南京信息工程大學光電報警器課程論文

1、濱江學院課程設(shè)計論文 課 題 紅外線報警器的設(shè)計 院 系 電子工程系 專 業(yè) 電子科學與技術(shù) 班 級 學 號 姓 名 任課教師 李敏 紅外線報警器的設(shè)計（南京信息工程大學濱江學院，*，*）摘要：伴隨著社會的發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高，擁有了更多的奢飾品，因此防盜就成了一項重要的課題。本次畢業(yè)設(shè)計的紅外線防盜報警器是基于電源電路給整個電路提供+5V電壓，通過紅外線發(fā)射和接受系統(tǒng)來感應(yīng)是否有人闖入，并通過單片機系統(tǒng)向聲光報警電路發(fā)出信號，達到聲光報警的目的。論文首先簡單介紹了紅外線防盜報警器的發(fā)展背景、基本電路結(jié)構(gòu)和工作原理，以及國內(nèi)紅外線防盜報警器的發(fā)展狀況，然后結(jié)合應(yīng)用電路具體介紹了該應(yīng)用電

2、路的工作原理。論文詳細論述了電源電路的具體變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓過程，以及通過單片機系統(tǒng)內(nèi)部程序的設(shè)定來區(qū)分紅外線接受端電壓的變化，并通過單片機來控制聲光報警電路，最后通過555定時器來輸出穩(wěn)定的信號。最后，附錄部分附有本次設(shè)計所應(yīng)用到的電路原理圖。關(guān)鍵字：報警器，51單片機；紅外線發(fā)送與接受；555定時器Infrared Burglar Alarm（Binjiang College, Nanjing University of Information Science,yan tingting ,20102321922）Abstract：  The

3、60;design and development of graduation infrared burglar alarm is based on the power supply circuit for the entire circuit to provide +5 V voltage, through an infrared

4、60;transmitting and receiving system whether the intrusion sensors, SCM system and through to the sound and light alarm circuit sent a signal to sound and light alarm

5、0;purposes. The paper introduced the simple anti-theft alarm infrared background of the development, basic circuit structure and working principle, Infrared and domestic security alarm&

6、#160;state of development, then combined application specific circuits on the application of circuit theory. Papers discussed in detail the specific power rectifier circuit, rectifier,&

7、#160;filtering, Regulators process. SCM system, as well as through the creation of internal procedures to distinguish between infrared receiving terminal voltage changes. and through

8、60;MCU to control sound and light alarm circuit, the final adoption of 555 timer output signal stability. Finally, the appendix attached to this part of the design a

9、pplied to the circuit diagram.  Keywords: Power Circuit;Mcs-51; Infrared send and receive; 555 timer1、引言現(xiàn)在社會迅速發(fā)展，人們生活質(zhì)量逐步提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有，民購買及入住小區(qū)除對社區(qū)的生活設(shè)施、房屋質(zhì)量關(guān)心外，對小區(qū)的安全環(huán)境也及為關(guān)注。 傳統(tǒng)的住宅圍墻和防盜柵欄等簡單防護設(shè)施既破壞社區(qū)的整體形象，也不能完全有效的

10、阻止犯罪分子的破門而入，同時緊鎖的鐵門和護欄在發(fā)生火災(zāi)、地震等緊急情況時，使人難以逃生。因此社區(qū)防范的現(xiàn)代化、智能化，居民財產(chǎn)的防盜防劫已成為每個家庭必需解決的問題，并且人們手中特別是城市居民的積蓄也十分可觀。安防產(chǎn)業(yè)也隨之漸漸發(fā)展，人們對于安防的靈敏性、便捷性及有效性的要求越來越高。而智能安防產(chǎn)品恰恰解決了這個問題?，F(xiàn)如今，盜竊分子日益猖獗，單單的鎖具已無法阻擋這些“動手能力”強的人；鎖具的不斷更新，愈加復雜化，但是他們的技術(shù)也不斷跟進，所以，我們必須采取一些必要的輔助條件來保護我們家庭以及財務(wù)的安全。 防盜報警器帶領(lǐng)著人們一步一步向這樣的生活邁進，但是由于產(chǎn)品及多方面原因，使得安

11、防產(chǎn)品的有效性及靈敏度降低，使得安防質(zhì)量下降，常常出現(xiàn)報警器遲緩、不能隨時隨地報警等現(xiàn)象，所以解決好防盜報警器的問題能夠使人們更加安全、放心的使用或攜帶各式的物品，跟上時代的發(fā)展享受高品質(zhì)的生活。2、結(jié)構(gòu)框圖對于含有inout端口的模塊內(nèi)部而言, inout端口可以理解成從氣映像寄存器”接收連續(xù)賦值的線。作者在定義一個inout端口時, 同時也要定義一個寄存器作為inout端口的“ 映像寄存器” , 并將端口和這個“ 映像寄存器”用一個三態(tài)門連接起來。當端口用作輸出端口時, 將inout端口的“ 映像寄存器”設(shè)置成所希望的輸出值, 并且將三態(tài)門選通, 這時inout端口的值隨“ 映像寄存器”的

