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1、东 北 石 油 大 学课 程 设 计2011 年 3 月 18 日课 程 单片机原理及应用课程设计 题 目 简易防盗系统设计 院 系 电子科学学院 专业班级 电信 075 班 学生姓名 学生学号 指导教师 东北石油大学课程设计任务书课程 单片机原理及应用课程设计题目 简易防盗系统设计 专业班级 电信 07-5 姓名 学号 一、设计目的：训练学生综合运用己学课程的基本知识，独立进行单片机应用技术开发工作，掌握单片机程序设计、调试，应用电路设计、分析及调试检测。二、设计要求：1. 应用 MCS-51 单片机设计简易防盗系统（光电传感，蜂鸣器） ；2. 采用光电式传感器检测入侵者，用蜂鸣器作为报警器
2、的输出，报警距离大于 2M；3. 硬件设计根据设计的任务选定合适的单片机，根据控制对象设计接口电路。设计的单元电路必须有工作原理，器件的作用，分析和计算过程；4. 软件设计根据电路工作过程，画出软件流程图，根据流程图编写相应的程序，进行调试并打印程序清单；5. 原理图设计根据所确定的设计电路，利用 Protel 等有关工具软件绘制电路原理图、PCB 板图、提供元器件清单。三、参考资料：1 单片微型计算机与接口技术，李群芳、黄建编著，电子工业出版社；2 单片机原理及应用，张毅刚编著，高等教育出版社；3 51 系列单片机及 C51 程序设计，王建校，杨建国等编著，科学出版社；4 单片机原理及接口技
3、术，李朝青编著，北京航空航天大学出版社；完成期限 2011.3.142011.3.18 指导教师 专业负责人 2011 年 3 月 13 日第一章 概 述 .3第二章 MCS51 单片机的基本原理 .42.1 MCS51 单片机的内部结构 .42.2 MCS51 的引脚说明 .62.3 输入输出引脚 .82.4 定时与中断 .11第三章 硬件电路设计 .133.1 电路总体框架 .133.2 复位电路 .153.3 光电式传感器 .163.4 报警电路 .19第四章 程序设计 .194.1 程序设计总体思路 .194.2 主程序代码设计 .214.3 子程序设计 .22结束语 .23参考文献
4、.24致谢 .26附录一 系统电路图 .27附录二 主要源代码 .28第一章 概 述传感器技术是21世界人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。从20世纪80年代起，基于传感器技术的光电防盗报警系统也得到了高速的发展。最早的非可见光束入侵物探测器，有发射机将一个编码信号馈送到一只IR LED中。此LED的输出聚焦成一束很窄的光束，并使其对准远距离仿制的接收机中的一只匹配的IR光敏探测器。此系统是以针尖视线的原理来工作的，它可以被任何一个进入到发射机与接收机透镜之间瞄准直线上的大于针尖的物体所触发。随后又出现了给予被动是红外传感器技术的被动式红
5、外入侵报警器，它能可靠的将运动着的生物体（人）和飘落的物体加以却别，同时它还具有监控范围大，隐蔽性好，抗干扰能力强和误报率低等特点。本设计采用光电式传感器检测入侵者，其基本原理为:传感器感应到入侵者，将其转换成超低频信号，经电路放大，输出。同时由接收装置根据接收到的信号得到高低电平，输出。经判断，再将报警信号通过电路输入到单片机接口上，由单片机根据输入的信号来决定是否对报警电路进行触发。第二章 MCS51 单片机的基本原理2.1 MCS51 单片机的内部结构MCS51 单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总
6、线、地址总线和控制总线等三大总线，如图所示：（1）中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是 8 位数据宽度的处理器，能处理 8 位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。（2）数据存储器(RAM)8051 内部有 128 个 8 位用户数据存储单元和 128 个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据。（3）程序存储器(ROM)8051 共有 4096 个 8 位掩膜 ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。（4）定时/计数器(ROM)：8051
7、 有两个 16 位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。（5）并行输入输出(I/O)口：8051 共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、 P1、P2 或 P3)，用于对外部数据的传输。（6）全双工串行口：8051 内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。（7）中断系统：8051 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2 级的优先级别选择。（8）时钟电路：8051 内置最高频率达 12MHz 的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉
8、冲时序，但 8051 单片机需外置振荡电容。2.2 MCS51 的引脚说明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 FLASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FLASH 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 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
9、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。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写 1 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。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，
10、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。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/ ：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平PROG用于锁存地址的地址字节。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。PSEN：外部程序存储器的选通信号端。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。/VP：当 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器EA（0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，将内部锁定为 RESET；当 端保持高电平时，此间内部程序存储EA器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
