基于紅外線警報(bào)與自動(dòng)撥號(hào)家居防盜系統(tǒng)研發(fā)

1、 · 基于紅外線報(bào)警與自動(dòng)撥號(hào)家居防盜系統(tǒng)研發(fā)  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與接口結(jié)合，通過(guò)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，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) 1.1 本課題的國(guó)外的研究現(xiàn)狀與研究意義隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(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

2、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(guó)，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(kāi)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(jiàn)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(cè)器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測(cè)器因其價(jià)格低廉、制作簡(jiǎn)單、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

3、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(jiǎn)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(guò)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(guò)光電轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此電信號(hào)經(jīng)過(guò)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)

4、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(cè)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(jiàn)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(cè)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(cè)器直接探測(cè)來(lái)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(cè)器是利用熱釋電效應(yīng)進(jìn)行探測(cè)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），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

5、射紅外輻射的能量與物體的溫度和紅外輻射的波長(zhǎng)有關(guān)。假定物體發(fā)射紅外輻射的峰值波長(zhǎng)為幾，它的溫度為T，則輻射能量等于紅外輻射的峰值波長(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)器又稱為熱釋電紅外探測(cè)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，最終電荷變化將以電壓或電流形式輸出。在熱釋電紅外探測(cè)器

6、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(lái)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(cè)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，即電荷面密度變小。這樣，晶體表面存在多余的中和電荷，

7、這些電荷以電壓或電流的形式輸出，該輸出信號(hào)可用來(lái)探測(cè)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(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。按照探測(cè)元的數(shù)目來(lái)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(cè)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(lái)分，有以下幾種：用于測(cè)量溫度的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為（120）納米;用于火焰探測(cè)的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為0.435+/-0.15納米;用于人體探測(cè)的傳感器，它的工作波長(zhǎng)為715腳。圖1.2是一個(gè)雙探測(cè)元的熱釋電紅外傳

8、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(cè)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)，兩元件極化程度一樣，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(cè)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與窗口，用以選擇接收不同的波長(zhǎng)。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圍的靈敏度是相當(dāng)平坦的(并且不受可見(jiàn)光的影響)。一般常用硅質(zhì)聚乙烯材料的濾光鏡，它能以非接觸形式檢測(cè)出物體放射出來(lái)的

9、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(chǎng)角，而相鄰的兩個(gè)單元透鏡的視場(chǎng)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(chǎng)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(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷在“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”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(cè)靈敏度。1.2.2.4熱釋電紅外探測(cè)器的基本原理熱釋電紅外傳感器通過(guò)接收移動(dòng)

10、人體輻射出的特定波長(zhǎng)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(cè)出紅外輻射能量的變化。紅外探測(cè)器的光學(xué)系統(tǒng)可以將來(lái)自多個(gè)方向的紅外輻射能量聚焦在探測(cè)器上，這樣紅外探測(cè)器就可以探測(cè)到某一個(gè)立體探測(cè)空間熱輻射的變化。當(dāng)防區(qū)域沒(méi)有移動(dòng)的人體時(shí)，由于所有的背景物體(如墻壁、家具等)在室溫下紅外輻射的能量比較小，而且基本上是

11、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(cè)區(qū)域時(shí)，會(huì)造成紅外輻射能量的突然變化，紅外探測(cè)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(guò)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(cè)器的探測(cè)波長(zhǎng)為814微米，人體的紅外輻射波長(zhǎng)正好處于這個(gè)圍之，因此能較好的探測(cè)到活動(dòng)的人體。被動(dòng)式紅外探測(cè)器屬于空間控制型探測(cè)器，其警戒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(cè)距離較遠(yuǎn)，靈敏度較高，節(jié)能價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，本課題采動(dòng)式紅外探測(cè)器作為報(bào)警探測(cè)器，并

12、在設(shè)計(jì)中增加了自動(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(jiǎn)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、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、國(guó)三星公司的KS57C系列4位單片機(jī)、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 AT89C52芯片簡(jiǎn)介AT89C52特點(diǎn)： 與MCS-51產(chǎn)

13、品指令和引腳完全兼容 8K字節(jié)可重擦寫(xiě)FLASH閃存 1000次擦寫(xiě)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)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)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?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片振蕩器與時(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。空閑方式停止CPU工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口與中

