人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)

1、單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)課題：人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)專業(yè)班級：自動化101、102班學(xué)生姓名：_學(xué)生學(xué)號：一指導(dǎo)教師：時(shí)間：2013年12月15日成績：目錄一、設(shè)計(jì)目的3二、設(shè)計(jì)要求32.1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3三、方案設(shè)計(jì)與論證43.1、 整個(gè)系統(tǒng)的原理43.2、 傳感器模塊5四、硬件設(shè)計(jì)及電路圖64.1、 設(shè)計(jì)原理64.2、 電路圖6五、軟件設(shè)計(jì)10六、元器件清單11七、硬件制作與調(diào)試11八、結(jié)論與心得12九、參考文獻(xiàn)13人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)目的1、利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)HC-SR501人體紅外感應(yīng)模塊功能。所設(shè)計(jì)人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)能夠檢測人是否存在，當(dāng)感應(yīng)到人體時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警和指示。2、通

2、過本次課程設(shè)計(jì)加深對單片機(jī)課程的全面認(rèn)識和掌握，對單片機(jī)課程的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。3、鍛煉通過自學(xué)與自己探索的方式解決問題的能力。4、通過此次課程設(shè)計(jì)將單片機(jī)軟硬件結(jié)合起來對程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn),鍛煉實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。5、鍛煉團(tuán)隊(duì)分工合作與協(xié)調(diào)能力。二、設(shè)計(jì)要求2.1、 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)單片機(jī)以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，在工業(yè)測控、通信系統(tǒng)和家用電器控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，也提高了各種電器的性能，給人們的生活和工作帶來了很大的便利。迄今為止，單片機(jī)系統(tǒng)和模塊主要用于工業(yè)控制、科學(xué)研究和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域，實(shí)

3、現(xiàn)各類系統(tǒng)在線信號采集和監(jiān)控功能。本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)作為控制核心，與人體紅外傳感器模塊相結(jié)合的的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。是對人體紅外感應(yīng)模塊應(yīng)用的一個(gè)極好例子，具有硬件電路簡單、軟件功能完善、控制系統(tǒng)可靠等特點(diǎn)。(1)所設(shè)計(jì)人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)能夠檢測人體是否存在，當(dāng)感應(yīng)到人體時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警和指示。(2)完成軟件程序編寫(3)完成電路設(shè)計(jì)及調(diào)試(4)完成課程設(shè)計(jì)說明書根據(jù)本設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)的功能，考慮到硬件電路的復(fù)雜性、性價(jià)比和軟件實(shí)現(xiàn)的難易程度等情況?？刂破饔蓚鞲衅髂K、控制功能模塊組成。傳感器模塊由人體紅外感應(yīng)器構(gòu)成，控制功能模塊由單片機(jī)構(gòu)成該系統(tǒng)的工作原理如下：系統(tǒng)啟動后，檢測P1.0口是否

4、為高電平，為高電平說明檢測到范圍內(nèi)有人員存在，顯示燈亮，當(dāng)檢測到P1.0為低電平的時(shí)，顯示燈亮。三、方案設(shè)計(jì)與論證3.1、 整個(gè)系統(tǒng)的原理整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案如下面介紹，主要是：系統(tǒng)原理、控制芯片介紹和管腳說明。系統(tǒng)原理框圖如下圖，采用單片機(jī)最小系統(tǒng)，有傳感器模塊，顯示模塊，控制模塊等組成。（如圖一）人體單紅外IN片一顯示感應(yīng)機(jī)電路模塊圖一從上面的框圖中我們可以看到，單片機(jī)CP0整個(gè)系統(tǒng)的核心，是所設(shè)計(jì)電路的核心，也是一部分，它受電源驅(qū)動。芯片管腳圖如圖2。FL0CPl,1CPL2CPl.3CPL4匚MOSI/Pt5匚MIS0/P1.6CSCI/Pl.TCKSTCKXD/P3.0CTXD/P3.

5、1Cmo/P3.2tINTT/P3.3匚T0/P3.4匚T1/P3-5匚WP3,6tRB/P3-7tXTAL2CmilcFSiy。的t0123456789012-3567831111111111209876543210987654321433333333332222222222VCC2PO,0/ADOPO,1/AD1PO.2/AD2口PO.3/AD33P0.4/AD43PO.5/AD53P0.6/AD63PO.7/AD7口EA/VPPnALE/PRQgnPESHJP2.7/A15BP2.6/A14JP2.5/A13nP2.4/A12nP2.3/A11JP2,2/A10JP2.1/A?3F2,O

