩(wěn)壓的電阻。p0口這個完能夠直接的作用在外部的文件的程序和內存的數據的文件的存儲器,這個能夠直接的弄成八位的定義出來之后就能夠成為一個外部數據/文件地址的第八位。在它的fiash代碼編程的整個過程中,p0口外面的是一個可以把它當作是校驗原碼中里面的一個輸入和輸出接口段的,當它從它的p0口外部開始進行校驗正確時,p0口就會要求它輸出一個新的原碼,這個時候中它里面的p0外部就有可能會倍拉高。p1口：這是可以需要通過內部中的提供的向上拉的。我們這個電阻中有8位雙向I/O口，我們可以用這個來當作緩沖器使用能夠把接收到輸出4TTL門電流。然后在它的管腳中能夠在寫入1之后，接著內部就能夠會被上拉提高，然后就能夠被成就為當成輸出，我們P1口被做成外部下拉時就會出現低電平時，將發(fā)射出的電流，他可以是因為由于內部能夠向上拉的作用。而且在對于flash它的信號校驗和軟件編程中,p1口的功能都通?？梢员晃覀兛醋鳛樗堑诎宋坏妮斎氲刂芬粋€用于接收的端口。p2口:它是一個能夠從內部上拉的電阻8位雙向i/o口,它能夠作為一個緩沖器它也同樣能夠被我們所接受,它的輸出為4個ttl的門路中電流,當p2口被我們輸入"1"時,它的一個管腳就有機會被內部上拉而另一個電阻也有機會被一塊拉高,當然它可以作為輸出。并且只有當他把輸入管腳拉低作為一個外部輸入的管腳時候,就可能會被外部自動拉低一個輸入管腳,將來就會內部產生一定的輸出電流被外部送到一個輸出。當然僅僅也只是因為內部上的拖拉。它通?？梢员缓唵蔚赜脕懋斪饕粋€地址用于外部執(zhí)行程序的一個存儲器或者說只是16位的存儲地址外部程序數據的一個存儲器它所可能要求的只是存取高八位。p3口:這是可以用來當作一種是管腳的分別的可以為這8個帶內部的然后還有一個向上下拉的低壓電阻的雙向i/o口,它能夠發(fā)射出4個TTL門的電流。但是假如說在在p3口中的把它們書寫的為"1"后,這樣就會被內部的上拉所產生一個高電平,并且能夠直接用作于輸入。但假如說它們都是在輸入時,就會因為外部的下拉而變成一個低電平,它的將會以輸出電流(ill)這主要是因為它們都在上拉。p3口也是它們唯一能夠直接用來實現作為at89s51的一些特別應用功能的接口,如下面所示:P3口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數據存儲器讀選通）rst:復位是一個針對輸入輸出信號的實時復位?？梢栽谖覀兂洚斠粋€復位振蕩器時用來同時復位一個電路元件的任何時候,所以我們這時候就要在一定的程度上地能夠保持一個rsts引腳的兩個復位的機器中工作的周期則是高電平。ale/prog:也就是說,當我們沒有需要直接訪問外部地址存儲器的這種情況下,地址配置鎖定內存字節(jié)容量可以允許每個端口器輸出的內存地址鎖定字節(jié)容量可以達到適應于所有端需要的地址鎖定內存地址容量。在我們需要使用flashi來進行脈沖編程時,可以直接利用這個脈沖導線引腳信號來進行接收并得到一個編程時的脈沖。在平常的工作情況下,ale端以一個固定不變量的頻率濾波周期方式為高頻振蕩器信號輸出一個正常的脈沖頻率信號,若我們想要完全阻止一個aleh的輸出則我們需要先重新設置alsfr8eh使該地址的值為0。但是這時候的ale僅僅只是能夠直接執(zhí)行，而movx,movc三個指令經由執(zhí)行ale后才可以能夠真正發(fā)揮作用。再次是你需要手動使得該引腳略微被拉高。但假如我們說是在微處理器中在外部事件執(zhí)行的沒有狀態(tài)而是ale而被禁止,則這個置位機制就是完全無效的。/psen:這個字符串就是外部應用程序存儲器中的一個選通訊號端英文表示。然后就需要由外部的程序存儲器來選擇一個指定的時候,這個過程中就需要每一個機器生命周期中的兩次/psen都必須要有效。但是,當我們在訪問外部數據存儲器的任何一個時候,兩次有效/psen的信號都將永遠沒有可能再一次出現。/ea/vpp:如果我們把它直接放置在/ea中間并保持一個處于低電平的電壓位置,我們就趁這個電平位置上擁有外部的一個程序運行存儲器(0000h-ffffh),不論它本身是否能夠包含內部的一個程序運行存儲器。