管理信息化物聯(lián)網(wǎng)智能家居門禁系統(tǒng)的研制

管理信息化物聯(lián)網(wǎng)智能家居門禁系統(tǒng)的研制{管理信息化物聯(lián)網(wǎng)}智能家居門禁系統(tǒng)的研制項(xiàng)目研究報(bào)告《智能家居門禁系統(tǒng)的研制》項(xiàng)目研究報(bào)告項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)XZ0701項(xiàng)目名稱智能家居門禁系統(tǒng)的研制項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李輝所在單位石家莊經(jīng)濟(jì)學(xué)院目錄一、研究的主要意義和目的………………3二、研究的主要內(nèi)容、方法及過(guò)程………3第一節(jié)研究主要內(nèi)容…………………3第二節(jié)研究方法………3第三節(jié)研究過(guò)程………3三、主要研究的成果介紹…………………4第一節(jié)智能門禁系統(tǒng)概述………………4第二節(jié)語(yǔ)音提示模塊設(shè)計(jì)………………4第三節(jié)智能撥號(hào)報(bào)警……………………12第四節(jié)自動(dòng)照明模塊設(shè)計(jì)………………21第五節(jié)電子門鎖模塊設(shè)計(jì)………………26第六節(jié)設(shè)置無(wú)人狀態(tài)模塊設(shè)計(jì)…………30第七節(jié)單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)……………31四、學(xué)術(shù)價(jià)值的的自我評(píng)價(jià)………………39五、成果的社會(huì)影響…………39第一節(jié)課題研究取得的主要業(yè)績(jī)………39第二節(jié)課題研究的應(yīng)用前景和社會(huì)影響………………39六、研究中尚存在的問(wèn)題…………………41參考文獻(xiàn)……………41項(xiàng)目編號(hào)：XZ0701《智能家居門禁系統(tǒng)的研制》項(xiàng)目研究報(bào)告項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人：李輝主要成員：張立亞摘要：為了給人們提供一個(gè)安全，舒適和諧的家居環(huán)境，本文采用單片機(jī)AT89C51、語(yǔ)音芯片ISD2560等，構(gòu)成一個(gè)具有語(yǔ)音留言、警告、笛聲報(bào)警、智實(shí)際需要方便地進(jìn)行擴(kuò)展，此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了人性化,個(gè)性化和趣味化三大特點(diǎn)，使用方便，快捷，穩(wěn)定，安全。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；語(yǔ)音芯片；門禁系統(tǒng)一、研究的主要意義和目的AT89C51相當(dāng)完善的理論研究。二、研究的主要內(nèi)容、方法及過(guò)程第一節(jié)研究主要內(nèi)容程控制等領(lǐng)域。我們結(jié)合目前所學(xué)知識(shí)和市場(chǎng)上應(yīng)用最普遍的AT89C51單片機(jī)，專家的指導(dǎo)，并且于2008年四月份在《科學(xué)技術(shù)與工程》雜志社發(fā)表有關(guān)成果警設(shè)計(jì)模塊、自動(dòng)照明設(shè)計(jì)模塊、電子門鎖設(shè)計(jì)模塊、設(shè)置無(wú)人狀態(tài)設(shè)計(jì)模塊。構(gòu)成了一個(gè)性能上良好，功能上齊全的家居門禁。第二節(jié)研究方法究。第三節(jié)研究過(guò)程1、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段（2007年4月—2007年4月）——總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)整方向。了系統(tǒng)的分析，初步形成了項(xiàng)目研究方案和明確的努力方向。2、初步實(shí)驗(yàn)階段（2007年5月—2007年7月）——重點(diǎn)學(xué)習(xí)，努力提高此期間我們了解了單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、存儲(chǔ)器、并行和串行I/O要的技術(shù)性資料。3、全面研究階段（2007年8月—2007年10月）——理論實(shí)驗(yàn)，全面推進(jìn)結(jié)合的階段。完成了單片機(jī)的焊接和測(cè)試，并利用其進(jìn)行語(yǔ)音控制的實(shí)驗(yàn)等。4、項(xiàng)目總結(jié)階段（2007年10月—2008年3月）——提煉精華，成果展示進(jìn)行了論文的撰寫。于2008年年初在《科學(xué)技術(shù)與工程》雜志社發(fā)表有關(guān)成果論文一篇。三、主要研究的成果介紹第一節(jié)智能門禁系統(tǒng)概述鎖和智能語(yǔ)音撥號(hào)報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)AT89C51單片機(jī)連接在一起，構(gòu)成一個(gè)智能化、智能的家庭實(shí)用型門禁系統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖1.1。智能門禁系統(tǒng)自動(dòng)照智能電無(wú)人狀語(yǔ)音撥語(yǔ)音提圖1.1:多功能門禁系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51ISD2560接口所構(gòu)成的外設(shè)電路以及其他智能設(shè)備電路與單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)和程序存儲(chǔ)器(EPROM)統(tǒng)一編制址的方式把兩片器件掛入數(shù)據(jù)地址總線中，構(gòu)成了一個(gè)智能家居門禁系統(tǒng)。圖1.2給出的是智能門禁系統(tǒng)模塊原理。第二節(jié)語(yǔ)音提示模塊設(shè)計(jì)2.1簡(jiǎn)述任意語(yǔ)言音樂(lè)隨錄隨放、斷電語(yǔ)音不丟失、音質(zhì)接近磁帶效果、控制功能強(qiáng)大、ISD競(jìng)爭(zhēng)力。ISD系列語(yǔ)音電路是美國(guó)ISD（InformationStorageDevice）公司的專利新A/D再D/A術(shù)，從而大大提高了存儲(chǔ)密度，且使模擬信號(hào)得到永久保存。ISD系列電路以其具、電子禮品等場(chǎng)合獲得了廣泛的應(yīng)用。2.2電路特點(diǎn)與性能ISD語(yǔ)音電路主要有12001400250033004000主要存貯時(shí)間及性能如下表2.1所示：器件型號(hào)存儲(chǔ)時(shí)間采樣頻率最大段數(shù)控制方式電壓ISD121010秒6.480地址并行5VISD142020秒6.4160地址并行5VISD60120秒8.0/5.3/4.0600600地址并行5VISD060240秒8.0/8.0/4.0400800SPI串行3VISD4002-2424分鐘8.0/5.3/4.0600SPI串行3VISD4003-4848分鐘8.0/5.3/4.01200SPI串行3VISD4004-816816分鐘8.0/5.3/4.02400SPI串行3V(1)DIP封裝圖及各引線端功能引線名稱功能7AO/MO~A6/M6地址10A7~A9地址AUXIN輔助輸入13VSSD、VSSA數(shù)字和模擬地15SP+、SP-揚(yáng)聲器輸出28VCCA、VCCD模擬、數(shù)字信號(hào)電源正極1718MIC、MICREF麥克風(fēng)輸入與輸入?yún)⒖级?9AGC自動(dòng)增益控制2021ANAIN、OUT模擬信號(hào)輸入和輸出22溢出23片選（低電平允許芯片工作）24PD芯片低功耗狀態(tài)控制如圖2.1及表2.2所示。25錄放音結(jié)束信號(hào)輸出下圖2.2為ISD系列芯片26XCLK外部時(shí)鐘27P/錄/放控制選擇的內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)框圖,由圖可知,在這種CMOS器件內(nèi)部,MIC前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、平滑濾波器、揚(yáng)聲器、放大器和振蕩器、模擬量存儲(chǔ)器等全部集成在該單片內(nèi),只要外接MIC、揚(yáng)聲器和幾個(gè)電阻、電容、開(kāi)關(guān),再加上電源(電池),這就構(gòu)成了一個(gè)完整的語(yǔ)音錄/,前述的T6668等系列語(yǔ)音芯片則需外接揚(yáng)聲器、放大器、石英晶振、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器等電路。圖2.2中,管腳MIC(17腳)為麥克風(fēng)輸入端。MICREF(18腳)為麥克風(fēng)參考輸入端。ANAOUT(21腳)為模擬輸出端,ANAIN(20腳)為模擬輸入端。AGC(19腳)為自動(dòng)增益控制輸入端,SP+SP-(1415腳)為揚(yáng)聲器輸出端,可接8—16Ω的揚(yáng)聲器。PD(24腳)為低功耗輸入端。CE(23腳)為片選輸入端,低電平有效。P/R(27腳)為錄/放音選端,接高電平時(shí)芯片放音,低電平時(shí)芯片錄音。XCLK(26腳)為外部時(shí)鐘輸入端。EOM(25腳)為信息錄/放結(jié)束輸出端,放音結(jié)束時(shí)自動(dòng)輸出一個(gè)負(fù)脈沖。OVF(22腳)為溢出輸出端,本管腳可被用來(lái)進(jìn)行器件的串聯(lián),以加長(zhǎng)錄/放音的時(shí)限。AUXIN(11腳)為輔助輸入端。Vcca、Vccd(16、18腳)為電源輸入端。Vssa、Vssd(12、13腳)為地輸入端。A0至A9為地址輸入端。ISD錄/放技術(shù)與80年代的T6668等語(yǔ)音芯片最大差別在于ISD芯片內(nèi)不存在A/D和D/A轉(zhuǎn)換器。其工作原理是采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù),把模擬量成功的存入半導(dǎo)體存儲(chǔ)器中。即在對(duì)輸入的音頻模擬量每作一次取樣時(shí),電壓數(shù)據(jù)被暫存在芯片內(nèi)的取樣保持電路中并最后被存儲(chǔ)在片內(nèi)的EEPROM存儲(chǔ)單元中。該EEPROM存儲(chǔ)單元構(gòu)成模擬量存儲(chǔ)陣列(如圖1所示)儲(chǔ)單元EEPROM時(shí),ISD線路采用閉環(huán)方式。取樣保持電路將保持的取樣電壓值提供給比較器的一個(gè)輸入端,而模擬量存儲(chǔ)單元?jiǎng)t將其電壓輸入至比較器的另一端。