對射式紅外線報警器的設(shè)計1(共30頁)

1、畢業(yè)設(shè)計(b y sh j)（論文）對射式紅外線報警器的設(shè)計(shj)Design of the reflection type infrared alarm學(xué)生姓名所學(xué)專業(yè)所在班級指導(dǎo)教師教師職稱完成時間： ： 電子信息工程 ： 2009-1 ： ： 副教授 ： 2013年06月05日 計算機(jī)科學(xué)與工程系西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要本系統(tǒng)是基于AT89S52單片機(jī)控制的紅外線防盜報警器，主要由紅外線發(fā)射部分、紅外線接收部分、單片機(jī)以及聲光報警部分組成?？赏ㄟ^發(fā)射電路發(fā)射的紅外線被遮擋時控制報警系統(tǒng)報警, 通過單片機(jī)控制報警電路的運(yùn)行，并能同時進(jìn)行聲光報警，用紅外線收發(fā)管進(jìn)行檢測，安裝(nz

2、hung)隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)；探測信號采用脈沖信號，節(jié)能且抗干擾。系統(tǒng)可以探測到一定范圍內(nèi)的人的闖入, 可以應(yīng)用在安防范圍比較確定的情況下。采用這種方法設(shè)計的防盜報警器具有成本廉價和探測效果好的優(yōu)點，有著廣闊的市場前景。關(guān) 鍵 詞： 單片機(jī)； 紅外線防盜(fn do)報警器； 聲光報警計算機(jī)科學(xué)與工程系畢業(yè)設(shè)計ABSTRACT The system is a infra-red anti-theft alarm controled by single-chip AT89S52, including infra-red part of the launch, part of the infrare

3、d receiver, microcontroller, as well as part of sound and light alarm.The system will alarm when infrared ray has been blocked , through the single-chip microcomputer to control the operation of alarm circuit, and at the same time sound and light alarm, with infrared transceiver test tube, install h

4、idden, can not easily be found; detection signal using pulse signal, energy-saving and anti-jamming. This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of anti-theft alarm and detection in

5、a cost-effectiveness of low-cost best advantages, has broad market prospects.Keywords: Single chip microcomputer; Infrared anti-theft alarm; Sound and light alarm I目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc231279288 1引言(ynyn)1 HYPERLINK l _Toc231279289 1.1 開發(fā)(kif)背景1 HYPERLINK l _Toc231279290 1.2 課題(kt)研究

6、的目的1 HYPERLINK l _Toc231279290 1.3 報警器的分類2 HYPERLINK l _Toc231279291 2 總體設(shè)計方案3 HYPERLINK l _Toc231279292 3 硬件電路各部分電路設(shè)計5 HYPERLINK l _Toc231279293 3.1 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路5 HYPERLINK l _Toc231279297 3.2 紅外線發(fā)射電路9 HYPERLINK l _Toc231279298 3.3 紅外線接收電路10 HYPERLINK l _Toc231279299 3.4 聲光報警電路12 HYPERLINK l _Toc23127

7、9300 3.5 電源電路12 HYPERLINK l _Toc231279301 4 紅外線防盜報警器的軟件設(shè)計14 HYPERLINK l _Toc231279303 5 系統(tǒng)的調(diào)試及性能分析16 HYPERLINK l _Toc231279304 5.1 系統(tǒng)的調(diào)試16 HYPERLINK l _Toc231279305 5.2 紅外線防盜報警系統(tǒng)的性能分析16 HYPERLINK l _Toc231279290 5.3電路仿真17 HYPERLINK l _Toc231279306 6 報警器誤報及處理意見19 HYPERLINK l _Toc231279307 6.1 故障引起的誤報

8、及處理意見19 HYPERLINK l _Toc231279308 6.2 安裝引起的誤報及處理意見19 HYPERLINK l _Toc231279309 6.3 環(huán)境引起的誤報及處理意見19 HYPERLINK l _Toc231279310 7 結(jié) 論20 HYPERLINK l _Toc231279311 致 謝21 HYPERLINK l _Toc231279312 參考文獻(xiàn)22 HYPERLINK l _Toc231279313 附 錄22 HYPERLINK l _Toc231279314 附錄1-(匯編語言程序)23 II HYPERLINK l _Toc231279315 附

