基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計參考模板

1、 基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計作者姓名：何 超專業(yè)名稱：電子信息科學與技術(shù)指導教師：李 蘭 英- 1 - / 67摘要（章標題，小二號，黑體，加粗，居中，本頁開始以阿拉伯數(shù)字1開始編頁號，直到全文結(jié)束）人們生活水平不斷提高，對私有財產(chǎn)的保護意識在不斷的增強，因而對防盜措施提出了新的要求。 本設(shè)計就是為了滿足預防盜竊等意外事件的需要而設(shè)計的汽車防盜報警系統(tǒng)。目前市面上主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強、

2、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和PC機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。本設(shè)計主要包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。硬件部分包括單片機控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動執(zhí)行報警電路、LED控制電路等部分組成。處理器采用51系列單片機AT89S51。整個系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。軟件部分可以劃分為以下幾個模塊：數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等子函數(shù)。 關(guān)鍵詞：單片機、紅外傳感器、數(shù)據(jù)采集、報警電路。Abstract（章標題，小二號，黑體，加粗，居中，本頁開始以阿拉伯數(shù)字1開始編頁號，直到全文結(jié)束）The people living standard

3、enhances unceasingly, to private property protection consciousness in unceasing enhancement, thus set the new request to the security measure. This design is to satisfy the prevention to rob the orchard security alarm system which, the burglary and so on accident needs to design. At present in the m

4、arket condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This sy

5、stem used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and thieves.Simultaneously its signal after

6、 monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification management.This design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcirc

7、uit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may

8、divide into following severalmodules: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard function.Key words: AT89S51 monolithic integrated circuit,infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.目錄（章標題，小二號，黑體，加粗，居中）（下面的目錄使用Word標題及目錄功能自動生成）1. 緒論11.

9、1 課題研究意義11.2 設(shè)計任務(wù)與要求 1 13 方案選擇2. 各功能模塊設(shè)計22.1 PIR傳感器簡單介紹22.2 PIR 的原理特性22.3 PIR 結(jié)構(gòu)特性3AT89S51單片機概述6 3.1 AT89S51單片機的結(jié)構(gòu)63.1.1管腳說明8 3.1.2 主要特性11 3.1.3 振蕩器特性11 3.2 AT89S51單片機的工作周期12 3.3 AT89S51單片機的工作過程和工作方式13 3.4 AT89S51的指令系統(tǒng)163. 總體系統(tǒng)方案設(shè)計184.1 系統(tǒng)概述184.2 總體設(shè)計194.3 系統(tǒng)硬件選擇194.4 硬件電路實現(xiàn)204.5 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)214. PCB畫圖及實

10、物制作27結(jié)論2727致謝28參考文獻 29前言（章標題，小二號，黑體，加粗，居中，本頁開始以阿拉伯數(shù)字1開始編頁號，直到全文結(jié)束）（前言及每一章應(yīng)另起一頁）隨著社會的發(fā)展，科學技術(shù)的進步和安全防范意識的增強，人們越來越注重自身所處的環(huán)境是否安全同時，汽車的防盜也被列入了研發(fā)議程。也因此本論文的設(shè)計變應(yīng)運而生。論文的第一階段的主要任務(wù)是熟悉有關(guān)的如protell等的實際軟件和單片機的相關(guān)基礎(chǔ)知識，在此基礎(chǔ)上學習單片機系統(tǒng)的c語言編程和設(shè)計，從而達到正確的制作出本設(shè)計的最終實物基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)。第二階段是在導師的指導下熟悉并運用第一階段基礎(chǔ)知識進行各模塊的功能設(shè)計，編寫相應(yīng)模塊的代碼