在多次寫入中,電子被“泵入”存儲(chǔ)單元,并使存儲(chǔ)電平反饋到比較器,當(dāng)模擬存儲(chǔ)單元的輸出電壓等于取樣保持電平時(shí),則停止寫入。(2)操作模式當(dāng)最高位地址(MSB)A8A9電平有效）如下表2.3所示。模式控制功能典型應(yīng)用使用操作模式時(shí)需要注A0/M0信息檢索快速檢索信息意兩點(diǎn)：A1/M1刪除EOM標(biāo)志EOM標(biāo)志1A2/M2未用當(dāng)工作模式操作時(shí)，作都是從0地址開(kāi)始，此端應(yīng)接低電平A3/M3循環(huán)放音從0地址開(kāi)始連續(xù)重復(fù)放音以后的操作根據(jù)模式的A4/M4連續(xù)尋址可錄放連續(xù)的多段信息不同，而從相應(yīng)的地址A5/M5CE電平觸發(fā)允許信號(hào)中止A6/M6按鈕控制簡(jiǎn)化器件接口開(kāi)始工作。當(dāng)電路中錄音轉(zhuǎn)放音或進(jìn)入省電狀態(tài)時(shí)，地址計(jì)數(shù)器復(fù)位為0。2、操作模式位不加鎖定，可以在MSB（A8、A9）地址位為高電平時(shí)，CE電平變低的任何時(shí)間執(zhí)行操作模式操作。如果下一片選周期MSB（A8、A9）地址位中有一個(gè)(或兩個(gè))的操作模式狀態(tài)丟失。3)分段錄放音2500系列最多可分為600段，只要在分段錄/放音操作前(不少于300納秒)，給地址A0~A9操作決定，芯片內(nèi)部自動(dòng)在該段的結(jié)束位置插入結(jié)束標(biāo)志（EOM）；而放音時(shí)芯片遇到EOM標(biāo)志即自動(dòng)停止放音。25000~599作為分段用((見(jiàn)下表2.4))，地址600~767未使用，地址768~1023為工作模式選擇。十進(jìn)制二進(jìn)制信息時(shí)間(秒)A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0256025752590000000000000005000001100105.06.257.50100000110010010.012.515.0250001111101025.031.2537.5300010010110030.037.545.0400011001000040.050.060.0500011111010050.062.575.0599100101011159.974.8789.852.3電路的應(yīng)用開(kāi)發(fā)ISDISD1420ISDISD4三OEMISD2500常用電路的應(yīng)用開(kāi)發(fā)進(jìn)行說(shuō)明。ISD2500系列芯片按錄放時(shí)間60秒、75秒、90秒和120秒分成ISD2560、2575、2590和25120四個(gè)品種。ISD2500系列和1400系列語(yǔ)音電路一樣，具有點(diǎn)在于片內(nèi)E2PROM容量為480K(1400系列為128K)，所以錄放時(shí)間長(zhǎng)；有10個(gè)地址輸入端(1400系列僅為8個(gè))，尋址能力可達(dá)1024位；最多能分600段；設(shè)有OVF（溢出）端，便于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)。1、典型應(yīng)用電路:圖2.4按鍵模式應(yīng)用電路3、和微處理器配合使用電路圖2.5和微處理器配合使用電路ISDP地址功能表如下表2.5所示。地址狀態(tài)功能狀態(tài)DIP開(kāi)關(guān)123456789101112（ON=0，OFF=1）地址位A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9P/RCE（1為高電平，0為低電平，*為高或低電平）0000000000一段式最長(zhǎng)60地址開(kāi)始。1000000000以十位二進(jìn)制表示地址，每個(gè)地址代表100毫秒。地址模式0000000010一段從A6地址開(kāi)始的12秒錄放音。*********0只要A8A9有一位是0于地址模式。********0*0001000011CE鍵不放循環(huán)放音第一段。操作模式0000100011按順序連續(xù)分段錄放音，錄音時(shí)壓住CE發(fā)一次CE鍵即放音一段，按PD按鈕模式0000001011表2.5ISDP地址功能表以上給出的只是ISD的基本電路,因ISD的功能較強(qiáng),如果需要應(yīng)用ISD的更多功能,,在對(duì)單獨(dú)ISD芯片使用時(shí),還可選擇ISD總之,ISD系列芯片是功能強(qiáng),很有實(shí)用價(jià)值的語(yǔ)音芯片。由該芯片組成的語(yǔ)音電路系統(tǒng)保真、可靠、簡(jiǎn)易。適合在智能測(cè)控系統(tǒng)中應(yīng)用推廣。2.4本系統(tǒng)中的應(yīng)用在對(duì)ISD的開(kāi)發(fā)應(yīng)用中,可分兩類電路。一類是只單獨(dú)應(yīng)用ISD芯片進(jìn)行語(yǔ)音錄/放。另一類是ISD與微機(jī)相接合電路,用微機(jī)控制ISD進(jìn)行錄/放。我們現(xiàn)提出三種單獨(dú)應(yīng)用ISD的基本電路。當(dāng)然,根據(jù)需要也可以在該三種電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出更完美的電路。(1)單放電路,只要將圖2.2中的A0至A9及PDCE等相連一起接地,再在SP+SP-接揚(yáng)聲器,即可進(jìn)行放音,當(dāng)電源接通時(shí),電源關(guān)斷時(shí),即停止放音,使用者可根據(jù)需要,預(yù)先將該芯片放入圖2.6所示的電路中進(jìn)行錄音儲(chǔ)存,然后取出,再進(jìn)行單放。圖2.6最簡(jiǎn)單的錄/放電路(2)錄/放電路圖2.6為最基本的錄/放電路,在這種電路中,只是執(zhí)行錄音和放音功能,沒(méi),CE信號(hào)開(kāi)始為高電平,在錄音時(shí),將P/R-腳通過(guò)開(kāi)關(guān)S時(shí)接高電平,將CE開(kāi)關(guān)瞬時(shí)接地再放開(kāi),則已錄制的內(nèi)容將回放。(3)分段錄/放電路可將ISD劃分為幾段,錄進(jìn)不同的內(nèi)容,然后根據(jù)需要播放某段內(nèi)容。圖2.7分段錄/放電路圖2.7即為分段錄/放電路,該電路的功能是用一片錄/放時(shí)間為20S的ISD1020A芯片存儲(chǔ)4段(每段5S長(zhǎng))的語(yǔ)音信息。每一段用一個(gè)按鈕控制。用該芯片的8位地址線確定每段錄/放的起始位置。該芯片共有160個(gè)有效地址(即:A0—A7的有效分段范圍為0—1)20S,每個(gè)地址語(yǔ)音分辨率為0.125S。這就是說(shuō),每8個(gè)地址計(jì)數(shù)等于1S的錄/放時(shí)間。由于8個(gè)計(jì)數(shù)等于1S,8又是二進(jìn)制的偶次倍率,小于8的數(shù)可忽略不計(jì),這樣就可把A0、A1和A2都接地,用剩余的A3—A7來(lái)編程。用按鈕和二極管,我們可以在第1S和第19S之間選擇任一間隔啟動(dòng)語(yǔ)音錄/3電路中,4個(gè)啟動(dòng)信息的位置是第0S(存儲(chǔ)列陣的起點(diǎn))5S10S和15S,每個(gè)信息長(zhǎng)度為5S2給出了上述時(shí)間間隔的二進(jìn)制起始地址。例如當(dāng)按下第二段的按鈕時(shí),該段語(yǔ)音信息的起始地址為0,ISD與微機(jī)接口電路當(dāng)今,以語(yǔ)音芯片為核心的語(yǔ)音系統(tǒng)正為計(jì)算機(jī)所采用,逐漸形成計(jì)算機(jī)的一個(gè)功能接口系統(tǒng),如同計(jì)算機(jī)的常用外圍設(shè)備如鍵盤、打印機(jī)等一樣,正成為計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要外圍設(shè)備,實(shí)現(xiàn)真正的“人—機(jī)語(yǔ)音對(duì)話。特別是以微電腦為核心的智能測(cè)控儀表,如配接上ISD等語(yǔ)音系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)測(cè)控參數(shù)的“視—聽(tīng)”效果一體化,即儀器可視、聽(tīng)并用,效果十分美妙。下面我們提出ISD1020A與單片微機(jī)8031的連接電路。單片微機(jī)與ISD芯片的電路連接十分簡(jiǎn):(1)可很方便的用單片機(jī)的I/O口線對(duì)ISD地址線編程分段,省略了如圖3所示的機(jī)械開(kāi)關(guān)S1—S4和眾多的分段二極管。(2)可很方便地用軟件實(shí)現(xiàn)一次、多次、循環(huán)和定時(shí)放音,代替了人工對(duì)ISD工作模式的選擇。(3)ISD的分段編碼電平及控制信號(hào)與微機(jī)總線的TTL電平完全兼容,而且兩ISD1020A的A0—A2接地,A3—A7和CE端分別與8031的I/O接口P1.0-P1.5相接。于是,ISD1020A被分為20個(gè)語(yǔ)音段,每段時(shí)間長(zhǎng)度為1SISD的錄/放,可用同一個(gè)錄放子程序?qū)崿F(xiàn),將錄/放開(kāi)關(guān)S撥至相應(yīng)位置,然后運(yùn)行錄/放子程序,就可將分段或全程段隨意錄/放。我們正是采用ISD2560芯片，通過(guò)程序?qū)SD2560分成5段每段8秒,分別ISD2560單片機(jī)采用自動(dòng)加一方式，最多可有2段留言。當(dāng)沒(méi)有按下“無(wú)人時(shí)，單片機(jī)根據(jù)紅外傳感器判斷是否有人。自動(dòng)調(diào)用不同的語(yǔ)音、提示、警告或致歡迎辭。原理圖見(jiàn)圖2.8。10K10K12822723264255PD2416CE2317224.7u8210.1u920210191118470k1217131614150.22u220u10K10k0