9、錄2-(系統(tǒng)總體(zngt)電路)24即可）： MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter 1 Section 1 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 1 h * MERGEFORMAT * MERGEFORMAT 引言(ynyn)隨著科技的進(jìn)步，各種智能化的電子產(chǎn)品漸漸進(jìn)入市場。這使我們的生活方便了許多。工業(yè)及家庭的控制系統(tǒng)(kn zh x tn)從最初的手動控制，到現(xiàn)在智能化的自動控制經(jīng)歷一段很長的過程。隨著計算機(jī)的發(fā)展與進(jìn)步

10、，各種程序化的控制大大提高了其準(zhǔn)確度和精度。單片機(jī)的出現(xiàn)更為系統(tǒng)趨于小型化提供了可能。電子技術(shù)的發(fā)展，人類的不斷研究、創(chuàng)新，人們自身的安防意識也在不斷的增強(qiáng)，于是報警器就應(yīng)運(yùn)而生(yng yn r shng)，特別是紅外線報警器。紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入，做到防盜。對于該項設(shè)計的要點是能否判斷人員的進(jìn)入，能否盡可能的增加防護(hù)范圍，其工作的穩(wěn)定性和可靠性也是我們必須考慮的。單片機(jī)控制紅外線報警器在某些程度上可以適用于上面。能親自動手制作紅外線報警器不僅有實用性還能鍛煉自己的動手能力，是一件很有意義的事情。本次實驗設(shè)計注重對單片機(jī)工作原理及報警原

11、理的理解，為以后自己在單片機(jī)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，提升自己的動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，豐富知識，加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合。本次設(shè)計的意義還在于進(jìn)一步了解單片機(jī)的工作狀態(tài)，同時對單片機(jī)的中斷技術(shù)，接口技術(shù)，存儲方式和控制方式作更深一層次的了解。開拓自己的視野，增長自己的見識，加強(qiáng)自己的理論知識，為未來在單片機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。 1.1 開發(fā)背景 現(xiàn)代社會智能化水平越來越高，給我們的生活帶來了很大便利。人們對安全有了很高的要求，以前的機(jī)械報警器已經(jīng)不能滿足人們對安全的要求了，電子報警器代替了機(jī)械報警器，電子報警器安裝方便，成本價格低，安全性高，已經(jīng)走進(jìn)人們的視野，在對于企業(yè)來講，高端技術(shù)的應(yīng)

12、用能夠給企業(yè)帶來很高的利潤，減少不必要的安全損失或者是財產(chǎn)損失；對于居民而言，生活水平的提高使大部分人都住進(jìn)了樓房，安全問題就出現(xiàn)了，為了防止不必要的損失，加強(qiáng)自身財產(chǎn)的安全管理，使用報警器就是必然的了。這不僅加強(qiáng)了安全，而且還使得我們應(yīng)用更方便、更經(jīng)濟(jì)，為此更準(zhǔn)確與更經(jīng)濟(jì)的控制方式使我們一直追求的目標(biāo)。單片機(jī)控制的紅外線報警器就是一種比較實用而且價格實惠的報警器，在這方面的應(yīng)用是比較好的。1.2課題研究的意義近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還

13、不夠強(qiáng).造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂?，F(xiàn)在很多小區(qū)(xio q)都安裝了智能報警系統(tǒng)，因而大大提高了小區(qū)的安全程度，有效保證了居民的人身財產(chǎn)安全。由于紅外線是不見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。紅外報警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù),其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動式熱釋電型紅外報警器。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報警器,超聲波防盜報警器,紅外線防盜報警器,高靈敏紅外報警器,觸摸式延時防盜報警器, 觸摸式防盜報警器,紅外報警器, 紅外線聲先報警器防盜報警系統(tǒng)是在探測到防范現(xiàn)場有入侵者時能及時(jsh)發(fā)出報警信號的專用電子系統(tǒng)，一

14、般由探測器（報警器）、傳輸系統(tǒng)和報警控制器組成。探測器檢測到意外情況就產(chǎn)生報警信號，通過傳輸系統(tǒng)送入報警控制器發(fā)出聲、光或其他報警信號。探測器（報警器）的種類很多，按所探測的物理量的不同，可分為微波、紅外、激光、超聲波和振動等方式；按電信號傳輸方式不同，又可分為無線傳輸和有線傳輸兩種方式。由于紅外線是不見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，這時紅外線報警器的簡易、靈敏度高為人們解決了不少問題。但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機(jī)構(gòu)，價格高昂，一般人們難以接受，如果再設(shè)計和生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將為大多數(shù)需求者所利用，在人們的

