传感器课程设计-基于单片机的红外报警系统设计.doc

传感器课程设计

基 于 单 片 机 的 红 外 报 警 系 统 设 计 4

2016 年 6 月

目录

一、设计要求....................................................................................................................................1

1、存在的问题..........................................................................................................................1

2、选题依据..............................................................................................................................1

3、基础知识..............................................................................................................................1

3.1 热释红外传感器简单介绍..........................................................................................1

3.2 STC89C51 单片机的简单概述...................................................................................2

3.2 各功能模块设计方案..........................................................................................................8

3.2.1 声光报警模块：.......................................................................................................8

3.2.2 数码显示模块：.......................................................................................................8

3.2.3 红外探测器模块：...................................................................................................8

3.3 主机电路设计............................................................................................................................10

3.3.1 主机部分.........................................................................................................................10

3.3.2 内部时钟电路的设计.....................................................................................................11

3.3.3 外部时钟电路的设计.....................................................................................................11

3.3.4 蜂鸣器电路的设计.........................................................................................................12

3.3.5 复位电路的设计.............................................................................................................12

电路原理图、印制板图..................................................................................................................16

原理图......................................................................................................................................16

实物图......................................................................................................................................17

元器件清单......................................................................................................................................18

程序清单..........................................................................................................................................19

STC89C51 单片机是美国 Stcmel 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内

含 4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器

(RAM),器件采用 Stcmel 公司的高密度、非异失性存取技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系

统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大【3】。STC89C51 单

片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

图 2-2 为 STC89C51 单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成

了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括 CPU、存储器、可编程 I/O 口、定时器/计数

器、串行口等，各部分通过内部总线相连。

下面介绍几个主要部分。

STC89C51 的 CPU 是一个字长为 8 位的中央处理单元，即它对数据的处理是按字节为单位

2.数据存储器（内部 RAM）

芯片中共有 256B 的 RAM 单元，但其中后 128 个单元（80H-0FFH）被专用寄存器占

因此常说的内部数据存储器是指前 128 个单元，简称内部 RAM。

3.程序存储器（内部 ROM）

芯片内部有 4 KB 的掩膜 ROM，可用于存放程序、原始数据和表格等，因此称为程序

输出。

6. 串行口

STC89C51 有 1 个全双工的可编程串行口，以实现单片机和其他设备之间的串行数据传

送。该串行口功能较强，既可以作为全双工异步通信收发器使用，也可以作为同步移位寄存

器使用。

7.中断控制系统

STC89C51 的中断系统功能较强，可以满足一般控制应用的需要。它共有 5 个中断

源：2 个外部中断源/INTO 和/INT1 ；3 个内部中断源，即 2 个定时/计数中断，1 个串

行口中断。

8. 时钟电路

STC89C51 单片机芯片内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需要外接。时钟电路为

单片机产生时钟脉冲序列，系统允许的最高晶振频率为 12MHz。

STC89C51 较详细的内部结构如图 2-3 所示。

STC89C51 是一种高效微控制器。采用 40 引脚双列直插封装（DIP）形式，如图 2-4 所

示。STC89C51 单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二

功能。

GND：接地。

P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管

脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为

数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0

输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。

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