精品資料（2021-2022年收藏）紅外報(bào)警實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、西安郵電大學(xué)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱：光電系統(tǒng)嵌入式開發(fā)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)院系名稱：電子工程學(xué)院光電子技術(shù)系學(xué)生姓名：郭欣（27）專業(yè)名稱：光電信息科學(xué)與工程班 級(jí)：光電1308指導(dǎo)教師：余娟時(shí)間：2015年 月 日至2015年 月 日實(shí)驗(yàn)三：紅外報(bào)警系統(tǒng)1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解發(fā)光二極管的具體應(yīng)用；2、練習(xí)自擬簡單的光電系統(tǒng)試驗(yàn)； 3、了解主動(dòng)式和被動(dòng)式光電報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理； 4、利用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析并進(jìn)行聲音和光報(bào)警。二、實(shí)驗(yàn)器材1、51開發(fā)板一套；2、TSAL6200為紅外發(fā)光二極管；3、HS0038B紅外一體化接收頭。三、實(shí)驗(yàn)原理1、主動(dòng)式紅外報(bào)警 主動(dòng)紅外入侵報(bào)警器是由發(fā)射部分和接收部

2、分組成，發(fā)射部分是由發(fā)光源、光源驅(qū)動(dòng)組成；接收部分是由光電傳感器、放大器、信號(hào)處理器等部分組成。工作思路為：由接收部分中的紅外光電傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過電路處理后傳給報(bào)是一種紅外線光束遮擋型報(bào)警器，發(fā)射部分中的紅外發(fā)光二極管在驅(qū)動(dòng)的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束(此光束的波長約在0.80.95微米之間)，經(jīng)過防范區(qū)到達(dá)接收部分，構(gòu)成了一條警戒線。正常情況下，接收部分收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號(hào)，當(dāng)有人入侵該警戒線時(shí)，紅外光束被遮擋，接收部分收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。2、應(yīng)用器件介紹發(fā)射部分和接收部分均采用單片機(jī)進(jìn)行控制，紅外發(fā)射和接

3、收采用與紅外遙控相同的紅外發(fā)射接器件。發(fā)射部分主要器件為TSAL6200，接收部分主要器件為HS0038B。（1） TSAL6200為紅外發(fā)射二極管，波長為940nm。（2） HS0038B為一紅外一體化接收頭，其內(nèi)部接收紅外信號(hào)頻率為38kHz，周期約26s，它同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL 電平的編碼信號(hào)，再送給單片機(jī)。管教圖如下4、 實(shí)驗(yàn)步驟（1） 整體思路 1.無障礙物，不報(bào)警；2.出現(xiàn)障礙物，報(bào)警；3.障礙物離開，停止報(bào)警；4.系統(tǒng)上電時(shí)有障礙物，應(yīng)不報(bào)警，障礙物離開后應(yīng)能正常工作；5.發(fā)射部分未上電，不報(bào)警，上電后應(yīng)能正常工作。紅外發(fā)射裝置：由單片機(jī)控制部分和紅

4、外發(fā)射電路組成，紅外發(fā)射電路以紅外發(fā)光二極管為核心。通過單片機(jī)控制紅外發(fā)射電路是否發(fā)射紅外信號(hào)，以及發(fā)射什么樣的信號(hào)。紅外接收裝置：由單片機(jī)控制部分和紅外接收電路組成。紅外接收電路以紅外一體化接收頭（HS0038）為核心，實(shí)現(xiàn)紅外光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。單片機(jī)部分實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的有無判斷，以確定是否需要報(bào)警。（二）硬件設(shè)計(jì)： 1. 發(fā)射電路：其發(fā)射電路有多種設(shè)計(jì)方案，最簡單就是就是通過單片機(jī)一IO口直接控制二極管一端，二極管另一端接地或者接電源，為了保護(hù)二極管，一般會(huì)串一個(gè)阻值較小的電阻。二極管一般有標(biāo)定的工作電流，最好是設(shè)計(jì)的電路和二極管的工作電流一致。當(dāng)然也可以讓二極管工作在某些工作電流下以適