15、防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。本課題嘗試(chngsh)用價格低廉、應(yīng)用普遍的AT89S52單片機(jī)控制的電路來設(shè)計一個主動式對射式的紅外線防盜報警器，期望達(dá)到方便、實用的效果。1.3 報警器的分類 報警器是一種為防止或預(yù)防某事件發(fā)生所造成的后果，以聲音、光、氣壓等形式來提醒或警示我們應(yīng)當(dāng)采取某種行動的電子產(chǎn)品。分為兩種報警器：機(jī)械報警器和電子報警器。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)械式報警器越來越多地被先進(jìn)的電子報警器代替，經(jīng)常應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防范、交通運(yùn)輸、醫(yī)療救護(hù)、應(yīng)急救災(zāi)、感應(yīng)檢測等領(lǐng)域，與社會生產(chǎn)密不可分。以下是常見的報警器。（1）氣體報警器（2）煙霧報警器（3）燃?xì)鈭缶鳎?）可燃

16、性氣體報警器（5）紅外線報警器本文主要介紹的是紅外線報警器，以下就著重說一下有關(guān)紅外線報警器的一些知識。紅外線報警器分為主動式和被動式兩種。主動式紅外線報警器，是報警器主動發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會反彈回來，被報警器的探頭接收。如果探頭監(jiān)測到，紅外線是靜止不動的，也就是不斷發(fā)出紅線線又不斷反彈的，那么報警器就不會報警。當(dāng)有會動的物體觸犯了這根看不見的紅線的時候，探頭就會檢測到有異常，就會報警。被動式報警器少了一項功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于0K的時候，就會發(fā)出紅外線，換句話說任何物體都能發(fā)出紅外線。而其后的原理，被動式報警器和主動式是一樣的。 紅外線報警器對

17、溫度敏感,溫度越高的物體輻射出的紅外線越強(qiáng),當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強(qiáng)度的輻射時,就觸發(fā)反警。把報警主機(jī)通電放在固定位置(wi zhi)，把報警探頭掛在約2米高的地方，使其向前下方傾斜，以獲得較高的靈敏度。接通電源，經(jīng)過1分鐘左右的延時后，報警器進(jìn)入警戒狀態(tài)，這時，若有人進(jìn)入監(jiān)控區(qū)，即刻報警。報警約1分鐘，自動停止。然后重新處于警戒狀態(tài)。主人進(jìn)入時，首先按一下遙控器上的關(guān)機(jī)鍵，隨著報警器一聲“嘀”響，即關(guān)閉了報警器，進(jìn)入警戒區(qū)也不再報警。當(dāng)主人離開警戒區(qū)后，按一下開機(jī)鍵，隨一聲“嘀”響，報警器重處于警戒狀態(tài)。遇到緊急情況，按一下緊急報警鍵，報警器即緊急報警。報警器內(nèi)設(shè)有高，中，低三檔靈敏度調(diào)

18、整(tiozhng)，用戶可根據(jù)需要自行調(diào)整。總體設(shè)計方案(fng n)該系統(tǒng)以單片機(jī)AT89S52系列為核心，采用紅外線發(fā)射管和紅外線接收管為發(fā)射和接收裝置，由反相器芯片反相間接控制CPU工作。在CPU程序運(yùn)行以后控制輸出口電平使得蜂鳴器器與發(fā)光二極管組成的聲光報警電路同時進(jìn)行聲光報警。紅外線發(fā)射電路系統(tǒng)原理框圖如圖2-1所示。電源電路單片機(jī)聲光報警電路反相器紅外接收電路圖2-1 系統(tǒng)方框圖采用AT89S52單片機(jī)，直流可調(diào)開關(guān)MC34063，反相器74LS14D等芯片。其中，AT89S52的P1.2P1.7為輸出口，而P3.03.5為輸入口。P1口連接紅外線發(fā)射電路(dinl)，P1口為低