11、，然后進行理論設(shè)計的修改和仿真調(diào)試，最后進行組裝調(diào)試。通過教師的悉心指導自身努力，完成了畢業(yè)設(shè)計的各項要求任務(wù)和要求成功的做出了基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計。只要合理的安裝和布防，該設(shè)計就可完成汽車的實時防盜和報警，從而達到對汽車的保護作用?；趩纹瑱C的汽車防盜報警系統(tǒng)，由紅外熱釋電傳感器、溫濕度傳感器、DS1302時鐘電路、EEPROM存儲電路、液晶屏和鍵盤組成。其主要功能有：1、 紅外熱釋電傳感器獲取人體入侵信息，當監(jiān)控功能打開并且有人入侵時，驅(qū)動蜂鳴器報警，LED紅色報警燈亮。2、 報警時間自動存儲至EEPROM存儲器，當按“Review”查詢按鈕時顯示最近一次報警時間，如圖2所示

12、。3、 不間斷測量當前溫度和濕度數(shù)據(jù)，并在液晶屏上實時顯示。4、 具備不間斷時鐘電路，當前時間在液晶屏顯示。時鐘電路具有后備電池，系統(tǒng)掉電后時鐘依然運行，再次上電顯示當前時間，無須重新調(diào)時。5、 可以通過設(shè)置鍵打開或關(guān)閉監(jiān)控報警功能，系統(tǒng)上電處于報警關(guān)閉狀態(tài)，按一次設(shè)置鍵打開報警功能，液晶屏顯示“A”，繼續(xù)按設(shè)置鍵進入時鐘校準功能，此時報警功能關(guān)閉。6、 可以通過設(shè)置鍵調(diào)校時鐘初始值，具體方法是連續(xù)按設(shè)置鍵直至“年”、“月”、“日”、“時”、“分”、“秒”相應(yīng)的位置閃爍，再通過Up鍵和Down鍵調(diào)整數(shù)值，調(diào)整完畢繼續(xù)按設(shè)置鍵進入正常狀態(tài)。7、 任何狀態(tài)，按查詢Review鍵可以查詢上次報警時間

13、，再次按Review鍵退出查詢狀態(tài)。1各功能模塊的概述1.1單片機最小系統(tǒng)的應(yīng)用介紹11.1. 時鐘電路在設(shè)計時鐘電路之前，讓我們先了解下51 單片機上的時鐘管腳：XTAL1（19 腳） ：芯片內(nèi)部振蕩電路輸入端。XTAL2（18 腳） ：芯片內(nèi)部振蕩電路輸出端。XTAL1 和XTAL2 是獨立的輸入和輸出反相放大器，它們可以被配置為使用石英晶振的片內(nèi)振蕩器，或者是器件直接由外部時鐘驅(qū)動。圖2 中采用的是內(nèi)時鐘模式，即采用利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2 的引腳上外接定時元件（一個石英晶體和兩個電容），內(nèi)部振蕩器便能產(chǎn)生自激振蕩。一般來說晶振可以在1.2 12MHz 之間任選，

14、甚至可以達到24MHz 或者更高，但是頻率越高功耗也就越大。在本實驗套件中采用的11.0592M 的石英晶振。和晶振并聯(lián)的兩個電容的大小對振蕩頻率有微小影響，可以起到頻率微調(diào)作用。當采用石英晶振時，電容可以在20 40pF 之間選擇（本實驗套件使用30pF）；當采用陶瓷諧振器件時，電容要適當?shù)卦龃笠恍?，?0 50pF 之間。通常選取33pF 的陶瓷電容就可以了。另外值得一提的是如果讀者自己在設(shè)計單片機系統(tǒng)的印刷電路板（PCB） 時，晶體和電容應(yīng)盡可能與單片機芯片靠近，以減少引線的寄生電容，保證振蕩器可靠工作。檢測晶振是否起振的方法可以用示波器可以觀察到XTAL2 輸出的十分漂亮的正弦波，也可