BL圖2.8錄/放原理圖第三節(jié)智能撥號(hào)報(bào)警3.1簡(jiǎn)述(門禁、)狀況進(jìn)行巡檢，當(dāng)有不安全情況(室、視頻丟失等)發(fā)生時(shí)，報(bào)警主機(jī)撥通預(yù)先存入的電話號(hào)碼，播放相應(yīng)的警情有效性和可靠性。3.2系統(tǒng)組成和工作原理系統(tǒng)組成框圖如圖3.l所示。采用AT89C51單片機(jī)作為控制核心，外接E2PROM用于存儲(chǔ)電話號(hào)碼、設(shè)置參數(shù)(定時(shí)布/撤防、聯(lián)動(dòng)、視頻等)以及警情信息等。當(dāng)AT89C51單片機(jī)實(shí)時(shí)巡檢到新的警情信號(hào)(防區(qū)故障、視頻丟失、主電斷電或上位機(jī)死機(jī))(動(dòng)、記錄警情以及撥號(hào)報(bào)警等)。撥號(hào)報(bào)警的工作原理如下：系統(tǒng)自動(dòng)地控制摘／掛機(jī)電路模擬摘機(jī)，同時(shí)AT89C51單片機(jī)通過(guò)可編程并行接口8255將MT8880置為呼叫模式，檢測(cè)是否有撥號(hào)音。若有撥號(hào)音，則將MT8880設(shè)為突發(fā)方式，并按用戶預(yù)設(shè)的電話號(hào)碼自動(dòng)撥號(hào)。撥完電話號(hào)碼以后立即檢測(cè)對(duì)方是否摘機(jī)，自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警。圖3.1系統(tǒng)原理框圖AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemoryCMOS8AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。(1)主要特性：·與MCS-51兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器·壽命：1000寫/擦循環(huán)·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128×8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路(2)管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTLP1口管腳寫入1P1口被外FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/OP24個(gè)TTLP2“1”P2緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門P3“1”由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表3.1所示：P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。表3.1P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口口管腳備選功能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(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（0000H-FFFFH），不管是1/EA將內(nèi)部鎖定為RESET/EA端保FLASH12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。(3)振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。(4)芯片擦除：整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。需要用到那些特殊功能寄存器呢，它們是SCON，TCON，TMOD，SCON等，各代表什么含義呢？SBUF起過(guò)“SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存器?！睂?shí)際上SBUF包含了兩個(gè)獨(dú)立的寄存器，一個(gè)是發(fā)送寄存，另一個(gè)是接收寄存器，但它們都共同使用同一個(gè)尋址地址－99H。CPU在讀SBUF時(shí)會(huì)指到接收寄存器，在寫時(shí)會(huì)指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，SBUF寄存器的方法則很簡(jiǎn)單，只要把這個(gè)99H地址用關(guān)鍵字sfr定義為一個(gè)變量就可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作了，如sfrSBUF=0x99;當(dāng)然你也可以用其它的名稱。通常在標(biāo)準(zhǔn)的reg51.h或at89x51.h等頭文件中已對(duì)其做了定義，只要用#include引用就可以了。SCON到接口控制寄存器。SCON就是5198H，51芯片串行口的工作狀態(tài)。51SCON寄存器。它的各個(gè)位的具體定義如下：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0SM1行口工作模式設(shè)置。SM0SM1模式功能波特率000同步移位寄存器fosc/120118位UART可變1029位UARTfosc/32或fosc/641139位UART可變?cè)谶@里只說(shuō)明最常用的模式1，其它的模式也就一一略過(guò)，有興趣的朋友可以找foscUART為(UniversalAsynchronousReceiver）的英文縮寫。SM2在模式2、模式3中為多處理機(jī)通信使能位。在模式0中要求該位為0。REMREM置10REM是由軟件置P3.0,P3.1控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個(gè)子程序的開(kāi)始處加入REM=0子程序結(jié)束處加入REM=1REM=0來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。TB8發(fā)送數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是要發(fā)送的第9位。該位可以用軟件根據(jù)需要表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。RB8接收數(shù)據(jù)位8，在模式2和3是已接收數(shù)據(jù)的第9位。該位可能是奇偶位，地址/數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)位。在模式0中，RB8為保留位沒(méi)有被使用。在模式1中，當(dāng)SM2=0，RB8是已接收數(shù)據(jù)的停止位。TI08則是在發(fā)送停止位之初，由硬件置位。TI置位后，申請(qǐng)中斷，CPU響應(yīng)中斷后，TI到SBUF后，硬件發(fā)送數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)（如中斷打開(kāi)），這時(shí)TI=1，表明發(fā)送已完成，TI不會(huì)由硬件清除，所以這時(shí)必須用軟件對(duì)其清零。RI08是在接收停止位的半中間，由硬件置位。RI=1，申請(qǐng)中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在模式1中，SM2=1時(shí)，當(dāng)未收到有效的停止位，則不會(huì)對(duì)RI置位。同樣RI1是傳輸10個(gè)位的，1位起始位為0,8位數(shù)據(jù)位，低位在先，1位停止位為1。它的波特率是可變的，其速率是取決于定時(shí)器1或定時(shí)器2AT89C51和AT89C2051等51系列芯片只有兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器0和定時(shí)器1，而定時(shí)器2是89C52系列芯片才有的。數(shù)。有一些初學(xué)的朋友認(rèn)為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)9600會(huì)被誤認(rèn)為每秒種可以傳送96009600個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要81個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個(gè)二進(jìn)位，9600波特率用模式1傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10＝960字節(jié)。51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個(gè)12M的晶振來(lái)計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON寄存器中的SMODSMOD為0focs/64,SMOD為1focs/321和模式3的波特率是可變的，取決于定時(shí)器1或2（52我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。波特率＝（2SMOD÷32）×定時(shí)器1溢出速率上式中如設(shè)置了PCON寄存器中的SMOD位為1時(shí)就可以把波特率提升2會(huì)使用定時(shí)器1工作在定時(shí)器工作模式2TL1做為計(jì)數(shù)，TH1TH1的值會(huì)自動(dòng)裝載到TL1，2下定時(shí)器1溢出速率的計(jì)算公式如下：溢出速率＝（計(jì)數(shù)速率）/(256－TH1)上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器TH的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知51芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個(gè)12M的晶振用在51芯片上，那么51的計(jì)數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M晶體得到960011.0592M和12M1為模式2SMOD設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1為何值。代入公式：11.0592M9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))TH1＝25012M9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))TH1≈249.49上面的計(jì)算可以看出使用12M晶體的時(shí)候計(jì)算出來(lái)的TH1TH1的值只能取整數(shù)，這樣它就會(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M的晶體振蕩器也會(huì)因十分之小的，可以忽略不計(jì)。3.3硬件設(shè)計(jì)(1)警情采集電路信號(hào)采集電路由16路防區(qū)輸入信號(hào)采集電路和16路視頻丟失檢測(cè)采集電路組成。16路防區(qū)輸入信號(hào)采集電路如圖3.2口芯片8255與AT89C51單片機(jī)的P0口接口，而16路防區(qū)輸入信號(hào)則通過(guò)光電隔離后與8255的PA口和PB口相接。PA口和PB口均設(shè)為輸入口，這16個(gè)輸入口分別對(duì)應(yīng)16路探測(cè)器的輸入。系統(tǒng)通過(guò)采集8255的PA、PB口的數(shù)據(jù)來(lái)判斷是否有警情產(chǎn)生。