单片机红外报警器资料.docx

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单片机红外报警器资料

基于社会安全保障的需要，电子报警这门综合技术的正在不断的发展。

与此同时，红外技术已成为先进科学技术的重要组成部分，由于红外线是不可见光，因此用它进行红外探测监控，具有良好的隐蔽性，白天和黑夜都可以使用，而且其抗干扰能力强。

防盗报警系统利用单片机控制技术，自动探测发生在布防区内的侵入行为，产生报警信号，一旦发生突发事件，就会向人们发出报警提示，从而让人即使采取应对措施。

本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。

这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。

本设计包括硬件和软件设计两个部分。

硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。

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。

因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。

此外，在电子防盗、人体探测等领域中，热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。

Basedontheneedsofsocialsecurity,theelectronicalarmandcomprehensivetechnologydeveloping.Atthesametime,infraredtechnologyhasbecomeanimportantpartofadvancedscienceandtechnology,theinfraredisnotvisible,souseitforinfrareddetectionmonitoring,hasgoodconcealment,dayandnightcanbeused,anditsresistanceinterferenceability.Anti-theftalarmsystemusingsingle-chipmicrocomputercontroltechnology,automaticdetectionofintrusionbehaviordeployedinthearea,thealarmsignalisgenerated,oncetheincidentoccurred,willbeissuedawarningtothepeople,sothatevenifpeopletakemeasures.Thissystemusedpyroelectricinfraredsensor,itsmanufactureissimple,costlow,theinstallationisconvenient,andtheanti-theftperformanceisrelativelystable,stronganti-interferenceability,highsensitivity,safeandreliable.Thiskindofsecurityinstallmenthiding,thievescannoteasilybefound,atthesametimeThesignalisprocessedbythemicrocontrollersystemandPCmachinecommunication.Thedesignincludeshardwareandsoftwaredesign.Thehardwareandsoftwaredesignoftwoparts.Thehardwareandsoftwaredesignofthehardwarepartincludingsinglechipmicrocomputercontrolcircuit,infraredprobecircuit,drivercircuit,AT89C51controlcircuitandotherparts.Thewholesystemiscontrolledbythesystemsoftware.

图电子红外报警器

1）该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、报警等模块子函数。

 Thedesignincludestwoparts:

hardwareandsoftwaredesign.Themoduleisdividedintodataacquisition,keyboardcontrol,alarmandotherfunctions.

（2）本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、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。

终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。

 Theinfraredanti-theftalarmsystemiscomposedofthepyroelectricinfraredsensor,thealarm,thesinglechipmicrocomputercontrolcircuit,theLEDcontrolcircuitandtherelatedcontrolmanagementsoftware.Theuserterminalcompletestheinformationcollection,processing,datatransmission,functionsetting,thelocalalarmandsoon.Theterminaliscomposedofcentralprocessingunit,inputmodule,outputmodule,communicationmodule,functionsettingmoduleandsoon.

（3）系统可实现功能。

当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，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，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声

Systemfunctioncanberealized.Whenpersonnelwhengoingout,thealarmsystemisarrangedtogooutinthedeploymentofstatedetectorwork,whensomeonebrokein,pyroelectricinfraredsensorwilldetecttheaction,setinmonitoringinfraredprobewillhumanradiationIRconvertedintoelectricalsignal,throughanamplifyingcircuit,acomparisoncircuittosendtothresholdswitch,openthethresholdvalvesendTTLleveltotheAT89C51microcontroller,aftermonolithicintegratedcircuitprocessingoperationdrivingalarmcircuitalarmsounding

。

（4）红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有

人出入。

此类装置设计的要点：

其一是能有效判断是否有人员进入；其二是尽可能大地增加防护范围。

当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。

至于报警可采用声光信号。

Infraredhasahidden,intheopenareaofprotectiondesignabeamofinfraredcanbeeasilydetectedwhetherthereis

Themainpointsofthedesignofthisdeviceare:

oneistojudgewhetherapersonenters;thesecondistoincreasethescopeofprotectionasmuchaspossible,ofcourse,thestabilityandreliabilityofthesystemisalsoanimportantindicator.

介绍功能模块：

[计]functionalmodule

。

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.

Thecoremoduleofthisdesign,themicrocontrolleristhedesignofthecentralunit,sothissystemisalsoamicrocontrollerapplicationsystemapplication.

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

Singlechipmicrocomputerapplicationsystemiscomposedofhardwareandsoftware.Thehardwareincludesthesystemcomposedofsinglechipcomputer,input/outputdevice,andperipheralapplicationcircuit.Thesoftwareisageneraltermofvariousworkingprocedures.