15、以使用萬用表測量（ 把擋位打到直流擋，這個時候測得的是有效值）XTAL2 和地之間的電壓時，可以看到2V 左右一點的電壓。1.1.2 復位電路在單片機系統(tǒng)中，復位電路是非常關(guān)鍵的，當程序跑飛（運行不正常）或死機（停止運行）時，就需要進行復位。MCS-5l 系列單片機的復位引腳RST（ 第9 管腳） 出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復位操作。如果RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。復位操作通常有兩種基本形式：上電自動復位和開關(guān)復位。圖2 中所示的復位電路就包括了這兩種復位方式。上電瞬間，電容兩端電壓不能突變，此時電容的負極和RESET 相連，電壓全部加在了電阻上，RESE

16、T 的輸入為高，芯片被復位。隨之+5V電源給電容充電，電阻上的電壓逐漸減小，最后約等于0，芯片正常工作。并聯(lián)在電容的兩端為復位按鍵，當復位按鍵沒有被按下的時候電路實現(xiàn)上電復位，在芯片正常工作后，通過按下按鍵使RST管腳出現(xiàn)高電平達到手動復位的效果。一般來說，只要RST 管腳上保持10ms 以上的高電平，就能使單片機有效的復位。圖中所示的復位電阻和電容為經(jīng)典值，實際制作是可以用同一數(shù)量級的電阻和電容代替，讀者也可自行計算RC 充電時間或在工作環(huán)境實際測量，以確保單片機的復位電路可靠。其接法具體如下圖：1.2熱釋電紅外傳感器的介紹熱釋電傳感器是一種將熱量變化轉(zhuǎn)換為電量變化的能量轉(zhuǎn)換器件。因紅外線具

17、有很強的熱效應(yīng)，當交互變化的紅外線照射到晶體表面時，晶體溫度迅速變化，這時會發(fā)生電荷的變化，從而形成一個明顯的外電場，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。熱釋電紅外傳感器內(nèi)部的熱釋電晶體的極化，隨著溫度的變化而變化。當恒定的紅外輻射照射在探測器探頭上時，熱釋電晶體溫度不變，晶體對外呈電中性，探測器沒有電信號輸出，因而恒定的紅外輻射不能被檢測到。另外熱釋電晶體輸出的是電信號，不能直接使用，需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式，該電阻阻抗高達104M歐，故引入N 溝道結(jié)型場效應(yīng)管接成共漏形式來完成阻抗變換。熱釋電紅外線元件是一種典型的熱量傳感器，常用紅外光發(fā)射能量作為整個防盜報警裝置中檢測入侵者及其活動的手段。1.2

18、.1被動式熱釋電傳感器防盜報警工作原理熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀80年代末期出現(xiàn)的一種新型傳感器件， 現(xiàn)在電子防盜報警設(shè)備研制中已得到廣泛的應(yīng)用。通常我們采用的熱釋電傳感器防盜報警電路，是利用該電路檢測到有人進入防范區(qū)時通過能量變化導致產(chǎn)生電信號，最終電聲報警。其工作原理如下：一般人體體溫是37，所以會發(fā)出波長10um左右的紅外線，被動式紅外傳感器探頭就是靠探測人體發(fā)射的10um 左右的紅外線進行工作的。人體發(fā)射的10um 左右的紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到紅外感應(yīng)源上，紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)后續(xù)電路檢

19、測處理后就能產(chǎn)生報警信號了。在紅外探頭中有兩個關(guān)鍵性的器件，一個是熱釋電紅外傳感器，它能將波長為8 12um 之間的紅外信號的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并對自然界中的可見光信號具有抑制作用，因此在紅外探測器的有效警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，沒有信號變化，所以不能產(chǎn)生電信號，也不會報警；當人體進人警戒區(qū)，通過菲涅耳透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，此時產(chǎn)生電信號，從而報警。另外一個器件就是菲涅耳透鏡，它具有聚焦-即將熱釋電的紅外信號反射在紅外傳感器上的作用， 還能將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式在熱釋

