红外防盗报警器.docx

红外防盗报警器.docx

《红外防盗报警器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《红外防盗报警器.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

红外防盗报警器

课程单片机原理及应用课程设计

题目红外防盗报警器

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-5l单片机设计红外防盗报警器；

2.选用被动式红外防盗报警方式，报警输出采用声（喇叭）光（报警灯闪烁）报警；

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术，李朝青编著，北京航空航天大学出版社；

完成期限2011.3.14—2011.3.18

指导教师

专业负责人

2011年3月13日

一、电路原理

1．电路原理及用途

随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。

这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。

本设计包括硬件和软件设计两个部分。

模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。

电路结构可划分为：

热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。

用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。

就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。

单片机应用系统也是有硬件和软件组成。

硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。

单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。

从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：

热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图总体设计框图所示：

图总体设计框图

二、设计步骤和调试过程

1、总体设计电路

2、模块设计及程序

1）处理器AT89C51

处理器采用51系列单片机AT89C51。

整个系统是在系统软件控制下工作的。

设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51单片机。

在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。

驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。

当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。

2）热释电红外传感器原理

本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。

其工作电路原理及设计电路如图所示,在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。

当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。

热释电红外传感器原理图

3）时钟电路的设计

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us[5]。

如图所示为时钟电路。

时钟电路图

4）复位电路的设计

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。

例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。

本设计采用的是外部手动按键复位电路。

如图示为复位电路。

复位电路图

5）红外接收电路的设计

红外接收电路图

如图所示，红外接收头，接收到红外光，然后在内部滤波解调还原出编码信号，在本设计中，我们要求发射电路始终发射一逻辑“1”，那么经解调后，在1脚输出端输出脉宽为“1”的信号，一旦当检测不到“1”,说明电路中可能有物体或其他什么挡住了，我们发射的红外光，此时，立即通知主CPU要求发出报警信号，并通过串口向总控系统发出报警信号。

6）声光报警电路的设计

当红外探测设备检测到有异常情况发生时，立即发出一段报警信息使单片机P1.0输出，让扬声器发出报警声，同时发光管发光。

报警电路

如图所示，单片机的P1.0口输出后加到三极管Q2的基极，Q2集电极接一继电器，发射极接地。

当基极为高电平时，经倒相后集电极输出为低电平，继电器K线圈中有电流流过产生磁场，使开关K吸合，电源一方面通过R20加到蜂鸣器或扬声器两端，使之发声；另一方面通过R22加到发光二极管两端，使之发光。

当单片机端口输出高电平时，三极管Q2截止，集电极输出高电平，继电器不被吸合，因此，蜂鸣器，发光管自然也不会发声，发光。

电路中，二极管D2主要起一个隔离作用，使电流不要倒流。

在程序中，我们只要让P1.0口输出不同频率的信号，在蜂鸣器中就会发出不同的声音，发光管也不停地闪烁，进而达到声光报警的目的。

3.软件的程序实现

●主程序工作流程图

●中断服务程序工作流程图

本主程序实现的功能是：

当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。

同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。

手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图所示；

中断服务程序工作流程图

（1）.主程序如下：

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0003H

LJMPPINT0

ORG0200H

MAIN:

MOVIE,#81H;CPU开放中断，INT0允许中断

SETBIT0;外部中断为边沿触发方式

MOVSP,#30H;指针入口地址

SETBP3.0

CLRP3.1

MOVP1,#0FFH;使P1口全部置1

MOVP2,#00H;P2口清零

CLRP1.2

LP:

JNBP1.0,LA;监测输入信号，是否有输入信号

LA:

ACALLDELAY;延时消抖

JNBP1.0,ALARM;再次监测输入信号，若有输入信号转入报警子程序

AJMPLP

DELAY:

MOVR1,0AAH

LD2:

MOVR2,0BBH

LD1:

NOP

DJNZR2,LD1

DJNZR1,LD2

RET

ALARM:

SETBP1.2;开始报警使运行正常绿指示灯熄灭，红灯和声报警启动

CPLP3.0

CPLP3.1

;10S钟定时:

MOV51H,#14H;10S循环次数

MOVTMOD,#01H;定时器T0定时方式1

MOVTL0,#0B0H;置50ms定时初值

MOVTH0,#3CH

SETBTR0;启动T0

L2:

JBCTF0,L1;查询记数溢出

SJMPL2

L1:

MOVTL0#0B0H

MOVTH0#3CH

DJNZ51H,L2;未到10S继续循环

SETBP3.0;10s到关闭报警

CLRP3.1

CLRP1.2;报警结束，正常运行绿指示灯亮

LJMPLP;循环,继续工作

（2）.外部中断INTO服务程序：

PINT0:

CLREX0;外部中断0服务程序开始，屏蔽外部中断

PUSHPSW

PUSHACC

JNBP3.2,LN;监测是否有中断输入

LN:

LCALLDELAY;延时消抖

JNBP3.2,LN1

AJMPLN2;无中断输入,中断返回

LN1:

SETBP3.0

CLRP3.1

CLRP1.2;使报警结束，绿指示灯亮

POPACC

POPPSW

SETBEX0;开放外部中断0

LCALLLP;在中断继续检测是否有输入信号

LN2:

RETI

END

4、仿真及仿真结果分析

本次课程设计用到的仿真软件有Protues和Keiluvision。

在用Protues进行仿真之前，先要用KEILUVISION软件将我们编写好的汇编程序编译。

具体方法是先新建一项目，之后输入编写的程序，输入完成后保存然后执行项目、编译，在目标文件夹内生成编译好的程序文件，其中*.HEX文件就是我们所需要的目的文件，在之后电路设计好后用于导入AT89C51中执行其功能。

然后在生成*.HEX文件后，进入Protues软件，此时软件已自动打开一新建项目。

我们可直接在其中构建电路图，点击板面左侧按键P，在弹出的Pickdevices对话框中进行元器件的选择，元器件都找到后，先进行排版再按照电路图连接，连接好后，双击AT89C51在弹出对话框中选择单片机中要输入的程序，在输入程序后，即可开始进行仿真了。

仿真效果如下图。

本设计所要求达到的目标是在接收到红外传感器带来的低电平信号，可使图中的绿灯由暗变亮，红灯产生报警，可观察到红灯一闪一闪的。

当报警结束后，绿灯亮起。

单片机控制的红外防盗报警器PCB图：

三、结论及心得体会

在电子技术应用领域中，单片机的应用愈来愈多地应用到各行各业。

本设计研究了一种基于单片机技术的无线智能防盗报警器。

该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心，外接热释电红传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰。

，本系统还存在一些不够完善的地方，要作为实际应用还有一些具体细节问题需要解决。

　“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！

”在短暂的课程设计过程中，让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。

经过四年对专业知识的学习，对我们电子信息工程专业有了比较全面的认识和理解，但在校期间，一直忙于理论知识的学习，缺乏实践。

在以后的学习中我也会更多的重视自己理论和实践的结合能力，提高自身综合能力。

参考资料

[1]吴政江.单片机控制红外线防盗报警器[J].锦州师范学院学报,2001.

[2]宋文绪.传感器与检测技术[M].北京:

高等教育出版社,2004.

[3]余锡存.单片机原理及接口技术[M].西安:

西安电子科技大学出版社,2000.

[4]唐桃波,陈玉林.基于AT89C51的智能无线安防报警器[J].电子设计应用,2003,5（6）:

49～51.

[5]李全利.单片机原理及接口技术[M].北京:

北京航空航天大学出版社,2004.