摘 要隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，人們對(duì)住宅的需求已從追求簡(jiǎn)單的生存空間向著追求質(zhì)量、功能、服務(wù)等多重需求過(guò)渡。同時(shí)，隨著人們的保護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，防盜措施的緊迫性也逐漸被提上了日程，防盜報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 本文設(shè)計(jì)了住宅智能化中的紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以單片機(jī)89C51為核心，配以各種功能模塊，來(lái)滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械陌踩枨螅鞠到y(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，抗干擾力強(qiáng)、靈敏度高，而且安裝較隱蔽，不易被發(fā)覺(jué)。該系統(tǒng)主要包括紅外探測(cè)電路、LCD控制電路、聲光報(bào)警電路及單片機(jī)控制電路等。自動(dòng)檢測(cè)功能由紅外探測(cè)電路實(shí)現(xiàn)，當(dāng)有盜賊穿過(guò)此裝置時(shí)，紅外傳感器立即將檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳送給主機(jī)電路，由主機(jī)來(lái)判斷信號(hào)并驅(qū)動(dòng)電路報(bào)警。報(bào)警功能由揚(yáng)聲器、蜂鳴器等發(fā)聲裝置實(shí)現(xiàn)，同時(shí)通過(guò)RS-485通信報(bào)警給小區(qū)警衛(wèi)。本設(shè)計(jì)通過(guò)紅外傳感器探測(cè)人體紅外線信號(hào)，從而達(dá)到報(bào)警的功能，滿足了人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)防盜報(bào)警功能的需要。關(guān)鍵詞：防盜報(bào)警，紅外探測(cè)，RS-485通信，聲光報(bào)警目 錄摘 要I目 錄II第1章 緒論11.1 前言11.2 防盜報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展11.3 防盜報(bào)警器的發(fā)展前景與趨勢(shì)2第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路22.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.3 傳感器簡(jiǎn)介42.3.1 熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)介42.3.2 熱釋電紅外傳感器電路圖52.4 51系列單片機(jī)的內(nèi)部組成5第3章 硬件設(shè)計(jì)63.1 電源電路設(shè)計(jì)63.2 紅外探測(cè)信號(hào)輸入電路83.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路93.5 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)93.6 RS-485 通信的設(shè)計(jì)103.6.1 RS-485芯片選型103.6.2 MAX485簡(jiǎn)介103.6.3 MAX485電路設(shè)計(jì)11第4章 軟件設(shè)計(jì)124.1 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)124.2 主程序工作流程圖13第5章 結(jié)論15參考文獻(xiàn)16 致謝1717第1章 緒論1.1 前言隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的基于51單片機(jī)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。1.2 防盜報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展從上世紀(jì)初，報(bào)警系統(tǒng)就已經(jīng)在北美稍具雛形。在北美，報(bào)警呼救箱放置在街頭巷尾，在呼救時(shí)發(fā)出聲響提示，以尋求附近警察的幫助；同時(shí)，這種呼救箱直接連接到附近的警局，使得稍遠(yuǎn)一些的警察也能夠收到呼救信息。隨后，由于通信技術(shù)的發(fā)展，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)的電報(bào)公司加入到這個(gè)行業(yè)中，從而使得報(bào)警信息可以通達(dá)到更遠(yuǎn)的地方；不過(guò)，這種電報(bào)方式畢竟難以普及，所以稍后出現(xiàn)的電話理所當(dāng)然地成為報(bào)警通訊的主要手段。而此后自動(dòng)撥號(hào)系統(tǒng)的出現(xiàn)以及電話普及到千家萬(wàn)戶，更使得通過(guò)電話線報(bào)警的方式得到了前所未有的發(fā)展。