20、電紅外傳感器上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號，這樣熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生變化的電信號，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后產(chǎn)生報警信號。1.2.2被動式紅外報警器組成結(jié)構(gòu)被動式紅外報警器主要由菲涅耳光學系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號濾波和放大電路、信號處理和報警電路等幾部分組成( 如圖1 所示) 。圖1 被動式紅外報警器組成框圖菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成，顏色為乳白色或黑色，呈半透明狀，但對波長為10Lm左右的紅外線來說卻是透明的。菲涅耳透鏡的焦點一般為5 厘米左右，除有聚焦作用還可形成可見區(qū)和盲區(qū)，實際應(yīng)用時一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1 5 厘米的地方。當物體射出的紅外線通過菲涅耳透鏡后，傳到熱釋電紅外探

21、測器，這時熱釋電紅外探測器將輸出脈沖信號，脈沖信號經(jīng)放大和濾波后，由電壓比較器將其與基準值進行比較，當輸出信號達到一定值時，報警電路發(fā)出警報。被動式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點是本身不發(fā)生各種類型的輻射，器件的功耗小、隱蔽性好、價格低。缺點是具有容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度下降，有時還會短時失靈。目前市場上經(jīng)常采用P288型熱釋電紅外傳感器作為敏感元件，能以非接觸方式檢測出人體輻射出的紅外能量，并將其轉(zhuǎn)化為電信號輸出。該傳感器外接12V電源，內(nèi)部裝有菲涅耳透鏡，檢測區(qū)域為球形，有效警戒距離為1

22、2 15m，方向角為85度。當紅外警戒區(qū)內(nèi)無移動物體時，傳感器無輸出信號，報警電路不工作；當有人闖入警戒區(qū)時，只要人體移動，其輻射出的紅外線便會被熱釋電紅外傳感器所接收，并輸出微弱的電信號。該信號經(jīng)運算放大器A1和A2放大后，會輸出一個較強的電信號。再輸送給由A3 和A4 組成的雙限電壓比較器。具體電路如圖2所示：圖2 熱釋電傳感器檢測電路1.2.3DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器圖2所示電路比較繁瑣，調(diào)試難度也較大。目前市場上有集成紅外人體感應(yīng)傳感器，將熱釋電傳感器、菲涅耳透鏡和調(diào)理電路集成在一個模塊上，可以實現(xiàn)5伏電壓供電，性能穩(wěn)定，使用方便。DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器就是這樣一款基

23、于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，靈敏度高，可靠性強，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品中。其功能特點：l 全自動感應(yīng)：人進入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。l 光敏控制（可選擇，出廠時未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強時不感應(yīng)。l 溫度補償(可選擇，出廠時未設(shè))：在夏天當環(huán)境溫度升高至3032，探測距離稍變短，溫度補償可作一定的性能補償。l 兩種觸發(fā)方式：a.不可重復觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖?；b.可重復觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在

24、其感應(yīng)范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。l 具有感應(yīng)封鎖時間(默認設(shè)置:2.5S封鎖時間)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號。l 工作電壓范圍寬：默認工作電壓DC4.5V-20V。l 微功耗：靜態(tài)電流<50微安，特別適合干電池供電的自動控制產(chǎn)品。l 輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的感應(yīng)范圍如圖3所示： 圖3 DYP-ME00

25、3人體感應(yīng)傳感器的感應(yīng)范圍DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的電氣參數(shù)如表1所示：表1 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器的電氣參數(shù)電氣參數(shù)DYP-ME003人體感應(yīng)模塊工作電壓范圍DC 4.5-20V靜態(tài)電流 <50uA 電平輸出高3.3 V /低0V 觸發(fā)方式L不可重復觸發(fā)/H重復觸發(fā) 延時時間5-200S(可調(diào))可制作范圍零點幾秒-幾十分鐘封鎖時間2.5S(默認)可制作范圍零點幾秒-幾十秒電路板外形尺寸 32mm*24mm感應(yīng)角度 <100度錐角感應(yīng)距離7米以內(nèi)工作溫度-15-+70度感應(yīng)透鏡尺寸直徑:23mm(默認)其外型如圖4所示： 圖4 DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器外型