19、電平時，紅外線發(fā)射電路導(dǎo)通，正常發(fā)射紅外線。P3口輸入經(jīng)接收紅外線電路接收并由反相器反相的電平，當(dāng)電平到達(dá)單片機(jī)CPU后，若各口均為低電平，則CPU不做任何反應(yīng)，此時不報警；而當(dāng)紅外線被認(rèn)為擋住而使接收電路無法接受到時P3輸入口就會輸入高電平，此時當(dāng)在一定的時間內(nèi)檢測到位于不同位置的光束被遮擋時，由P3.7口輸出報警信號，驅(qū)動聲光報警電路進(jìn)行報警。硬件電路(dinl)各部分電路設(shè)計AT89S52單片機(jī)式一種(y zhn)低功耗，高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造(zhzo)，與工業(yè)80S51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。

20、片上的Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。3.1單片機(jī)控制系統(tǒng)電路單片機(jī)P1口與紅外線發(fā)射電路相連，P3口與紅外線接收電路相連，P3.7口連接聲光報警電路輸出方波脈沖信號驅(qū)動聲光報警。X1、X2腳與晶振相連，用于定時計數(shù)，以形成一秒周期的方波脈沖信號12。3.1.1主控芯片的性能以及標(biāo)準(zhǔn)功能主要性能:與 MCS-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器1000 次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz33Hz三級加密程序存儲器32 個可編程

21、 I/O 口線三個 16 位定時器/計數(shù)器八個中斷源全雙工 UART 串行通道 低功耗空閑和掉電模標(biāo)準(zhǔn)功能AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0HZ靜態(tài)邏輯操作，支持兩種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。3.1.2主控芯片(xn pin)的主要結(jié)構(gòu)及

22、引腳功能主體單片機(jī)芯片(xn pin)AT89S52的引腳結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1 系統(tǒng)(xtng)方框圖各主要管腳介紹如下： VCC : 電源 GND: 地 P0 口：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。在 flash 編程時，P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。P1口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O

23、 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 此外，P1.0 和 P1.2 分別作定時器/計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電

24、流（IIL）。 在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR） 時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在使用8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在 flash 編程和校驗時，P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。P3 口：P3 口是一個(y )具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電

25、阻的原因(yunyn)，將輸出電流（IIL）。P3 口亦作為 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，在 flash 編程和校驗時，P3 口也接收一些控制信號。如下表3-1所示。表3-1 P3口的引腳號及其第二(d r)功能引腳號第二功能P3.0 RXD（串行輸入）P3.1 TXD（串行輸出）P3.2INT0(外部中斷 0)P3.3INT0(外部中斷 0)P3.4 T0（定時器0外部輸入）P3.5 T1（定時器1外部輸入）P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時，RST 腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位?？撮T狗計時

26、完成后，RST 腳輸出 96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上。ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 flash 編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。 在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或 時鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE 脈沖將會跳過。 如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “1”，ALE 操作將無效。這一位置 “1”， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或MOVC指令時有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個

27、 ALE 使 能標(biāo)志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN:外部程序存儲器選通信號（PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當(dāng) AT89S52 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN 在每個機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN 將不被激活。EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器讀取指令，EA 必須接 GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA 應(yīng)該接 VCC。在 flash 編程期間，EA 也接收 12 伏 電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XT

28、AL2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.1.3單片機(jī)控制部分(b fen)電路如圖所示為單片機(jī)組成的控制電路，其中(qzhng)晶振與其相連構(gòu)成時鐘電路，而復(fù)位開關(guān)與其相連構(gòu)成單片機(jī)小系統(tǒng)。如圖3-2所示。圖3-2 單片機(jī)控制電路電路圖3.2紅外線發(fā)射(fsh)電路 以下(yxi)是兩種紅外線發(fā)射電路圖 圖3-3 紅外線發(fā)射(fsh)電路圖 圖3-4 紅外線發(fā)射電路 本次實驗紅外線發(fā)射電路主要由D7D12六個紅外線發(fā)射管組成。紅外發(fā)射管的負(fù)極依次接到單片機(jī)P1.2P1.7口，當(dāng)電源接通時，單片機(jī)的P1口設(shè)為輸出狀態(tài)，當(dāng)P1口輸出均為“0”時，各個二極管均成導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)出紅外光，覆蓋包括了接收電路