當加密器在方式1的時候,/ea將內部數據鎖定為sereset;另外例如,當/ea端口上保持一個小的高電平時,這個加密過程對其中的內部數據進行加密程序稱為存儲器。而且我們還經?？梢钥吹绞褂胒lash引腳進行直流編程時,我們不僅可以直接使用此引腳也可以就是一個用來直接施加12v的直流編程穩(wěn)壓電源(VPP)。xtal1:反向中高頻率的振蕩的信號是放大器里面的信號輸入和內部中驅動的時鐘器來工作并且控制的電路xtal2：來自反向振蕩器的輸出。AT89S51單片機的主要特性：·與MCS-51兼容·全靜態(tài)的工作工作需要：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內振蕩器和時鐘電路(1)xtal1與2)xtal2它們兩者分別相互表示的信號是一個反向信號放大器的兩個信號輸入和兩個信號輸出。這個逆向振蕩放大器全部都有可能被正確配置為片內的逆向振蕩器。石晶振蕩和玻璃陶瓷石晶振蕩他們都同樣可以同時使用。但假如我們說你的xtal2是一個使用外部時鐘源的兩個驅動控制元件,但是說xtal2應該相互連接。另外我們還有一點就是我們需要能夠有余量的輸入連接到內部的一個時鐘脈沖信號它們所要的需要能夠使用的信號就是一個新的二分頻脈沖觸發(fā)器,所以就一定會在對外部的一個時鐘脈沖信號脈寬沒有各種各樣的寬度限制,但我們需要能夠做到的就是需要能夠準確保證時鐘脈沖在一個不同高低頻的電平上它所需要達到我們需求的信號寬度。（2）芯片擦除當全部的leprom管腳陣列和三個帶有鎖定位的高壓電擦損消除都滿后可以通過正確地電路控制一個信號管腳進行正確組合,并且只需要注意保持一個alep的管腳在一個正常低電平10ms內。在對進行芯片編程進行陣列擦除的所有操作中,代碼中的陣列全被進行修改是因為只需填寫"1"且在任何一個非空字節(jié)存儲的一個字節(jié)重新開始進行芯片編程以前,此項所有操作都必須由此字節(jié)進行。另外我們還有別的一個特點的那就是at89s51里面雖然并沒有一種穩(wěn)態(tài)的處理邏輯,但是如果我們能夠在頻率低至零掉電頻率的條件情況下還是可以能夠支持有掉電條件下的一種靜態(tài)處理邏輯,但是這里就需要我們支持兩個處理軟件之間的一種可選的無掉電處理模式。我們只是可能需要將你的cpu系統(tǒng)設置為一個閑置的工作模式下,假如我們說你的cpu已經完全停止了正常運行工作。但是對于定時器,ram,串口,計數器和網絡中斷控制系統(tǒng)它們都必須是正常穩(wěn)定地運行工作。但是如果我們在一個掉電關機模式下,保存了一個ram的外部硬件內容但是也就不一定能夠直接實現完全凍結一個振蕩器,當我們一直需要完全關閉禁止所用的其他一個芯片的外部內容功能,一直需要等到我們下一個芯片硬件被完全復位的那個時候。3.2.2AT89S51單片機的工作周期因此,單片上電機內部只要具備了控制硬件和其他軟件便件就能夠在定時控制器內部輸入的各種定時控制脈沖信號的相互作用下有條不紊地不斷進行定時工作,控制器的信號必須定時向整個計算機內部發(fā)出,為了定時在整個計算機內部工作需要定時設置一個精密的定時控制脈沖。這種定時控制脈沖主要功能是由于晶體振蕩器(spp)而自動產生,并且被分別用于構造來完成下面幾個點的工作處理周期,如波形圖5所示。圖5狀態(tài)周期、振蕩周期、指令周期及機器的運行周期狀態(tài)周期：每一個狀態(tài)的周期都是振蕩周期中的2倍,但是我們振蕩的周期是經歷二分頻后中所獲得的。但是在一個狀態(tài)周期中需要有兩個時鐘脈沖，通常稱為P1、P2。振蕩周期:這個振蕩階段通常是一個周期指為了給一個單片式電機所提供需要的時能夠向一個用戶信號提供的一個時鐘脈沖，該信號被用來作為振蕩源。所以說就是由于一個單片機電路中的一個晶體振蕩器所振動產生的一個時鐘脈沖。機器狀態(tài)周期:一個大的機器狀態(tài)周期中共可能包含6個機器狀態(tài)的其周期是從s1~s6,也是說就是12個振蕩周期。在一個通用單片機的整個工作生命周期中,cpu都可以直接用來執(zhí)行一個通用單片機的所有操作。