26、圖1.3、DS1302實時時鐘電路1.3.1 DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。 1.3.2 引腳功能及結(jié)構(gòu)DS1302的引

27、腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc10.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過

28、程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，后面有詳細說明。SCLK為時鐘輸入端。 下圖為DS1302的引腳功能圖： DS1302封裝圖1.3.3 DS1302的控制字節(jié)DS1302 的控制字如圖2所示?？刂谱止?jié)的最高有效位(位7)必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù);位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位(位0)如為0表示要進行寫操作，為1

29、表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。 1.3.4 數(shù)據(jù)輸入輸出(I/O)在控制指令字輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字后的下一個SCLK脈沖的下降沿讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時從低位0位到高位7。 1.3.5 DS1302的寄存器DS1302有12個寄存器，其中有7個寄存器與日歷、時鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為BCD碼形式,其日歷、時間寄存器及其控制字見表1。 此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外

30、的所有寄存器內(nèi)容。 DS1302與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個RAM單元，共31個，每個單元組態(tài)為一個8位的字節(jié)，其命令控制字為C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM的31個字節(jié)，命令控制字為FEH(寫)、FFH(讀)。 1.3。6 DS1302實時顯示時間的軟硬件 DS1302與CPU的連接需要三條線，即SCLK(7)、I/O(6)、RST(5)。圖3示出DS1302與89C2051的連接圖，其中，時鐘的顯示用LCD。 1.3.7 DS1302與CPU的連接實際上，在調(diào)試程序時可以不加電容器，只加一個32.7

31、68kHz 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20，同時顯示實時溫度。只要占用CPU一個口線即可。 LCD還可以換成LED，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的10位多功能8段液晶顯示模塊LCM101，內(nèi)含看門狗(WDT)/時鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動電路，并有內(nèi)置顯示RAM，可顯示任意字段筆劃，具有34線串行接口，可與任何單片機、IC接口。功耗低，顯示狀態(tài)時電流為2A (典型值)，省電模式時小于1A，工作電壓為2.4V3.3V，顯示清晰。 1.4、LCD顯示電路液晶顯示簡介液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過

32、電壓對其顯示區(qū)域進行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字攝像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動（Static）、單純矩陣驅(qū)動（Simple Matrix）和主動矩陣驅(qū)動（Active Matrix）三種。液晶顯示器各種圖形的顯示原理:線段的顯示點陣圖形式液晶由M×N個顯示單元組成，假設(shè)LCD

33、顯示屏有64行，每行有128列，每8列對應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=128個點組成，屏上64×16個顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當（000H）=FFH時，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個點；當（3FFH）=FFH時，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD

34、顯示的基本原理。字符的顯示用LCD顯示一個字符時比較復雜，因為一個字符由6×8或8×8點陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個位置對應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機中提取要顯示的漢字的點陣碼（一般用字模提取軟件），每個漢字占32B，分左右兩半，各

35、占16B，左邊為1、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)可找出顯示RAM對應(yīng)的地址，設(shè)立光標，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標位置加1，送第二個字節(jié)，換行按列對齊，送第三個字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個完整漢字。1082 1602字符型LCD簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實物如圖10-53：圖10-53 1602字符型液晶顯示器實物圖108.2.1 1602

36、LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖10-54所示：圖10-54 1602LCD尺寸圖1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個字符芯片工作電壓:4.55.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引腳功能說明1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VD

37、D電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極表10-13：引腳接口說明表第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可

38、以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。10823 1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令，如表10-14所示：序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關(guān)控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置

39、功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容表10-14：控制命令表1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位，光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設(shè)置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低

40、電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標的開與關(guān)，高電平表示有光標，低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示5x7的點陣字符，高電平時顯示5x10的點陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或