圖3.2防區(qū)信號(hào)采集電路16路視頻丟失檢測(cè)采集電路如圖3.3所示。該電路首先通過(guò)一片16路模擬開(kāi)關(guān)芯片CD4067AT89C51單片機(jī)的P13CD4067集的數(shù)據(jù)送給Pl.3口，來(lái)判斷視頻是否丟失。圖3.3視頻信號(hào)采集電路(2)DTMF發(fā)送接收電路MT8880與AT89C51及語(yǔ)音電路的接口MT8880是MITEL公司推出的專門用于處理DTNF信號(hào)的專用集成電路芯片，不僅具有接收和發(fā)送DTMF信號(hào)的自動(dòng)撥號(hào)功能，還可以檢測(cè)電話干線上撥號(hào)音、回鈴音和忙音等信號(hào)音。適合與單片機(jī)接口，外圍電路簡(jiǎn)單。MT8880寄存器CRA和CRB器、收發(fā)控制寄存器CRA和CRB發(fā)送DTMF信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)功能，因此在此僅介紹這三個(gè)寄存器。發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)決定要發(fā)送的雙音頻信號(hào)的頻率，此根據(jù)CRA中的寄存器選擇位的值決定是否對(duì)CRB進(jìn)行操作。其接口電路如圖3.4所示。圖3.4MT8880與AT89C51及語(yǔ)音電路的接口電路ISDl420語(yǔ)音芯片采用直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)，且錄放音質(zhì)極好，并有一定的混響效果；它的外圍元件簡(jiǎn)單，僅需簡(jiǎn)單的阻、容器件即可組成簡(jiǎn)單的錄、放音電路；的選址能力，可把存儲(chǔ)器分成160段來(lái)管理，形成最小的錄放時(shí)間為125ms。語(yǔ)音分段方法：地址輸入端AO~A7由低位向高位排列，每位地址代表125ms的尋址，160個(gè)地址覆蓋20s的語(yǔ)音范圍(160×0.125s=20s)，錄音及放音功能均自動(dòng)插入結(jié)束標(biāo)志(EOM)EOM標(biāo)志即自動(dòng)停止放音。在本設(shè)計(jì)中，5s為0B0B0B0B，由這四段起始地址可以看出A7A2Al和AO均為0將其接地。3.4軟件設(shè)計(jì)1)信號(hào)音的識(shí)別方法系統(tǒng)在巡檢到警情信號(hào)后就模擬摘機(jī)。為了識(shí)別模擬摘機(jī)后電話系統(tǒng)是否處特性。各種信號(hào)音特性如下：撥號(hào)音：450±25Hz連續(xù)蜂音；忙音：O．35s斷0．35s通的450±25Hz蜂音，音斷周期為O．7s；回鈴音：4s斷l(xiāng)s通的450±25Hz蜂音，音斷周期為5s。這些電話信號(hào)均是模擬信號(hào)，然而單片機(jī)是無(wú)法識(shí)別模擬信號(hào)的，故必須先話音頻信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)可用下式計(jì)算：N=tm/T式中，N為每音段周期的脈沖個(gè)數(shù)；T為電話音頻信號(hào)的音頻周期，單位為s；tm為信號(hào)音斷周期的通時(shí)間，單位為s。采用5s為一個(gè)計(jì)數(shù)單位來(lái)判斷這三種信號(hào)音，但通過(guò)實(shí)際的調(diào)試發(fā)現(xiàn)：當(dāng)對(duì)方2s2.8s(即4個(gè)忙音周期)撥通了。隨后采用ls為一個(gè)計(jì)數(shù)單元，采用計(jì)五次后的累加脈沖數(shù)來(lái)判斷對(duì)方ls5s以致可忽略不計(jì)。(2)軟件設(shè)置自動(dòng)撥號(hào)程序的流程圖如圖3.5所示。下面是自動(dòng)撥號(hào)的部分程序AUTOCALL:CLRP1.2；模擬掛機(jī)MOVA,#50H；允許信號(hào)音輸出，下一次為寫控制寄存器CRB,A；寫控制寄存器CRBMOVA,#51H；MT8880置為突發(fā)模式,A；寫控制寄存器CRBMOVA,56H；MT8880置為呼叫模式,A；寫控制寄存器CRALCALLDELAYLCALLAUTOY；調(diào)用信號(hào)音辨別子程序，看對(duì)方是否有撥號(hào)音MOVA,#5DH；允許信號(hào)音輸出，下一次為寫控制寄存器CRA,A；寫控制寄存器CRAMOVA,#50H；MT8880置為突發(fā)模式,A；寫控制寄存器CRA…….；撥電話號(hào)碼MOVA,#56H；MT8880置為呼叫模式,A；寫控制寄存器CRALCALLAUTOY；調(diào)用信號(hào)音辨別子程序，看對(duì)方是否有回鈴音LCALLAUTOY；調(diào)用信號(hào)音辨別子程序，看對(duì)方是否摘機(jī)SETBP1.2;模擬掛機(jī)(3)編程過(guò)程中應(yīng)注意的幾點(diǎn)首先，MT8880的DTMF精度高的標(biāo)準(zhǔn)雙音頻信號(hào)，這些頻率均由3．579545MHz晶體振蕩器分頻產(chǎn)生。電路由數(shù)字頻率合成器、行/列可編程分頻器、開(kāi)關(guān)電容式D/A變換器組成。行和列單音正弦波經(jīng)混合、濾波后產(chǎn)生雙音頻信號(hào)。通過(guò)DTMF編解碼表把編碼數(shù)據(jù)寫入MT8880發(fā)送寄存器產(chǎn)生單獨(dú)的fLOW和fHIGH，一旦編碼錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致?lián)芴?hào)失?。试诰幊踢^(guò)程中要十分小心。其編解碼表見(jiàn)MT8880的Datasheet。器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)摘機(jī)，故應(yīng)考慮繼電器的響應(yīng)時(shí)間。音。不需要監(jiān)視視頻丟失的場(chǎng)合，可以不配置視頻監(jiān)測(cè)盒；而對(duì)智能小區(qū)、醫(yī)院等，可以通過(guò)RS485總線將一臺(tái)DVR(DigitalVideoRecorder)主機(jī)、一套報(bào)警監(jiān)控軟件和多臺(tái)報(bào)警主機(jī)組合到一起，構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)型智能監(jiān)控系統(tǒng)。本報(bào)警系統(tǒng)采用AT89C51高和誤報(bào)率低的優(yōu)點(diǎn)。3.5本系統(tǒng)的應(yīng)用工作前，將所需撥的號(hào)碼設(shè)置并存放在智能撥號(hào)報(bào)警器內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。信號(hào)從電話線上撥發(fā)出去，從而實(shí)現(xiàn)向遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)的人們報(bào)警。硬件系統(tǒng)如下圖3.6所示。第四節(jié)自動(dòng)照明模塊設(shè)計(jì)4.1簡(jiǎn)介隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步,人們對(duì)自己所處環(huán)境的安全性提出了更高的要求,現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝了智能報(bào)警系統(tǒng),因而大大提高了小區(qū)的安全程度,有效保證,有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性,因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。此外,在電子防盜、人體探測(cè)等領(lǐng)域中,被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。目前國(guó)內(nèi)使用的各類防盜、保安報(bào)警器基本都是以超聲波、主動(dòng)式紅外發(fā)射/接收以及微波等技術(shù)為基礎(chǔ)。而這里所設(shè)計(jì)的被動(dòng)式紅外報(bào)警器則采用了美國(guó)的傳感元件———測(cè)出人體輻射的紅外線,并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào),同時(shí),它還能鑒別出運(yùn)動(dòng)的生物,也可以用于自動(dòng)控制、警器材相比,具有如下特點(diǎn):●不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源。●靈敏度高、控制范圍大?！耠[蔽性好,可流動(dòng)安裝。自動(dòng)照明模塊的設(shè)計(jì)采用紅外感應(yīng)技術(shù)，在3米內(nèi)感應(yīng)人體發(fā)出的紅外線，廊是否需要開(kāi)燈，然后判別信號(hào)是否是家人，不是家人后,發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)電話報(bào)警。4.2熱釋電紅外傳感器工作原理(1)紅外輻射概述在自然界中,任何高于絕對(duì)溫度(-273℃)的物體都能夠產(chǎn)生紅外光譜,紅外光的波長(zhǎng)范圍在0.76~1000μm,紅外光譜學(xué)中將1~15μm稱為近紅外波段;15~50μm為中紅外波段;50~1000μm,其釋放的紅外光的波長(zhǎng)就不同,因此,物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生了熱效應(yīng),能將肉眼看不見(jiàn)的紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)量的物理量,依據(jù)這一原理,可做成紅外輻射探測(cè)器。(2)熱釋電紅外探測(cè)器的結(jié)構(gòu)熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4.1所示,圖4.1熱釋電傳感器的結(jié)構(gòu)通常由熱釋電晶體、氧化膜、濾光鏡片、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管FET和電阻等部分組成。熱釋電晶體一般采用PZT或其他壓電晶體材料,將敏感材料PZT的上、下表面做成電極,并在其上表面上加1層黑色氧化膜,光鏡片,它可以阻止不需要的紅外線或其他光線進(jìn)入傳感器。防盜報(bào)警系統(tǒng)中的熱釋電傳感器采用的濾光片厚度為8~14μm,而人體輻射的紅外線波長(zhǎng)在10μm左右,因此,輸出阻抗極高,而輸出電信號(hào)微弱,故在其內(nèi)部裝設(shè)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)及偏置電阻,以進(jìn)行信號(hào)放大及阻抗匹配。