29、的一定的區(qū)域。正常情況下沒有遮擋時P1口輸出為00H。紅外線發(fā)射二極管在使用時，須由電流驅(qū)動，在進(jìn)行設(shè)計時，最重要的是在IF電流的控制，設(shè)計出的驅(qū)動電流IF不能太大，若大于 IF(max)則元件有燒毀之慮，IF若太小，則其發(fā)射束就會變小。通過查閱資料可知IF(max)在20mA左右，通過計算可得限流電阻的最小值為200歐，本電路選取470歐如圖3-3所示。圖3-5 紅外線發(fā)射(fsh)電路圖3.3紅外線接收(jishu)電路 以下(yxi)是兩種紅外線接受電路圖圖3-6 紅外線接受電路圖3-7 紅外線接收(jishu)電路紅外線接收電路主要由D1D6六個紅外線接收二極管組成，主要功能是用來接收

30、D7D12發(fā)射的紅外線，正常情況下能夠成功接收，如果有人闖入，中斷紅外線，將接受不到紅外線，此時判斷為應(yīng)當(dāng)報警，由單片機(jī)控制報警。具體電路連接如下(rxi)圖，D1D6六個紅外線接收管的負(fù)極與反相器芯片74LS14D的A1A6腳，當(dāng)沒有遮擋(zhdng)時接收管正常接收到紅外線時并導(dǎo)通，+5V電源通過D1D6的正極加到反相器74LS14D的輸入端，進(jìn)行反相為低電平，輸出管腳Y1Y6接單片機(jī)的P3.0到P3.5腳，這時的P3.0P3.5口為低電平：而當(dāng)有人闖入使紅外線被遮擋時，接收管截止，反相器輸入端為低電平，反相后輸出高電平，這時的單片機(jī)的P3.0P3.5口為高電平。當(dāng)在一定得時間內(nèi)檢測到位于

31、不同位置的光束被遮擋時，則由P3.7口輸出高低電平間隔為1S的脈沖報警信號。此脈沖信號驅(qū)動聲光報警電路，直至斷開開關(guān)SW2。如圖3-4所示。圖3-8 紅外線接收電路圖3.4聲光報警電路電路由兩個(lin )555多諧振蕩器組成，第一個振蕩器的振蕩頻率為2Hz時，第二個振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個振蕩器的輸出(3腳)接到第二個振蕩器的復(fù)位端(4腳)。在輸出高電平時，第二個振蕩器振蕩;輸出低電平時，第二個振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。首先主要運(yùn)用兩個555定時器，分別利用蜂鳴器的頻率1000Hz，求出電阻與電容分別為R4=2k，C=0.1uF，發(fā)光二級管的頻率為2Hz，算的電

32、阻與電容為R2=2k，C1=100uF。報警輸入裝置運(yùn)用光敏電阻、二極管極管組成的電路與電源組成一個與門，而達(dá)到報警目的的。報警(bo jng)電路如圖3.1所示，電源電壓(diny)有穩(wěn)壓電源提供，可以分別調(diào)節(jié)R1與R3來調(diào)節(jié)發(fā)光二極管和蜂鳴器的工作強(qiáng)度。 圖3-9 聲光報警部分電路圖 3.5電源電路電源開關(guān)SW1送入220V經(jīng)過保險絲后送入變壓器，保險絲起保護(hù)電路的作用。變壓器L1將220V的交流電源經(jīng)磁場耦合轉(zhuǎn)換成12V的交流電源，四個全波整流二極管將12V交流源整流為直流12V電源提供給后面電路。由電容組成的濾波電路將整流后的電源進(jìn)行紋波濾除，濾除頻率較高的干擾紋波。再經(jīng)直流開關(guān)電源，

33、轉(zhuǎn)換出5V電源為后端供電，具體工作過程：經(jīng)整流、濾波的12V電源，經(jīng)直流開關(guān)電源U1第6腳圖3-6 電源電路部分的電路供給電源，1、7、8腳為電源芯片的比較輸入端RA為大功率限流電阻，電源經(jīng)芯片的2腳輸出，TL1為功率電感，電源經(jīng)TL1的2腳輸出。D2為快速開關(guān)二極管。C1/BC3組成電容濾波(lb)電路。如圖3-6所示。4紅外線防盜(fn do)報警器的軟件設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計，主要集中在單片機(jī)功能流程的設(shè)計上，要監(jiān)視是否有人闖入，紅外線接收是否中斷、如何控制聲光報警等。軟件設(shè)計的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，在編寫軟件之前，對系統(tǒng)的流程進(jìn)行設(shè)計是十分必要的，這樣可以保證在編寫軟件時思路清晰