41、者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。與HD44780相兼容的芯片時序表如下：讀狀態(tài)輸入RS=L，R/W=H，E=H輸出D0D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=H，E=H輸出D0D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H，R/W=L，D0D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無表10-15：基本操作時序表讀寫操作時序如圖10-55和10-56所示：圖10-55 讀操作時序圖10-56 寫操作時序10824 1602LCD的RAM地址映射及標準字庫表液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為

42、低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖10-57是1602的內(nèi)部顯示地址。圖10-57 1602LCD內(nèi)部顯示地址例如第二行第一個字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標定位在第二行第一個字符的位置呢？這樣不行，因為寫入顯示地址時要求最高位D7恒定為高電平1所以實際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時光標是自動右移的，無需人工干預。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液

43、晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，如圖10-58所示，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”1.5、EEPROM存儲器電路1.6、DHT11 濕度傳感器產(chǎn)品概述DHT11 數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個電阻式感濕元件和一個NT

44、C 測溫元件，并與一個高性能8 位單片機相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強、性價比極高等優(yōu)點。每個DHT11 傳感器都在極為精確的濕度校驗室中進行校準。校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號傳輸距離可達20 米以上，使其成為各類應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。TELQQ:308894904用甚至最為苛刻的應(yīng)用場合的最佳選則。產(chǎn)品為 4 針單排引腳封裝

45、。連接方便，特殊封裝形式可根據(jù)用戶需求而提供。2、應(yīng)用領(lǐng)域暖通空調(diào)測試及檢測設(shè)備汽車數(shù)據(jù)記錄器消費品 自動控制氣象站 家電濕度調(diào)節(jié)器 醫(yī)療除濕器 應(yīng)用領(lǐng)域3、接口說明建議連接線長度短于20 米時用5K 上拉電阻,大于20 米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻4、電源引腳DHT11 的供電電壓為 35.5V。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF的電容，用以去耦濾波。5、串行接口 (單線雙向)DATA 用于微處理器與 DHT11 之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時間4ms 左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分

46、,具體格式在下面說明,當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下:一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 校驗和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“8bit 濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi 溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit 溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8 位。6、封裝信息7、DHT11 引腳說明1.6、單片機電路本設(shè)計選用宏晶公司高性能單片機STC89C52采用主控芯片，其管腳如圖6所示。圖6 STC89C52單片機管腳圖該芯片為52內(nèi)核8位單片機，兼容Intel等52內(nèi)核

47、單片機，支持ISP下載，適用于常用檢測控制電路。由STC89C52組成的單片機系統(tǒng)原理圖如圖6所示。2總體方案設(shè)計21 系統(tǒng)概述 本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而 且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽， 不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和機通信，便于多 用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。 為了探測移動人體,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器,在這種傳感器內(nèi)部,兩 個敏感元件反相連接,當人體靜止時兩元件極化程度相同,互相抵消。但人體移動時, 兩元件極化程度不同,凈輸出電壓不為0 ,從而達到了探測移動人體的目的。 該設(shè)

48、計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警 和顯示等模塊子函數(shù)。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器、家庭智能報警 器、單片機控制電路、LED 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、本地顯示、本地報警等功能。 就此設(shè)計的核心模塊來說，單片機就是設(shè)計的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片 機應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。 單片機應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成。 硬件包括單片機、 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。 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、在線調(diào)試等幾個 階段，就本設(shè)計來說也包

49、括這些過程。它們的進程框圖如圖 4-1 所示。 2、2 總體設(shè)計 本研究設(shè)計的溫濕度控制器框圖如圖5所示。 圖5 紅外報警監(jiān)控系統(tǒng)方框圖圖中STC89C52單片機隨時監(jiān)控DYP-ME003紅外人體傳感器送來的報警信號。當報警功能打開并且傳感器檢測到有人侵入時，單片機通過聲（蜂鳴器）光（LED發(fā)光管）報警，同時將入侵時間記錄在外部存儲芯片AT24C04中。系統(tǒng)還可以即時顯示當前環(huán)境溫濕度值。單片機每2秒鐘從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時顯示。系統(tǒng)通過DS1302時鐘電路獲得并顯示當前時間。該時間初始值可以通過設(shè)置鍵、上調(diào)鍵和下調(diào)鍵設(shè)定，由于具有后備電池，主控系統(tǒng)斷電后時鐘