從以上過(guò)程來(lái)看，報(bào)警行業(yè)的發(fā)展是以工業(yè)技術(shù)發(fā)展為基礎(chǔ)的，只有具備良好的通信手段，才能夠把各地的報(bào)警信息匯聚到相應(yīng)的權(quán)威部門，然后由權(quán)威部門負(fù)責(zé)分配有限的警力來(lái)幫助到所有的社會(huì)個(gè)體。國(guó)外智能監(jiān)控防盜技術(shù)發(fā)展已處于一個(gè)較高水平階段，從具有代表性的北美發(fā)展過(guò)程，可以清楚的看出世界智能監(jiān)控防盜技術(shù)的發(fā)展概況。其具有以下特點(diǎn)，值得我們借鑒。目前，對(duì)北美的安防產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，最成功的經(jīng)營(yíng)模式就是聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)模式，聯(lián)網(wǎng)報(bào)警將整個(gè)北美的安防產(chǎn)業(yè)從橫向到縱向進(jìn)行整合串并，形成了一個(gè)集中許多高科技手段和產(chǎn)業(yè)化管理水準(zhǔn)的一體化綜合性產(chǎn)業(yè)。比如世界排名第一，北美最大的安防跨國(guó)公司-美國(guó)棋諾亞公司，它在世紀(jì)年代開(kāi)始搞簡(jiǎn)單的防盜報(bào)警，其當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)范圍和技術(shù)水平跟中國(guó)現(xiàn)在很多安防企業(yè)是相當(dāng)?shù)摹５?0年代，它對(duì)其產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展方向做了很大的調(diào)整，變?yōu)槁?lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)商，建立了首家網(wǎng)管中心，尤其是在年代引用了大量的網(wǎng)管技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)和電子技術(shù)，現(xiàn)己成為十分先進(jìn)的聯(lián)網(wǎng)報(bào)警服務(wù)平臺(tái)，它在美國(guó)、加拿大、英國(guó)、香港、臺(tái)灣等多個(gè)國(guó)家和地區(qū)都有分公司，北美的客戶數(shù)已超過(guò)600萬(wàn)，2003年防盜報(bào)警收入總產(chǎn)值達(dá)105億美元。1.3 防盜報(bào)警器的發(fā)展前景與趨勢(shì)隨著社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和人員流動(dòng)性增大，社會(huì)治安狀況更趨復(fù)雜，因此作為社會(huì)的基本單元“安全防范問(wèn)題就顯得尤為重要。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）家居防衛(wèi)在實(shí)際使用中暴露出一些明顯的問(wèn)題，如：影響樓房美觀，市容整潔；影響火災(zāi)救援通道；給犯罪分子提供了便利的翻越條件；時(shí)間久了會(huì)有高空墜物的危險(xiǎn)等。所以作為新一代的智能安全防盜報(bào)警器系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，并日益受到廣泛的重視和運(yùn)用。另外，為了進(jìn)一步規(guī)范住宅小區(qū)智能化建設(shè)，建設(shè)部特別制定了智能小區(qū)的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，按照其要求智能小區(qū)中必須具有安全防范、信息管理、物業(yè)管理和信息網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)。因此，小區(qū)安全防范系統(tǒng)建設(shè)已逐漸納入許多小區(qū)建設(shè)的必備項(xiàng)目中。第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)由五路熱釋電紅外探測(cè)器采集五路（門、窗、陽(yáng)臺(tái)等報(bào)警監(jiān)測(cè)點(diǎn)）報(bào)警信號(hào)，將報(bào)警信號(hào)送入89C51控制芯片，觸發(fā)聲光報(bào)警，并通過(guò)串口通信將報(bào)警信號(hào)傳給小區(qū)警衛(wèi)，進(jìn)行警情處理從而實(shí)現(xiàn)家庭用防盜報(bào)警系統(tǒng)的功能。基本工作原理如下:利用被動(dòng)式熱釋電型紅外傳感器檢測(cè)人體輻射的紅外線，當(dāng)檢測(cè)到紅外信號(hào)變化時(shí)，將其轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、比較、輸出高電平作為告警信息送給CPU，CPU判斷是否報(bào)警，如果滿足報(bào)警條件，就會(huì)發(fā)出控制信號(hào)，完成聲音報(bào)警和發(fā)光報(bào)警。此外，CPU有一個(gè)全雙工的串行通信口，需通過(guò)RS-485總線通信將報(bào)警區(qū)域的地址傳送到小區(qū)監(jiān)控中心的PC機(jī)上，監(jiān)控中心可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)報(bào)警的具體地點(diǎn)，進(jìn)行警情的處理。