(3)熱釋電紅外探測(cè)器的工作原理熱釋電紅外傳感器內(nèi)部的熱釋電晶體具有極化現(xiàn)象,并且隨溫度的變化而變,熱釋電晶體溫度不變,晶體對(duì)外呈電中性,探測(cè)器沒(méi)有電信號(hào)輸出,照射到晶體表面時(shí),晶體溫度迅速變化,這時(shí)才發(fā)生電荷的變化,從而形成一個(gè)明顯的外電場(chǎng),,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(dá)104MΩ,故引入N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管接成共漏形式(即源極跟隨器)采用雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.2所示。圖4.2雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器結(jié)構(gòu)示意圖該傳感器將兩個(gè)特性相同的熱釋電晶體逆向串聯(lián),用來(lái)防止其他紅外光引起傳感器誤動(dòng)作。另外,當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí),兩個(gè)晶體的參數(shù)會(huì)同時(shí)發(fā)生變化,這樣可以相互抵消,,D端接電源正極,G端接電源負(fù)極,S端為信號(hào)輸出。(4)熱釋電紅外傳感器主要特性熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(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。ΔT在兩個(gè)電極上會(huì)產(chǎn)生電荷ΔQ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓ΔV。由于它的電荷ΔQT=0，ΔT，則有ΔT了。所以這種傳感器也稱為人體運(yùn)動(dòng)傳感器。(也稱菲涅爾透鏡)2m上光學(xué)透鏡后，其檢測(cè)距離可增加到10m左右。(5)XN－09型熱釋電紅外檢測(cè)器XN－09電壓(閾值電壓)出仍為低電平。的高電平經(jīng)驅(qū)動(dòng)器后輸出，輸出電壓大于3V。該檢測(cè)器主要技術(shù)參數(shù)：工作電壓85V～12V(直流)；靜態(tài)電流小于8mA；內(nèi)部16～10m角度120°；有人體進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)輸出高電平(大于3V)；工作溫度范圍－10℃～＋40℃。該檢測(cè)器有3(或黑色)接電源負(fù)極(地)，黃色為信號(hào)輸出線(控制線)。源(如暖氣片、加熱器)2～22m。6m報(bào)警系統(tǒng)有問(wèn)題，請(qǐng)不要調(diào)整或改動(dòng)這部分電路，否則檢測(cè)距離就不能保證。4.3熱釋電紅外傳感器在家居防盜報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用節(jié)省電能。載人上樓；當(dāng)把人送上樓后若無(wú)人上電梯，則電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(或者暗衛(wèi)生間)置。即有人在時(shí)燈亮，人走后燈滅。(1)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)該電路由檢測(cè)器、電平轉(zhuǎn)換、延遲電路及驅(qū)動(dòng)電路等組成。1.延遲電路由CD4069(或活動(dòng))90122VD1向電容器C快速充電到接近UC4C上的電荷向R放電，由于R阻值較大，放電較慢，按圖上的參數(shù)(C=220μF、R=102MΩ)，約經(jīng)12分鐘后C上的電壓才降到1/2UC，使第4個(gè)反相器輸出低電平。其波形如圖12(b)RC入，則延遲時(shí)間會(huì)增加。例如延遲電路的延遲時(shí)間為10分鐘，若在以后時(shí)間內(nèi)有人在不斷運(yùn)動(dòng)(或活動(dòng))，則1腳會(huì)不斷輸入脈沖，延遲時(shí)間不斷延長(zhǎng)。2.驅(qū)動(dòng)電路由三極管9013及繼電器KCD4069的89013KVD2220插座提供了電源。若是插上電燈(如用于半暗廳)，則人在燈亮，人走后經(jīng)一段延遲時(shí)間燈自滅。繼電器工作電壓為12V，觸頭容量與負(fù)載電流有關(guān)(觸頭工作電壓要滿足220V電壓),讓電話機(jī)模擬摘機(jī),自動(dòng)撥號(hào)。系統(tǒng)使用的電話機(jī)要求具有電話號(hào)碼記存功能。是否成功地?fù)芡娫?報(bào)告警情,回的電話信號(hào)有三種,即撥號(hào)音、忙音和回鈴音。若為忙音,系統(tǒng)將重新?lián)芴?hào),若為回鈴音,系統(tǒng)保持原狀,等待對(duì)方摘機(jī);若是撥號(hào)音,則啟動(dòng)錄音電路,送出預(yù)先錄制的語(yǔ)言信號(hào)。(2)工作原理1.傳感器電路由PZT材料做為傳感器的敏感元件,在它的上下兩面制作電極,并在表面涂敷一層黑色氧化膜以提高其轉(zhuǎn)化效率。它的等效電路是一個(gè)在負(fù)載電阻Re上并聯(lián)一,而且輸出電壓也很微弱,故在器件內(nèi)附有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管(FET)加以放大,是PZT材料有紅外線照射時(shí),其表面溫度發(fā)生變化,晶體內(nèi)部原子排列也隨之發(fā)生變化,,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(gè)敏感元件反相連接,當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同,互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí),兩元件極化程度不同,凈輸出電壓不為0,從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。等效電路如圖4.3所示。圖4.3傳感器電路2.自動(dòng)撥號(hào)電路如圖4.4所示。圖4.4自動(dòng)撥號(hào)電路警戒范圍內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)人體時(shí),模擬撥號(hào)電路根據(jù)傳感器檢測(cè)出的信號(hào)要對(duì)話機(jī)進(jìn)NE555和計(jì)數(shù)/時(shí)序譯碼器CD4017以及晶繼電器觸點(diǎn)的閉合完成的。撥號(hào)后反饋回來(lái)的電話信號(hào)有三種,即撥號(hào)音、忙音和回鈴音。本文要求若是忙音,系統(tǒng)將稍后重新?lián)芴?hào);若為回鈴音,系統(tǒng)保存原狀,等待對(duì)方摘機(jī);若是撥號(hào)音,則啟動(dòng)語(yǔ)音電路,送出預(yù)先錄制的語(yǔ)言信號(hào)。脈沖鑒別和忙音解調(diào)電路要對(duì)這些信號(hào)做鑒別。該部分由雙運(yùn)放LM358和解調(diào)器LM567450Hz的撥號(hào)音信號(hào),第二級(jí)解調(diào)器解調(diào)0.35Hz的忙音信號(hào)。語(yǔ)言處理集成電路使用專用集成芯片T6668,外接一只256K位動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器41256組成,取樣比特率選用32K,錄音信號(hào)從⒆腳輸出,經(jīng)外接功放放大后作為報(bào)警語(yǔ)言信號(hào)向?qū)Ψ捷斔汀?.系統(tǒng)的工作參數(shù)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,經(jīng)安裝、調(diào)試和測(cè)量,主要技術(shù)指標(biāo)如下:警戒范圍:≤12m警戒視角:≤130°工作電壓:3~15V(DC)工作溫度:-20~50℃人體移動(dòng)速度:≤0.1m/s4.4使用注意事項(xiàng)()進(jìn)入檢測(cè)區(qū)也會(huì)產(chǎn)生(如雷達(dá)探測(cè)器)高可靠性，大大地減少誤報(bào)的概率。界干擾而產(chǎn)生誤報(bào)。讀者也可以根據(jù)自己的要求或參考其它電路來(lái)實(shí)現(xiàn)有其它功能的防盜報(bào)警系統(tǒng)或自動(dòng)化節(jié)能裝置。4.5本系統(tǒng)的應(yīng)用3米內(nèi)感應(yīng)人體發(fā)出的紅外線，以開(kāi)關(guān)量形式輸出信后判別信號(hào)是否是家人，不是家人后,發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)帶有硬件延時(shí)的警笛框圖如圖4.5所示：撥號(hào)電路傳感器單片機(jī)錄音電路電話機(jī)話機(jī)圖4.5自動(dòng)照明模塊原理框第五節(jié)電子門鎖模塊設(shè)計(jì)5.1簡(jiǎn)介著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，功能更強(qiáng)、可靠性更高的接觸式IC卡智能電子門鎖成為主流。接觸式IC卡電子鎖的主要優(yōu)點(diǎn)是卡片存儲(chǔ)容量大，有比較完善的安全機(jī)平，因此逐漸成為星級(jí)賓館的基本設(shè)施之一。進(jìn)人21世紀(jì)，感應(yīng)式LC卡(也稱非接觸式IC卡)技術(shù)迅速發(fā)展，新一代的基千感應(yīng)式IC卡技術(shù)的智能電子門鎖也應(yīng)運(yùn)而生。由于感應(yīng)式智能電子門鎖無(wú)機(jī)械接觸，不會(huì)產(chǎn)生摩擦，因此減少了磨損和人為損壞，大大降低了故障率。目前，感應(yīng)式電子鎖的應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴(kuò)展，已從傳統(tǒng)的酒店業(yè)擴(kuò)展到高級(jí)辦公場(chǎng)所、電子門瑣系統(tǒng)作為家庭門禁系統(tǒng)的一部分?；赥EMIC統(tǒng)可與門禁系統(tǒng)考勤系統(tǒng)、消費(fèi)系統(tǒng)及停車場(chǎng)系統(tǒng)等一起構(gòu)成“一卡通”系統(tǒng)。統(tǒng)的一部分。5.2系統(tǒng)的原理組成和功能持式POS機(jī)和發(fā)卡器等5個(gè)部分組成。下面介紹各部分的主要功能。(1)智能電子門鎖MCU）按下手柄，但鎖無(wú)法被打開(kāi)。