34、，不易出錯，修改也變得容易。程序流程圖的設(shè)計遵循自頂向下的原則，即從主體(zht)逐步細(xì)分到每一個模塊的流程20。4.1系統(tǒng)(xtng)的主流程(1) 下圖4-1為系統(tǒng)主程序流程圖。主程序、脈沖信號產(chǎn)生程序、中斷服務(wù)程序存放在AT89S5單片機(jī)中，整個程序設(shè)計思想是當(dāng)檢測到有人闖入時，就由P3.7口輸出高低電平間隔為1秒的脈沖信號去驅(qū)動聲光報警電路。這可以通過使P3.7口每隔1秒取反一次實現(xiàn)。而1秒時間可以讓定時器重復(fù)定時100ms十次實現(xiàn)。用寄存器R1做循環(huán)計數(shù)器初值為10。采用中斷方式編程，整個程序由主程序和中斷服務(wù)程序兩部分組成。（2）主程序的功能:起監(jiān)視作用,主要用來判斷是否有人闖入,

35、紅外線的接收是否中斷.主程序的流程圖如4-1所示.程序開始后，系統(tǒng)初始化結(jié)束后判斷是否有人闖入，若有則報警，若無則回到上一級繼續(xù)判斷是否有人闖入。 開 始 系統(tǒng)初始化有人闖入？H / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mH / mx =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1

36、x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1x =1 轉(zhuǎn)向報警程序x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8

37、x = 0.8圖4-1主程序流程圖（3）以下是脈沖信號產(chǎn)生程序流程。主要功能：通過定時100ms等待，并連續(xù)計時10次最終得到(d do)一個周期的以1s為周期的方波信號，重復(fù)此過程，最終得到一列1s周期的方波脈沖信號，最終此列脈沖信號由單片機(jī)P3.7口輸出與報警電路連接驅(qū)動發(fā)光二極管以1s頻率閃動和蜂鳴器鳴叫報警。其主要流程如圖4-2所示。 定時100msx = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0

38、x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0等待時間到嗎？轉(zhuǎn)向報警程序等待至?xí)r間到NOYES確定有人闖入x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x =

39、 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4圖4-2方波脈沖信號(xnho)產(chǎn)生流程圖（4）以下(yxi)是中斷服務(wù)程序保護(hù)現(xiàn)場0 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H /

40、m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 1

41、0 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 200 5 10 15 20 x = 0 x = 0.4x = 0.8x =1H / m 15 20主要功能：判斷定時1秒是否完成，從而決定是否對P3.7口取反中斷子程序流程圖如圖4-3所示。 圖4-3中斷服務(wù)程序流程重設(shè)定時初值

42、2q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-12q / L462q / Lh-1h-1

43、2q / L462q / Lh-1h-146x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m46x =1H / m1S到了嗎？x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8

44、x = 0.8x = 0.8x = 0 x = 0.4xH / mH / mH / mH / mx = 0.4x = 0 x = 0.4xH / mH / mH / mH / mx = 0.4x = 0 x = 0.4xH / mH / mH / mH / mx = 0.4x = 0 x = 0.4xH / mH / mH / mH / mx = 0.4P3.7取反x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x =1x =1x =1x =1x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x =1x =1x =1x =1x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8

45、x =1x =1x =1x =1x = 0.8x = 0.8x = 0.8x = 0.8x =1x =1x =1x =1恢復(fù)現(xiàn)場x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0 x = 0 x = 0 x = 0 x = 0.4x = 0.4x = 0.4x = 0.4中斷返回5 系統(tǒng)的調(diào)試(dio sh)及性能分析5.1系

46、統(tǒng)(xtng)的調(diào)試(1) 在Keilc51環(huán)境中進(jìn)行軟件調(diào)試(dio sh)再利用編程器將調(diào)試好的程序固化到89S52單片機(jī)中。(2）檢查線路應(yīng)焊接無誤。(3）電源電路調(diào)試。斷開負(fù)載用萬用表測量78L05的3腳應(yīng)有+5v電壓。 （4） 先不裝入單片機(jī)用短路線把U1插座的12腳接地調(diào)整VD1和VD7的安裝位置和角度，測量U1插座的2腳電壓。當(dāng)VD1和VD7之間無遮擋時2腳電壓為0伏，有遮擋時為+5伏。用相同方法反復(fù)調(diào)整其他幾對紅外收發(fā)管的位置和角度。使U1插座的3、6、7、8、9各腳的電壓符合要求。(5) 將固化好程序的AT89S52插入電路中的U1插座上接上電源即可工作。5.2紅外線防盜報警