2.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LCD控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)說(shuō)，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。硬件包括單片機(jī)、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。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過(guò)程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、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2-1總體設(shè)計(jì)框圖所示：信號(hào)處理電路89C51單片機(jī)傳感器1傳感器5復(fù)位電路12864液晶顯示小區(qū)警衛(wèi)聲光報(bào)警電路. . . . . .RS485總線時(shí)鐘電路圖2-1 總體設(shè)計(jì)框圖 處理器采用51系列單片機(jī)89C51。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開(kāi)關(guān)，打開(kāi)門限閥門送出TTL 電平至51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。2.3 傳感器簡(jiǎn)介2.3.1 熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)介被動(dòng)式紅外探測(cè)器不需要附加紅外輻射光源，本身不向外界發(fā)射任何能量，而是由探測(cè)器直接探測(cè)來(lái)自移動(dòng)目標(biāo)的紅外輻射，因此才有被動(dòng)式之稱。被動(dòng)式紅外探測(cè)器是利用熱釋電效應(yīng)進(jìn)行探測(cè)的。被動(dòng)式紅外探測(cè)器又稱為熱釋電紅外探測(cè)器，其主要工作原理便是熱釋電效應(yīng)。熱釋電效應(yīng)是指如果使某些強(qiáng)介電質(zhì)材料(如欽酸鋇、欽錯(cuò)酸鉛P(zT)等)的表面溫度發(fā)生變化，則隨著溫度的上升或下降，材料表面發(fā)生極化，即表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷的變化，從而使物質(zhì)表面電荷失去平衡，最終電荷變化將以電壓或電流形式輸出1。熱釋電紅外傳感器通過(guò)接收移動(dòng)人體輻射出的特定波長(zhǎng)的紅外線，可以將其轉(zhuǎn)化為與人體運(yùn)動(dòng)速度，距離，方向有關(guān)的低頻電信號(hào)。當(dāng)熱釋電紅外傳感器受到紅外輻射源的照射時(shí)，其內(nèi)部敏感材料的溫度將升高，極化強(qiáng)度減弱，表面電荷減少，通常將釋放掉的這部分電荷稱為熱釋電電荷。由于熱釋電電荷的多少可以反映出材料溫度的變化，所以由熱釋電電荷經(jīng)電路轉(zhuǎn)變成的輸出電壓也同樣可以反映出材料溫度的變化，從而探測(cè)出紅外輻射能量的變化。紅外探測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng)可以將來(lái)自多個(gè)方向的紅外輻射能量聚焦在探測(cè)器上，這樣紅外探測(cè)器就可以探測(cè)到某一個(gè)立體探測(cè)空間內(nèi)熱輻射的變化。當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)沒(méi)有移動(dòng)的人體時(shí)，由于所有的背景物體(如墻壁、家具等)在室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是穩(wěn)定的，所以不能觸發(fā)報(bào)警器。當(dāng)有人體突然進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí)，會(huì)造成紅外輻射能量的突然變化，紅外探測(cè)器將接收到的活動(dòng)人體與背景物體之間的紅外熱輻射能量的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，電信號(hào)的大小，決定于敏感元件溫度變化的快慢，經(jīng)過(guò)后級(jí)比較器與狀態(tài)控制器產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)U，送往報(bào)警器，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。紅外探測(cè)器的探測(cè)波長(zhǎng)為814um，人體的紅外輻射波長(zhǎng)正好處于這個(gè)范圍之內(nèi)，因此能較好的探測(cè)到活動(dòng)的人體。被動(dòng)式紅外探測(cè)器屬于空間控制型探測(cè)器，其警戒范圍在不同方向呈多個(gè)單波束狀態(tài)，組成錐體感熱區(qū)域，構(gòu)成立體警戒。