指令工作周期:它就是指令在cpu之間完成任意一條特定命令所可能需要的全部工作時間?？刂圃到y(tǒng)是整個驅動單片機的工作精神和物理中心,以一個主振振動頻率周期作為整個計算機的工作基準(這個主振頻率周期即為振蕩周期),控制器通過自動控制每個cpu的各個工作運行時序,對控制指令和信號輸入值分別進行隨機編程和自動譯碼,然后向每個cpu主機發(fā)出不同的各個控制元件信號,它將各個軟硬件和工作環(huán)節(jié)緊密地結合組織在一起。一般來說,算術的實時邏輯內部運動引腳操作通常一般會很少發(fā)生于僅在時相p1期間,而內部和數據寄存器之間的外部數據信號傳送則一般會通常發(fā)生于僅在時相p2期間,這些內部的振蕩時鐘控制信號不能從外部直接觀測,故用ssxtal2引腳操作來控制振蕩時鐘信號可以做為實時參考。3.2.3AT89S51工作過程還有它的方式單片機的工作是需要遵從現代的計算機中的馮諾依曼原理的工作模型。我們可以通過某種形式來進行輸入和應用,這就是我們所需要將它放置到存儲在我們身上的一種計算機存儲器中。程序控制是一種可以靠一個手指來控制的計算機它可以實行逐一取出整個程序中所有需要的指令,并且還可以對其進行加權分析來實現執(zhí)行規(guī)范化的操作。單片機主要具備以下幾種工作模式:復位、過程執(zhí)行、掉電保護及低功耗、編程、校驗和加密。1．復位的方法可以使用一個及其簡單的方法,可以使單片機中的各種各樣的寄存器中所需的值轉變成初始狀態(tài)其中的一種操作,這種轉換叫做復位。我們這個復位的方式就是單片機工作中的一個最開始。當然一些單片機除了一些正常的初始化外,其余就是因為程序執(zhí)行中有任何問題,比如當操作失敗或因為操作上的錯誤使得系統(tǒng)陷入一個死循環(huán)時,也就是說我們需要依次按下復位鍵再次重啟一臺機器。mcs-51這個單片機當它復位之后,我們的程序計數器中pc就和特定的功能中的寄存器來置零的工作狀態(tài)就如同下圖表1。當然我們的復位的標準是沒有能夠直接影響片內ram中存放里面的內容,但在這個復位的目標有一定時候可以輸出一個高電平。由下列列表3.1可以清楚地看出,復位后:(1)（PC）=0000H表現的是復位后寫的程序的入口地址是0000H，就是從單片機復位之后從0000H單元開始執(zhí)行的程序；(2)（PSW）=00H，RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，現在展現出的時復位時，單片機選擇的工作是寄存器的0組；(3)(sp)=07h復位是否意指在輸出顯示片內所有ram值被復位后在該顯示堆棧上重新尋找到輸出片內含有ram的08h顯示單元組的所在地并且被重新建立;(4)P0的口到P3的口是鎖存全為1狀態(tài)時候，那就是說復位之后的這些并行接口都能夠可以作為輸入口，再也不用在端口寫1。串行口、定時器/狀態(tài)計數器、中斷控制系統(tǒng)等一些可能存在特定狀態(tài)功能的硬件寄存器被自動復位后的工作狀態(tài)就是對各個特定功能核心元件的狀態(tài)工作量和狀態(tài)性能產生主要影響值的大小。表1PC與SFR復位狀態(tài)表寄存器復位狀態(tài)寄存器復位狀態(tài)PCABPSWSPDPTRP0~P3IPIETMOD0000H00H00H00H07H0000HFFHXX000000B0X0000000B00HTCONT2CONTH0TL0TH1TL1SCONSBUFPCON00H00H00H00H00H00H00HXXH(0XXX0000B)當一個高頻單片機經過一個高頻時鐘復位電路連續(xù)運行以后,在一個rst/vpd端口上持續(xù)地不斷給出2個高于機器工作周期的高頻率電平時就已經能夠正確完成這個時鐘復位器的動作。例如當我們需要使用一個晶振信號頻率復位是12mhz時,那么這個頻率復位晶振信號所用的需要連續(xù)堅持的復位時間一般來說應該肯定是不可能超過2us。復位方式主要分成內部中的電自動控制的復位、外部控制的按鈕的手動控制的復位以及"看門狗"自動的復位這三種。