14、斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，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(shuō)明：VCC電源電壓GND地P0口P0口是一組8位漏極開(kāi)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(xiě)“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)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(wèn)期間激活部上拉電阻。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)帶部上

15、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(xiě)“1” ，通過(guò)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)椴看嬖谏侠娮?，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(jiàn)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

16、向控制）P2口P2是一個(gè)帶部上拉電阻的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(xiě)“1”，通過(guò)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)椴看嬖谏侠娮?，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(wèn)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(wèn)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P3口是一組帶有部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或

17、輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被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(xiě)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

18、期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問(wèn)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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)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(guò)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(wú)效。PSEN程序儲(chǔ)存允許（

19、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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)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)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)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp2.3 LP8072C熱釋電紅外控制電路LP80

20、72C（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(kāi)關(guān)。大量應(yīng)用于：人體感應(yīng)照明控制、人體感應(yīng)開(kāi)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； 置兩級(jí)運(yùn)放，增益可調(diào)；控制時(shí)間可調(diào)； 置穩(wěn)壓輸出 3.1V 直接驅(qū)動(dòng) PIR； 集成過(guò)零檢測(cè)，交流電源同步觸發(fā)，降低電源污染； 與 WELTREND 公司 WT8072 兼容； DIP16 封裝； L

21、P8072C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2-2    圖2-3LP8072C功能框圖：LP8072C功能說(shuō)明：（1）PIR 感應(yīng)信號(hào)經(jīng)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(cè)電路開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì) 滿一定部時(shí)鐘周期，跳變?yōu)楦撸杀苊庹`觸發(fā)）；（2）CDS 接部施密特觸發(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(guò)零檢測(cè)在交流電源過(guò)零時(shí)產(chǎn)生過(guò)零脈沖。在（1）、（2）、（3）同時(shí)為高時(shí)，輸出控制器輸出一正脈沖，控制外電

22、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 部時(shí)鐘，F(xiàn)=（1±20%）/1.1RC，TRIAC 觸發(fā)時(shí)間寬度為 2/F；（8）PIN8 所接 R、C 決定 IC 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(zhǎng)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VrefVDD=5V33

23、.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用于可

24、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(cè)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(cè)。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(cè)器;l  聲光報(bào)警;l  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(cè)、智能控制和通訊技術(shù)相結(jié)合，

25、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(jiǎn)圖如圖3.1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(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)采用如圖3.2所示的電路來(lái)完成探測(cè)器的聲光報(bào)警功能。圖3.2在左圖中，Bell為長(zhǎng)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)域時(shí)，紅燈快速閃爍，此時(shí)，綠燈應(yīng)該熄滅。 3.3自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路的設(shè)計(jì)為了簡(jiǎn)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(guò)程如下： 先在機(jī)的存儲(chǔ)里面存上家庭主人的手機(jī)或報(bào)

26、警110.從單片機(jī)的引腳p2.0和p2.1引出兩條接線接繼電器，一條接機(jī)鍵盤的免提鍵，另外一條接機(jī)鍵盤的自動(dòng)重?fù)苕I，由于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(cè)器;聲光報(bào)警電路;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(cè)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(guò)程

27、持續(xù)30s。在這30s如果有人按下消除報(bào)警的開(kāi)關(guān)，則解除報(bào)警。如果這段時(shí)間沒(méi)有人解除報(bào)警，則證明家里沒(méi)有人，系統(tǒng)會(huì)在30s后自動(dòng)觸發(fā)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(kāi)光模擬紅外線傳感器，要求當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)，電平由高跳到低，這相當(dāng)于，傳感器檢測(cè)到人的狀態(tài)，線用P2.0和P2.1引出，在這里不模擬線路圖。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

28、要對(duì)系統(tǒng)加一段延時(shí)。延時(shí)后單片機(jī)檢測(cè)P1口狀態(tài)，檢測(cè)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(cè)P1口狀態(tài)。主程序流程圖參見(jiàn)圖4.1。 圖4.1主程序流程圖4.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)所采用的編程與調(diào)試平臺(tái)本系統(tǒng)語(yǔ)言采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，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(guò)TOPWIN刻錄軟件可寫(xiě)入單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中。仿真軟件選用Proteus，他是來(lái)自英國(guó)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，如有顯示與輸出，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