6、/AS3.2、 傳感器模塊傳感器IK塊由HC-SR50倍通型人體紅外感應(yīng)模塊構(gòu)成。全自動感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時(shí)關(guān)閉高電平。輸出低電平。人體紅外感應(yīng)模塊的的技術(shù)指標(biāo)如下：1 .工作電壓：DC4.5V至20V2. 靜態(tài)電流：50微安3. 電平輸出：高3.3V,低0V4. 延時(shí)時(shí)間：5-200S（可調(diào)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒一一幾十分鐘5. 封鎖時(shí)間：0.2s（默認(rèn)）可制作范圍零點(diǎn)幾秒一一幾十秒6. 觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H7. 感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)8. 工作溫度：-15+70度9. 電路板外形尺寸：32*24mm螺絲孔距28m

7、m螺絲孔徑2mm感應(yīng)透鏡尺寸：（直徑）：23mm默認(rèn)）10. 感應(yīng)透鏡尺寸：直徑：23mm（默認(rèn)）四、硬件設(shè)計(jì)及電路圖4.1、 設(shè)計(jì)原理本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)作為控制核心，與人體紅外傳感器模塊相結(jié)合的的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。根據(jù)本設(shè)計(jì)需實(shí)現(xiàn)的功能，考慮到硬件電路的復(fù)雜性、性價(jià)比和軟件實(shí)現(xiàn)的難易程度等情況?？刂破饔蓚鞲衅髂K、控制功能模塊組成。傳感器模塊由人體紅外感應(yīng)器構(gòu)成，控制功能模塊由單片機(jī)構(gòu)成。該系統(tǒng)的工作原理如下：系統(tǒng)啟動后，檢測P1.0口是否為高電平，為高電平說明檢測到范圍內(nèi)有人員存在，顯示燈亮，當(dāng)檢測到P1.0為低電平的時(shí)，顯示燈亮。4.2、 電路圖4.2.1、 控制功能模塊如下圖3

8、控制功能模塊由單片機(jī)AT89C51及晶振復(fù)位電路構(gòu)成。AT89S51單片機(jī)主要性能特點(diǎn)如下：1、4kBytesFlash片內(nèi)程序存儲器；2、128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM;3、32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口；4、2個(gè)中斷優(yōu)先級、2層中斷嵌套中斷；5、5個(gè)中斷源；6、2個(gè)16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；7、2個(gè)全雙工串行通信口；8、看門狗（WDT電路；9、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；10、與MCS-51兼容；11、全靜態(tài)工作：0Hz-33MHz12、三級程序存儲器保密鎖定；13、可編程串行通道；14、低功耗的閑置和掉電模式。AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通

9、用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起,特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本復(fù)位電路采用按鍵電平復(fù)位方式,通過使復(fù)位端電阻和電容與VCCS通而實(shí)現(xiàn)。選擇的電阻、電容參數(shù)適宜與12MHz的晶振，能夠保證復(fù)位信號高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。HC-SR50脩通型人體紅外感應(yīng)卞g塊的信號輸出端S通過接到AT89C51的P1.0腳上VCC5VVCC?Vr-LiCl10uF'llRI10kY122,1184MHzniQtn1P1.0T2VccPL1/T2EXPOOPl.2PO.IPL3PO2Pi.4P03PL5IOSIP04PL6nliSQP0.5PL.7/SCKPO<

10、;5RSTP0.7P3.0KXDEAXTPP3.1/TXDALETROGP3.2INTOPSEbTP33INT1P2,7P3.4T口P2.6P35TLPZ5PA.6P2,4P3,7P23XTAL2P2.2XTAL1P21GNI>P2,04023933S43-536635哼，34S33g32103i11301229132814z-1?1625172-fIS2319222021Cl2pF最小系統(tǒng)圖3單片機(jī)周圍的東西都是使單片機(jī)更好的工作而設(shè)立的1、振蕩器哽：芥振蕩器是單片機(jī)系統(tǒng)正常工作的保證，如果振蕩器不起振，系統(tǒng)將會不能工作；假如振蕩器運(yùn)行不規(guī)律，系統(tǒng)執(zhí)行程序的時(shí)候就會出現(xiàn)時(shí)間上的誤差，這

