AT89S51單片機的防盜報警系統(tǒng)探究

鄧遠杰

[摘 ?要：AT89S51單片機是AT89C51的替代產(chǎn)品，可以實現(xiàn)在線編程。AT89S51的主要特點包括：豐富的指令集合，與其他型號的51單片機可以完全兼容;內(nèi)部集成程序存儲單元，可以實現(xiàn)多次程序燒寫和擦除;具有雙向I/O接口;具有多個內(nèi)置定時器、中斷控制、異步串行接口等?？梢栽O(shè)計睡眠和斷電兩種工作模式;具有耐高溫、耐高壓等惡劣環(huán)境工作的能力。

關(guān)鍵詞：AT89S51單片機;防盜系統(tǒng);編程]

單片機需要設(shè)計外圍電路組成最小系統(tǒng)才能工作，單片機最小系統(tǒng)由單片機、時鐘電路和復(fù)位電路組成。首先需要將單片機的相應(yīng)供電引腳與電源連接，并通過復(fù)位電路完成對單片機工作狀態(tài)的初始化操作。復(fù)位電路的不僅在初始時刻發(fā)揮作用，當單片機工作出現(xiàn)異常狀況時，復(fù)位電路具有最高的優(yōu)先級，可以將單片機進行異常狀態(tài)的復(fù)位，使其重新進入正常的工作狀態(tài)。另外，對于復(fù)位電路，可以設(shè)計為自動復(fù)位或者按鍵復(fù)位兩種工作模式，按鍵復(fù)位電路必須對其設(shè)計上拉電阻，以獲取更高的邏輯電平。

然后需要設(shè)計單片機的時鐘電路，單片機內(nèi)部的工作時序必須由晶振產(chǎn)生，晶振的時鐘頻率決定了單片機的工作速度。晶振的功能類似于人類的心臟，只有晶振正常工作，單片機才能實現(xiàn)相應(yīng)的功能。如果需要為單片機設(shè)計額外的外部時鐘，則XTAL2應(yīng)懸空。

1 AT89S51管腳說明

AT89S51使用40引腳雙列直插封裝形式，因為該處理器是一種高性能單片機，受引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。VCC（40）：電壓輸出引腳，接+5V電壓。GND（20）：接地。P0口（39～32）：P0口包括8個開漏的雙向輸入/輸出端口，每個引腳能夠接收8TTL門電流。當P0口的引腳首次置1時，表示該引腳被配置為高阻態(tài)。P0可以通過編程定義為外部數(shù)據(jù)的第八位，實現(xiàn)對外部數(shù)據(jù)的存儲。對單片機的Flash進行編程時，P0口進行數(shù)據(jù)的原碼輸入，對單片機的Flash進行校驗時，P0口作為數(shù)據(jù)的原碼輸出。

P1口（1～8）：P1口包括8個內(nèi)部上拉的雙向輸入/輸出端口，每個引腳能吸收4TTL門電流。當程序?qū)1口的引腳置1時，該引腳電阻上拉為高電平，能夠作為外部輸入端口，而當程序?qū)1口的引腳置為0時，該引腳電阻下拉為低電平，此時將作為輸出端口。對單片機的Flash進行編程或校驗時，P1口作為數(shù)據(jù)第八位進行接收。

P2口（21～27）：P2口包括8個內(nèi)部上拉的雙向輸入/輸出端口，每個引腳可接收4TTL門電流。當程序?qū)2口的引腳寫“1”時，該引腳電阻上拉為高電平，能夠作為外部輸入端口，P2口可以利用上拉電阻的優(yōu)勢，在對外部地址進行讀寫時，輸出特殊寄存器內(nèi)容。對單片機的Flash進行編程、校驗時，P2口可以作為第八位進行數(shù)據(jù)接收。

P3口（10～17）：P3口包括8個內(nèi)部上拉的雙向輸入/輸出端口，每個引腳可接收4TTL門電流。當程序?qū)3口的引腳寫“1”時，該引腳電阻上拉為高電平，能夠作為外部輸入端口，因為P3口外部下拉為低電平，P3口將會輸出電流（ILL）。同時，P3口也能

2 防盜系統(tǒng)方案設(shè)計

防盜報警系統(tǒng)以51單片機為處理核心，將熱釋電紅外傳感器與單片機連接，進行盜情的實時監(jiān)測。通過時鐘電路，使單片機穩(wěn)定工作，一旦有人闖入觸發(fā)熱釋電傳感器，通過LED燈和蜂鳴器進行聲光報警，同時撥打報警電話。對于防盜報警系統(tǒng)的硬件設(shè)計，可以將其分為時鐘電路、復(fù)位電路、熱釋電紅外傳感器電路、報警電路等模塊，硬件部分設(shè)計時，處理器使用單片機AT89S51，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)功能的控制。安裝在監(jiān)測點的熱釋電傳感器探測人體輻射的紅外信號并傳輸給單片機，單片機控制報警電路的LED燈和蜂鳴器，實現(xiàn)對盜情的自動監(jiān)測。但報警不能一直持續(xù)，需要設(shè)計報警自動解除和手動按鍵解除兩種功能。

2.1 時鐘電路編程

時鐘是單片機正常工作的前提，單片機的每次指令處理和運算都是以時鐘的振蕩頻率為基準。因此，單片機的工作狀態(tài)和工作速度都依賴于時鐘，其工作穩(wěn)定性也受制與時鐘的好壞。AT89S51單片機的振蕩器由反相放大電路組成，可以通過該電路產(chǎn)生時鐘。

通過對單片機的XTAL1和XTAL2兩個管腳接相應(yīng)的晶體振蕩器，實現(xiàn)對單片機工作頻率的控制。不同的振蕩方式，兩個管腳的配置方式也不同，如果使用外部器件驅(qū)動單片機時，兩個端口應(yīng)懸空。

2.2 復(fù)位電路編程

AT89S51單片機有專門的復(fù)位引腳，因此復(fù)位電路的設(shè)計只需要在相應(yīng)引腳進行連接，完成單片機的復(fù)位操作。復(fù)位的作用是使單片機內(nèi)部的程序存儲器從某一地址重新執(zhí)行相關(guān)程序，實現(xiàn)從異常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)。在單片機最初工作時，內(nèi)部的程序并不能立即開始執(zhí)行相應(yīng)的操作，而是需要一定的復(fù)位準備時間。此時時鐘電路開始振蕩，電路產(chǎn)生高電平便可以實現(xiàn)初始狀態(tài)的復(fù)位操作，使得單片機可以從某一固定地址開始執(zhí)行程序。

復(fù)位電路分為自動復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種，本文設(shè)計的防盜報警系統(tǒng)使用按鍵完成相應(yīng)的復(fù)位操作。按鍵復(fù)位的好處是當程序出現(xiàn)卡死、跑飛等異常情況時，可以直接人為按鍵，給復(fù)位管腳手動引入高電平，實現(xiàn)相應(yīng)的復(fù)位操作。將5V電壓通過按鍵與RST管腳連接，便可以實現(xiàn)手動按鍵復(fù)位。當完成復(fù)位操作后，單片機的相關(guān)引腳都會置為最初上電時的狀態(tài)，并將程序從主函數(shù)開始重新執(zhí)行。

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