智能電子門鎖的主要功能：*分區(qū)管理功能——支持分區(qū)管理，服務(wù)卡僅在本服務(wù)區(qū)內(nèi)有效；*分級(jí)管理功能——支持服務(wù)區(qū)、樓層、樓座、酒店四級(jí)管理；*時(shí)效控制功能——*時(shí)間表功能——可在每周7天中，指定有效日和無(wú)效日；*時(shí)間窗功能——可在每天24小時(shí)中，規(guī)定有效時(shí)段和無(wú)效時(shí)段；*新卡替舊卡功能——新發(fā)的卡可自動(dòng)終止舊卡；*終止/恢復(fù)功能——使暫停使用的客房門鎖恢復(fù)使用；*開(kāi)鎖記錄功能——刷卡時(shí)，門鎖將卡號(hào)和開(kāi)門時(shí)間記錄在鎖中，供隨時(shí)查詢，最大記錄數(shù)為240條；*低電壓提示功能——當(dāng)電池電壓低于5.1V用戶換電池（低電壓提示后，仍能開(kāi)鎖100次以上）；*反鎖功能——開(kāi)門卡可設(shè)定為允許開(kāi)反鎖或不允許開(kāi)反鎖；*常開(kāi)功能——辦公型鎖具有常開(kāi)功能，酒店型無(wú)此功能。(2)感應(yīng)卡卡類型及功能如表5.1所列。(3)發(fā)卡管理軟件發(fā)卡管理軟件的主要功能；*系統(tǒng)管理——操作日志、密碼更改、操作員設(shè)定、系統(tǒng)暫停；*功能管理——用戶信息、管理區(qū)域、房間設(shè)定；默認(rèn)參數(shù)設(shè)置；*通訊管理——門鎖數(shù)據(jù)通信、基本信息查/詢、開(kāi)鎖記錄查詢；*客房管理——制賓客卡、客人退卡、改有效期、空房查詢、入住情況、退卡查詢；*員工管理——制員工卡、退員工卡、改員工卡、員工卡查詢、制處理卡。(4)手持式POS機(jī)手持式POS通過(guò)RS232POSPOS機(jī)通過(guò)RS232POS機(jī)上傳到發(fā)卡管理軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。(5)發(fā)卡器TEMIC卡、鎖卡、卡查詢等功能。5.3智能電子門鎖設(shè)計(jì)“一卡通”功能；系統(tǒng)靜態(tài)功耗更要足夠低；具有很高的可靠性和足夠的安全性。(1)TEMIC感應(yīng)卡技術(shù)德國(guó)TEMICAtmelIC卡產(chǎn)品，包括e5530、e5550、e5551、e5560、e5561應(yīng)答器芯片和U2270B讀寫基站芯片。應(yīng)答器通常封裝成卡片形式，也可以封裝成玻璃管中。下面簡(jiǎn)單介紹應(yīng)答器e5550e5550為帶264位EEPROM的TEMIC標(biāo)準(zhǔn)讀寫應(yīng)833位。01），該區(qū)即被“寫保護(hù)"，阻止任何改寫。0區(qū)存放模式字，其讀寫操作取決于AOR1～67區(qū)在口令模式工7區(qū)也可以與1～6區(qū)一樣用做用戶數(shù)據(jù)區(qū)。讀寫基站芯片U2270B配以少量外圍器件和耦合天線，與MCU一樣構(gòu)成讀寫U2270B讀寫基站芯片是MCU入RF256個(gè)RF場(chǎng)時(shí)鐘周期發(fā)送?；拘酒瑢?duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并以曼徹斯特碼方式發(fā)送給MCU，曼徹斯特碼解碼工作由MCU程序完成。MCU通過(guò)對(duì)基站芯片的CFE進(jìn)行控制，以短間隙射頻場(chǎng)中斷的辦法，將數(shù)據(jù)寫入應(yīng)答器。(2)硬件設(shè)計(jì)智能電子門鎖的原理如圖5.1所示。微控制器（MCU）采用美國(guó)Microchip公司的8PIC16F73會(huì)收到反射回來(lái)的紅外線信號(hào)，并立即通知MCU進(jìn)行讀卡操作。感應(yīng)卡讀寫IC在MCUMCU，由MCU通過(guò)程序解碼；將解碼后的卡上數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器中存放的鎖內(nèi)參數(shù)進(jìn)路開(kāi)鎖，同時(shí)將相關(guān)信息（開(kāi)鎖記錄）存入存儲(chǔ)器。MCU通過(guò)RS232接口與手持式POS機(jī)進(jìn)行通信，從POS內(nèi)存放的開(kāi)鎖記錄傳送給POS電路自動(dòng)對(duì)電池電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦電池電壓下降到規(guī)定值，立即通知MCUMCU啟動(dòng)黃色低電壓提示LED，提醒客戶盡快地?fù)Q電池。電源電路在控制功耗方MCU的控制下為包括MCU池使用壽命。(3)微控制器軟件設(shè)計(jì)MCU控制軟件整個(gè)系統(tǒng)中最重要的環(huán)境。我們使用匯編語(yǔ)言編程，采用自頂向下（top-down可維護(hù)性較高。軟件主要分以下5寫模塊外，其余4個(gè)模塊相對(duì)獨(dú)立。這樣，就降低了程序編制、調(diào)試的復(fù)雜性，提高了軟件的可靠性和可維護(hù)性。測(cè)。檢測(cè)范圍包括：感應(yīng)卡讀寫IC是否正常、實(shí)時(shí)時(shí)鐘是否正常工作、串行存LEDLED的亮/90%了生產(chǎn)和維修工作的效率。解碼與讀卡模塊主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)感應(yīng)卡讀寫IC卡，從而決定是否開(kāi)鎖，并完成寫開(kāi)鎖記錄、新卡替舊卡等操作。通信模塊負(fù)責(zé)控制與手掛式POS機(jī)的通信，利用POS機(jī)設(shè)置門鎖的房間號(hào)、核對(duì)。(4)低功耗技術(shù)靜態(tài)時(shí)，平均電流應(yīng)保持在25μA左右，這樣，4節(jié)5號(hào)堿性電池的使用壽命一般可達(dá)1年以上。為此，我們采取以下措施：①選用PIC16F73I/O控制在1μA左右。PIC16F73采用了先進(jìn)的RISC振頻率較低的情況下，也能穩(wěn)定工作，并提供足夠的處理能力。MCU在99%IC等大多數(shù)電路也停止工收到紅外線信號(hào)，MCU就繼續(xù)睡眠；如有物體靠近，接收電路就會(huì)收到反射回來(lái)MCU進(jìn)行讀卡操作。處理好紅外線檢測(cè)電路的靈敏度和抗干擾能力的關(guān)系非常重要，如果靈敏度太低，就會(huì)產(chǎn)生讀卡反應(yīng)慢的現(xiàn)象；經(jīng)常處于工作狀態(tài)，都會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。④采用可由MCU需要工作時(shí)再供電；對(duì)某些電路，還可以降低供電電壓，以達(dá)到節(jié)電的目的。(5)安全性與可靠性外力破壞能力?？ü芾碥浖欠ㄖ瓶āＳ捎诓捎萌i防撥鎖芯，門關(guān)上時(shí)，防撥鎖被門框壓緊，合功能；鎖制前鎖體上無(wú)任何鏍釘外露，防折防砸。統(tǒng)的綜合可靠性。在硬件方面，我們選用的主處理器PIC16F73具有較高的抗干擾能力，內(nèi)部包含了具有獨(dú)立RC振蕩器的“看門狗（WDT）電路，在程序跑飛時(shí)可自動(dòng)將CPUEEPROM，采用硬件寫保護(hù)措施，避免數(shù)據(jù)在受到干擾時(shí)丟失；盡量使用貼片元件，嚴(yán)格進(jìn)行老化篩選，保證元件品質(zhì)PCB布線方面，采取一系列措施，提高抗干擾能力。在軟件設(shè)計(jì)方面，我們通過(guò)刷新各寄存器和SRAM單元，確何即使這些寄存器或SRAM單元受到干擾而被修改，也能立即恢復(fù)。在程序中，避免危險(xiǎn)程序結(jié)構(gòu)也是提高可靠性的重要措施。有幾種循環(huán)結(jié)構(gòu)容易造成“死循環(huán)隱串民，例WDT但是，如果PC內(nèi)容受到干擾而改變，程序跑飛后，正好落在這種循環(huán)中，此時(shí)出現(xiàn)“死循環(huán)”。這種情況雖然出現(xiàn)概率較小，但也必須加以防止。另外前面提到，為降低功耗，99%以上的時(shí)間內(nèi)MCU都處于功耗極低的睡眠狀態(tài)，大部分電路的電源被關(guān)閉。這種狀態(tài)下，抗干擾能力也較強(qiáng)。5.4本系統(tǒng)的應(yīng)用知MCU進(jìn)行讀卡操作。感應(yīng)卡讀寫IC在MCU驅(qū)動(dòng)下，對(duì)感應(yīng)卡進(jìn)行讀操作，然后將讀到的數(shù)據(jù)以曼徹斯特碼形式返回給MCU則啟動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)鎖同時(shí)將相關(guān)信息(開(kāi)鎖記錄)存入存儲(chǔ)器，MCU通過(guò)RS232接口與手持式POSPOS在必要時(shí)可將鎖內(nèi)存放的開(kāi)鎖記錄傳送給PAS析。第六節(jié)設(shè)置無(wú)人狀態(tài)模塊設(shè)計(jì)6.1、簡(jiǎn)介無(wú)人狀態(tài)模塊具有以下特點(diǎn):用當(dāng)今最流行的AT89C51成本低;;探測(cè)信號(hào)采用脈沖信號(hào)，節(jié)能且抗干擾;當(dāng)休息或工作時(shí)不希望接待來(lái)訪者時(shí)，或者當(dāng)有人試圖闖入室內(nèi)時(shí)，能自動(dòng)進(jìn)行聲、光報(bào)警。6.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理可將該電路分為以下三個(gè)部分：如圖6.1所示。(1)電源電路：22OV交流市電經(jīng)變壓器丁降壓.橋式整流器D1整流，電解電容C7濾波，三端穩(wěn)壓器78L05穩(wěn)壓，最后得到整機(jī)要求的+SV穩(wěn)定直流電源。(2)單片機(jī)系統(tǒng)：Ul為AT89C51單片機(jī)。Cl，RO，Rl和復(fù)位按鈕RESE丁組成手動(dòng)電平復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位電路;CZC3以及晶振JTI組成時(shí)鐘電路;C4CS為+SVUZ為CMOS6反相器CC4069VDI一VD6為紅外發(fā)射管，其負(fù)極端接與P1口，P1口設(shè)置為輸出狀態(tài)，當(dāng)P1口為‘0’時(shí).VDI一VD6VD7一VD12+SV電源通過(guò)VO7一VO12加到反相器CC4069的輸入端，經(jīng)反相為低電平，這時(shí)P3.0一P3.5遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，這時(shí)Ul的P3.0一P3.53.7口輸出報(bào)苦信號(hào)(高低電平間隔1S的脈沖信號(hào))。驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路，進(jìn)行聲光報(bào)苦，直至按復(fù)位按鈕RESE丁或電源開(kāi)關(guān)S1。由于紅外收發(fā)管之間沒(méi)有遮擋時(shí)為正常，有遮擋時(shí)為異常，則當(dāng)Pl口輸出00H時(shí)，P3口的正常狀態(tài)數(shù)據(jù)為00H。