47、系統(tǒng)的性能分析此紅外線報警系統(tǒng)屬于主動式紅外線對射防盜報警系統(tǒng)，主要由系統(tǒng)自發(fā)發(fā)射接收紅外線，由發(fā)射電路部分通過紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線，然后通過紅外線接收電路中的紅外接收管接收紅外線，正常的情況下，發(fā)射與接收活動正常進(jìn)行，一旦有人闖入，使得接收中斷，此時就通過線路連接反映給單片機(jī)系統(tǒng)電路，通過軟件設(shè)計部分來使單片機(jī)及時掌握是否有人闖入使紅外線接收受阻的信息，從而控制報警器電路的發(fā)光管與蜂鳴器部分同時進(jìn)行聲光報警。以上是該紅外線防盜報警系統(tǒng)的主要實現(xiàn)過程。該系統(tǒng)所使用的都是一些新型實用的芯片，性能優(yōu)良價格便宜，軟件設(shè)計方面也十分簡單，適用于開發(fā)實用型家庭防盜報警器，且系統(tǒng)適用于一般家庭的220V

48、電壓，原理簡易，安裝和使用都非常方便。 5.3電路仿真進(jìn)過proteus軟件的仿真，及對蜂鳴器，發(fā)光二級管的電壓(diny)測試如下圖所示： 圖為發(fā)光二級管的電壓(diny)測試結(jié)果 圖為蜂鳴器的電壓(diny)測試結(jié)果通過對如圖所示獲得的結(jié)果分析知，發(fā)光二級管的電壓周期大約為600ms，這與發(fā)光二級管的頻率要求2Hz大概相符合，蜂鳴器的電壓頻率為1ms，這與其頻率1000Hz相符合。由此可知以上設(shè)計(shj)大概符合設(shè)計要求。 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Chapter (Next) Section 1 SEQ MTEqn r h

49、* MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap h * MERGEFORMAT * MERGEFORMAT 6 報警器誤報及處理意見6.1故障(gzhng)引起的誤報及處理意見產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時間內(nèi)，不能完成規(guī)定的功能，稱為故障。故障的類型有損壞性故障和漂移性故障。損壞性故障包括性能全部失效和突然失效。這類故障通常是由元器件的損壞或生產(chǎn)工藝不良(如虛焊等)造成。漂移性故障是指元器件的參數(shù)和電源電壓的漂移所造成的故障。例如：溫度過高會導(dǎo)致電阻阻值的變化(binhu)，此時設(shè)備表現(xiàn)為時好時壞。事實上，環(huán)境溫度、元件制造工藝、設(shè)

50、備制造工藝、使用時間、儲存時間及電源負(fù)載等因素都可能導(dǎo)致元器件參數(shù)的變化，產(chǎn)生漂移性故障。無論是損壞性故障還是漂移性故障都將使系統(tǒng)誤報警，要減少由此產(chǎn)生(chnshng)的誤報警必須提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和工藝水平，在作系統(tǒng)設(shè)計的同時，還需作可行性設(shè)計，如冗余設(shè)計、三防設(shè)計(防潮、防鹽霧、防霉菌)等。在此基礎(chǔ)上，提高產(chǎn)品制造過程的可行性，如對元器件質(zhì)量的嚴(yán)格篩選。安裝引起的誤報及處理意見報警器安裝位置、安裝角度、防護(hù)措施以及系統(tǒng)布線等方面。例如：將被動紅外入侵探測器對著空調(diào)、換氣扇安裝時，將會引起系統(tǒng)的誤報警；室外用主動紅外探測器如果不作適當(dāng)?shù)恼陉柗雷o(hù)(有遮陽罩的最好也作防護(hù))，勢必會引起系統(tǒng)的誤

