畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的家用防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)

1、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）系 部：電氣工程系專 業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)題 目： 基于單片機(jī)的家用防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論 文 ）中 文摘 要隨著社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對防盜措施提出了 新的要求。 本次應(yīng)要求設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的家用非法闖入防盜報(bào)警器， 它利用 單片機(jī) MSP430G255（3launchpad） 來實(shí)現(xiàn)并采用紅外傳感器控制繼電器模塊從而 來實(shí)現(xiàn)報(bào)警。Launchpad是德州儀器公司推出的一套 MSP430G系列 16 位低功耗 單片機(jī)開發(fā)板，它具有簡易的封裝（ DIP），完備的開發(fā)環(huán)境，易于學(xué)生進(jìn)行小 型開發(fā)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。本課題使用 lau

2、chpad 為核心，選用合適的入侵傳感器，完 成對人員進(jìn)出的檢測， 并能根據(jù)探測結(jié)果實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。 最終能實(shí)現(xiàn)一旦有人員 進(jìn)入探測區(qū)域，報(bào)警裝置可發(fā)出聲光報(bào)警。關(guān)鍵詞 ： launchpad 傳感器 繼電器 電源矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。 預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。 蠟變黲癟報(bào)

3、倀鉉錨鈰贅。 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。 輒嶧陽檉籪癤網(wǎng)儂號澩。 堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。 識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。 3.0.目錄1. 引言 錯(cuò). 誤！未定義書簽。1.1 課題的背景及意義 錯(cuò) 誤！未定義書簽。1.2 課題設(shè)計(jì)要求及任務(wù) 錯(cuò)誤！未定義書簽。2 總體設(shè)計(jì)方案 錯(cuò) 誤！未定義書簽。2.1方案一 錯(cuò) 誤！未定義書簽。2.2 方案二 錯(cuò) 誤！未定義書簽。3. 分電路設(shè)計(jì) 錯(cuò) 誤！未定義書簽。3.1 電源電路設(shè)計(jì) 錯(cuò) 誤！未定義書

4、簽。3.1.1 利用 LM7805設(shè)計(jì)供電電源電路 錯(cuò)誤！未定義書簽 賴。3.1.2 利用外接電器做電源 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì) 錯(cuò) 誤！未定義書簽。3.2.1 MCS-51 系列單片機(jī) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.2 MSP430G2系列單片機(jī) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 傳感器模塊的選擇與設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.1 傳感器信號處理器 BISS0001錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.2 傳感器 RE200B 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4 繼電器模塊的設(shè)計(jì) 錯(cuò) 誤！未定義書簽。3. 4. 1繼電器模塊（ 5V,未采用光耦 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.2 光耦繼電器模塊（ 12V）

5、錯(cuò)誤！未定義書簽。4 軟件設(shè)計(jì) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。4.1 軟件程序 錯(cuò) 誤！未定義書簽。4.2 軟件程序流程圖 錯(cuò) 誤！未定義書簽。5 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試 錯(cuò) 誤！未定義書簽。6 附錄 錯(cuò). 誤！未定義書簽。6.1 附錄一：電路圖、 PCB圖錯(cuò)誤！未定義書簽。6.2 附錄二：元件清單 錯(cuò) 誤！未定義書簽。結(jié)論 錯(cuò). 誤！未定義書簽。致謝 錯(cuò). 誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn) 1. 引言隨著現(xiàn)在社會的發(fā)展，時(shí)代進(jìn)步，高新技術(shù)的快速融入，人們的生活發(fā)生了 巨大的改變， 人們置購了大量高新技術(shù)的產(chǎn)品， 許多高科技產(chǎn)品的使用越來越成 為家庭生活的主旋律， 因此人們對自己所處環(huán)境的安全要求就越來越高， 特別

6、是 家居安全， 不得不時(shí)刻留意不速之客的光顧。 現(xiàn)在許多小區(qū)都有著保安看管， 但 在一些農(nóng)村就沒有這些設(shè)施了， 于是，許多家庭都安裝了報(bào)警系統(tǒng)， 這有效的保 護(hù)了大家的財(cái)產(chǎn)安全。 在本文中， 介紹一種利用熱釋電紅外傳感器進(jìn)行監(jiān)控， 并 進(jìn)行報(bào)警的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。1.1 課題的背景及意義該報(bào)警器主要由熱釋電紅外傳感器及繼電器模塊，報(bào)警電路組成 1 。熱釋電 紅外傳感器是報(bào)警器設(shè)計(jì)中的核心器件， 它可把人體的紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號以 供信號處理部分使用。 檢測電路主要是把傳感器輸出的微弱電信號進(jìn)行放大、 濾 波、延遲、比較，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。 Launch

