基于单片机防盗报警系统的设计

基于单片机防盗报警系统的设计内容摘要：

地。 外部晶振引线 （ 1） XTAL1—— 片内振荡器反向放大器和时钟发生线路的输入端。 使用片内振荡器，连接外部石英晶体和微调电容。 （ 2） XTAL2—— 片内振荡器反向放大器的输出端。 使用片内振荡器，连接外部石英晶体和微调电容。 当使用外部振荡器时，引脚 XATL1 接收振荡器信号， XATL2 悬 空。 结构原理 AT89C51基本组成框图如图。 下面简要说明各部分的组成及功能： 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 II 图 AT89C51 基本组成框图 中央处理器 单片机的中央处理器（ CPU）是单片机的核心，完成运算和控制操作。 中央处理器主要包括运算器和控制器。 运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。 其 中包括算术和逻辑运算单元 ALU、累加器 ACC、 B寄存器、程序状态字 PSW 和两个暂存器等。 控制器是识别指令并根据指令性质协调计算机内各组成单元进行工作的部件。 控制器主要包括程序计数器 PC（ Program Counter）、 PC 增量器、指令寄存器、指令译码器、定时及控制逻辑电路等。 其功能是控制指令读入、译码和执行，并对指令执行过程进行定时和逻辑控制。 存储器 单片机内部的存储器分别为程序存储器和数据存储器。 程序存储器主要用来存储指令代码和一些常数及表格。 程序在开发和调试成功之后就永久性地驻留在程序存储器中，在停机断电状态下代码也中断控制 CPU 片内Flash 存储器 总线控制 片内 RAM 4 个 I/O 端口 定时器 1 定时器 0 ETC 振荡器 串行端口 TXD RXD P0 P2 P1 P3 计数器 输入 外部中断 扩展中断 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 不会丢失。 程序存储器在操作运行过程中只读不写，因而又被称为只读存储器 ROM（ Read Only Memory）。 用随机存储器 RAM（ Random Access Memory）来存储程序运行期间的工作变量和数据，所以又被称为数据存储器。 一定容量的 RAM 集成在单片机内，提高了单片机的运行速度，也降低了功耗。 标准 AT89 单片机的程序存储器采用 4KB 的快速擦写存储器 Flash Memory,编程和擦除完全是电气实现。 标准 AT89 单片机 含有 128*8 位 RAM，采用单字节地址。 实际上片内的字节地址空间是 256 个（ 00H～ FFH） ,其中高 128 字节地址 (80H～ FFH)被特殊功能寄存器 SFR 占用 ,用户只能使用低 128 字节单元 (00H～ 7FH)来存放可读 /写的数据。 外围接口电路 CPU 与外围设备的信息的交换都要通过接口电路来进行。 这主要是解决 CPU 的高速处理能力和外部设备低速运行之间的速度匹配问题，并可以有效地提高 CPU 的工作效率；同时也提高了 CPU 对外的驱动能力，输出接口电路具有锁存器和驱动器，输入接口电路具有三态门控制，成为接口电路的 基本特征。 时钟振荡电路 单片机芯片内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容都需要外接。 AT89C51 的晶振频率为高为 24MHz。 AT89C51定时器 /计数器相关的控制寄存器介绍： 定时器 /计数器的控制寄存器 TCON 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 工作方式控制寄存器 TMOD TMOD 用于设定定时器 /计数器的工作方式，不可位寻址，只能用字节传送指令，字节地址为 89H，其各位定义如下： C/T 计数方式 /定时方式选择位。 C/T=0，选择定时工作方式； C/T=1，选择计数工作方式。 M1 和 M0 工作方式选择位。 M1M0=00，选择工作方式 0； M1M0=01，选择工作方式 1； M1M0=10，选择工作方式 2； M1M0=11，选择工作方式 3。 中断允许寄存器 IE 中断优先级寄存器 IP MAX708芯片介绍 MAX708 具有比较器、手动复位、两组复位电平输出的电源监控芯片 , 是一种微处理器电源监控芯片，可同时输出高电平有效和低电平有效的复位信号。 复位信 号可由 VCC 电压、手动复位输入、或由独立的比较器触发。 独立的比较器可用于监视第二个电源信号，为处理器提供电压跌定时 /计数器 1 定时 /计数器 0 位序 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 落的预警功能。 这一功能是为器件发出复位信号前的正常关机、向操作者发送警报、或电源切换而考虑的。 特性 (1)RESET 信号 /RESET 信号输出； (2)域值值为 、用于 电源失效或低电源警告的独立比较器； (3)手动复位输入； (4)需要 100uA 的电源电流； (5)复位域值为： 、 、 ； 引 脚图 MAX708 的引脚图如右所示： 图 MAX708 的管脚图 单片机复位设 RST 引脚是复位输入信号，高电平有效。 在振荡器稳定工作时，在 RST引脚施加两个机器周期（即 24 个晶振周期）以上的高电平，将器件复位。 接口电路如图 所示。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19。 图 MAX708 与 89C51 的接口电路图 图 MAX708 芯片，因为 8255也需要复位，用该芯片可以使单片机和 8255 同时复位。 所以 ,MAX708 与AT89C51 及 8255 的接口电路如 所示。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 图 MAX708 与 89C51 及 8255A 的接口电路图 8255A 芯片介绍 8255A是 INTEL公司生产的可编程输入输出接口芯片，它具有 3个 8位的并行 I/O口分别称为 PA口、 PB口、 PC口又分为高 4位口（ 4~7 PCPC ）和低 4位（ 0~3 PCPC ），它们都可以通过软件编程来改变 I/O口的工作方式。 8255A可以与单片机直接接口， 具体 接口电路图如图。 8255A 的引脚和结构 8255A的引脚如图。 8255A的结构框图如图。 它由以下几个部分组成： 数据端口 A、 B、 C 8255A有三个位并行口， PA、 PB和 PC。 都可以选择作为输入输出工作模式，但在功能和结构上有一些差异。 （ 1） PA口：一个 8位数据输出锁存器和缓冲器；一个 8位数据输入锁存器。 （ 2） PB口：一个 8位数据输出锁存器和缓冲器；一个 8位数据输入缓冲器。 （ 3） PC口：一个 8位的输出锁存器；一个 8位数据输入缓冲器。 通常 PA口、 PB口作为输入输出口， PC可作为输入输出口，也可在软件的控制下，分为两个 4位的端口，作为端口 A、 B选通方式操作时的状态控制 信号。 D0～ D7： 8位三态双向输入 /输出通道是 8255A与 CPU接口的数据总线。 RESET：高电平动作。 复位时， 8255A的 PA、 PB、 PC口与控制寄存器将被消除， PA、 PB、 PC口皆被设定为输入口模式。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 /CS：芯片选择，低电平动作。 当 /CS=0时， 8255A被选择；当 /CS=1时，8255A无法与 CPU做数据传输。 /RD：读取使能，低电平动作。 /RD=0且 /CS=0时， CPU从 8255A读取数据。 /WR：写入使能，低电平动作。 /WR=0且 /CS=0时， CPU将数据写入 8255A。 A0、 A1：地址选择线，用来选择 8255A的 PA口、 PB口、 PC口和控制寄存器。 如表。 表 地址选择 A0 A1 被选中的端口名 0 0 PA口 0 1 PB口 1 0 PC口 1 1 控制寄存器 8255A的内部结构 (1)8255A的方块图包括 4个部分：（如图 ） ① 数据总线缓冲器 （ Data Bus Buffer） ② 读 /写控制逻辑 （ R/W Control Logic） ③A 、 B组控制单元 (Group A amp。 Group B Control) ④PA 口、 PB口、 PC口 （ PA0～ PA7,PB0～ PB7,PC0～ PC7） (2)数据总路线缓冲器：三态双向 8位用来传输数据 ,为 CPU和 8255间的接口。 当 CPU执行 “ 读取 ” 或 “ 写入 ” 时，都经由此数据总线缓冲器传送或接收数据码、控制命令码等。 (3)读 /写控制逻辑：其功能是用来控制数据与控制字的传输。 从 CPU接收到 A0、 A /RD、 /WR、 /CS及 RESET等控制信号，然后产生各种不同动作。 当 RESET复位时，控制寄存器被清除，且 PA、 PB、 PC口被设定为输入口，因此 RESET引脚应与 CPU的 RESET接在一起，产生一致的复位动作。 /CS、 /RD河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 与 /WR均为低电平使能 ,当 /CS=0时 ,8255A被使能 ,A0、 A1为寄存器寻址输入线，配合 /RD、 /WR用来选择 3个输入输出寄存器、控制寄存器 ,并控制信息传送方向。 如表。 （ 4） A组和 B组控制电路： 这是两组根据 CPU的命令字控制 8255工作方式的电路。 每组控制电路从读、写控制逻辑接受各种命令，从内部数据接受控制字（即指令）并发出适当的命令到相应的端口。 A组控制电路控制 A口及 C口的高 4位； B组控制电路控制 B口及 C的低 4位。 8255的工作方式 8255有 3中工作方式，即方式 0、方式 方式 2，如图。 方式 0（基本输入 /输入方式）。 这种方式不需要任何选通信号。 两个 8位端口（口 A和口 B）和两个 4位端口（口 C）。 A口、 B口及 C口的高 4位和低 4位都可以设定为输入或输出。 作为输出口 时，输出的数据都被锁存；作为输入口时，输入数据不锁存。 在方式 0时，各个端口的输入、输出可有 16种不同的组合。 方式 1（选通输入 /输出方式）。 在这种方式下 ,A、 B、 C三个口分为两组： A组包括 A口和 C口的高 4位，A口可由编程设定为输入口或输出口，若悬河 C口的高 4位用来作为输入 /输出操作的控制和同步信号； B组包括 B口和 C口的低 4位， B口同样由编程设定输入或输出口， C口的低 4位用来作为输入 /输出操作的控制和同步信号；任何一个端口都有可做为输入或输出；若只有一个端口工作于方式 1，余下的 13位，可以工作在方式 0下 ； A口和 B口 的输入数据输出数据都被锁存。 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 b. 内部功能结构 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 图 8255A引脚和结构图 表 8255A端口选择及功能 A0 A1 RD WR CE 操 作 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 X X 1 1 X X 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 X X 1 0 1 0 1 1 0 A口 数据总线 B口 数据总线 C口 数。