12、變化而變化；當inout端口用作輸人端口時, 三態(tài)門設(shè)為高阻態(tài), 斷開“ 映像寄存器”與inout端口的連接, 此時就可以像對待普通的輸人端口一樣對它進行操作。而對于含有inout端口的模塊外部而言, 需要指定當它作為輸人端口時, 其數(shù)據(jù)的來源, 以及當它作為輸出端口時, 其數(shù)據(jù)的歸屬。3、LM393比較器LM393是由兩個獨立的、高精度電壓比較器組成的集成電路，失調(diào)電壓低，最大為2.0mV。它專為獲得寬電壓范圍、單電源供電而設(shè)計，也可以以雙電源供電；而且無論電源電壓大小，電源消耗的電流都很低。它還有一個特性：即使是單電源供電，比較器的共模輸入電壓范圍接近地電平。 主要應(yīng)用于限幅器、

13、簡單的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖發(fā)生器、延時發(fā)生器、寬頻壓控振蕩器、MOS時鐘計時器、多頻振蕩器和高電平數(shù)字邏輯門電路。393被設(shè)計成能直接連接TTL和CMOS；當用雙電源供電時，它能兼容MOS邏輯電路這是低功耗的393相較于標準比較器的獨特優(yōu)勢。圖1 LM393引腳圖優(yōu)勢：1.高精度比較器； 2.減少由于溫漂引起的失調(diào)電壓；   3.可以單電源供電； 4.輸入共模電壓范圍接近地電平；   5.兼容邏輯電路。特點： 電源電壓范圍寬：單電源：20.V to 36V；雙電源：±10.V&

14、#160;to ±18V   電源電流消耗很低（0.4mA）；輸入偏置電流低： 25nA ；輸入失調(diào)電流低：±5nA；最大輸入失調(diào)電壓：±3mA；輸入共模電壓范圍接近地電平；差模輸入電壓范圍等于電源電壓；輸出飽和電壓低：250mA at 4mA； 4、555延時器555集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做555定時器或555時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電

15、源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。圖2 555芯片引腳圖由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體。它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)T，比較器的參考電壓由三只5K的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器C1同相比較端和低電平比較器C2的反相輸入端的參考電平為Vcc32和Vcc31。C1和C2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當輸入信號輸入并超過Vcc32時，觸發(fā)器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電，開關(guān)

16、管導通；當輸入信號自2腳輸入并低于Vcc31時，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電，開關(guān)管截止。DR是復位端，當其為0時，555輸出低電平。平時該端開路或接Vcc。Vco是控制電壓端（5腳），平時輸出Vcc32作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時，通常接一個0.01Fm的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當T導通時，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路.5、電路分析圖3 電路原理圖接通電源，由音頻譯碼集成電路A2及外接電阻R6電容C3產(chǎn)生40KHZ左右振蕩信號

17、，一則作為本身諧振需要；需要；另一方面通過A2第5腳 （幅值約6V）、R5加至三極管VT1基極，經(jīng)VT1電流放大后驅(qū)動紅外發(fā)光二極管VD1向周圍窨發(fā)射紅外光脈沖。平時，紅外光敏二極管VD2接收不到VD1發(fā)出的紅外光脈沖，A2輸出端第8腳處于高電平，由A3及外圍阻容元件構(gòu)成的典型單穩(wěn)態(tài)電路處于復位狀態(tài)，VT2無偏流截止，報警電喇叭HA斷電不發(fā)聲。當人或物接近VD1時，由VD1發(fā)出的紅外線被人體或物體反射回來一部分，并被VD2接收轉(zhuǎn)換成相同頻率的電信號，經(jīng)運放A1放大事，輸入到A2第3腳，通過A2內(nèi)部進行識別譯碼后，使其第8腳輸出低電平。該低電平信號直接觸發(fā)A3構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路置位，使A3第3腳輸

18、出高電平，VT2獲偏流飽各導通，HA通電發(fā)出響亮的告警聲。人或物離開VD1監(jiān)視區(qū)域后，雖然VD2推動紅外光信號使A2第8腳恢復高電平，但由于存在單穩(wěn)態(tài)電路的延遲復位作用，HA將持續(xù)發(fā)聲一段時間(<60秒)，然后自動恢復到待報警狀態(tài)。 電路的最大特點是實現(xiàn)了紅外線發(fā)射與接收工作頻率的同步自動跟蹤，即紅外發(fā)射部分不設(shè)專門的脈沖發(fā)生電路，而直接從接收部分的檢測電路引人脈沖（實為AZ的鎖相中心頻率信號），既簡化了線路和調(diào)試工作，又防止了周圍環(huán)境變化和元件參數(shù)改變造成的收、發(fā)頻率不一致，使電路穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強。6、結(jié)束語到此，我所做的課題已接近尾聲，紅外線防盜報警器設(shè)計是一個復雜的過程，不僅要注重理論上的知識，還應(yīng)注重焊接技術(shù)，知道每個器件的連接方式，注意布件的合理性，使得用最少的線連接最多的器件，還應(yīng)注意某些器件的正負極不要反接，以免器件的燒毀。 課程設(shè)計是對理論知識的一次深化，每個人都對此報以極其認真的態(tài)度，并全身心的投入，付出極大的精力和時間。通過此次設(shè)計，我學到不少的東西。首先，學到了新知識開闊的眼界，加深了對單片機和某些芯片的理解。其次學會了獨立