51、報警；報警線路與動力線、照明線等強(qiáng)電線路間距小于1.5m時，而未加防電磁干擾措施，系統(tǒng)亦將產(chǎn)生誤報警。要減少此類誤報，在安裝前要準(zhǔn)確設(shè)定安裝位置、安裝角度以及系統(tǒng)線路走向，避免安裝紅外探測器時面對空調(diào)、換氣扇，同時若在室外安裝應(yīng)該做好遮陽防護(hù)。6.3環(huán)境引起的誤報及處理意見由于環(huán)境引起的誤報警是指報警系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的，從原理上講是不可避免的，而事實又是不需要的，屬于誤報警。例如：老鼠在防范區(qū)出沒；寵物在居室內(nèi)走動等。隨著傳感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模集成電路的推廣應(yīng)用，報警系統(tǒng)智能化程度將不斷提高，環(huán)境噪聲干擾引起的誤報警現(xiàn)象必將隨之降低。結(jié) 論本人設(shè)計的課題是紅外線防盜報警器，

52、經(jīng)過幾個(j )月的思考和準(zhǔn)備，通過對課題的設(shè)計，大大提高了自己各方面的能力，例如對書本基礎(chǔ)知識的掌握程度，對資料的查找方法，對自己知識面的擴(kuò)展都不得有相對的提高，但在這其中，也有自己茫然和不知所措的一面，當(dāng)初決定做此課題時，不知該從何下手，頭腦中也一片空白，后來經(jīng)過老師對課題的剖解，頭腦中才逐漸有了輪廓。 資料搜集花費(fèi)了大量時間，在此過程中我了解到采集的資料不能從頭至尾的抄寫，而要取己所需，認(rèn)為有價值的材料才能引用，后來在網(wǎng)上，請教經(jīng)驗豐富(fngf)的老師(losh)，終于獲得了第一手資料，然后在其中加入自己的思想，通過對材料和自己構(gòu)思的組織整理，漸漸有了頭緒。萬事開頭難，只要把前段的準(zhǔn)備

53、工作做好了，后面的工作自然就可以順利很多了。 梅花香自苦寒來，經(jīng)過幾個月不斷的修改及創(chuàng)新終于看到了自己的勞動成果，終于完成了紅外線防盜報警器的設(shè)計，一種勝利感油然而生。經(jīng)過這一次設(shè)計，體會頗多，感覺到平時的粗心大意，以及不完善的理論知識讓我錯過了一次就成功的那種感覺，而是做了很多次的修改，但在制作電路的過程中感覺到了一種力量，那種力量可以讓我廢寢忘食的不斷改善調(diào)試電路，可以讓自己興奮的久久的為了電路而深思，可以讓自己在深夜寫著畢業(yè)設(shè)計說明書，回顧自己的畢業(yè)設(shè)計制作過程時，心中油然而生一陣感慨，有失落，有興奮，有喜悅，有苦惱，但我覺得它值得我這樣去做，因為它不僅讓我有了一次對于電子技術(shù)的實踐機(jī)會

54、，更讓我學(xué)會怎樣去面對制作過程中遇到的困難，怎么去解決困難，讓我學(xué)會了獨(dú)立思考，讓我隱隱約約記憶起以前學(xué)過的知識，原來不知道有何實用性的枯燥電路原理的知識，現(xiàn)在我在實際應(yīng)用卻覺得少了解了好多東西，心中無限后悔。但這次畢業(yè)設(shè)計給我的是很真、很純的感受，親身體會其制作的艱難路程，這不僅加深了我以前因為種種迷惑不知道的電路知識的認(rèn)識，而且為我將來的人生也奠定了一定的基礎(chǔ)，相信通過以后的學(xué)習(xí)鍛煉,理論結(jié)合實踐，為社會作貢獻(xiàn) STYLEREF 標(biāo)題 1 * MERGEFORMAT 附 錄致 謝在本次論文的設(shè)計過程中，參考了各方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料，使本人對單片機(jī)的使用和設(shè)計有了更深刻的認(rèn)識。為了完成這份論文，指導(dǎo)老師付出了很多心血，給予了我很大的幫助，設(shè)計過程中，他從多方面進(jìn)行指導(dǎo)，不斷對文章提出建議，要求密切地把理論用于實驗加以論證，使設(shè)計更具有可靠性，在此，深表感謝。其次，本人要感謝計算機(jī)系的所有老師，感謝他們在大學(xué)四年里的關(guān)心和培養(yǎng)，并使本人掌握了高深(goshn)的專業(yè)知識和熟練的專業(yè)技能。最后，要感謝對這次論文有所幫助的所有老師和同學(xué)，感謝09級電子信息科學(xué)與技術(shù)本科班的全體同學(xué),感謝參