(3)555定時(shí)器U4，揚(yáng)聲器BY，普通紅色發(fā)光二極管VO13等555定時(shí)器接成了一個(gè)低頻多諧振蕩器，其控制電壓輸入端5腳與單片機(jī)AT89C2051的P3.7P3.7腳輸出的高低電平間隔15的脈沖信號(hào)控制。當(dāng)戶3.7為高電平時(shí)控制電壓Uc。較高，閉值電壓OT+(=Ueo)和UT一(二1/2Ueo)也較高;當(dāng)p3.7為低電平時(shí)U丁十和UU下+CgO丁+較低時(shí)，電容Cg充、放電過(guò)程中電壓變化幅度較小.充、放電過(guò)程完成得較快，3.7二1時(shí)，555輸出脈沖的振蕩頻率較低;當(dāng)p3.7二O時(shí)，555CS聲器將交替發(fā)出高、低不同的兩種叫聲。同時(shí)，p3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈沖信號(hào)經(jīng)電阻RS加到紅色發(fā)光二極管VD13上，VO13同時(shí)報(bào)苦的效果。6.3應(yīng)用說(shuō)明當(dāng)休息或工作時(shí)不希望接待來(lái)訪者時(shí),鍵后單片機(jī)按室內(nèi)無(wú)人狀態(tài)提示來(lái)訪者有事請(qǐng)留言,在門前停留過(guò)久紅外線探測(cè)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)的時(shí)間自動(dòng)報(bào)警。來(lái)訪者如果有事可按留言鍵錄音留言。第七節(jié)單片機(jī)匯編程序設(shè)計(jì)7.1概述MCS-51單片機(jī)的尋址方式、指令系統(tǒng)、基本程序結(jié)構(gòu)及匯編語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)和調(diào)試。件設(shè)計(jì)出最合理的軟件設(shè)計(jì)。指令系統(tǒng)：一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能識(shí)別、執(zhí)行的指令的集合就是它的指令系統(tǒng)。機(jī)器語(yǔ)言：指令系統(tǒng)是一套控制計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作的二進(jìn)制編碼，稱為機(jī)器語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言指令是計(jì)算機(jī)惟一能識(shí)別和執(zhí)行的指令。匯編語(yǔ)言：指令系統(tǒng)是利用指令助記符來(lái)描述的，稱為匯編語(yǔ)言。指令系統(tǒng)沒(méi)有通用性。程，7.2MCS-51單片機(jī)的尋址方式尋址方式：在計(jì)算機(jī)中，說(shuō)明操作數(shù)所在地址的方法稱為指令的尋址方式。系統(tǒng)也就越復(fù)雜。MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)提供了7種尋址方式。(一)立即尋址定義：將立即參與操作的數(shù)據(jù)直接寫在指令中，這種尋址方式稱為立即尋址。特點(diǎn)：指令中直接含有所需的操作數(shù)。該操作數(shù)可以是8位的，也可以是16位的，常常處在指令的第二字節(jié)和第三字節(jié)的位置上。立即數(shù)通常使用#data或#data16“#”direc或bit）相區(qū)別。(二)直接尋址定義：將操作數(shù)的地址直接存放在指令中，這種尋址方式稱為直接尋址。地址或位地址。計(jì)算機(jī)執(zhí)行它們時(shí)便可根據(jù)直接地址找到所需要的操作數(shù)。尋址范圍：ROM、片內(nèi)RAM區(qū)、SFR和位地址空間。(三)寄存器尋址定義：操作數(shù)存放在MCS-51內(nèi)部的某個(gè)工作寄存器Rn（R0～R7）或部分專用寄存器中，這種尋址方式稱為寄存器尋址。代碼中不占據(jù)單獨(dú)的一個(gè)字節(jié)，而是嵌入（隱含）到操作碼字節(jié)中。尋址范圍：四組通用寄存器Rn（R0～R7A,B,DPTR,Cy(四)寄存器間接尋址存器間接尋址，簡(jiǎn)稱為寄存器間址。“@”功能寄存器SFR。尋址范圍：內(nèi)部RAM低128B（只能使用R0或R1RAM（只能使用DPTR256單元RAMDPTR外，還可以使用R0或R1作間址寄存器。(五)變址尋址定義：操作數(shù)存放在變址寄存器（累加器ADPTR或PC成的16位地址單元中。這種尋址方式稱為基址加變址寄存器間接尋址，簡(jiǎn)稱為變址尋址。特點(diǎn)：指令操作碼中隱含作為基址寄存器用的DPTR（或PC）和作為變址用的累加器AMCS-51DPTR或PC的內(nèi)容）和地址偏移量（A的內(nèi)容）相加，以形成操作數(shù)地址，再由操作數(shù)地址找到操作數(shù)，并完成相應(yīng)的操作。變址尋址方式是單字節(jié)指令。尋址范圍：只能對(duì)程序存儲(chǔ)器ROM進(jìn)行尋址，主要用于查表性質(zhì)的訪問(wèn)。A中存放的操作數(shù)地址相對(duì)基地址的偏移量的范圍為00H～FFH（無(wú)MCS-51單片機(jī)共有以下三條變址尋址指令：MOVCA,@A+PC;（A）←（A）+（PC）+1MOVCA,@A+DPTR;（A）←（A）+（DPTR）+DPTR;（PC）←（A）+（DPTR）(六)相對(duì)尋址定義：將程序計(jì)數(shù)器PC的當(dāng)前值（取出本條指令后的PC給出的偏移量（rel）相加，形成新的轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址。稱為相對(duì)尋址方式。其指令碼中含有相對(duì)地址偏移量，能生成浮動(dòng)代碼。相對(duì)轉(zhuǎn)移指令的目的地址＝指令地址＋指令字節(jié)數(shù)＋偏移量尋址范圍：只能對(duì)程序存儲(chǔ)器ROM進(jìn)行尋址。相對(duì)地址偏移量（rel）是一個(gè)帶符號(hào)的8-128～＋127（以PC為中間的256個(gè)字節(jié)(七)位尋址址方式。8位二進(jìn)制數(shù)中的某一位的地址進(jìn)行操作。尋址范圍：片內(nèi)RAM低128B中位尋址區(qū)、部分SFR（其中有837.3MCS-51單片機(jī)的指令系統(tǒng)MCS-51指令系統(tǒng)使用44種助記符，它們代表著33種功能，可以實(shí)現(xiàn)51種操作。指令助記符與操作數(shù)的各種可能的尋址方式的結(jié)合一共可構(gòu)造出111條指令。MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)按其功能可分為數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算和移位類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令和位操作類指令五大類。我們?cè)趯W(xué)習(xí)指令系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)注意：（1）指令的格式、功能。（2）操作碼的含義，操作數(shù)的表示方法。（3）尋址方式，源、目的操作數(shù)的范圍。（4）對(duì)標(biāo)志位的影響。（5）指令的適用范圍。（6）正確估算指令的字節(jié)數(shù)。1derict占1#data占1#data16占兩字節(jié)；操作數(shù)中的A、B、R0～R7、@Ri、DPTR、@A+DPTR、@A+PC等均隱含在操作碼中。7.4匯編語(yǔ)言及程序設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題的步驟有序地描述出來(lái)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的種類：（1）機(jī)器語(yǔ)言：機(jī)器語(yǔ)言是用二進(jìn)制代碼表示的計(jì)算機(jī)惟一能識(shí)別和執(zhí)行的最原始的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。（2）匯編語(yǔ)言：利用指令助記符來(lái)描述的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。（3）高級(jí)語(yǔ)言：高級(jí)語(yǔ)言接近于人的自然語(yǔ)言，是面向過(guò)程而獨(dú)立于機(jī)器的通用語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言的指令類型：MCS-51單片機(jī)匯編語(yǔ)言，包含兩類不同性質(zhì)的指令。（1）基本指令：即指令系統(tǒng)中的指令。它們都是機(jī)器能夠執(zhí)行的指令，每一條指令都有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼。（2）偽指令：匯編時(shí)用于控制匯編的指令。它們都是機(jī)器不執(zhí)行的指令，無(wú)機(jī)器碼。匯編語(yǔ)句格式如下：[標(biāo)號(hào):]操作碼[操作數(shù)][,操作數(shù)][;注釋]數(shù)據(jù)的表示方法：（1）二進(jìn)制數(shù)：由0、1組成，“逢2進(jìn)1”的數(shù)制。如：0B（0～1后綴：B/b）（20～9，A～F后綴：H/h）（3）十進(jìn)制數(shù)：可用二進(jìn)制數(shù)表示（也稱為BCD碼，0～9表示為:0000～1001B:D/d(一)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的步驟程序設(shè)計(jì)。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的步驟：（1）擬訂設(shè)計(jì)任務(wù)書（2）建立數(shù)學(xué)模型（3）確定算法（4）分配內(nèi)存單元，編制程序流程圖（5）編制源程序進(jìn)一步合理分配存儲(chǔ)器單元和了解I/O關(guān)系；用注釋行說(shuō)明程序，便于閱讀和修改調(diào)試和修改。（6）上機(jī)調(diào)試（7）程序優(yōu)化際通用的圖形和符號(hào)說(shuō)明如下：橢圓框：開(kāi)始和結(jié)束框，在程序的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)使用。矩形框：處理框，表示要進(jìn)行的各種操作。菱形框：判斷框，表示條件判斷，以決定程序的流向。流向線：流程線，表示程序執(zhí)行的流向。圓圈：連接符，表示不同頁(yè)之間的流程連接。各種幾何圖形符號(hào)如下圖7.1所示。(二)順序程序設(shè)計(jì)圖7.1幾何圖形符號(hào)序。(三)分支程序設(shè)計(jì)令和位轉(zhuǎn)移指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。