由于被動(dòng)式紅外技術(shù)具有監(jiān)測(cè)距離較遠(yuǎn)，靈敏度較高，節(jié)能價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，本課題采用紅外探測(cè)器作為報(bào)警探測(cè)器，并在設(shè)計(jì)中增加了自動(dòng)聲光報(bào)警的功能，使報(bào)警系統(tǒng)更加趨于完善。2.3.2 熱釋電紅外傳感器電路圖熱釋電紅外線(PIR)傳感器是80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件。是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路。圖2-2為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。圖2-2 熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖2.4 51系列單片機(jī)的內(nèi)部組成AT89C51單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（EPROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域2。MCS-51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的I/O線等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。MCS-51單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個(gè)部件： MCS51系列單片機(jī)的典型芯片是89C51，所以以89C51為例來(lái)介紹MCS51系列單片機(jī)。8 位的 CPU，片內(nèi)有振蕩器和時(shí)鐘電路,工作頻率為112MHz（Atmel 89Cxx為024MHz） 片內(nèi)有 128/256字節(jié) RAM 片內(nèi)有 0K/4K/8K字節(jié) 程序存儲(chǔ)器ROM 可尋址片外 64K字節(jié) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM 可尋址片外 64K字節(jié) 程序存儲(chǔ)器ROM 片內(nèi) 21/26個(gè) 特殊功能寄存器（SFR） 4個(gè)8位 的并行I/O口（PIO） 1個(gè) 全雙工串行口（SIO/UART） 2/3個(gè)16位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（TIMER/COUNTER） 可處理 5/6個(gè)中斷源，兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí) 內(nèi)置1個(gè)布爾處理器和1個(gè)布爾累加器（Cy） MCS-51指令集含 111條指令3第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1 電源電路設(shè)計(jì)電源電路的功能介紹：此電路在整個(gè)設(shè)計(jì)中起著很重要的作用，是提供器械運(yùn)轉(zhuǎn)的原動(dòng)力。此電源為直流穩(wěn)壓電源包括降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓三部分，最終將電網(wǎng)中220V的交流電壓轉(zhuǎn)換為5V的直流電壓提供給后面的工作電路。在整個(gè)電路中電源部分起到重要的作用，如果電源部分不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路都不能運(yùn)行。（1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng)220V交流電壓變換成較低的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。變壓器副邊與原邊的功率比為P2/ P1=，式中是變壓器的效率。在本電源電路中取的數(shù)值為22，故降壓后副邊電壓值為10V。（2）整流電路：利用D1D4 4個(gè)二極管組成的一個(gè)橋式整流電路，將50Hz的正弦交流電轉(zhuǎn)化成脈動(dòng)的直流電。整流后的電壓約為9V。（3）濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分通過(guò)C101加以濾除，從而得到比較平滑的直流電壓。（4）穩(wěn)壓電路：芯片7805穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻的變化而變化。本穩(wěn)壓電源可作為TTL電路或單片機(jī)電路的電源6。三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)太器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。在線性集成穩(wěn)壓器中，由于三端穩(wěn)壓器只有三個(gè)引出端子，具有外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸也三端穩(wěn)太器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。 