第III單片機(jī)控制的防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u2353單片機(jī)控制的防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)案例 1146351.1AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1111651.2紅外檢測(cè)電路 377041.3顯示電路 4139231.4按鍵電路 5303991.5聲音提示電路 5206431.6整機(jī)硬件電路 61.1AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)采用51系列單片機(jī)中的AT89C51。本款單片機(jī)芯片具有系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)、采集及時(shí)、AD轉(zhuǎn)換精度高、速度快等特點(diǎn)。該單片機(jī)內(nèi)的內(nèi)存有8K，這會(huì)讓大型多行代碼的程序能夠有足夠的空間，保證運(yùn)行的平穩(wěn)性。工作溫度：-40°C~85°C，適用于正常環(huán)境下的使用REF_Ref22573\r\h[4]。此單片機(jī)I/O口數(shù)量眾多，該芯片性價(jià)比極高，基于本畢設(shè)的功能以及成本的角度來講，結(jié)合前文對(duì)單片機(jī)方案的選型。AT89C51十分適合本畢設(shè)的芯片選型。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖3-1所示。晶振電路是最小系統(tǒng)的組成部分，同時(shí)還有復(fù)位電路。 圖3-1單片機(jī)的最小系統(tǒng)晶振電路如圖3-2所示，單片機(jī)晶振分為外部晶振和內(nèi)部時(shí)鐘晶振，外部晶振是我們用的比較多的一種，本設(shè)計(jì)用的內(nèi)部晶振。晶振的作用我們可以從單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖上來理解。每一類單片機(jī)可以看做一個(gè)樹，一個(gè)時(shí)鐘樹。而晶振是為整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)以及外設(shè)提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘功能，晶振可分頻變小也可通過鎖相環(huán)倍頻變大。這些需要具體情況具體來分析。晶體數(shù)值可以在1.2MHz至12MHz之間選擇，并且可以達(dá)到24MHz或更高，但是更高的頻率會(huì)消耗更多的功率。晶體振蕩器和陶瓷諧振器件都可以用作振蕩源。該設(shè)計(jì)使用11.0592M晶體。單片機(jī)的主頻仍舊是單片機(jī)價(jià)格的主要參考，頻率越高的單片機(jī)計(jì)算速度越快，性能更加穩(wěn)定，所以晶振是一個(gè)單片機(jī)的基準(zhǔn)。圖3-2單片機(jī)晶振電路復(fù)位電路如圖3-3所示，通過電阻、電容、按鍵連接單片機(jī)的RST引腳，在程序不知道運(yùn)行到哪里去了俗稱程序跑飛，或者我們需要讓單片機(jī)程序從頭開始運(yùn)行時(shí)，可以按鍵復(fù)位操作給單片機(jī)執(zhí)行復(fù)位操作。程序下載電路如圖3-4所示，程序下載方式選用串口現(xiàn)在的形式，此種方式的優(yōu)點(diǎn)在于不需要過多的占用單片機(jī)的I/O口，也不需要獨(dú)特的下載器，下載口還可以為單片機(jī)供電，十分的簡(jiǎn)單實(shí)用，電路設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單。圖3-3單片機(jī)復(fù)位電路圖3-4程序下載電路1.2紅外檢測(cè)電路基于單片機(jī)的紅外防盜報(bào)警器的紅外檢測(cè)部分選擇的是人體熱釋電傳感器。單片機(jī)程序需要設(shè)置模塊的觸發(fā)方式和延時(shí)時(shí)間。硬件上要保證接線穩(wěn)定和調(diào)節(jié)紅外檢測(cè)的測(cè)試閾值。由于它體積十分小，不占設(shè)計(jì)空間，可以直接連接單片機(jī)引腳，硬件接法十分簡(jiǎn)單，紅外檢測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。由場(chǎng)效應(yīng)管完成阻抗變換，傳感器對(duì)信號(hào)做感應(yīng)處理。它的工作電壓在5V左右，探測(cè)距離在8-11m。在做仿真設(shè)計(jì)時(shí)，用按鍵輸入模擬紅外檢測(cè)器輸入，按下按鍵，單片機(jī)接收到信號(hào)表示接收到紅外信號(hào)，開始執(zhí)行算法等一系列操作。圖3-5紅外檢測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.3顯示電路本設(shè)計(jì)顯示器件選用的是LCD，能夠滿足系統(tǒng)的要求。顯示器件選用的是LCD1602工業(yè)字符型液晶，在設(shè)計(jì)這部分電路時(shí)，LCD有時(shí)會(huì)出現(xiàn)花屏的現(xiàn)象，就是屏幕出現(xiàn)閃爍顯示不清晰的現(xiàn)象，經(jīng)過查閱資料以及文獻(xiàn)而知，是因?yàn)榈氐母蓴_，一般設(shè)備的干擾均來自于地的干擾，正常無干擾的狀態(tài)下，地是一個(gè)穩(wěn)定的參考點(diǎn)，但是隨著干擾的波動(dòng)影響，會(huì)對(duì)地產(chǎn)生偏移，解決這個(gè)花屏的問題LCD芯片手冊(cè)中有一部分穩(wěn)定電路，我們可以利用上，就是在VEE端加一個(gè)滑動(dòng)變阻器，經(jīng)過調(diào)試可以讓顯示屏達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)REF_Ref22122\r\h[6]。顯示電路如圖3-6所示。本設(shè)計(jì)在仿真上利用74HCT574擴(kuò)展芯片橋接單片機(jī)與顯示屏，以達(dá)到顯示效果更加穩(wěn)定的狀態(tài)。在正常模式下，若檢測(cè)到有人進(jìn)入范圍，LCD顯示人體觸發(fā)報(bào)警器的時(shí)間；在不報(bào)警的工作模式下，則LCD一直顯示初始值00000000；在緊急報(bào)警的工作模式下，不管有沒有人進(jìn)入，都會(huì)觸發(fā)報(bào)警，LCD顯示報(bào)警時(shí)間。圖3-6顯示電路1.4按鍵電路基于單片機(jī)紅外防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)共有3個(gè)按鍵，采用獨(dú)立按鍵模式，每一個(gè)按鍵接單片機(jī)的一個(gè)I/O端口。每個(gè)按鍵都接地，要想電路通行形成回路，則需按下按鍵，使I/O端輸入低電平時(shí)，按鍵實(shí)現(xiàn)切換設(shè)備報(bào)警模式功能的作用。該模塊設(shè)置了三個(gè)工作模式：正常模式、不報(bào)警模式、緊急模式。按鍵電路如圖3-7所示。圖3-7按鍵電路1.5聲音提示電路基于單片機(jī)的紅外防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)在聲音提示方面進(jìn)過前文的方案分析，選取的是蜂鳴器提示為該系統(tǒng)電路進(jìn)行服務(wù)。因?yàn)榉澍Q器需要的工作電流較大，而僅僅依靠單片機(jī)的I/O口的輸出電流，是不能使蜂鳴器正常工作的，所以在電路原有的基礎(chǔ)上加上三極管。用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)三極管，三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)蜂鳴器的控制和驅(qū)動(dòng)。三極管選擇的是NPN型三極管，連接到蜂鳴器與GND的之間。硬件電路如圖3-8所示。圖3-8聲音提示電路1.6整機(jī)硬件電路整機(jī)電路設(shè)計(jì)了三個(gè)按鍵控制所選擇的工作模式，引腳P2.7連接一個(gè)按鍵，按鍵輸入模擬紅外探測(cè)器輸入，當(dāng)按鍵輸入低電平（紅外探測(cè)器檢測(cè)到人進(jìn)入）時(shí)，單片