分支程序的結(jié)構(gòu)如右圖所示。分支程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）先建立可供條件轉(zhuǎn)移指令測(cè)試的條件。（2）選用合適的條件轉(zhuǎn)移指令。（3）在轉(zhuǎn)移的目的地址處設(shè)定標(biāo)號(hào)。(四)循環(huán)程序設(shè)計(jì)縮短程序，減少程序占用的內(nèi)存空間，使程序的結(jié)構(gòu)緊湊、可讀性好。組成：循環(huán)程序一般由下面四部分組成。（1）循環(huán)初始化。位于循環(huán)程序開(kāi)頭，用于完成循環(huán)前的準(zhǔn)備工作，如設(shè)置各工作單元的初始值以及循環(huán)次數(shù)。（2）循環(huán)體。循環(huán)程序的主體，位于循環(huán)體內(nèi)，是循環(huán)程序的工作程序，在執(zhí)行中會(huì)被多次重復(fù)使用。要求編寫得盡可能簡(jiǎn)練，以提高程序的執(zhí)行速度。（3）循環(huán)控制。位于循環(huán)體內(nèi)，一般由循環(huán)次數(shù)修改、循環(huán)修改和條件語(yǔ)句等組成，用于控制循環(huán)次數(shù)和修改每次循環(huán)時(shí)的參數(shù)。（4）循環(huán)結(jié)束。用于存放執(zhí)行循環(huán)程序所得的結(jié)果，以及恢復(fù)各工作單元的初值。循環(huán)程序的結(jié)構(gòu)：如圖7.2所示。（1（2循環(huán)程序按結(jié)構(gòu)形式，有單重循環(huán)與多重循環(huán)。1．單重循環(huán)程序定義：循環(huán)體內(nèi)部不包括其他循環(huán)的程序稱為單重循環(huán)程序。2．多重循環(huán)程序3．循環(huán)程序時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題（1）循環(huán)程序是一個(gè)有始有終的整體，它的執(zhí)行是有條件的，所以要避免從循環(huán)體外直接轉(zhuǎn)到循環(huán)體內(nèi)部。（2）多重循環(huán)程序是從外層向內(nèi)層一層一層進(jìn)入，循環(huán)結(jié)束時(shí)是由內(nèi)層到外層互交叉，也不允許從循環(huán)程序的外部跳入循環(huán)程序的內(nèi)部。（3）編寫循環(huán)程序時(shí)，首先要確定程序結(jié)構(gòu)，處理好邏輯關(guān)系。一般情況下，后再加上循環(huán)控制和置循環(huán)初值部分，使其成為一個(gè)完整的循環(huán)程序。（4）循環(huán)體是循環(huán)程序中重復(fù)執(zhí)行的部分，應(yīng)仔細(xì)推敲，合理安排，應(yīng)從改進(jìn)算法、選擇合適的指令入手對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到縮短程序執(zhí)行時(shí)間的目的。(五)查表程序設(shè)計(jì)查表：根據(jù)存放在ROM中數(shù)據(jù)表格的項(xiàng)數(shù)來(lái)查找與它對(duì)應(yīng)的表中值。適用場(chǎng)合：主要應(yīng)用于數(shù)碼顯示、打印字符的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等場(chǎng)合。1.采用MOVCA,@A+DPTR指令查表程序的設(shè)計(jì)方法（1）在程序存儲(chǔ)器中建立相應(yīng)的函數(shù)表（設(shè)自變量為X（2Y址為TABLE的程序存儲(chǔ)器中。（3TABLE送入DPTRX送入AMOVCA,@A+DPTR完成查表，就可以得到與X相對(duì)應(yīng)的Y值于累加器A中。2.采用MOVCA,@A+PC指令查表程序的設(shè)計(jì)方法當(dāng)使用PCPC址有關(guān)，查表時(shí)其操作有所不同。（1）在程序存儲(chǔ)器中建立相應(yīng)的函數(shù)表（設(shè)自變量為X（2Y址為TABLE的程序存儲(chǔ)器中。（3）X送入A，使用ADDA,#data指令對(duì)累加器A的內(nèi)容進(jìn)行修正，偏移量data由公式data=函數(shù)數(shù)據(jù)表首地址-PC-1確定，即data值等于查表指令和函數(shù)表之間的字節(jié)數(shù)。（4）采用查表指令MOVCA,@A+PC完成查表，就可以得到與X相對(duì)應(yīng)的Y值于累加器A中。(六)子程序設(shè)計(jì)子程序：能夠完成確定任務(wù)，并能為其他程序反復(fù)調(diào)用的程序段稱為子程序。儲(chǔ)空間，有效地簡(jiǎn)化程序的邏輯結(jié)構(gòu)，便于程序調(diào)試。主程序：調(diào)用子程序的程序叫做主程序或稱調(diào)用程序。1．子程序的調(diào)用與返回令（LCALL或ACALL,轉(zhuǎn)到子程序，而完成規(guī)定的操作后，再在子程序最后應(yīng)用RET返回指令返回到主程序斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行下去。（1）子程序的調(diào)用表示。程序的調(diào)用過(guò)程：?jiǎn)纹瑱C(jī)收到ACALL或LCALL指令后，首先將當(dāng)前的PC值（調(diào)8位先進(jìn)棧，高8然后將子程序的入口地址送入PC，轉(zhuǎn)去執(zhí)行子程序。（2）子程序的返回址，它在堆棧中保存。RET指令后，將壓入堆棧的斷點(diǎn)地址彈回給PC（先彈回PC的高8位，后彈回PC的低8地址（斷點(diǎn)地址）去繼續(xù)執(zhí)行。RETI指令與RETRET是從子程序返回，RETI是從中斷服務(wù)程序返回。2．保存與恢復(fù)寄存器內(nèi)容（1）保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)通常在進(jìn)入子程序的開(kāi)始時(shí)，由堆棧完成。如：PUSHPSWPUSHACC…（2）恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)現(xiàn)場(chǎng)通常在從子程序返回之前將堆棧中保存的內(nèi)容彈回各自的寄存器。如：…POPACCPOPPSW3．子程序的參數(shù)傳遞主程序在調(diào)用子程序時(shí)傳送給子程序的參數(shù)和子程序結(jié)束后送回主程序的參數(shù)統(tǒng)稱為參數(shù)傳遞。獲得這些入口參數(shù)。元（或寄存器）中獲得這些出口參數(shù)。（3）傳送子程序參數(shù)的方法工作寄存器有限。變長(zhǎng)度運(yùn)算。配存儲(chǔ)單元。④利用位地址傳送子程序參數(shù)。4．子程序的嵌套在子程序中若再調(diào)用子程序，稱為子程序的嵌套。MCS-51單片機(jī)允許多重嵌套。如下頁(yè)圖所示。5．編寫子程序時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題①子程序的入口地址一般用標(biāo)號(hào)表示，標(biāo)號(hào)習(xí)慣上以子程序的任務(wù)命名。例如，延時(shí)子程序常以DELAY作為標(biāo)號(hào)。尾的一條返回指令RET。寄存器和內(nèi)存單元的內(nèi)容，則必須通過(guò)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)。④子程序內(nèi)部必須使用相對(duì)轉(zhuǎn)移指令，以便子程序可以放在程序存儲(chǔ)器64KB存儲(chǔ)空間的任何子域并能為主程序調(diào)用，匯編時(shí)生成浮動(dòng)代碼。⑤子程序的參數(shù)傳遞方法同樣適用于中斷服務(wù)程序。7.5匯編語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)環(huán)境(一)單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)計(jì)中不可缺少的開(kāi)發(fā)工具。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的仿真調(diào)試階段，必須借助于單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，行中的原有數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)調(diào)試。單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)應(yīng)具備的功能：①方便地輸入和修改用戶的應(yīng)用程序；②對(duì)用戶系統(tǒng)硬件電路進(jìn)行檢查和診斷；③將用戶源程序編譯成目標(biāo)代碼并固化到相應(yīng)的ROM中去，并能在線仿真；態(tài)，即能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)試。常用的MCS-51開(kāi)發(fā)系統(tǒng)：（1）KeilC51單片機(jī)仿真器。（2）廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司的TKS系列仿真器。（3）FlytoPemulator單片機(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。（4）Medwin集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。（5）E6000系列仿真器。(二)匯編語(yǔ)言的編輯與匯編1．匯編語(yǔ)言的編輯編輯好的源程序應(yīng)以“.ASM”擴(kuò)展名存盤，以備匯編程序調(diào)用。計(jì)算機(jī)上進(jìn)行源程序的編輯的過(guò)程：利用計(jì)算機(jī)中常用的編輯軟件（EDLIN、PE等）或利用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中提供的編輯環(huán)境。2．匯編語(yǔ)言的匯編匯編：把匯編語(yǔ)言源程序翻譯成目標(biāo)代碼（機(jī)器碼）的過(guò)程稱為匯編。匯編語(yǔ)言源程序的匯編的分類：（1）人工匯編：是指利用人腦直接把匯編語(yǔ)言源程序翻譯成機(jī)器碼的過(guò)程。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，但效率低、出錯(cuò)率高。（2）機(jī)器匯編：利用軟件（稱為匯編程序）自動(dòng)把匯編語(yǔ)言源程序翻譯成目標(biāo)一是列表文件（.LST.OBJ工程中應(yīng)用的程序都是采用機(jī)器匯編來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通用的MCS-51匯編程序是MCS-5