50、仍然繼續(xù)運行。系統(tǒng)通過四鍵鍵盤切換開、關(guān)報警狀態(tài)，設(shè)定時鐘初始值，查詢報警時間等。系統(tǒng)各單元電路介紹如下。22.1單片機電路本設(shè)計選用宏晶公司高性能單片機STC89C52采用主控芯片，其管腳如圖6所示。圖6 STC89C52單片機管腳圖該芯片為52內(nèi)核8位單片機，兼容Intel等52內(nèi)核單片機，支持ISP下載，適用于常用檢測控制電路。由STC89C52組成的單片機系統(tǒng)原理圖如圖6所示。圖7 單片機系統(tǒng)電路圖中ALERT引腳輸入DYP-ME003紅外人體傳感器信號，該信號為高電平時有人入侵，為低電平時表示沒有檢測到人。DATA引腳為溫濕度傳感器單總線引腳。2402_SCL和2402_SDA為外存

51、芯片AT24C04通信引腳，該芯片為IIC接口芯片，通過時鐘線和數(shù)據(jù)線二線接口通信。K1、K2、K3、K4為四只按鍵，分別為設(shè)置鍵、上調(diào)鍵、下調(diào)鍵和查詢鍵。L2為報警LED發(fā)光管。P0.0P0.7為LCD數(shù)據(jù)線，P2.5P2.7為LCD控制線。系統(tǒng)采用11.0572MHz外部晶振電路。22.2紅外熱釋電報警傳感器電路圖8 DYP-ME003紅外人體傳感器電路傳感器使用DYP-ME003紅外人體傳感器，圖中ALERT引腳輸出信號，該信號為高電平時有人入侵，為低電平時表示無人入侵。R17電阻為下拉電阻，防止管腳誤報。22.3溫濕度傳感器器及檢測電路圖9 DHT11溫濕度傳感器外型及管腳DHT11溫

52、濕度傳感器外型及管腳如圖9所示。其中電源引腳的供電電壓為 3.5-5.5V。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間不要發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波。 DHT11典型應(yīng)用電路如圖9所示，其連接電路簡單，只需要占用控制器一個I/O口即可完成上下位的連接。建議連接線長度短于20時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻。圖10 DHT11典型應(yīng)用電路DHT11數(shù)字濕溫度傳感器采用單總線數(shù)據(jù)格式，即單個數(shù)據(jù)引腳端口完成輸入輸出雙向傳輸。其數(shù)據(jù)包由5Byte（40Bit）組成。一次通訊時間最大3ms,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分

53、和整數(shù)部分。 一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit，高位先出。 數(shù)據(jù)格式如表2：表2 DHT11數(shù)據(jù)格式22.4、DS1302實時時鐘電路DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息。每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調(diào)整。時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式。其芯片管腳如圖11所示。 圖11 DS1302管腳圖DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口：線1-RES復位，2-I/O數(shù)據(jù)線和3-SCLK串行時

54、鐘。時鐘/RAM 的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信，DS1302工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于1mW。DS1302是由DS1202改進而來，增加了以下的特性，雙電源管腳用于主電源和備份電源，供應(yīng)Vcc1為可編程涓流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。它廣泛應(yīng)用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等。l 實時時鐘具有能計算2100 年之前的秒分時日日期星期月年的能力還有閏年調(diào)整的能力;l 31*8位暫存數(shù)據(jù)存儲RAM；l 串行I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少；l 寬范圍工作電壓2.0-5.5V；l 工作電流：2.0V 時,小于300nA；l 讀/寫時鐘或RAM 數(shù)據(jù)時有兩種傳送方式：單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式；l 8 腳DIP