7、pad是德州儀器公司推出的一套 MSP430G系列 16 位低功耗單片機(jī)開發(fā) 板，它具有簡易的封裝（ DIP），完備的開發(fā)環(huán)境，易于學(xué)生進(jìn)行小型開發(fā)和畢 閿 擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。業(yè)設(shè)計(jì)。 本課題使用 lauchpad為核心，選用合適的入侵傳感器， 完成對人員 進(jìn)出的檢測，并能根據(jù)探測結(jié)果實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警。 氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。1.2 課題設(shè)計(jì)要求及任務(wù)本方案設(shè)計(jì)要求：1在指導(dǎo)下盡快熟悉 launchpad開發(fā)板電路結(jié)構(gòu)和基本開發(fā)調(diào)試；2選擇合適的多種入侵式，完成調(diào)理電路的設(shè)計(jì)； 3最終能實(shí)現(xiàn)一旦有人員進(jìn)入探測區(qū)域，報(bào)警裝置可發(fā)出聲光報(bào)警。課題需要完成的任務(wù)：1. 可行性方案分析及方案論述。2.

8、硬件的框圖及電路設(shè)計(jì)。3. 各主要器件、單元電路等的選用方案，性能分析及功能介紹。4. 設(shè)計(jì)電路的原理圖及印制板圖繪制5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 方案一方案一：利用固定點(diǎn)電話聯(lián)網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)家庭防盜報(bào)警， 該系統(tǒng)由 編程主機(jī)、探測器、門磁和遙控器組成，一旦發(fā)生警情，能把報(bào)警信息通過郵電 通訊網(wǎng)絡(luò)瞬間遠(yuǎn)程傳輸?shù)接脩粼O(shè)定的固定電話上， 同時(shí)向接警中心報(bào)告， 中心聯(lián) 網(wǎng)電腦可通過電子地圖、數(shù)據(jù)庫、電腦語音提示、監(jiān)聽現(xiàn)場情況，顯示發(fā)生警情 的單位、地址、方位、發(fā)案時(shí)間、所轄派出所（巡邏大隊(duì)）經(jīng)歷分布 2 ，及時(shí)調(diào) 動警力做出快速處理。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。圖 1 家庭報(bào)警2.2

9、 方案二圖 2 基于單片機(jī)的家用報(bào)警器通過比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡單有效，固本設(shè)計(jì)選 擇方案二。3. 分電路設(shè)計(jì)3.1 電源電路設(shè)計(jì)3.1.1 利用 LM7805設(shè)計(jì)供電電源電路用 LM78三端穩(wěn)壓 IC 來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少， 電路內(nèi)部還有過流， 過熱的調(diào)整管保護(hù)電路，使用起來可靠，方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成 IC 慫闡譜鯪逕導(dǎo)嘯畫長涼。型號中的 LM78后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如 LM7805代表 輸出電壓為正 5V。因?yàn)槿斯潭ǚ€(wěn)壓電路使用方便， 所以在電子制作中經(jīng)常使用3 。諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動禪瀉類。圖 4 LM7805 實(shí)物圖圖 5

10、 LM7805 原理圖3.1.2 利用外接電器做電源可利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)提供的供電器來提供 5V跟 12V電壓。直接使用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的 電源可是電路更簡單也更方便。因此比較之下，還是利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電源。53.2 單片機(jī)模塊的設(shè)計(jì)20 世紀(jì) 80年代以來，單片機(jī)的發(fā)展非常迅速，就單片機(jī)而言，世界上一些 著名的計(jì)算機(jī)廠家已投放市場的產(chǎn)品就有 50 多個(gè)系列，數(shù)百個(gè)品種。目前 世界上較為著名的 8 位單片機(jī)的生產(chǎn)廠家和主要機(jī)型如下 4 ：嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。美國 intel 公司： MCS-51系列及其增強(qiáng)型系列美國 Motorola 公司： 6801 系列和 6805系列美國 Atmel 公司： 89C5

11、1等單片機(jī)美國 Zilog 公司：Z8 系列及 SUPER8美國 Fairchild 公司： F8系列和 3870 系列美國 Rockwell 公司： 6500/1 系列美國 T1（德克薩司儀器儀表）公司： TMS7000系列NS（美國國家半導(dǎo)體 ）公司： TMS7000系列盡管單片機(jī)的品種很多， 本次電路我在 MSP430G2系列跟 MCS-51系列單片機(jī) 中進(jìn)行選擇。3.2.1 MCS-51 系列單片機(jī)MCS-51系列單片機(jī)包括三個(gè)基本型 8031、8051/8751 。8031 內(nèi)部包括一份 8 位 CPU、128 個(gè)字節(jié)， 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）、4 個(gè) 8位并行 I/O

