基于单片机的红外报警专业系统设计.doc
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1、 电子系统设计课程考查报告题 目 基于单片机红外报警系统设计 授课教师 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 教学单位 物理系 完毕时间 6月30日目 录摘 要1序 论12 系统方案设计22.1 总体设计思路23 系统硬件设计简介33.1 AT89C51简介33.2 热释电红外传感器简朴简介44详细电路模块设计54.1热释电红外传感器原理54.2放大电路设计54.3时钟电路设计64.4复位电路设计64.5发光二极管报警电路设计74.6声音报警电路设计84.7电源电路模块84.8系统硬件电路选取及阐明95系统软件设计95.1 主程序工作流程图95.2 中断服务程序工作流程图106 软件仿
2、真117 总结118 参照文献13致 谢14附录115DirectoryAbstract .11 Julian .12 Scheme design .22.1 General design thought .23 Introduction of the system hardware design .33.1 AT89C51 introduction .33.2 Pyroelectric infrared sensor is introduced simply .44 Specific circuit design .44.1 Pyroelectric infrared sensor prin
3、ciple .44.2 Amplifying circuit design .44.3 The clock circuit design .44.4 Reset circuit design. 44.5 Leds alarm circuit design. 44.6 Voice call the police circuit design. 44.7 Power circuit module. 44.8 The choice of system hardware circuit. 45 System software design. 45.1 The main program flow cha
4、rt. 45.2 The interrupt service routine work flowchart. 46 Software simulation.47 Summary. .48 Reference.4Thanks.4Appendix .4基于单片机红外报警系统设计朱玉亭(德州学院物理系,山东德州253023)摘 要 基于社会安全保障需要,电子报警这门综合技术正在不断发展。本系统采用了热释电红外传感器,它制作简朴、成本低、安装比较以便,并且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、敏捷度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,便于多顾客统一管理。本设计涉及硬件和软件设计两个某些。硬件某
5、些涉及单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等某些构成。解决器采用51系列单片机AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作,因而在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大顾客和专业人士欢迎。核心词:单片机;红外传感器;数据采集;报警电路1 绪论随着社会不断进步和科学技术、经济不断发展,人们生活水平得到很大提高,对私有财产保护意识在不断增强,因而对防盗办法提出了新规定。本设计就是为了满足当代住宅防盗需要而设计家庭式电子防盗系统。就当前市面上装备重要有压力触发式防盗报警器、开关
6、电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器,但这几种比较常用报警器都存在某些缺陷。而本设计中所使用红外线是不可见光,有很强隐蔽性和保密性,因而在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛应用。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射红外线,并将其转变为电压信号,同步,热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。红外线报警器分积极式和被动式两种。积极式红外线报警器,是报警器积极发出红外线,红外线遇到障碍物,就会反弹回来,被报警器探头接受。如果探头监测到,红外线是静止不动,也就是不断发出红线线又不断反弹,那么报警器就不会报警。当有会动物体触犯了这根看不见红
7、线时候,探头就会检测到有异常,就会报警。被动式报警器少了一项功能,就是发射红外线。物理学上告诉咱们,当物体温度高于0K时候,就会发出红外线,换句话说任何物体都能发出红外线。而其后原理,被动式报警器和积极式是同样。 红外线报警器对温度敏感,温度越高物体辐射出红外线越强,当感应到环境中存在高出背景强度辐射时,就触发反警。2 系统方案设计2.1 总体设计思路本系统采用了热释电红外线传感器,它制作简朴、成本低,安装比较以便,并且防盗性能比较稳定、抗干扰能力强、敏捷度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,同步它信号通过单片机系统解决后以便和PC机通信,便于多顾客统一管理和顾客操作。开始为了探
8、测移动人体,普通使用双元件型热释电红外线传感器,在这种传感器内部,两个敏捷元件反相连接,当人体静止时两元件极化限度相似,互相抵消。但人体移动时,两元件极化限度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体目。进程框图如图2.1所示。拟定设计方案软硬件设计联机仿真调试故障排除结束图 2.1本设计涉及硬件和软件设计两个某些。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路构造可划分为:热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及有关控制管理软件构成。顾客终端完毕信息采集、解决、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计核心模块来说,单片机就是设计中心单元,因此此系统也是单片机应用系
9、统一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件构成。硬件涉及单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等构成系统,软件是各种工作程序总称。单片机应用系统研制过程涉及总体设计、硬件设计、软件设计等几种阶段。从设计规定来分析该设计须包括如下构造:热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及有关控制管理软件构成;它们之间构成框图如图2.2总体设计框图所示: AT89C51复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动图 2.1 总体设计框图解决器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作。设立在监测点上红外探头将人体辐射红外光谱变换成电信号,经放大电路、比较电路送
10、至门限开关,打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机。在单片机内,经软件查询、辨认判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完毕相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除,也可人工手动解除报警信号,当警情消除后复位电路使系统复位,或者是在声光报警10s钟后有定期器实现自动消除报警。3 系统硬件设计简介3.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)低电压、高性能CMOS 8位微解决器,俗称单片机。AT
11、89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器单片机。单片机可擦除只读存储器可以重复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业原则MCS.51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMELAT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它一种精简版本。AT89C单片机为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉方案。如图4.1所示。3.2 热释电红外传感器简朴简介热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来一种新型高敏捷度探测元件。是一种能检测人体发射红外线而输出电信号传感器,它能构成防入侵报警器或各种自
12、动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射红外线能量变化,并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路。如图3.1示为热释电红外传感器内部电路框图。图3.1 热释电红外传感器内部电路框图PIR原理特性:热释电红外线传感器重要是由一种高热电系数制成探测元件,在每个探测器内装入一种或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生干扰。由探测元件将探测并接受到红外辐射转变成薄弱电压信号,经装在探头内场效应管放大后向外输出。人体辐射红外线中心波长为9.10um,而探测元件波长敏捷度在0.2.20um范畴内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一种装有滤光
13、镜片窗口,这个滤光片可通过光波长范畴为7.10um,正好适合于人体红外辐射探测,而对其他波长红外线由滤光片予以吸取,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射红外线传感器。一旦人侵入探测区域内,人体红外辐射通过某些镜面聚焦,并被热释电元接受,但是两片热释电元接受到热量不同,热释电也不同不能抵消,经信号解决而输出电压信号。4详细电路模块设计4.1热释电红外传感器原理本设计所用热释感器就采用这种双探测元构造。其工作电路原理及设计电路如图3所示,在VCC电源端运用C1和R2来稳定工作电压,同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时,电荷信号通过FET放大后,通过C2,R1稳压后使输出变为高
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