51单片机小区报警系统的设计+电路原理图+源程序代码(3)
2. 硬件设计
2.1 系统硬件实现的总体方案
设计是以单片机为核心构成防盗报警系统[5]，采用红外对射式报警器，由红外对射式传感器对布防区进行监控，当探测到入侵信号时驱动自身扬声器器报警，同时从机发射信号；主机接收到从机的编码信号后，经电路处理，输出控制信号，触发蜂鸣器报警，同时与PC机进行USB连接进行通信，PC机上显示入侵地点。
2.2 单片机的简单介绍
单片机就是在一片半导体硅片上集成了中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、并行I/O口、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的微型计算机[6]。这样的一块集成电路芯片具有一台微型计算机的属性，因而被称为单片机微型计算机，简称单片机。
单片机的出现是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。单片机体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，因此，单片机的发展和普及给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。由于单片机体积小，很容易嵌入到系统之中，以实现各种方式的检测、计算和控制，而一般的微型计算机无法做到。由于单片机本身就是一个微型计算机，因此只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展电路，就可以灵活地构成各种应用系统，如工业自动检测监视系统、数据采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等。
不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征，即它们的技术特征均不尽相同，硬件特征取决于单片机芯片的内部结构，用户要使用某种单片机，必须了解该型产品是否满足应用系统要求的特性指标和需要具备的功能。这里的技术特征包括电气特性、控制特性和功能特性等，我们可以通过查阅生产厂商的技术手册得到这些信息。软件特征包括开发支持环境和指令系统特性，指令特性指的是我们熟悉的单片机的数据处理和逻辑处理方式，寻址方式，输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性，支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统，掌握其结构特征和技术特征是必须的。
本设计需要使用AT89S51单片机。
AT89S51单片机的硬件组成：
(1) 8位微处理器(CPU)。
(2) 数据存储器(128B RAM)。
(3) 程序存储器(4KB Flash ROM)。
(4) 4个8位可编程并行I/O口(P0口、P1口、P2口和P3口)。
(5) 一个全双工的异步串行口。
(6) 2个可编程的16位定时器/计数器。
(7) 一个看门狗定时器。
(8) 中断系统具有5个中断源、5个中断向量。
(9) 特殊功能寄存器(SFR)26个。
(10) 3个程序加密锁定位。
AT89S51单片机的引脚图如图3。
图3 AT89S51单片机引脚图
引脚功能介绍如下。
Vcc(40脚)：接+5V电源。
GND(20脚)：接数字地。
XTAL1(19脚)：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。
XTAL2(18脚)：片内振荡器反相放大器的输出端。
RST(RESET,9脚)：复位信号输入端，高电平有效。
/EA/Vpp(Enable Address/Voltage Pulse of Programing,31脚)：/EA(External Access Enable)为该引脚的第一功能，即外部程序存储器访问允许控制端。
ALE/PROG(Address Latch Enable/PROGramming,30脚)：ALE为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供一个地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。
/PSEN(Program Strobe Enable,29脚)：片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。
P0口：8位，漏极开路的双向I/O口。
P1口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。
P2口：8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻。