課程設(shè)計(jì)（論文）基于紅外線報(bào)警及自動(dòng)撥號(hào)家居防盜系統(tǒng)

1、基于紅外線報(bào)警及自動(dòng)撥號(hào)家居防盜系統(tǒng)教師評(píng)分2011年06月23日目錄1 緒論11.1 本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及研究意義11.2 紅外報(bào)警技術(shù)簡介11.2.1主動(dòng)式報(bào)警技術(shù)21.2.2被動(dòng)式報(bào)帶技術(shù)22 主要元器件的選擇與簡介52.1 系統(tǒng)中微處理器的選擇52.2 at89c52芯片簡介62.3 lp8072c熱釋電紅外控制電路93 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.1 紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)133.2 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)143.3電話自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)143.4 系統(tǒng)工作原理153.5 系統(tǒng)總的電路圖154 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.1主控模塊程序設(shè)計(jì)164.2 系統(tǒng)開發(fā)所采用的編程與調(diào)試平臺(tái)174.

2、3主要程序編程185系統(tǒng)調(diào)試與試驗(yàn)205.1 軟件調(diào)試205.2 系統(tǒng)調(diào)試216 結(jié)束語與心得體會(huì)217參考文獻(xiàn)21摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷改善，人們對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)手段在不斷的增強(qiáng)，對(duì)防盜設(shè)施提出了新的要求。本文介紹了基于at89c52單片機(jī)，與人體熱釋電紅外傳感器及電話接口結(jié)合，通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)電路功能。要求利用紅外線傳感器的感應(yīng)作用，實(shí)現(xiàn)一旦有人闖入監(jiān)控區(qū)域，蜂鳴器報(bào)警，電話機(jī)自動(dòng)撥號(hào).文中給出硬件與軟件設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)方法。 關(guān)鍵詞：人體熱釋電紅外傳感器；at89c52單片機(jī)；自動(dòng)撥號(hào)1 緒論1.1 本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及研究意義隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技

3、術(shù)不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)手段在不斷的增強(qiáng)，對(duì)防盜設(shè)施的智能化提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。它在以前的防盜器基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)，由于使用了單片機(jī)做信號(hào)處理器，不但可以用于單一的住宅區(qū)，也可以用于較大規(guī)模住宅區(qū)的防盜系統(tǒng)。它的工作性能好，不易出現(xiàn)不報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象，安全可靠。在我國，目前市面上報(bào)警器主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。本系統(tǒng)采用了人體熱釋電紅外傳感器，在人體探測器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測器因其價(jià)格低廉、制作簡單

4、、成本低，安裝比較方便，防盜性能比較穩(wěn)定，靈敏度高、安全可靠等特點(diǎn)，備受廣大家庭用戶的歡迎。而且防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。1.2 紅外報(bào)警技術(shù)簡介紅外傳感技術(shù)可分為主動(dòng)式傳感技術(shù)和被動(dòng)式傳感技術(shù)。因此紅外報(bào)警器又分為主動(dòng)式紅外報(bào)警器和被動(dòng)式紅外報(bào)警器。1.2.1主動(dòng)式報(bào)警技術(shù)主動(dòng)式紅外報(bào)警器是由發(fā)射和接收裝置兩部分組成，如圖1.1所示。紅外發(fā)射機(jī)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管發(fā)出一束調(diào)制的紅外光束。在距發(fā)射機(jī)一定距離處，與之對(duì)準(zhǔn)放置一紅外接收機(jī)。它通過光敏晶體管接收發(fā)射端發(fā)出的紅外輻射能量，并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此電信號(hào)經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚碓偎屯鶊?bào)警控制器電路。分別在收、發(fā)端放置一光學(xué)透鏡，將紅

5、外光聚集成較細(xì)的平行光束，以使紅外光的能量能集中傳送。采用調(diào)制的紅外光源具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）降低電源的功耗。（2）使紅外探測器具有較強(qiáng)的抗干擾能力，提高了工作的穩(wěn)定性。紅外光束構(gòu)成了一道人眼看不見的封鎖線，當(dāng)有人穿越或阻擋這條紅外光束時(shí)，接收機(jī)輸出的電信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化，從而啟動(dòng)報(bào)警控制器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。1.2.2被動(dòng)式報(bào)帶技術(shù) 被動(dòng)式紅外探測器不需要附加紅外輻射光源，本身不向外界發(fā)射任何能量，而是由探測器直接探測來自移動(dòng)目標(biāo)的紅外輻射，因此才有被動(dòng)式之稱。被動(dòng)式紅外探測器是利用熱釋電效應(yīng)進(jìn)行探測的。1.2.2.1自然界物體的紅外輻射特性 自然界的任何物體，只要溫度高于絕對(duì)零度（273），

6、總是不斷地向外發(fā)出紅外輻射，并以光的速度傳播能量。物體向外輻射紅外輻射的能量與物體的溫度和紅外輻射的波長有關(guān)。假定物體發(fā)射紅外輻射的峰值波長為幾，它的溫度為t，則輻射能量等于紅外輻射的峰值波長戈與物體溫度t的乘積。這一乘積為一常數(shù)，即：物體的溫度越高，它所發(fā)射的紅外輻射的峰值波長越小，發(fā)出紅外輻射的能量也越大。1.2.2.2熱釋電效應(yīng)被動(dòng)式紅外探測器又稱為熱釋電紅外探測器，其主要工作原理便是熱釋電效應(yīng)。熱釋電效應(yīng)是指如果使某些強(qiáng)介電質(zhì)材料(如欽酸鋇、欽錯(cuò)酸鉛p(zt)等)的表面溫度發(fā)生變化，則隨著溫度的上升或下降，材料表面發(fā)生極化，即表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷的變化，從而使物質(zhì)表面電荷失去平衡，最終電

7、荷變化將以電壓或電流形式輸出。在熱釋電紅外探測器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器p(tr)， ptr能將紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有抑制作用。另一個(gè)是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡是一種由塑料制成的特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)透鏡，它用來配合熱釋電紅外線傳感器，以提高接收靈敏度。用菲涅爾透鏡配合放大電路將信號(hào)放大60一70db，就可以檢測10一20m處人的活動(dòng)。熱釋電傳感器具有自極化效應(yīng)，晶體處于低于curie溫度的恒溫環(huán)境時(shí)，其自極化強(qiáng)度保持不變，即極化電荷面密度保持不變。這些極化電荷被空氣中的帶電粒子中和，當(dāng)紅外輻射入射晶體，被晶體吸收后，晶體溫度升高，自極化強(qiáng)度變小，即電

8、荷面密度變小。這樣，晶體表面存在多余的中和電荷，這些電荷以電壓或電流的形式輸出，該輸出信號(hào)可用來探測輻射。相反，當(dāng)截?cái)嘣撦椛鋾r(shí)，晶體溫度降低，自極化強(qiáng)度增大，由相反方向的電流或電壓輸出。1.2.2.3熱釋電紅外傳感器的基本結(jié)構(gòu)熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。按照探測元的數(shù)目來分，熱釋電紅外傳感器有單元、雙元和四元等幾種，用于人體探測的紅外傳感器采用雙元或四元式結(jié)構(gòu)。按照熱釋電紅外傳感器的用途來分，有以下幾種：用于測量溫度的傳感器，它的工作波長為（120）納米;用于火焰探測的傳感器，它的工作波長為0.435+/-0.15納米;用于人體探測的傳感器，它的工作波長

9、為715腳。圖1.2是一個(gè)雙探測元的熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的在于消除因環(huán)境溫度和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理，使傳感器起到補(bǔ)償作用。當(dāng)人體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，兩元件極化程度相同，相互抵消;當(dāng)人體移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到探測移動(dòng)人體的目的。使用時(shí)一般在管殼頂端裝有濾光鏡片及窗口，用以選擇接收不同的波長。在窗口上裝濾光鏡的目的是使不需要的紅外線不能進(jìn)入傳感器。一般熱釋電紅外傳感器在光譜范圍內(nèi)的靈敏度是相當(dāng)平坦的(并且不受可見光的影響)。一般常用硅質(zhì)聚乙烯材料的濾

10、光鏡，它能以非接觸形式檢測出物體放射出來的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。傳感器探頭前部裝有菲涅爾透鏡。菲涅爾透鏡是用透明塑料制成的一種具有特殊光學(xué)系數(shù)的透鏡，它由一組平行的棱柱型透鏡所組成，它的每一單元透鏡都只有一個(gè)不大的視場角，而相鄰的兩個(gè)單元透鏡的視場既不連續(xù)，也不重疊，都相隔著一個(gè)盲區(qū)，這樣就在傳感器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”。視場的側(cè)視圖和俯視圖如圖1.3所示。當(dāng)有人從透鏡前走過時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷在“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”內(nèi)切換，這樣就使接收到的信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，增強(qiáng)了能量變化幅度，從而提高了探測靈敏度。1.2.2.4熱釋電紅外探測器的基本

11、原理熱釋電紅外傳感器通過接收移動(dòng)人體輻射出的特定波長的紅外線，可以將其轉(zhuǎn)化為與人體運(yùn)動(dòng)速度，距離，方向有關(guān)的低頻電信號(hào)。當(dāng)熱釋電紅外傳感器受到紅外輻射源的照射時(shí)，其內(nèi)部敏感材料的溫度將升高，極化強(qiáng)度減弱，表面電荷減少，通常將釋放掉的這部分電荷稱為熱釋電電荷。由于熱釋電電荷的多少可以反映出材料溫度的變化，所以由熱釋電電荷經(jīng)電路轉(zhuǎn)變成的輸出電壓也同樣可以反映出材料溫度的變化，從而探測出紅外輻射能量的變化。紅外探測器的光學(xué)系統(tǒng)可以將來自多個(gè)方向的紅外輻射能量聚焦在探測器上，這樣紅外探測器就可以探測到某一個(gè)立體探測空間內(nèi)熱輻射的變化。當(dāng)防范區(qū)域內(nèi)沒有移動(dòng)的人體時(shí)，由于所有的背景物體(如墻壁、家具等)在

12、室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是穩(wěn)定的，所以不能觸發(fā)報(bào)警器。當(dāng)有人體突然進(jìn)入探測區(qū)域時(shí)，會(huì)造成紅外輻射能量的突然變化，紅外探測器將接收到的活動(dòng)人體與背景物體之間的紅外熱輻射能量的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，電信號(hào)的大小，決定于敏感元件溫度變化的快慢，經(jīng)過后級(jí)比較器與狀態(tài)控制器產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)u。，送往報(bào)警器，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。紅外探測器的探測波長為814微米，人體的紅外輻射波長正好處于這個(gè)范圍之內(nèi)，因此能較好的探測到活動(dòng)的人體。被動(dòng)式紅外探測器屬于空間控制型探測器，其警戒范圍在不同方向呈多個(gè)單波束狀態(tài)，組成錐體感熱區(qū)域，構(gòu)成立體警戒。由于被動(dòng)式紅外技術(shù)具有監(jiān)測距離較遠(yuǎn)，靈敏度較高，節(jié)能價(jià)廉等

13、優(yōu)點(diǎn)，本課題采動(dòng)式紅外探測器作為報(bào)警探測器，并在設(shè)計(jì)中增加了電話自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警的功能，使報(bào)警系統(tǒng)更加趨于完善。2 主要元器件的選擇與簡介2.1 系統(tǒng)中微處理器的選擇當(dāng)今單片機(jī)廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。常用的單片機(jī)有很多種：intel8051系列、motorola和m68hc系列、atmel的at89系列、臺(tái)灣winbond(華邦)w78系列、荷蘭pilips的pcf80c51系列、microchip公司的pic系列、zilog的z86系列、atmel的at90s系列、韓國三星公司的ks57c系列4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的em-78系列等。我們最終選用了atmel公司的at89c52單片機(jī)。2.2

14、at89c52芯片簡介at89c52特點(diǎn)： 與mcs-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8k字節(jié)可重擦寫flash閃存 1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作：0hz-24mhz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 256x8字節(jié)內(nèi)部ram 32個(gè)可編程i/o口線 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 5個(gè)中斷源 可編程串行uart通道 低功耗空閑和掉電模式功能特性概述：at89c52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash閃存，256字節(jié)內(nèi)部ram，32個(gè)i/o口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，at89c52可降至0hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。

15、空閑方式停止cpu工作，但允許ram，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存ram中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。at89c52的芯片管腳圖如圖2-1。圖2-1引腳功能說明：vcc電源電壓gnd地p0口p0口是一組8位漏極開路型雙向i/o口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯門電路，對(duì)端口p0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指

16、令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。p1口p1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸出口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。與at89c51不同之處是，p1.0和p1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和輸入（p1.1/t2ex），參見下表。flash編程和程序校驗(yàn)期間，p1接收低8位地址。p1.0和p1.1的第二功能，如表2-1所示。表2-1引腳號(hào)功能特性p1.0t2（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)脈沖輸

17、入），時(shí)鐘輸出p1.1t2ex（定時(shí)/計(jì)數(shù)2捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制） p2口p2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)端口p2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movxdptr指令）時(shí)，p2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行movxri指令）時(shí)，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。flash編程或校驗(yàn)時(shí)，p2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。p3口p

18、3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口。p3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)ttl邏輯門電路。對(duì)p3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的p3口將用上拉電阻輸出電流。 p3口除作為一般的i/o口線外，更重要是它的第二功能，如表2-2所示：表2-2端口引腳第二功能p3.0rxd(串行輸入口)p3.1txd(串行輸出口)p3.2into(外中斷0)p3.3int1(外中斷1)p3.4to(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)p3.5t1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)p3.6wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)p3.7rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程

19、和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ale/prog當(dāng)訪問外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ale脈沖。對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會(huì)被

20、微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無效。psen程序儲(chǔ)存允許（psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)at89c52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次psen信號(hào)。ea/vpp外部訪問允許，欲使cpu僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須

21、是該器件是使用12v編程電壓vpp2.3 lp8072c熱釋電紅外控制電路lp8072c（兼容：cs9803,wt8072）是一款熱釋電紅外控制電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。大量應(yīng)用于：人體感應(yīng)照明控制、人體感應(yīng)開關(guān),人體感應(yīng)控制器,馬達(dá)和電磁控制、防盜報(bào)警等領(lǐng)域lp8072c 功能：工作電壓為 4.0v5.5v（dc），工作電流小于 700ua；外接振蕩電阻、電容；外接有硫化鎘（cds）傳感器，白天抑制輸出；輸出可驅(qū)動(dòng)繼電器或可控硅； 內(nèi)置兩級(jí)運(yùn)放，增益可調(diào)；控制時(shí)間可調(diào)； 內(nèi)置穩(wěn)壓輸出 3.1v 直接驅(qū)動(dòng) pir； 集成過零檢測，交流電源同步觸發(fā)，

22、降低電源污染； 與 weltrend 公司 wt8072 兼容； dip16 封裝； lp8072c 應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于照明控制、馬達(dá)和電磁控制、防盜報(bào)警等領(lǐng)域。lp8072c 引腳：圖2-2lp8072c 功能框圖：圖2-3lp8072c 功能說明：（1）pir 感應(yīng)信號(hào)經(jīng)內(nèi)部放大，如果判斷有觸發(fā)，運(yùn)放輸出高電平。這時(shí)候計(jì)時(shí)檢測電路開始計(jì)時(shí)，計(jì) 滿一定內(nèi)部時(shí)鐘周期，跳變?yōu)楦撸杀苊庹`觸發(fā)）；（2）cds 接內(nèi)部施密特觸發(fā)器，白天 cds 阻值低，施密特反相器輸出為低，抑制輸出；天暗則相反，施 密特反相器輸出為高；（3）過零檢測在交流電源過零時(shí)產(chǎn)生過零脈沖。在（1）、（2）、（3）同時(shí)為高時(shí)，輸

23、出控制器輸出一正脈沖，控制外電路；（4）pir 與 ic 引線越短越好，以免引入噪聲干擾；（5）采用阻容降壓，應(yīng)選用正品電路，注意安全，可適當(dāng)增加保護(hù)元器件或電路；（6）在（1）所述情況下的計(jì)時(shí)期間，cds 觸發(fā)信號(hào)不起作用；（7）pin6 所接 r、c 決定 ic 內(nèi)部時(shí)鐘，f=（120%）/1.1rc，triac 觸發(fā)時(shí)間寬度為 2/f；（8）pin8 所接 r、c 決定 ic 內(nèi)部定時(shí)器的周期，頻率同樣滿足要求（7）所示的計(jì)算公式。調(diào)節(jié) r、c 可以 輸出控制的時(shí)間長短，根據(jù)應(yīng)用實(shí)際要求而定。lp8072c 電氣參數(shù)：參數(shù)符號(hào)條件最小值典型值最大值單位電源電壓vcc-455.5v調(diào)節(jié)電壓

24、vrefvdd=5v33.13.4vcds最高工作電壓v(cds)vdd=5v1.622.5v工作電流iccvdd=5vno loadosc on650700850ua靜態(tài)電路issvdd=5vno loadosc on350400450ua基準(zhǔn)源電流iref-1ma-uacds原電流icds-2.53.54.5ua繼電器驅(qū)動(dòng)電流icc(relay)-5matriac準(zhǔn)電流icc(triac)-15matb工作頻率ftbr=470kc=100pf16.61919.820.8khztc工作頻率ftcr=220kc=1000pf4.75.76khzlp8072c 用于繼電器控制：lp8072c 用

25、于可控硅控制：3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 紅外防盜報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)由于本設(shè)計(jì)側(cè)重于家庭防盜，實(shí)時(shí)監(jiān)控的范圍比較狹窄，因此本設(shè)計(jì)只需使用一個(gè)被動(dòng)式紅外探測器就足夠。為此，紅外智能防盜報(bào)警系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)要求為：l 完成對(duì)高靈敏度紅外傳感器的設(shè)計(jì)，使其能對(duì)所發(fā)生的警情進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的探測。l 可進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警(自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警和聲光報(bào)警)。我們?cè)O(shè)計(jì)此系統(tǒng)必須具有以下功能模塊：l 被動(dòng)式紅外探測器;l 聲光報(bào)警;l 電話自動(dòng)撥號(hào)功能;l 持續(xù)不間斷供電;根據(jù)系統(tǒng)所要完成的功能，我們采用單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心單元，將電子探測、智能控制和電話通訊技術(shù)相結(jié)合，形成一個(gè)兩級(jí)聯(lián)網(wǎng)通訊的防盜報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)總體架構(gòu)簡圖如圖3

26、.1所示。3.2 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)聲光報(bào)警電路相對(duì)比較簡單，本設(shè)計(jì)采用如圖3.2所示的電路來完成探測器的聲光報(bào)警功能。圖3.2在左圖中，bell為長鳴蜂鳴器，兩個(gè)引腳分別為正負(fù)極，當(dāng)正負(fù)極兩端加上5v電壓后，蜂鳴器發(fā)出響聲。注意，該蜂鳴器正負(fù)極不能接反，否則會(huì)燒毀蜂鳴器。右圖中，led-g表示正常狀態(tài)下綠燈常亮，led-r表示有人闖入監(jiān)控區(qū)域內(nèi)時(shí)，紅燈快速閃爍，此時(shí)，綠燈應(yīng)該熄滅。 3.3電話自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)為了簡化整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程，我們不采用mt880芯片撥號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)過程如下： 先在電話機(jī)的存儲(chǔ)里面存上家庭主人的手機(jī)號(hào)碼或報(bào)警電話110.從單片機(jī)的引腳p2.0和p2.1引出兩條接

27、線接繼電器，一條接電話機(jī)鍵盤的免提鍵，另外一條接電話機(jī)鍵盤的自動(dòng)重?fù)苕I，由于電話鍵盤掃描是類似單片機(jī)鍵盤掃描，所以可以讓單片機(jī)先給p2.0一個(gè)信號(hào)，讓電話免提，然后再給p2.1一個(gè)信號(hào)，讓繼電器接通，給自動(dòng)重?fù)苕I一個(gè)電位，讓電話機(jī)自動(dòng)撥號(hào)，這樣就能完成系統(tǒng)報(bào)警功能。3.4 系統(tǒng)工作原理整個(gè)系統(tǒng)的硬件部分主要包括六個(gè)部分:mcu模塊;紅外探測器;聲光報(bào)警電路;電話自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路;電源電路;工作狀態(tài)指示電路。其系統(tǒng)工作原理為:傳感器將探測到的信號(hào)送到前置信號(hào)處理器處理，單片機(jī)判斷到p1.0口有脈沖下降沿跳變信號(hào)時(shí)立刻轉(zhuǎn)到聲光報(bào)警程序，這時(shí)蜂鳴器報(bào)警，紅燈快速閃爍，過程持續(xù)30s。在這30s內(nèi)如果

28、有人按下消除報(bào)警的開關(guān)，則解除報(bào)警。如果這段時(shí)間沒有人解除報(bào)警，則證明家里沒有人，系統(tǒng)會(huì)在30s后自動(dòng)觸發(fā)電話機(jī)報(bào)警，完成整個(gè)系統(tǒng)的工作工程。之后，單片機(jī)會(huì)繼續(xù)循環(huán)回到判斷p1.0口，等待下一次報(bào)警。3.5 系統(tǒng)總的電路圖 在用proteus模擬系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)電路由晶振電路，聲光報(bào)警電路組成。其中，我們用接p1.0的開光模擬紅外線傳感器，要求當(dāng)開關(guān)按下時(shí)，電平由高跳到低，這相當(dāng)于，傳感器檢測到人的狀態(tài)，電話線用p2.0和p2.1引出，在這里不模擬電話線路圖。圖3.54 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1主控模塊程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)在初始加電時(shí)，電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)，導(dǎo)致此時(shí)的單片機(jī)不穩(wěn)定，一般在上電后都要對(duì)系統(tǒng)加一段

29、延時(shí)。延時(shí)后單片機(jī)檢測p1口狀態(tài)，檢測電平信號(hào)是否突變，如果是則調(diào)用報(bào)警處理程序，包括自動(dòng)撥號(hào)程序和聲光報(bào)警程序，如果電平?jīng)]有出項(xiàng)變化，則繼續(xù)檢測p1口狀態(tài)。主程序流程圖參見圖4.1。圖4.1主程序流程圖4.2 系統(tǒng)開發(fā)所采用的編程與調(diào)試平臺(tái)本系統(tǒng)語言采用匯編語言編寫，因此選用wave6000，他具有單片機(jī)程序的編輯、編譯與調(diào)試等功能，并生成十六進(jìn)制的.hex機(jī)器文件，通過topwin刻錄軟件可寫入單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。仿真軟件選用proteus，他是來自英國labcenter electronics公司的eda工具軟件。其電路仿真是互動(dòng)的，針對(duì)微處理器的應(yīng)用，還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上

30、編程，并實(shí)現(xiàn)軟件源碼級(jí)的實(shí)時(shí)調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。4.3主要程序編程；- red equ p3.3 green equ p3.7 close equ p2.7 check equ p1.0 sound equ p1.7 mt equ p2.0 ph equ p2.1 times data 30h org 0000h ajmp main org 000bh ;定時(shí)器t0中斷程序入口 ljmp t0 ;跳至to執(zhí)行;主 程 序-main： mov p0,#0ffh mov p1,#0ffh mov p2,#0ffh mov p3,#0ffh mov tmod,#02h

31、 ;t0定時(shí)器工作方式2,t1定時(shí)器工作方式1 mov tl0,#06h ;設(shè)置t0定時(shí)1s mov th0,#06h ; mov r2,#0 mov r3,#0 mov times,#0 setb ea ;允許中斷 setb et0 ;t0中斷允許 clr tr0 ;關(guān)閉t0 lcall delay;正常狀態(tài)下只顯示綠燈-start: setb green ；初始狀態(tài)亮綠燈 clr red ；紅燈暗 jnb check,count ；檢測p1.0口狀態(tài) ajmp start;異常狀況開始計(jì)時(shí)30秒- count: clr green setb tr0 ；啟動(dòng)t0計(jì)時(shí) jnb close,st

32、op ；解除警報(bào)開關(guān) mov a,times cjne a,#150,count ajmp alart ;按下開關(guān)恢復(fù)正常狀態(tài)- stop: clr tr0 clr red clr sound mov times,#0 ajmp start;30秒時(shí)間后進(jìn)行自動(dòng)撥號(hào)-alart: clr tr0 clr red clr sound mov times,#0 setb mt ；使電話機(jī)撥號(hào) lcall delay setb ph ajmp start ;t0中斷服務(wù)程序-t0：inc r2 cjne r2,#40,t0_1t0_1：jc goret mov r2,#0 inc r3 cjne r3,#20,t0_2t0_2： jc goret mov r3,#0 cpl red c