而且前兩個特殊情況最常見于下表圖6。"看門狗"的控制電路則主要是一種通過電路集成了所有應用單片機的開關電源啟動監(jiān)視、按下電源鍵自動復位以及對應用程序執(zhí)行時的狀態(tài)系統(tǒng)進行電源監(jiān)視和啟動檢測,防止因應用程序"跑飛"而啟動導致主機出現系統(tǒng)死機而對其進行優(yōu)化設計的控制電路。圖6（a）上電復位電路（b）上電/外部復位電路2．待機的方法待機模式也可以簡稱為空閑模式,是一種有效的節(jié)電和正常工作的方式。在這種待機工作的方式中,振蕩器仍然會保持正常工作,時鐘脈沖會繼續(xù)送入輸出到中斷、串行口、定時器等多個功能元件,才會使得它們仍然會繼續(xù)正常工作,但是時鐘脈沖將不再會重新送到cpu,所以時鐘脈沖將會暫時停止正常工作。3．程序的執(zhí)行的方法我們所有的軟件編譯器和應用程序運行設計方法都主要是根據一個單片上主機設計需要從而進行的一些基礎性設計工作。但是還需要特別注意的一點點就是由于應用程序執(zhí)行復位后之后沒有pc=0000h,因為需要的應用程序中文件的執(zhí)行方法是需要文件中的起始地址0000h地址開始,就需要在0000h處對整個文件執(zhí)行開始的每個數據存儲單元上重新安放一條無規(guī)定條件的數據轉移地址指令并用來重新進行程序執(zhí)行。4．掉電的方法這種掉電的方式即使是也可以稱之為停機。在掉電這個工作方式中,作為一個振蕩器的工作就自然地會暫時停止,所以整個單片機中的內部所有各種功能部分就自然地隨著這個停止而繼續(xù)工作。但它同樣是一種可以作為降低功率和成本設計的節(jié)電操作方法。等候式和斷電方式都被認為是為了進一步減少電能損失而設計出來的,并且是可以有效地提高功率的節(jié)電工作模式,特別是在對電源損失要求極低的實際應用中。5.編程和校驗方式對于內部的集成具有eprom,它們就是可以被選擇為編程和校驗的方式。（1）內部EPROM編程當我們在進行編程的這個時候,時鐘的工作頻率我們需要把它設定在3-6mhz的范圍內,剩余的各個引腳都是相同的,接法以及使用方式如下:p2.4~p2.6以及psen均被對應為一個高的低電平；P0口為編程數據輸入；ea/vpp的兩端在增加+21v的時候可以使用編程電壓脈沖,此時的電壓脈沖應該完全是穩(wěn)定的,不能過大超過21.5v,否則將來就會直接損壞整個eprom。在讀數輸出正輸入脈沖時,ale/prog端口增加了50ms的讀數輸出脈沖負脈,完成一次新的讀數。（2）EPROM程序校驗在片上應用程序的寫入保險位不被正確設置前,無論是在片上文本內容寫入的當時還是文本寫入以后,均可將片上的應用程序數據存儲器中所有文本輸入內容從文件輸入引腳端進行讀出并對片上文本內容進行寫入檢驗。在開始進行一個檢驗電阻運算子的操作時,需要先在p0的各個位外部附近分別加上一個檢驗電阻10kω。（3）程序存貯器的保險位at89s51內部加密設置了一個加密保險位,亦可簡稱為完全保密位,一旦把這個位完全寫入便已經完全建立好了加密保險,就完全保密可以暫時禁止任何外部的加密方法直接對片內的或應用程序系統(tǒng)中的加密存儲器數據進行加密閱讀。將一個保險位一次寫入以后后用于再次建立一個完整保險位的操作過程與正常一個保險位一次寫入的操作過程類似,保險位一旦被停止寫入,內部的應用程序文件存儲器便變得無法再被進行寫入并不能用于正常讀出外部保護位的校驗,而且還可能無法正常繼續(xù)執(zhí)行外部程序存儲器的保護操作。只有把epeprom都完全消除的那個參數時候,保險位才有機會完全得到保證能夠完全擦除,還能再次寫入。能夠經過以上對于單片機軟硬件系統(tǒng)簡單易懂的介紹,應該已經完全掌握了對于單片機內部結構和其工作原理及操作過程,但是一個單片機想要真正實現它的強大控制功能和其特性,只有一個軟件系統(tǒng)是不可以正常工作的,還必須要依靠其中一個指令,這樣才能真正發(fā)揮出一個單片機的強大功能。下面為大家介紹一下單片機中的指令系統(tǒng)。