11、在通信中會體現(xiàn)的很明顯：電路將無法通信。他是由一個(gè)晶振和兩個(gè)瓷片電容組成的，x1和x2分別接單片機(jī)的x1和x2,晶振和瓷片電容是沒有正負(fù)的，注意兩個(gè)瓷片電容相連的那端一定要接地。2、復(fù)位端復(fù)位電路給單片機(jī)一個(gè)復(fù)位信號（一個(gè)一定時(shí)間的低電平）使程序從頭開始執(zhí)行；一般有兩中復(fù)位方式：上電復(fù)位，在系統(tǒng)一上電時(shí)利用電容兩端電壓不能突變的原理給系統(tǒng)一個(gè)短時(shí)的低電平；手動復(fù)位，同過按鈕接通低電平給系統(tǒng)復(fù)位，這時(shí)如果手按著一直不放，系統(tǒng)將一直復(fù)位，不能正常工作。在這里我們需要注意用的電容是電解電容，要注意正負(fù)4.2.2、 人體紅外感應(yīng)模塊電路圖如圖4HC-SR501t通型人體紅外感應(yīng)卞K塊的信號輸出端S通過

12、接到AT89C51的P1.0腳上。圖44.2.3、 顯示功能模塊電路圖如圖5顯示模塊是將電阻和顯示燈與單片機(jī)連接在一起，當(dāng)人體紅外感應(yīng)模塊檢測到信號時(shí)，顯示燈亮；反之，處于“滅”的狀態(tài)。電路圖如圖5顯示燈電阻RGK五、軟件設(shè)計(jì)開始系統(tǒng)初始化PLO是否否是高電平是J發(fā)送消息圖6軟件流程設(shè)計(jì)如上圖6,程序清單如下：#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitdat=p0A0;sbitout=p1A0;voidmain()(while(1)(if(dat)out=0;elseout=1;)六、元器件

13、清單表1元器件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注1HC-SR501工作電壓：DC4.5V至20V1人體紅外感應(yīng)模塊2AT89S51工作電壓：5V13電阻阻值：10K14電阻阻值：1K15電阻阻值：100Q16電容容值：10nF17電容容值：22pF28電容容值：10pF19晶振大?。?2.1184MHz110電源5V1七、硬件制作與調(diào)試在本次課程設(shè)計(jì)中，硬件電路是在老師所提供的實(shí)驗(yàn)室焊接完成的，包括軟件編程。整個(gè)過程均是兩人合作完成。電路的調(diào)試遇到一些麻煩，開始沒有考慮到結(jié)果的顯示問題，只成功了焊接最小系統(tǒng)電路和單片機(jī)與人體紅外感應(yīng)模塊的外圍電路，在調(diào)試的過程接入了發(fā)光二極管。還有在焊接的過程中

14、由于導(dǎo)線比較細(xì)，烙鐵是容易將導(dǎo)線熔斷的，還有是剝線的工具要十分小心的運(yùn)用，以免夾斷或則夾斷一部分導(dǎo)線，從而使實(shí)驗(yàn)不能順利進(jìn)行，所以整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程要十分仔細(xì)，包括焊接完成的電路板都要輕拿輕放。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是這個(gè)樣子的，當(dāng)人體靠近傳感器模塊時(shí)，模塊感應(yīng)到人體所發(fā)出的紅外線，顯示燈亮，當(dāng)將感應(yīng)模塊放進(jìn)完全封閉的盒子里，觀察到導(dǎo)線連接的盒子外面的電路板上的發(fā)光二極管處于“滅”的狀態(tài)。八、結(jié)論與心得本次課程設(shè)計(jì)，我們選擇題目是人體紅外感應(yīng)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這對于我們來時(shí)是相對陌生的，之前接觸這樣的內(nèi)容很少，所做過的課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐多為利用已知的元器件來組成所要達(dá)到設(shè)計(jì)要求的電路，這次所不同的是需要自己上網(wǎng)查閱傳

15、感器模塊的相關(guān)資料，在一定程度上開闊了我們的眼界，使我們更進(jìn)一步了解到我們所學(xué)知識所涉及的的應(yīng)用領(lǐng)域。通過這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識到本人對單片機(jī)、傳感器方面的知識知道的太少了，對于書本上的很多知識還不能靈活運(yùn)用，尤其是對程序設(shè)計(jì)語句的理解和運(yùn)用，不能夠充分理解每個(gè)語句的具體含義，導(dǎo)致編程的程序不能盡意。本次的設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識運(yùn)用到我以后的工作中去。在大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，此次的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)給我奠定了一個(gè)實(shí)踐基礎(chǔ)，我會在以后的學(xué)習(xí)、生活中磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競爭，同時(shí)在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多新的知識，在和同學(xué)協(xié)作過程中增進(jìn)同學(xué)間的友誼，使我對團(tuán)隊(duì)精神的積極性和重要性有了更加充分的理解。最后，感謝老師和同學(xué)對我們的幫助，正是由于老師的耐心輔導(dǎo)和所提供給我們的參考資料，使得我的課程設(shè)計(jì)能夠順利的完成，同時(shí)在課程設(shè)計(jì)過程中，我們鞏