12、口、1個(gè)全雙工串形口 5 、2個(gè) 16位定時(shí)器，但片內(nèi)無程序存儲 器，外擴(kuò) EPROM芯片。比較麻煩，不予采用。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫。8051 是在 8031 的基礎(chǔ)上，片內(nèi)集成有 4KB ROM，作為程序存儲器，是一個(gè) 程序不超過 4K 字節(jié)的小系統(tǒng)。 ROM內(nèi)的程序是公司制作芯片時(shí)，代為用戶燒制 的，出廠的 8051 都是含有特殊用途的單片機(jī)。 所以 8051 適合與應(yīng)用在程序已定， 且批量大的單片機(jī)產(chǎn)品中。也不予采用。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。8751是在 8031 基礎(chǔ)上，增加了 4K字節(jié)的 EPROM它, 構(gòu)成了程序小于 4KB的 小系統(tǒng)。用戶可以將程序固定在 EPROM中，可以反復(fù)

13、修改程序。但是價(jià)格相對 8031較貴。 8031為外擴(kuò)一片 4KB EPROM的就相當(dāng)于 8751，它的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格 低。隨著大規(guī)模集成電路不斷發(fā)展 6 ，能裝入片內(nèi)的外圍接口電路也可以是大規(guī) 模的。不予采用。 紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。3.2.2 MSP430G2 系列單片機(jī)MSP430單 片機(jī)之所以有超低的功耗，是因?yàn)槠湓诮档托酒碾娫措妷汉挽` 活而可控的運(yùn)行時(shí)鐘方面都有其獨(dú)到之處。 穎芻莖蛺餑億頓裊賠瀧。首先，MSP430系 列單片機(jī)的電源電壓采用的是 1.8-3.6V 電壓。因而可使其 在 1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)， 芯片的電流最低會在 165A 左右，RAM保持模式 下的最低功耗只

14、有 0.1 A。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。其次，獨(dú)特的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在 MSP430 系列中有兩個(gè)不同的時(shí)鐘系統(tǒng)：基 本時(shí)鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)（ FLL 和 FLL+）時(shí)鐘系統(tǒng)和 DCO數(shù)字振蕩器時(shí)鐘系統(tǒng)?？?以只使用一個(gè)晶體振蕩器 （32768Hz），也可以使用兩個(gè)晶體振蕩器。 由系統(tǒng)時(shí)鐘 系統(tǒng)產(chǎn)生 CPU 和各功能所需的時(shí)鐘。并且這些時(shí)鐘可以在指令的控制下，打開 和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)對總體功耗的控制。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)開啟的功能模塊不同，即采用不同的工作模式，芯片的功耗 有著顯著的不同。 在 系統(tǒng)中 共 有一種 活動模式（ AM）和五 種低功 耗模式 （LPM0LPM）4。在實(shí)時(shí)時(shí)鐘

15、模式下，可達(dá) 2.5A ，在RAM保 持模式下，最低可 達(dá) 0.1 A 。7 擠貼綬電麥結(jié)鈺贖嘵類。MSP430系 列單片機(jī)的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗 （ WD）T、模擬比較器 A、定時(shí)器 A0（ Timer_A0）、定時(shí)器 A1（Timer_A1）、定時(shí) 器 B0（Timer_B0）、UART、SPI、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12 位 ADC、 16位- ADC、DMA、I/O 端口，基本定時(shí)器（ Basic Timer ）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘（ RTC） 和 USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。 其中，看門狗可以使程序失控時(shí)迅速 復(fù)位；模擬比較器進(jìn)行模擬電壓

16、的比較，配合定時(shí)器，可設(shè)計(jì)出 A/D 轉(zhuǎn)換器； 16 位定時(shí)器（ Timer_ A 和 Timer_ B ）具有捕獲 /比較功能，大量的捕獲 / 比較 寄存器，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有的器件更具有可實(shí)現(xiàn)異步、 同步及多址訪問串行通信接口可方便的實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的I/O端口， P0、 P1、 P2 端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；10/12 位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率， 最高可達(dá) 200kbps, 能夠滿足大多數(shù) 數(shù)據(jù)采集應(yīng)用； 能直接驅(qū)動液晶多達(dá) 160 段； 實(shí)現(xiàn)兩路的 12 位 D/A 轉(zhuǎn)換； 硬件 I2C 串行總線接口實(shí)現(xiàn)存儲器串行擴(kuò)展

17、；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度， 而采用的 DMA模塊。 MSP430 系列單片機(jī)的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。方案提供了極大的方便。另外， MSP430 系列單片機(jī)的中斷源較多，并且可以任意嵌套，使用時(shí) 靈活方便。當(dāng)系統(tǒng)處于省電的低功耗狀態(tài)時(shí)，中斷喚醒只需5 s。塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊庫。今天我們選用 MSP430G2553它具有以后優(yōu)點(diǎn)：(1) 低電源電壓范圍： 1.8v 至 3.6v 。(2) 超低功耗運(yùn)行模式： 230 A(在 1MHz 頻率和 2.2V 電壓條件下)(3) 待機(jī)模式 :0.5 A(4) 關(guān)閉模式( RAM 保持)：0.1 A(5) 5 種節(jié)能模式用于模

18、擬信號比較功能或者斜率模數(shù) (A/D) 轉(zhuǎn)換的片載比較器 可在不到 1 s 的時(shí)間里超快速地從待機(jī)模式喚醒 16 位精簡指令集 (RISC) 架構(gòu)， 62.5ns 指令周期時(shí)間 帶內(nèi)部基準(zhǔn)、 采樣與保持以及自動掃描功能的10位 200-ksps 模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換器 基本時(shí)鐘模塊配置 具有四種校準(zhǔn)頻率并高達(dá) 16MHz 的內(nèi)部頻率串行板上編程， 內(nèi)部超低功耗低頻 (LF) 振蕩器無需外部編程電壓， 32kHz 晶體護(hù) 外部數(shù)字時(shí)鐘源 具有兩線制 (Spy-Bi-Wire) 接口的片上仿真邏輯 電路 兩個(gè) 16 位 Timer_ A ，分別具有三個(gè)捕獲 / 比較寄存路器 多達(dá) 24 個(gè)支持觸摸

19、感測的 I/O 引腳下圖為 MSP430G255單3 片機(jī)的原理圖：3.3 傳感器模塊的選擇與設(shè)計(jì)傳感器有很多種包括：電阻應(yīng)變式傳感器，電感式傳感器，電容式傳感器， 壓電式傳感器，磁電式傳感器， 熱電式傳感器， 光電式傳感器， 光纖傳感器， 紅 外傳感器等等。 其中紅外技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在， 已經(jīng)為大家所熟知， 這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)代 科技、國防科技和工農(nóng)業(yè)科技等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 裊樣祕廬廂顫諺鍘羋藺。3.3.1 傳感器信號處理器 BISS0001特點(diǎn)(1) CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?2) 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器， 可與多種傳感器匹配， 進(jìn)行信號與 處理。(3) 雙向鑒幅器，可有效抑制

20、干擾。(4) 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器， 結(jié)構(gòu)新穎， 穩(wěn)定可靠， 調(diào)解范 圍寬。(5) 內(nèi)置參考電壓。(6) 工作電壓范圍 +3V +5V。(7) 采用 16 腳 DIP 封裝。BISS0001 時(shí)有運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器即參考電壓等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。 可廣泛應(yīng)用于多種傳感器 和延時(shí)控制器。各引腳的定義和功能如下：VDD工作電源正端。范圍為 35V 。Vs s 工作電源負(fù)端。一般接 0V。IB運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng) RB接 VSS端， RB取值為 1M? 左右 11N-第一級運(yùn)放放大器的反相輸入端。11N+第一級運(yùn)放放大器的

21、同相輸入端。 1oUT第一級運(yùn)算放大器的輸出端。 2IN第二級運(yùn)算放大器的反相輸出端。2OUT第二級運(yùn)算放大器的輸出端。VC觸發(fā)禁止端。當(dāng) V c VR 時(shí)允許觸發(fā)。 VR 0.2VDD。VRF參考電壓及復(fù)位輸入端。一般接 VDD。接“ 0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位。A可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端。 當(dāng) A=“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)， 當(dāng) A= “0”時(shí)，不可重復(fù)觸發(fā)。Vo控制信號輸出端。 由 Vs 上跳邊沿觸發(fā)使 Vo 從低電平跳變到高電平時(shí)為 有效觸發(fā)。103.3.2 傳感器 RE200BRE200B 是傳感器的一種， RE200B 采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性 探測紅外輻射， 并配合雙靈敏

22、元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾， 提高了傳感 器的工作穩(wěn)定性。 倉嫗盤紲囑瓏詁鍬齊驁。表 1 RE200B 的各項(xiàng)指標(biāo)靈敏圓面積2.0mm*1.1mm*Gap0.9mm Dual 雙元基片材料硅 SI11基片厚度0.5mm窗口尺度4*3mm工作波長5 14um平均透過率75%輸出信號2.2V(420 K 黑體 1HZ 調(diào)制頻率 0.3-3.0HZ 帶寬 72.5db 增益)靈敏度3300V/W探測率1.5*10cmHZ噪聲200mV(mvp-p)(25 C)平衡度20%工作電壓2.2-15V工作電流8.5 24uA(vd=10v,rs=47k,25 C)源極電流0.4-1.1V(v d=10

23、v,rs=47k,25 C)工作溫度-20 C-+70 C保存溫度-35 C-+80 C視場中心角 138 *125 經(jīng)過比較我決定選用熱釋紅外傳感器BISS0001 來構(gòu)成人體感應(yīng)模塊圖 9 HC-SR501 人體感應(yīng)模塊表 2 HC-SR501 人體感應(yīng)模塊的各項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)品型號HC-SR501人體感應(yīng)模塊12工作電壓范圍直流電壓 4.5-20V靜態(tài)電流50uA電平輸出高3.3V/ 低 0V觸發(fā)方式L 不可重復(fù)觸發(fā) /H 重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間0.5-200S（ 可調(diào)）可制造范圍零點(diǎn)幾秒 - 幾十分鐘封鎖時(shí)間2.5S（ 默認(rèn)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒 -幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應(yīng)角度100

24、度錐角工作溫度-15-+70 感應(yīng)透鏡尺寸直徑 23mm默（ 認(rèn)）3.4 繼電器模塊的設(shè)計(jì)3.4.1繼電器模塊（ 5V,未采用光耦 圖 10 JZC-23F 繼電器模塊此款繼電器模塊是由繼電器是采用繼電器 JZC-23F, 電阻，發(fā)光二極管， 以及三極管構(gòu)成。繼電器 JZC-23F ，28VDV 的線圈電壓， 5A/220VAC 觸點(diǎn)容量，13 繼電器驅(qū)動保護(hù)電路的作用是放大驅(qū)動電流， 提供足夠的功率， 同時(shí)防止繼電器 中的感性原件失電時(shí)產(chǎn)生的反向電壓。 綻萬璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。固體繼電器是純電子電路控制的強(qiáng)弱電隔離開關(guān)，內(nèi)部無機(jī)械觸電，響應(yīng)速 度快。3.4.2 光耦繼電器模塊（ 12V）圖 1

25、1 SRD-12V 光耦繼電器模塊有源光耦固態(tài)繼電器是一種控制端不需要加電信號的固態(tài)繼電器， 它由無觸 點(diǎn)功率可控硅，電源平衡功耗驅(qū)動器件（驅(qū)動功率 ）等組成，本器件性 能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)精巧。 驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。14圖 13 光耦繼電器原理圖本繼電器模塊特點(diǎn)：1. 輸入端不需外加電信號直接采用電器隔離微功率耗驅(qū)動開關(guān)（驅(qū)動功率小 于 50us） 及其它開關(guān)元件可控硅輸出大功率負(fù)載。 因此可簡化電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用 簡便。 瑣釙濺曖惲錕縞馭篩涼。2. 輸入端具有極低的工作電壓和電流。因此安全性能好，可用于特殊場合。3. 具有極高的控制靈敏度及功率增益（ 500db）。4. 由于有源光耦固態(tài)繼電器采用

26、可控硅，集成模塊，無觸電功率開關(guān)，因此 壽命長，噪音低，工作可靠。從上圖可以看出 , 當(dāng)輸入為低電平時(shí) , 光耦未導(dǎo)通 , 后一級 CE 截止 , 這時(shí)三級 管基極被 R25 下拉電阻拉為低電平 , 為截止?fàn)顟B(tài),繼電器不動作 ; 鎦詩涇艷損樓紲鯗餳當(dāng)輸入為高電平時(shí)光耦導(dǎo)通 ,后一級 CE 導(dǎo)通, 從而使三極管導(dǎo)通 ,這時(shí)候繼 電器線圈得電吸合 , 同時(shí)對應(yīng)的狀態(tài)指示燈點(diǎn)亮 .（ 本版取消繼電器狀態(tài)指示 , 電 路板上的 LED 為電源指示燈 , 繼電器的狀態(tài)可以通過觸點(diǎn)吸合聲音來判斷 ）通過 上述內(nèi)容 ,我們知道, 如果想讓繼電器動作 , 那么只需要在輸入接口接入一個(gè)高電 平即可實(shí)現(xiàn)要求 ,不

27、接或者接低電平繼電器相應(yīng)的不會產(chǎn)生吸合動作. 圖中VCC對應(yīng)實(shí)物上面的 VIN,即繼電器電源正極 ,繼電器上標(biāo)有 SRD-12VDC因 此使用 12V 電源。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。經(jīng)過比較我們選用光耦繼電器模塊。154 軟件設(shè)計(jì)4.1 軟件程序/*baojin.c* Created on:2013-4-7* Author:Administrator*/#include msp430g2553.h#define CPU_ F(double)1000000)/ 時(shí)鐘定義在 1MHZ#definedelay_us(x)_delay_cycles( long )(CPU_F*( double )x/

28、1000000.o) / 精 確延時(shí) 1us 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。#definedelay_ms(x)_delay_cycles( long )(CPU_F*( double )x/1000.0) / 精 確 延時(shí) 1ms峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。void cl k_init( void ) / 配置時(shí)鐘BCSCTL1|=CALBC1_1MHZ;DCOCTL|=CALDCO_1MH/Z/; 上面兩句將內(nèi)部 DCO校準(zhǔn)至 1MHZ /while(IFG1&OFIFG)IFG1&=OFIFG; delay_ms(100);BCSCTL2|=SELM_0; /MCLK 采用 1M的內(nèi)部 DCO16BC

29、SCTL2|=DIVS_3; /SMCLK 采用125K的時(shí)鐘void io_init( void )P1DIR|=BIT0; /P1.0 為輸出P1OUT|=(BIT0); /P1.0 初始值為 1P1IES&=(BIT6); /P1.6 的中斷是上升沿產(chǎn)生中斷 P1IE|=BIT6;void main( void )WDTCTL=WDTPW+WDTHLO/LD停;止看門狗Cl k_init();io_init();_EINT();LPM3;while (1)delay_ms(10000);P1OUT|=BIT0; /P1.0 恢復(fù)初始值#pragma vector=PORT1_VECTOR

30、_interrupt void P1_ISR( void )if (P1IFG&BIT6)17P1OUT=BIT0; /P1.0 變?yōu)?0，報(bào)警器報(bào)警P1IFG&=BIT6; / 清除 P1.6 的中斷標(biāo)志位_bic_SR_register_on_exit (CPUOFF); / 開啟CPU,進(jìn)入 while 循環(huán) 4.2 軟件程序流程圖表 3 程序流程圖初始化報(bào)警5 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試5.1 硬件設(shè)計(jì)硬件調(diào)試：通過查找資料設(shè)計(jì)了如下電路圖，自己買萬能板，繼電器模塊， 傳感器模塊老師給我們的畫圖場所提供了方便， 首先我將元器件都安裝在萬能板 上為了確保自己焊接工藝的完美， 先將電阻焊上， 然后將

31、繼電器模塊， 傳感器以 及 launchpad 固定到萬能板上。 詩叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。因?yàn)橛幸欢螘r(shí)間沒有焊接所以有些生疏，這次焊接也是比較認(rèn)真的，第一次 在老師辦公室里焊接跟別人一起合作的， 這次焊接主要也是講究團(tuán)結(jié)合作， 跟同 學(xué)直接也有一定的交流， 每個(gè)人的分工也是不一樣的在這次設(shè)計(jì)中不斷提高自己 的焊接水平， 同時(shí)我對自己的設(shè)計(jì)理念也有了一部分的信心， 我相信通過這次的 設(shè)計(jì)我可以提高自己的動手能力更創(chuàng)新思維能力。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。剛開始用萬用表測試選用的繼電器模塊時(shí)， 根據(jù)數(shù)據(jù)證明這款繼電器模塊是 可以使用的，根據(jù)上圖紅線與 +5V相連，黑線接地，灰線與單片機(jī)的 I/O 端口相

32、連， 因?yàn)榇丝钅K是低電平觸發(fā)接入電路中所以需要絕對的低電平才會報(bào)警， 用數(shù)字 萬用表測試電壓，電壓應(yīng)為 0，但測出來的電壓卻是 6.5V ，經(jīng)檢查未使用光耦離 合器，導(dǎo)致繼電器模塊對單片機(jī)有反噬作用， 所以不行。后來采用另一款繼電器， 無論是傳感器的靈敏度還是繼電器的敏感程度都是不錯(cuò)的。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。在下圖中傳感器橙色的線接 +12V, 淡黃色接地， 灰色的線與單片機(jī)的 P1.0 端 口相連，單片機(jī)的 P1.6 口需上拉電阻與繼電器模塊的 IN1 口相連，繼電器模塊的 DNG 接地，繼電器模塊的 VIN 與+5V 相連，灰黑白相間的端口與報(bào)警器相連。 鰓躋峽禱 紉誦幫廢掃減。19基

33、本分為以下四個(gè)步驟：1）檢查電路：對照電路圖， 按照一定的順序進(jìn)行逐級檢查。 首先，先檢查電源線與地線是 否接錯(cuò)，是否短路。 然后，看單片機(jī)， 繼電器模塊，傳感器之間的引腳是否接錯(cuò)。 最后檢查各焊點(diǎn)是否牢固，有無虛焊現(xiàn)象。檢查完后進(jìn)行通電觀察。 稟虛嬪賑維嚌妝 擴(kuò)踴糶。2）通電觀察：在直流穩(wěn)壓電源上調(diào)好 +5V電壓與 +12V，然后分別給傳感器與繼電器模塊， 單片機(jī)通上相應(yīng)的電源進(jìn)行觀察。 最后，用數(shù)字萬用表進(jìn)行測量傳感器引腳是否 正常供電。之后進(jìn)行靜態(tài)和動態(tài)調(diào)試。 陽簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。3）靜態(tài)調(diào)試：先不加輸入信號， 測量各級的工作電壓， 電流是否符合要求。 本課題使用的是直 流電源，所以比

34、較簡單，可以直接進(jìn)行測量。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。4）動態(tài)調(diào)試：加上輸入信號， 觀測電路輸出信號是否符合要求。 當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)傳感器的電 壓為 3V 通過單片機(jī)控制繼電器從而開始實(shí)現(xiàn)報(bào)警器報(bào)警，當(dāng)沒人的時(shí)候傳感器 電壓為初始狀態(tài)， 經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)， 我的傳感器靈敏度度比較高， 根據(jù)電路輸出 是否報(bào)警來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。通過以上四個(gè)步驟的檢查，測量參數(shù)基本符合設(shè)計(jì)要求。圖 14 實(shí)物圖205.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是運(yùn)用 Code Composer Studio v5 這款軟件進(jìn)行調(diào)試的。 1）CCS的安裝 12 ：1）運(yùn)行下載的安裝程序 ccs_setup_5.1.1.00

35、031.exe ，當(dāng)運(yùn)行到如圖 15處時(shí)，選擇 Custom選項(xiàng)，進(jìn)入手動選擇安裝通道。 懨俠劑鈍觸樂鷴燼觶騮。圖 15 安裝過程 1（2）單擊 Next 得到如下所示的窗口， 為了安裝快捷， 在此只選擇支持 MSP430L ow Power MCUs的選項(xiàng)。單擊 Next ，保持默認(rèn)配置，繼續(xù)安裝。 謾飽兗爭詣繚鮐癩別瀘。21圖 16 安裝過程 2圖 17 安裝進(jìn)行中22圖 18 安裝完成(3) 單擊Finish ，將運(yùn)行CCS，彈出如圖 19所示窗口。圖 19 Workspace 選擇過程(4 )單擊 OK，第一次運(yùn)行 CCS需進(jìn)行軟件許可的選擇，如圖所示。在此，選擇 CODE SIZE

36、LIMITED(MSP430選) 項(xiàng)，在該選項(xiàng)下，單擊 Finish23即可進(jìn)入 CCSv5.1 軟件開發(fā)集成環(huán)境，如圖 20所示。 咼鉉們歟謙鴣餃競蕩賺。圖 20 許可證選擇界面圖 21 CCS 開發(fā)集成界面2)CCS新建工程：24（ 1）首先打開 CCSv5.1并確定工作區(qū)間，然后選擇 project-New CCS Project 彈出對話框。 瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。（ 2）在project name 中輸入新建工程名稱 baojin 。（3） 在 Device 部分中， Variant 中選擇 MSP430G Family ，芯片選擇MSP430G255，3 其余選擇默認(rèn)。 麩肅鵬鏇轎

37、騍鐐縛縟糶。（ 4）選擇空工程，然后單擊 Finish ，完成新工程的創(chuàng)建。（ 5）創(chuàng)建工程 .（ 6 ）然后選擇 File-New-Source File，新建一個(gè) C文件，并且命名為baojin.C ，并在工程名上右擊選擇 Add Files ，創(chuàng)建工程 .納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟。（ 7）經(jīng)過以上步驟，一個(gè) CCS工程就創(chuàng)建好了。3） CCS 調(diào)試：（1）調(diào)試之前，先確定目標(biāo)配置文件是否已經(jīng)創(chuàng)建并且配置正確。（2）首先進(jìn)行工程編譯：選擇 Project-Build Project，編譯目標(biāo)工程。編譯結(jié)果如圖 22 所示，表示沒有錯(cuò)誤，可以進(jìn)行下載調(diào)試，如果有錯(cuò)誤，知道調(diào)試 到?jīng)]錯(cuò)誤為止。 風(fēng)

38、攆鮪貓鐵頻鈣薊糾廟。圖 22 工程調(diào)試結(jié)果（3）單擊按鈕 進(jìn)行下載調(diào)試。如圖 23 界面所示25圖 23 下載調(diào)試界面（ 4）單擊運(yùn)行圖標(biāo)運(yùn)行程序， 可以觀察顯示的結(jié)果。 在程序調(diào)試的過程中，也可通過設(shè)置斷點(diǎn)來調(diào)試程序，選擇需要設(shè)置斷點(diǎn)的位置，右擊鼠標(biāo)選擇 Breakpoints-Breakpoint ，斷點(diǎn)設(shè)置成功后顯示圖標(biāo) 可以通過雙擊該圖標(biāo)來取消該斷點(diǎn)。程序運(yùn)行的過程中還可以通過單步調(diào)試按鈕進(jìn)行調(diào)試。 滅噯駭諗 鋅獵輛覯餿藹。（ 5）當(dāng)然在在程序調(diào)試的過程中，可以通過 CCSV5.1查看變量、寄存器、匯編 程序或者是 Memory 等的信息 顯示出程序運(yùn)行的結(jié)果，以和預(yù)期的結(jié)果進(jìn)行比 較