LM7805簡(jiǎn)介：LM7805是常用的三段穩(wěn)壓器，一般使用的是TO-220封裝，能提供DC 5V的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過(guò)流和過(guò)載保護(hù)電路7。圖3-1 直流穩(wěn)壓電源電路3.2 紅外探測(cè)信號(hào)輸入電路紅外探測(cè)信號(hào)輸入部分由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、數(shù)字信號(hào)輸入電路組成。當(dāng)工作中的紅外線傳感器J1探測(cè)到前方人體輻射出的紅外線信號(hào)時(shí)，由J1的S端引腳輸出微弱的電信號(hào)（110Hz）,經(jīng)三極管Q1等組成第一級(jí)放大電路放大，再通過(guò)C2輸入到運(yùn)算放大器U1A中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此時(shí)由U1A輸出的信號(hào)已足夠強(qiáng)示。1B是電壓比較器，二級(jí)放大信號(hào)OUT2由運(yùn)放芯片U1B中5腳輸入，R6、R7、R9、D1組成基準(zhǔn)電壓電路，輸入信號(hào)與反向輸入端基準(zhǔn)電壓比較，一旦有盜賊闖入監(jiān)控的范圍內(nèi)，熱釋紅外線傳感器監(jiān)測(cè)到信號(hào)后，發(fā)出一個(gè)微弱的交變信號(hào)，經(jīng)兩級(jí)交流放大后，與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，此時(shí)，經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)大于基準(zhǔn)電壓9。通過(guò)U1B的比較，其輸出電平為運(yùn)放工作電壓高電平5V，三極管Q2導(dǎo)通，J2輸出為低電平；當(dāng)OUT2端輸入沒(méi)有信號(hào)時(shí)，輸出為0V，所以三極管Q2截止，J2引腳輸出為高電平。調(diào)試時(shí)，在紅外線傳感器前人走動(dòng)，調(diào)整R9，直到J2引腳輸出為低電平9。圖3-2第一級(jí)放大電路圖圖3-2中，R1是源極電阻，其阻值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整；產(chǎn)生的微弱信號(hào)由S9014進(jìn)行放大。S9014是NPN型三極管，其IC靜態(tài)工作電流達(dá)100mA，放大倍數(shù)最大可達(dá)1000倍。R3給S9014提供靜態(tài)基極電壓。放大后的信號(hào)由C2耦合到下一級(jí)。3.3 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)如下圖3-3所示，報(bào)警電路控制端由單片機(jī)的P2.4端來(lái)完成，高電平有效。當(dāng)P2.4輸出高電平時(shí)，NPN三極管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生聲音報(bào)警信號(hào)，同時(shí)電路中的LED導(dǎo)通，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，進(jìn)行發(fā)光報(bào)警10。圖3-3 聲光報(bào)警電路圖3.4 實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓 為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的 用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背 電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。3.5 液晶顯示模塊設(shè)計(jì)12864漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16X16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8X16點(diǎn)陣）及64X256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。圖3-4為12864模塊的引腳結(jié)構(gòu)及其與單片機(jī)的連接12：圖3-4 12864引腳結(jié)構(gòu)和接口3.6 RS-485 通信的設(shè)計(jì)3.6.1 RS-485芯片選型由于PC機(jī)是系統(tǒng)的主控機(jī)，主機(jī)PC和單片機(jī)之間采用的是RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)采用RS-485通信收發(fā)器芯片為MAX485，它是MAXIM公司生產(chǎn)的用于RS-485通信的低功率收發(fā)器件，半雙工通信方式，每種芯片都有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)收發(fā)器組成。3.6.2 MAX485簡(jiǎn)介MAX485是一個(gè)8個(gè)引腳的芯片，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS485收發(fā)器，只能進(jìn)行半雙工的通訊，內(nèi)含一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)信號(hào)接收器。