筆者在業(yè)余時間設計制作了一臺紅外線防盜報警器。具有以下特點：用當今最流行的AT89C2051單片機控制，體積小，成本低；用紅外線收發(fā)管進行檢測，安裝隱蔽，不易被發(fā)現；探測信號采用脈沖信號，節(jié)能且抗干擾；當有人試圖闖入室內時，能自動進行聲光報警。現將該報警器原理介紹如下，供廣大單片機愛好者參考。
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部分。
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1、電源電路。220V交流市電經變壓器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，最后得到整機要求的+5V穩(wěn)定直流電源。
2、單片機系統。U1為AT89C2051單片機。C1，R0，R1和復位按鈕RESET組成手動電平復位和上電自動復位電路；C2，C3以及晶振JT1組成時鐘電路；C4，C5為+5V電源濾波電容。U2為CMOS6反相器CC4069，起驅動作用。VD1~VD6為紅外發(fā)射管，其負極端接與P1口，P1口設置為輸出狀態(tài)，當P1口為“0”時，VD1~VD6發(fā)紅外光。VD7~VD12為紅外接收管，當接收到紅外光時導通，+5V電源通過VD7~VD12加到反相器CC4069的輸入端，經反相為低電平，這時P3.0~P3.5為低電平。發(fā)射管和接收管分別安裝在門和窗口的適當位置，當有人闖入時遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，這時U1的P3.0~P3.5為高電平。當在一定時間內檢測到位于不同位置的光束被遮擋時，則由P3.7口輸出報警信號（高低電平間隔1S的脈沖信號）。驅動聲光報警電路，進行聲光報警，直至按復位按鈕RESET或電源開關S1。由于紅外收發(fā)管之間沒有遮擋時為正常，有遮擋時為異常，則當P1口輸出00H時，P3口的正常狀態(tài)數據為00H。
3、聲光報警電路。555定時器U4，揚聲器BY，普通紅色發(fā)光二極管VD13等組成聲光報警電路。其中555定時器接成了一個低頻多諧振蕩器，其控制電壓輸入端5腳與單片機AT89C2051的P3.7腳相連，受P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈沖信號控制。當P3.7為高電平時控制電壓Uco較高，閾值電壓UT+（=Uco）和UT-（=1/2Uco）也較高；當P3.7為低電平時UT+和UT-也較低。當UT+較高時，電容C9充、放電的電壓幅度較大，因而振蕩頻率較低。反之，當UT+較低時，電容C9充、放電過程中電壓變化幅度較小，充、放電過程完成得較快，故振蕩頻率較高。即當P3.7=1時，555輸出脈沖的振蕩頻率較低；當P3.7=0時，555輸出脈沖的振蕩頻率高。該輸出脈沖經過隔直電容C8加到揚聲器上，揚聲器將交替發(fā)出高、低不同的兩種叫聲。同時，P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈沖信號經電阻R8加到紅色發(fā)光二極管VD13上，VD13將閃爍發(fā)光。達到聲光同時報警的效果。
二、軟件設計
我們的目標是，當檢測到有人闖入時就由P3.7口輸出高低電平間隔1S的脈沖信號去驅動聲光報警電路，產生聲光報警。這可通過使P3.7口每隔1S取反一次實現。而1S時間可通過讓定時器T0（工作于定時方式1）重復定時100ms十次實現。用工作寄存器R1作循環(huán)計數器，初值為10（0AH）。采用中斷方式編程，整個軟件由主程序和中斷服務程序兩部分構成。
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YES
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NO
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NO
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YES
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開始
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系統初始化
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有人闖入？
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啟動定時
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時間到嗎？
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轉報警程序
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圖2 主程序流程圖
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等待時間到
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?? 
?? 程序清單如下：
????? ORG? 0000H
????? AJMP? MAIN???? ；轉向主程序???????
????? ORG? 000BH???? ；定時器T0中斷入口
????? LJMP? BJ?????? ；轉向中斷服務程序
??? ??ORG? 0030H
MAIN：MOV? SP，#50H? ；設置堆棧棧底
????? MOV? R1，#0AH? ；設置循環(huán)計數器初值
????? MOV? P3，#00H? ；設置P3口為正常狀態(tài)
????? MOV? P1，#00H ?；使VD1~VD6發(fā)紅外光
MOV? TMOD，#01H；設T0為定時方式1
????? MOV? TH0，#3CH ；設置定時100ms初值
????? MOV? TL0，#0B0H
????? SETB? EA??????? ；CPU開中斷
????? SETB? ET0??? ???；定時器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T0定時100ms
????? SJMP? $???????? ；等待定時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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保護現場
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圖3? 中斷服務程序流程圖
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重設定時初值
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恢復現場
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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?????? ；現場保護
??? ??PUSH? PSW
????? MOV? TH0，#3CH? ；重設定時初值
????? MOV? TL0，#0B0H
????? DJNZ? R1，FH??? ；1S未到返回
????? MOV? R1，#0AH?? ；重設計數器初值
????? CPL? P3.7?????? ；P3.7口取反
? FH：POP? PSW??????? ；恢復現場
????? POP? Acc
????? RETI??????????? ；中斷返回
????? END
三、系統調試
1、軟件調試。先在Keilc51環(huán)境中進行軟件調試，再利用編程器將調試好的程序固化到AT89C2051單片機中。
2、硬件調試
（1）檢查線路應焊接無誤。（2）電源電路調試。斷開負載，用萬用表測量78L05的3腳應有+5V電壓。（3）先不裝入AT89C2051單片機，用短路線把U1插座的12腳接地，調整VD1和VD7的安裝位置和角度，測量U1插座的2腳電壓。當VD1和VD7之間無遮擋時2腳電壓為0伏，有遮擋時為+5伏。用相同方法反復調整其他幾對紅外收發(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。