39、，從而順利地調(diào)試程序。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。6 附錄6.1 附錄一：電路圖、 PCB圖電路圖：26圖24 基于launchpad 報(bào)警器原理圖PCB版：27圖 25 基于 launchpad 的家用報(bào)警器 PCB版6.2 附錄二：元件清單表 4 元器件清單1名稱型號封裝2傳感器模塊HC-SR502cgq3單片機(jī)MSP430G2553Dip164電阻RES2AXIXL1.05繼電器模塊SRD-12VDip66報(bào)警器SPEAKERU128結(jié)論下面我對整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程做一下簡單的總結(jié)。第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興 趣的題目 .第二，題目確定后就是找資料了。查

40、資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，到 圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?管通過哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來以備后用。 攙閿頻嶸 陣澇諗譴隴瀘。第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對所選的題目也大概有了一 些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就要動手實(shí)現(xiàn)。編寫源代碼的時(shí)候最好是編寫一個(gè)小 模塊就進(jìn)行調(diào)試， 這樣可以避免設(shè)計(jì)的最后出現(xiàn)太多的錯(cuò)誤而亂成一團(tuán)糟。 一步 步地做下去之后， 你會發(fā)現(xiàn)要做出來并不難， 只不過每每做一會兒會發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò) 誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)

41、試。 趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。第五 , 寫論文能提升以下幾個(gè)方面的能力 :1、文字表述 : 論文里的語言非常講究，這方面需要繼續(xù)加強(qiáng)。2、交流、討論 : 文章的大致內(nèi)容寫完后，一定要和老師、其他同學(xué)多交流， 讓他們多提點(diǎn)建議。一些計(jì)量軟件使用方法，可以向?qū)W長們請教。 夾覡閭輇駁檔驀遷 錟減。3、細(xì)心: 模型公式編輯、標(biāo)點(diǎn)符號、文章各段格式等，都需要細(xì)心。4、搜索: 需要搜索很多資料，如何在短時(shí)間找到你想要得資料，得在搜索關(guān) 鍵詞上有所設(shè)置才行。 一些好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)網(wǎng)站， 需要隨時(shí)記錄下來， 以便日后繼 續(xù)使用。 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。通過一定的努力我將初步完成的作品給老師看， 老師將初稿修改后及時(shí)

42、反饋 給我，看了之后才發(fā)現(xiàn)論文中的論文漏洞很多， 特別是論文的格式， 而就設(shè)計(jì)的 網(wǎng)站規(guī)劃來說， 提出了幾點(diǎn)建議， 如不要全盤覆蓋課本上的知識， 用一個(gè)章節(jié)作 為典型來表達(dá)你的創(chuàng)新點(diǎn)就可以了。 至此，我發(fā)現(xiàn)，要干好一件事并非那么簡單， 但也不是很難， 敷衍了事是萬萬不可的， 對待任何事情都要認(rèn)真去思考， 用思想 來完成任務(wù)。29我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會的還是學(xué)不會的的確覺得困難比較 多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺。 此外，還得出一個(gè)結(jié)論： 知識必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！ 有些東西以為學(xué)會 了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事， 所以我認(rèn)為只有到

43、真正會用的時(shí)候才是 真的學(xué)會了。在此要感謝我的指導(dǎo)老師王艷對我悉心的指導(dǎo)，感謝王老師給我的幫助。在 設(shè)計(jì)過程中， 我通過查閱大量有關(guān)資料， 與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)， 并向王老師請 教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整 個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西， 也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力， 樹立了對自己工作能 力的信心， 相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 而且大大提高了動 手的能力， 使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。 雖然這 個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好， 但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收 獲和財(cái)富，使我終身受益。 偽澀錕攢鴛擋緬鐒鈞錠。 一篇優(yōu)秀的論文不是寫出來的，而是修改出來的，這需要的是耐心，還要用心。 在報(bào)警器的制作過程中，我遇到的問題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外， 每當(dāng)無法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候， 我就會出現(xiàn)浮躁的情緒， 但是 我沒有放棄， 而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)， 在同學(xué)老師的幫助下， 完成了初次的 設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)， 在學(xué)習(xí)的過程中你會收獲很多， 其中一點(diǎn)就是 互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑， 在學(xué)習(xí)之后你會感覺到很有成就感， 這也是我在完 成設(shè)計(jì)之后體會到的。在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)， 首