筆者在業(yè)余時(shí)間設(shè)計(jì)制作了一臺(tái)紅外線防盜報(bào)警器。具有以下特點(diǎn)：用當(dāng)今最流行的AT89C2051單片機(jī)控制，體積小，成本低；用紅外線收發(fā)管進(jìn)行檢測(cè)，安裝隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)；探測(cè)信號(hào)采用脈沖信號(hào)，節(jié)能且抗干擾；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。現(xiàn)將該報(bào)警器原理介紹如下，供廣大單片機(jī)愛(ài)好者參考。
一、硬件電路
電路原理圖如圖1所示。可將該電路分為以下三個(gè)部分。
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1、電源電路。220V交流市電經(jīng)變壓器T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+5V穩(wěn)定直流電源。
2、單片機(jī)系統(tǒng)。U1為AT89C2051單片機(jī)。C1，R0，R1和復(fù)位按鈕RESET組成手動(dòng)電平復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位電路；C2，C3以及晶振JT1組成時(shí)鐘電路；C4，C5為+5V電源濾波電容。U2為CMOS6反相器CC4069，起驅(qū)動(dòng)作用。VD1~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)，VD1~VD6發(fā)紅外光。VD7~VD12為紅外接收管，當(dāng)接收到紅外光時(shí)導(dǎo)通，+5V電源通過(guò)VD7~VD12加到反相器CC4069的輸入端，經(jīng)反相為低電平，這時(shí)P3.0~P3.5為低電平。發(fā)射管和接收管分別安裝在門(mén)和窗口的適當(dāng)位置，當(dāng)有人闖入時(shí)遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，這時(shí)U1的P3.0~P3.5為高電平。當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到位于不同位置的光束被遮擋時(shí)，則由P3.7口輸出報(bào)警信號(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)警，直至按復(fù)位按鈕RESET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)P1口輸出00H時(shí)，P3口的正常狀態(tài)數(shù)據(jù)為00H。
3、聲光報(bào)警電路。555定時(shí)器U4，揚(yáng)聲器BY，普通紅色發(fā)光二極管VD13等組成聲光報(bào)警電路。其中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P3.7腳相連，受P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈沖信號(hào)控制。當(dāng)P3.7為高電平時(shí)控制電壓Uco較高，閾值電壓UT+（=Uco）和UT-（=1/2Uco）也較高；當(dāng)P3.7為低電平時(shí)UT+和UT-也較低。當(dāng)UT+較高時(shí)，電容C9充、放電的電壓幅度較大，因而振蕩頻率較低。反之，當(dāng)UT+較低時(shí)，電容C9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，故振蕩頻率較高。即當(dāng)P3.7=1時(shí)，555輸出脈沖的振蕩頻率較低；當(dāng)P3.7=0時(shí)，555輸出脈沖的振蕩頻率高。該輸出脈沖經(jīng)過(guò)隔直電容C8加到揚(yáng)聲器上，揚(yáng)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R8加到紅色發(fā)光二極管VD13上，VD13將閃爍發(fā)光。達(dá)到聲光同時(shí)報(bào)警的效果。
二、軟件設(shè)計(jì)
我們的目標(biāo)是，當(dāng)檢測(cè)到有人闖入時(shí)就由P3.7口輸出高低電平間隔1S的脈沖信號(hào)去驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路，產(chǎn)生聲光報(bào)警。這可通過(guò)使P3.7口每隔1S取反一次實(shí)現(xiàn)。而1S時(shí)間可通過(guò)讓定時(shí)器T0（工作于定時(shí)方式1）重復(fù)定時(shí)100ms十次實(shí)現(xiàn)。用工作寄存器R1作循環(huán)計(jì)數(shù)器，初值為10（0AH）。采用中斷方式編程，整個(gè)軟件由主程序和中斷服務(wù)程序兩部分構(gòu)成。
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YES
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NO
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NO
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YES
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開(kāi)始
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系統(tǒng)初始化
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有人闖入？
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啟動(dòng)定時(shí)
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時(shí)間到嗎？
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轉(zhuǎn)報(bào)警程序
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圖2 主程序流程圖
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等待時(shí)間到
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?? 
?? 程序清單如下：
????? ORG? 0000H
????? AJMP? MAIN???? ；轉(zhuǎn)向主程序???????
????? ORG? 000BH???? ；定時(shí)器T0中斷入口
????? LJMP? BJ?????? ；轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序
??? ??ORG? 0030H
MAIN：MOV? SP，#50H? ；設(shè)置堆棧棧底
????? MOV? R1，#0AH? ；設(shè)置循環(huán)計(jì)數(shù)器初值
????? MOV? P3，#00H? ；設(shè)置P3口為正常狀態(tài)
????? MOV? P1，#00H ?；使VD1~VD6發(fā)紅外光
MOV? TMOD，#01H；設(shè)T0為定時(shí)方式1
????? MOV? TH0，#3CH ；設(shè)置定時(shí)100ms初值
????? MOV? TL0，#0B0H
????? SETB? EA??????? ；CPU開(kāi)中斷
????? SETB? ET0??? ???；定時(shí)器0允許中斷
? JS：MOV? A，P3????? ；監(jiān)視是否有人闖入
????? CJNE? A，#00H，LP
????? AJMP? JS
? LP：SETB? TR0?????? ；啟動(dòng)T0定時(shí)100ms
????? SJMP? $???????? ；等待定時(shí)100ms完成
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1S到嗎？
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P3.7取反
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中斷返回
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保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)
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圖3? 中斷服務(wù)程序流程圖
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重設(shè)定時(shí)初值
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恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)
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YES
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NO
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??? 
?? 程序清單如下：
????? ORG? 0060H
BJ：PUSH? Acc?????? ；現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)
??? ??PUSH? PSW
????? MOV? TH0，#3CH? ；重設(shè)定時(shí)初值
????? MOV? TL0，#0B0H
????? DJNZ? R1，F(xiàn)H??? ；1S未到返回
????? MOV? R1，#0AH?? ；重設(shè)計(jì)數(shù)器初值
????? CPL? P3.7?????? ；P3.7口取反
? FH：POP? PSW??????? ；恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)
????? POP? Acc
????? RETI??????????? ；中斷返回
????? END
三、系統(tǒng)調(diào)試
1、軟件調(diào)試。先在Keilc51環(huán)境中進(jìn)行軟件調(diào)試，再利用編程器將調(diào)試好的程序固化到AT89C2051單片機(jī)中。
2、硬件調(diào)試
（1）檢查線路應(yīng)焊接無(wú)誤。（2）電源電路調(diào)試。斷開(kāi)負(fù)載，用萬(wàn)用表測(cè)量78L05的3腳應(yīng)有+5V電壓。（3）先不裝入AT89C2051單片機(jī)，用短路線把U1插座的12腳接地，調(diào)整VD1和VD7的安裝位置和角度，測(cè)量U1插座的2腳電壓。當(dāng)VD1和VD7之間無(wú)遮擋時(shí)2腳電壓為0伏，有遮擋時(shí)為+5伏。用相同方法反復(fù)調(diào)整其他幾對(duì)紅外收發(fā)管的位置和角度。使U1插座的3、6、7、8、9各腳的電壓符合要求。（4）將固化好程序的AT89C2051插入電路中的U1插座上，接上電源即可工作。