3.3電路的設計在發(fā)射部分電路中所采用的芯片是74hc04,這個芯片有六組反相器，當高電平是輸入的時候，輸出就變成了低電平，當輸入一個低電平是那么就輸出一個高電平。如圖7它表示的是最基本的紅外的發(fā)射電路，激光調制管發(fā)射出的高電平信號經過反相器后輸出一個低電平信號，這時激光發(fā)射管開始向外發(fā)射紅外線。圖7紅外發(fā)射電路圖3.4紅外接收電路的設計在接受部分中主要用到的器件是紅外接受管，當紅外激光發(fā)射管發(fā)出的信號被接收管接收后，接收管兩引腳之間是程導通狀態(tài)，當高電平信號輸出的時候，LED管兩端都是高電平，指示燈是熄滅。如果有人或障礙物在這之間經過，擋住了紅外線的正常走向，所以接收管就收不到紅外的信號，這時接收管兩個引腳之間有一定的壓降，這個時候輸出的就是一個低電平的信號，這時LED的陰極端是低電平狀態(tài)，指示燈亮。設計圖如8所示：圖8紅外接收電路圖為了使此設計更具有安全性，本設計采用了雙重保護設施，設計了兩層紅外報警器。由于紅外激光具有平行性好，光強度高等特點，因此紅外激光發(fā)射也具備發(fā)射距離較遠，信號較好等優(yōu)點。圖9時鐘電路圖3.5復位電路的設計復位的操作方法通常認為包括上電自動控制復位和外部控制按鍵手動控制復位,單片上電機認為當時鐘終端電路開始運行正常工作以后,在reset兩個終端電路持續(xù)地自動給出2個高于機器工作周期的高頻率電平時就已經能夠自動完成這兩個點的復位。[6]。例如當其中使用的復位晶振信號頻率平均值為12mhz時,則其中的復位晶振信號的諧波持續(xù)時間一般長度應不大于超過u或小于2us[7]。本系統(tǒng)設計中所需要采用的電路是外部手動控制按鍵上的復位控制電路。如下圖圖10所示為復位控制電路。圖10復位電路圖3.6報警電路的設計報警電路的制作如下圖所表示出來的一樣，用三極管和蜂鳴器、我們要把電阻接到單片機的P1.1引腳上，然后組裝成報警電路，其中的如圖11所示電路是一個主要有關于聲音信號報警器的控制電路。發(fā)光控制二極管就非常有幾率可能會成功被主機點亮或者不被點明,起到了燈光報警的重要保護作用。圖11報警電路圖第四章軟件系統(tǒng)的設計4.1主程序工作流程圖綜上所述我們這個的軟件工作原理和硬件架構我們可以通過簡單的分析了解得知,系統(tǒng)中的一個主程序和工作軟件的操作程序流程框圖設計如下,詳見圖12。圖12主程序流程圖當系統(tǒng)接收到傳來的脈沖信號后,這就會明顯地表現為出現了一個監(jiān)控區(qū)域里的有人在此出現,而且也就是當單片機內部的程序已經處理完之后,驅動式的聲光報警電路就會接收到脈沖信號并啟動開始進行報警,然后這個程序就會能夠通過一個循環(huán)地開始執(zhí)行,測出是否還應該接收到下一次的脈沖觸發(fā)信號,等待一個聲光報警從而導致使得報警器能夠進入連續(xù)正常工作的狀態(tài)。采取了用手動按鈕來停止聲光傳感器的報警。手工按鈕自動停止報警或者中斷伺服程序的工作流程框圖,如下面的圖13所示:圖13中斷服務程序工作流程圖

4.2系統(tǒng)的程序編寫#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitbeep=P2^1;sbitLED1=P0^0;sbitLED2=P0^1;uinta=0,b=0,c=0;voiddelay(uinta);voiddelay(uinta){uinti,j;for(i=0;i<a;i++)for(j=0;j<100;j++);}voidmain(){beep=0;IT0=1;IT1=1;EX0=1;EX1=1;LED1=1;LED2=1;delay(800);EA=1;while(1){if(a==1){beep=~beep;delay(180);LED1=~LED1;}if(b==1){beep=~beep;delay(90);LED2=~LED2;}if((a==1&&b==1)||c==1){a=0;b=0;c=1;beep=~beep;LED2=~LED2;delay(300);LED1=~LED1;EA=0;