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单片机控制红外防入侵装置摘要：51 单片机具有体积小、功能强、可靠性高、价格低廉等一系列优点，不仅已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔作为 51 单片机的精简版本，AT89C2051 单片机拥有结构简单，体积小，编程容易等诸多优点，所以在电子制作中得到广泛应用本文采用AT89C2051 单片机制作的防入侵装置结构简单，实用性强装置自带电源及报警电路，电路均采用常规器件，程序简单，实现方便，略有电子制作方面的基础即可动手制作关键字: 51 单片机 电源 防入侵Abstract:The single-chip 51 has a series of strongpoints, such as small volume, rich function, high dependability and low price, which makes it become not only the intelligentize control facility in the field of industrial control, but also the common things appear everywhere in our work and daily life. This effectively promote the tec- hnical transformation in kinds of vocations and promises itself a expand foreground. As the simplified edition of the single-chip 51, AT89C2051 has a simple structure, small size and easy programming and many other advantages. Therefore, the production of electronics has widely used it. In this paper, AT89C2051 anti-invasion producing single-chip device structure is simple and practical. Bring its own electrical source and the police power circuit, using conventional circuit devices, procedures simple, easy to achieve, a little electronic production can be the basis for hands-on production.Key words: single-chip 51 electrical source anti-invasion一、系统概述单片机控制红外报警装置用当前最流行的 AT89C2051 单片机控制，采用555 定时器进行声光报警。

本装置体积小，成本低；用红外线收发管进行信号检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰；系统自带变压整流装置，可直接接入市电工作；当有人试图闯入警戒范围时，能自动进行声光报警二、器件说明1、51 单片机简介：AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容 ①．主要特性：·与 MCS-51 兼容 ·4K 字节可编程闪烁存储器 · 寿命：1000 写/擦循环· 数据保留时间：10 年·全静态工作：0Hz-24Hz·三级程序存储器锁定·128*8 位内部 RAM·32 可编程 I/O 线·两个 16 位定时器/计数器·5 个中断源 ·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式·片内振荡器和时钟电路 ②．管脚说明：VCC：供电电压GND：接地P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。

在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4 个TTL 门电流当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故RST：复位输入当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间ALE/PROG：当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0此时, ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用另外,该引脚被略微拉高如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效PSEN：外部程序存储器的选通信号在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号将不出现。

EA/VPP：当/EA 保持低电平时,则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）,不管是否有内部程序存储器注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为RESET;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器在 FLASH 编程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入XTAL2：来自反向振荡器的输出③．振荡器特性：XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出该反向放大器可以配置为片内振荡器石晶振荡和陶瓷振荡均可采用如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2 应不接有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度2、555 时基电路下图是 555 定时器内部组成框图它主要由两个高精度电压比较器A1、A 2，一个 RS 触发器，一个放电三极管和三个 5KΩ 电阻的分压器而构成1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 22-Jun-2005 Sheet of File: E:\书书书\书书书书书书书\书书书书.ddbDrawn By:5K5K5K+-TQ&& Q+- AASRV1V21DQVTHTLV RCCVSS128 456 3712CD各个引脚功能如下：1 脚：外接电源负端 VSS 或接地，一般情况下接地。

8 脚：外接电源 VCC，双极型时基电路 VCC 的范围是 4.5 ~ 16V，CMOS 型时基电路 VCC 的范围为 3 ~ 18V一般用 5V3 脚：输出端 Vo2 脚： 低触发端TL6 脚：TH 高触发端4 脚： 是直接清零端当 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论 、DRDR TLTH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平5 脚：VC 为控制电压端若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只 0.01μF 电容接地，以防引入干扰7 脚：放电端该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电在 1 脚接地，5 脚未外接电压，两个比较器 A1、A2 基准电压分别为的情况下，555 时基电路的功能如表所示CV3,2555 的功能表清零端 DR高触发端 TH 低触发端 TLQn+1 放电管 T 功能0 0 导通 直接清零1 CV32C310 导通 置 01 1 截止 置 11 C32C31Qn 不变 保持本文中采用 555 多谐振荡器，其电路和工作波形如下：1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 11-Jul-2005 Sheet of File: E:\书书书\书书书书书书书\书书书书.ddbDrawn By:R2R1C 0.01uF4 87631 52VCCvOvC 555 tVOVCVOHVOLtVCC3213VCCOOTTPH TPLC10.1uF10K1KTHTL5Vttt t本文中，R 1=10K，R 2=100K，C=0.1uF 。

电容器充电时间 T1=0.7(R1+R2)C=0.77ms放电时间 T2=0.7R2C=0.7ms三、 硬件设计1、 系统框图电源电路 单片机系统声光报警电路市电+5V2、 硬件电路电路原理如图 1 所示可将该电路分为三部分① 电源电路220V 交流市电经变压器 T 降压，桥式整流器 D1 整流，电解电容 C7 滤波，三端稳压器 78L05 稳压，最后得到整机要求的+5V 稳定直流电源② 单片机系统电路U1为AT89C2051 单片机C1 ，R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路；C2，C3以及晶振JT1 组成时钟电路； C4，C5 为+5V电源滤波电容U2为CMOS6 反相器CC4069 ，起驱动作用 VD1~VD6为红外发射管，其负极端接与P1 口，P1 口设置为输出状态，当 P1口为“0”时，VD1~VD6发红外光VD7~VD12为红外接收管，当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7~VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3.0~P3.5为低电平发射管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置，当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止，反相器输入端为低电平，这时U1的P3.0~P3.5为高电平。

当在一定时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）驱动声光报警电路，进行声光报警，直至按复位按钮RESET或电源开关S1由于红外收发管之间没有遮挡时为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出 00H时，P3口的正常状态数据为00H③、声光报警电路555 定时器 U4，扬声器 BY，普通红色发光二极管 VD13 等组成声光报警电路其中 555 定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端 5 脚与单片机 AT89C2051 的 P3.7 脚相连，受 P3.7 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲信号控制当 P3.7 为高电平时控制电压 Uco 较高，阈值电压 UT+（=Uco）和 UT-（=1/2Uco ）也较高；当 P3.7 为低电平时 UT+和 UT-也较低当 UT+较高时，电容 C9 充、放电的电压幅度较大，因而振荡频率较低反之，当 UT+较低时，电容 C9 充、放电过程中电压变化幅度较小，充、放电过程完成得较快，故振荡频率较高即当 P3.7=1 时，555 输出脉冲的振荡频率较低；当P3.7=0 时， 555 输出脉冲的振荡频率高。

该输出脉冲经过隔直电容 C8 加到扬声器上，扬声器将交替发出高、低不同的两种叫声同时，P3.7 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲信号经电阻 R8 加到红色发光二极管 VD13 上，VD13 将闪烁发光达到声光同时报警的效果四、 软件。