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Fromthedesignrequirementstotheanalysisofthedesignshallincludethefollowingstructure:

thermalreleaseelectricredsensorcircuit,alarmcircuit,microcontroller,resetcircuitandrelatedcontrolmanagementsoftware

具体电路模块设计Circuitmoduledesign

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4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。

Thedesignoftheheatreleasesensorusedinthisdualprobestructure.ItsworkingcircuitprincipleanddesigncircuitasshowninFigure4,theVCCpowersupplysidewithC1andR2tostabilizetheoperatingvoltage,thesameastheoutputsignal.WhenthesignalisdetectedbyFETamplification,afterR1,NPNoftheregulatortohighpotential,andthenthroughtheconversionofOUT,theoutputC2islow

放大电路的设计Designofamplifyingcircuit

基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号

Thebasicamplifiercircuit,Viistheinputvoltagesignal,Voistheoutputvoltagesignal

2. 时钟电路的设计 Clockcircuitdesign

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。

XTAL1andXTAL2aretheinputandoutputofthereverseamplifier,whichcanbeconfiguredasanon-chiposcillator,whichcanbeusedforbothShiJingandceramicoscillation.

Becauseamachinecyclecontains6statesperiod,andeachstateperiodis2oscillationperiod,soamachinecycleis12oscillationperiod,iftheexternalquartzcrystaloscillatorfrequencyis12MHZ,anoscillationperiodis1/12us,thereforeamachinecycleis1US

3. 复位电路的设计 Designofresetcircuit

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[6]。

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[7]。

本设计采用的是外部手动按键复位电路。

 Resetmethodgenerallyhavehighelectricpowerautomaticresetandexternalkeymanualreset,SCMaftertheclockcircuit,theresetendcontinuedtogivetwomachinecyclesusuallycanfinishtheresetoperation.Forexampleusingthecrystaloscillatorfrequencyis12Mhz,resetsignalcontinuoustimeshouldnotlessthan2us[7].thisdesignusesexternalmanualbuttonresetcircuit

发光二极管报警电路的设计 Designoflightemittingdiodealarmcircuit

由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用[8]ThepinisconnectedtoasinglechipRXDaftertheresistanceisconnectedwiththeVCC,andwhentheRXDpinofthemicrocontrollerissetlow,thelightemittingdiodeislit,andthealarmfunctionis[8]

5. 声音报警电路的设计 soundalarmcircuitdesign

如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的TXD引脚上，构成声音报警电路WithanSpeakerandatransistor,resistorreceivedfromtheTXDpin,thevoicealarmcircuit，如图10示为声音报警电路

2.3 AT89C51单片机简单概述 AT89C51microcontrollersimpleoverview

2.3.1 AT89C51单片机的结构  

AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器

（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大[3]。

AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

图2为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。

由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。

AT89C51single-chipmicrocomputerisAmericanATMELcompanyproductionoflowvoltage,HighPerformanceCMOS8-bitmicrocontroller,tabletscontaining4Kbytescanrepeatederasableprogrammableread-onlymemory（EPROM）and128bytesofrandomaccessdatamemory

（RAM）,thedeviceusesAtmelcompany'shighdensity,non-volatileaccesstechnologyproduction,compatiblewithstandardMCS-51instructionsystem,chipbuilt-in8bitcentralprocessingunit（CPU）andFlashstorageunit,powerful[3].AT89C51microcontrollercanprovideanumberofhighperformanceandlowcostapplications,canbeappliedtovariouscontrolfields.

Figure2isthebasiccomponentoftheAT89C51microcontroller,whichcanbeseenonthispieceofchip,whichintegratesthemaincomponentsofamicrocomputer,includingCPU,memory,programmableI/Oport,timer/counter,serialport,etc.,eachpartisconnectedbyinternalbus.下面介绍几个主要部分。

图2 AT89C51 功能方块图 AT89C51functionblockdiagram

2.3.2 AT89C51管脚说明 AT89C51pindescription

ATMEL公司的AT89C51是一种高效微控制器。

采用40引脚双列直插封装形式。

AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。

VCC：

供电电压。

 GND：

接地。

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振荡器和时序 OSC 程序存储器 4 KB ROM 数据存储器 256 B RAM/SFR 定时器/计数器      2 ×16 AT89C51 CPU 64 KB总线  扩展控制器 可编程 I/O 可编程全 双工串行口 内中断 

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。

  TheP1portisaninternal8bitbidirectionalI/OportthatprovidestheP1portbuffertoreceivetheoutputoftheoscillatorandtimingOSCprogrammemory4ROMKBdatamemory256RAM/SFRBtimer/counter2x64CPUAT89C5116KBbusextendedcontrollerprogrammableI/Oprogrammablefullduplexserialportinterrupt

4TTLgatecurrent.P1piniswrittenafter1,ispulledintohigh,canbeusedasinput,theP1portisexternallypulleddownforlowpower,theoutputcurrent,whichisduetotheinternalpull.InFLASHprogrammingandverification,P1portastheeighthaddressisreceived.

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