MAX485具有低功耗設(shè)計(jì)，靜態(tài)電流僅為300uA。MAX485具有三態(tài)輸出特性，在使用MAX485時(shí)，總線最多可以同時(shí)連接32個(gè)MAX485芯片。圖3-5是MAX485的俯視圖和邏輯圖。 圖 3-5 MAX485邏輯圖3.6.3 MAX485電路設(shè)計(jì)RS485 總線長(zhǎng)距離通訊時(shí)易受強(qiáng)信號(hào)干擾，所以應(yīng)加保護(hù)措施，可選擇的方法如下隔離保護(hù)方法：采用高頻變壓器、光耦等元件實(shí)現(xiàn)接口的電氣隔離。將瞬態(tài)高壓轉(zhuǎn)移到隔離接口中的電隔離層上，不會(huì)產(chǎn)生損害性的浪涌電流，起到保護(hù)接口的作用。電路設(shè)計(jì)中可以考慮采用高速光耦6N137芯片，也可以優(yōu)化普通光耦電路參數(shù)的設(shè)計(jì)，使之能工作在最佳狀態(tài)。（1）6N137簡(jiǎn)介 6N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦合器，其內(nèi)部有一個(gè)850 nm波長(zhǎng)AlGaAs LED和一個(gè)集成檢測(cè)器組成，其檢測(cè)器由一個(gè)光敏二極管、高增益線性運(yùn)放及一個(gè)、肖特基鉗位的集電極開(kāi)路的三極管組成。具有溫度、電流和電壓補(bǔ)償功能，高的輸入輸出隔離，LSTTL/TTL兼容，高速(典型為10MBd)，5mA的極小輸入電流。（3）工作原理 信號(hào)從腳2和腳3輸入，發(fā)光二極管發(fā)光，經(jīng)片內(nèi)光通道傳到光敏二極管，反向偏置的光敏管光照后導(dǎo)通，經(jīng)電流-電壓轉(zhuǎn)換后送到與門的一個(gè)輸入端，與門的另一個(gè)輸入為使能端，當(dāng)使能端為高時(shí)與門輸出高電平，經(jīng)輸出三極管反向后光電隔離器輸出低電平。當(dāng)輸入信號(hào)電流小于觸發(fā)閾值或使能端為低時(shí)，輸出高電平，但這個(gè)邏輯高是集電極開(kāi)路的，可針對(duì)接收電路加上拉電阻或電壓調(diào)整電路。腳6是集電極開(kāi)路輸出端，通常加上拉電阻RL。雖然輸出低電平時(shí)可吸收電路達(dá)13mA，但仍應(yīng)當(dāng)根據(jù)后級(jí)輸入電路的需要選擇阻值。因?yàn)殡娮杼?huì)使6N137耗電增大，加大對(duì)電源的沖擊，使旁路電容無(wú)法吸收，而干擾整個(gè)模塊的電源，甚至把尖峰噪聲帶到地線上，一般可選2K5.1k，若后級(jí)是TTL輸入電路，且只有1到2個(gè)負(fù)載，則用47k或15k也行。圖3-6為RS-485通信與單片機(jī)的電路連接：圖3-6 MAX485與單片機(jī)電路的連接第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的相應(yīng)子程序模塊就大體定下來(lái)了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來(lái)完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測(cè)量、計(jì)算、顯示、通訊等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。下面分別說(shuō)明各個(gè)子程序的編寫原理：聲光報(bào)警子程序：當(dāng)搜索到報(bào)警要求的信號(hào)后，調(diào)用報(bào)警子程序即可完成報(bào)警功能。其報(bào)警原理：控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，輸出高電平信號(hào)使發(fā)光二極管發(fā)光。4.2 主程序工作流程圖按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如4-1所示：開(kāi)始系統(tǒng)初始化檢測(cè)有無(wú)信號(hào)輸入啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開(kāi)始報(bào)警聲光報(bào)警是否持續(xù)10秒聲光報(bào)警結(jié)束是否還有檢測(cè)信號(hào)等待下次報(bào)警結(jié)束圖4-1系統(tǒng)主程序工作流程圖主程序代碼設(shè)計(jì)：MAIN: MOV IE,#81H ;CPU開(kāi)放中斷，INT0允許中斷 SETB IT0 ;外部中斷為邊沿觸發(fā)方式 MOV SP,#30H ;指針入口地址 SETB P3.0 CLR P3.1 MOV P1,#0FFH ;使P1口全部置1 MOV P2,#00H ;P2口清零 CLR P1.2 LP: JNB P1.0,LA ;監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)，是否有輸入信號(hào) LA: ACALL DELAY ;延時(shí)消抖 JNB P1.0,ALARM ;再次監(jiān)測(cè)輸入信號(hào) AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAH LD2:MOV R2,0BBH LD1:NOP