光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等。
    光电耦合器件（简称光耦）是把发光器件（如发光二极管）和光敏器件（如光敏三极

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管）组装在一起，通过光线实现耦合构成电 光和光 电的转换器件。在光电耦合器输入
端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的
受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光
一电的转换[9]。
光电耦合器分为很多种类。
    当电信号送入光电耦合器的输入端时，发光二极管通过电流而发光，光敏元件受到光
照后产生电流，CE 导通；当输入端无信号，发光二极管不亮，光敏三极管截止，CE 不

“

通。对于数位量，当输入为低电平 0”

“

时，光敏三极管截止，输出为高电平 1”；当输入为

“

高电平 1”

“

时，光敏三极管饱和导通，输出为低电平 0”。若基极有引出线则可满足温度补

偿、检测调制要求。这种光耦合器性能较好，价格便宜，因而应用广泛。
2.6 蜂鸣器
    蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打
印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
报警器的种类很多，比如：扬声器、蜂鸣器等，本设计中选用电磁式蜂鸣器作为报警器。
电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产
生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相
互作用下，周期性地振动发声[10]。
3 单片机 AT89C51
    单片机(Single-Chip-Microcomputer)又称为单片微控制器，其基本结构是将微型计算机
的基本功能部件：中央处理器（CPU）、存储器、输入口、输出口、定时器/计数器、中断系
统等全部集中在一个半导体芯片上。
    单片机结构上的设计，在硬件、指令系统及I/O 能力等方面都有独到之处，具有较强而
有效的控制功能。虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从其逻辑功能上来看，都
具有微机系统的含义。另一方面，单片机毕竟是一个芯片，只有外加所需的输入、输出设
备，才可以构成实用的单片机应用系统[11]。
3.1 AT89C51 芯片
        AT89C51 是 一 种 带 4K 字 节 闪 烁 可 编 程 可 擦 除 只 读 存 储 器 （ FPEROM—Falsh 
Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，
俗称单片机。该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的
MCS-51 指令集和输出管脚相兼容[12]。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个
芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种
灵活性高且价格低廉的方案。
3.2 定时器
    8051 单片机内部有两个 16 位可编程定时器/计数器，记为 T0 和 T1。它的工作方式可以
通过指令对相应的特殊功能寄存器编程来设定，或作定时器用，或作外部事件计时器用。
定时器/计数器在硬件上由双字节加法计数器 TH 和 TL 组成。作定时器使用时，计数脉冲
由单片机内部振荡器提供，计数频率为 f /12,每个机器周期加 1[13]。
    8051 单片机定时器/计数器的工作方式由特殊功能寄存器 TMOD 编程决定，定时器/计
数器的启动运行由特殊功能寄存器 TCON 编程控制。不论用作定时器还是计数器，每当产
生溢出时，都会向 CPU 发出中断请求。单片机的定时器的工作原理是利用了寄存器的溢
出来触发中断的,所以在写定时器的时候就要去算计数的增量,再根据单片机的晶振的频率
就可以算出确定的时间了。定时器主要用到了 2 个寄存器,一个为 TCON,另一个为