5、應(yīng)不同的工作距離。如圖（左）1管腳接單片機(jī)某一IO口，2腳接電源VCC。 發(fā)射電路 接收電路2.接收電路：Hs0038b可以直接和單片機(jī)相連，hs0038b的電源和地直接和單片機(jī)的電源和地相連，OUT連接單片機(jī)某一IO管腳。參考電路如上圖（右）：3. 報(bào)警部分報(bào)警電路以蜂鳴器為核心，電路如下： 4.硬件連接圖（三）軟件設(shè)計(jì)：1.軟件思想 該系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)主要遵循nec編碼協(xié)議。該協(xié)議主要部分介紹如下：頭碼： 9ms高電平 + 4.5ms低電平 碼0： 0.56ms高電平 + 0.56ms低電平 碼1： 0.56ms高電平 + 1.68ms低電平 結(jié)束位: 0.56ms高電平 發(fā)碼順序?yàn)橄劝l(fā)低位

6、再發(fā)高位 單鍵碼 ：頭碼 + 16位系統(tǒng)碼 + 8位數(shù)據(jù)碼 + 8位數(shù)據(jù)碼反碼 連續(xù)鍵碼（發(fā)簡碼）：9ms高電平 + 2.25ms低電平 + 結(jié)束位 簡碼重復(fù)周期：108ms引導(dǎo)碼 + 系統(tǒng)碼（16位）+ 數(shù)據(jù)碼（8位）+ 數(shù)據(jù)碼反碼（8位）+ 結(jié)束碼引導(dǎo)碼由一個(gè)9ms的載波波形和4.5ms的關(guān)斷時(shí)間構(gòu)成地址碼共16bit,低8位在前，高8位在后8bit命碼及其反碼編碼采用脈沖位置調(diào)制方式（PPM），用脈沖之間的時(shí)間間隔來區(qū)分“0”和“1”。重復(fù)發(fā)送，如果第一次指傳輸結(jié)束后，還檢測到該按鍵仍然按著，則每隔108ms重復(fù)發(fā)送一次，但代碼變了，如下：載波頻率為38KHz，占空比可以是1/3、1/4

7、或者1/5,如下圖：完整波形：2. 發(fā)射部分3. 接收程序4.添加計(jì)數(shù)功能每當(dāng)報(bào)警一次，液晶顯示器就顯示一次，一直記錄報(bào)警的次數(shù)，程序如下： while(1) if(TF0=1) sum+; while(TF0=1) Beep= 1; DelayMs(5); Beep= 0; DelayMs(5); DisplayOneChar(0, 0,'W'); DisplayOneChar(0, 1,'A'); DisplayOneChar(0, 2,'R'); DisplayOneChar(0, 3,'N'); DisplayOneCha

8、r(0, 4,'I'); DisplayOneChar(0, 5,'N'); DisplayOneChar(0, 6,'G'); DisplayOneChar(1, 0,'S');/以十進(jìn)制顯示sum值 DisplayOneChar(1, 1,'U'); DisplayOneChar(1, 2,'M'); DisplayOneChar(1, 3,'='); DisplayOneChar(1, 4, sum/100%10+0x30);/顯示十位數(shù)據(jù) DisplayOneChar(1,

9、5, sum/10%10+0x30);/顯示個(gè)位數(shù)據(jù) DisplayOneChar(1, 6, sum%10+0x30);/顯示個(gè)位數(shù)據(jù) 5.中斷4、 注意事項(xiàng)1、不要帶電操作2、注意各個(gè)器件的正負(fù)極3、眼睛不要離紅外二極管太近五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果 當(dāng)障礙物進(jìn)入發(fā)射端與接收端之間時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警告，與此同時(shí)，液晶顯示屏上會(huì)顯示障礙進(jìn)入的次數(shù)即報(bào)警次數(shù)。6、 實(shí)驗(yàn)小結(jié) 在本次實(shí)驗(yàn)中，需要兩個(gè)人進(jìn)行合作，一個(gè)發(fā)射端，一個(gè)接收端，并且在原有的要求下添加了計(jì)數(shù)的功能，再次用到了液晶顯示部分，對(duì)所用到的器件也有了新的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)到了紅外的基本知識(shí)，由于剛開始對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟簧趺髁?，?dǎo)致在開始的時(shí)候并沒有及時(shí)按照要求設(shè)計(jì)出來，在詢問老師過后，經(jīng)過計(jì)算編輯最終得到了預(yù)想中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，受益匪淺。 光電系統(tǒng)嵌入式開發(fā)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)考核記錄表學(xué)生姓名： 郭欣 學(xué)號(hào)： 05138238（27） 班級(jí)：光電1308 2015 年 月 日小分原理操作功能報(bào)告質(zhì)量紀(jì)律衛(wèi)生評(píng)分備注評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)5非常清晰非常熟練有新意非常好非常好（時(shí)間）4清晰熟練完成好好好3較清晰較熟練較好完成較好較好2不夠清晰不夠熟練基本完成不夠好