热释电人体感应红外报警器设计制作1.doc
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1、丽水职业技术学院机电信息分院毕 业 设 计释电人体感应红外报警器设计制作学生学号: 0309100911 学生姓名: 郑知兵 导师姓名: 徐海峰 班级 电信0909 专业名称 电子信息工程技术 提交日期 20 年 月 日 答辩日期 20 年 月 日 20 年 月 丽职院机电信息分院毕业设计摘 要随着人们生活水平的不断的提高,入室抢劫时有发生,尤其是在现在化技术高度发展的今天,犯罪更趋于智能化,手段更隐蔽,所以采用电子技术、传感技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备,并将其构成一个系统,将发挥最大的功能做作用。由于红外线是不见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中等到了
2、广泛的应用热释电红外传感器,它的制作简单、成本低、安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、LED控制模块等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S52,程序使用C语言编写,用Multisim仿真软件进行仿真。整个系统是在系统软件控制下工作的。 关键字:热释电红外传感器、AT89S52、红外线目 录一、引言3二、设计任务分析3三、技术方案的详细设计(实施)43.1本系统的设计方案43.1.1系统概述43.1.2功能
3、模块113.1.3具体电路模块设计123.1.4 系统硬件电路的选择及说明163.2软件的程序实现163.2.1中断程序工作流程图16四、总结评价17致谢18参考文献18附件一:总体原理图设计19附件二:程序源代码20一、引言随着时代的不断进步 ,人们对环境的安全性提出更高的要求 ,很多小区都安装了智能报警系统 ,大大提高了小区的安全程度 ,有效保证居民的人身财产安全.目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础.而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件热释电红外传感器.这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线 ,并将
4、其转变为电压信号,同时 ,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物.热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域.本系统采用了热释电红外传感器,它的制作简单、成本低、安装比较方便,而且防盗性能比较稳定,抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽,不易被盗贼发现,便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S52,整个系统是在系统软件控制下工作的。二、设计任务分析1.该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报
5、警等模块子函数。2.本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。3.系统可实现功能。当人员外出时,可把报警系统设置在外出布防状态,探测器工作起来,当有人闯入时,热释电红外传感器将探测到动作,设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,经放大电路、比较电路送至门限开关,打开门限阀门送出TTL 电平至AT89S52单片机,经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。4.红外线具有隐蔽性,在
6、露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。此类装置设计的要点:其一是能有效判断是否有人员进入;其二是尽可能大地增加防护范围。当然,系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采用声光信号三、技术方案的详细设计(实施)3.1本系统的设计方案3.1.1系统概述1AT89S52简介 主要性能 与MCS-51单片机产品兼容 8K字节在系统可编程Flash存储器 1000次擦写周期 全静态操作:0Hz33Hz 三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源 全双工UART串行通道 低功耗空闲和掉电模式 掉电后中断可唤醒 看门狗定时器 双数据指针
7、 掉电标识符1. 功能特征描述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行
8、口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。2. 引脚功能VCC :电源GND: 接地 P0口: P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口,每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下,P0具有内部上拉电阻。在flash编程时,P0口也用来接收指令字节
9、;在程序校验时,输出指令字节。程序校验时,需要外部上拉电阻。2.4 P1口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。此外,P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。在flash编程和校验时,P1口接收低8位地址字节。引脚号第二功能P1.0T2(定时器/计数器T2的外部计数输入),时钟输出P1.1T
10、2EX(定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制)P1.5MOSI(在系统编程用)P1.6MISO(在系统编程用)P1.7SCK(在系统编程用)2.5 P2口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX DPTR)时,P2 口送出高八位地址。在这种应用中,P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址(如MOVX
11、RI)访问外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时,P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。2.6 P3口:P3 口是一个有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时,内部上拉电阻把端口拉高,此时可以作为输入口使用。作为输入使用时,被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因,将输出电流(IIL)。P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。引脚号第二功能P3.0RXD(串行输入)P3.1TXD(串行输出)P3.2 (外部中断0)P3.3
12、(外部中断1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1定时器1外部输入)P3.6 (外部数据存储器写选通)P3.7 (外部数据存储器写选通)2.7 RST:复位输入。晶振工作时,RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后,RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下,复位高电平有效。2.8 ALE/:地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时,锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时,此引脚()也用作编程输入脉冲。在一般情况下,ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲,可
13、用来作为外部定时器或时钟使用。然而,特别强调,在每次访问外部数据存储器时,ALE脉冲将会跳过。如果需要,通过将地址为8EH的SFR的第0位置 “1”,ALE操作将无效。这一位置 “1”,ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则,ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位(地址为8EH的SFR的第0位)的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。2.9 :外部程序存储器选通信号()是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时,在每个机器周期被激活两次,而在访问外部数据存储器时,将不被激活。2.10 /VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到
14、FFFFH的外部程序存储器读取指令,必须接GND。为了执行内部程序指令,应该接VCC。在flash编程期间,也接收12伏VPP电压。2.11 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。2.12 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3. 存储器结构MCS-51器件有单独的程序存储器和数据存储器。外部程序存储器和数据存储器都可以64K寻址。3.1 程序存储器: 如果引脚接地,程序读取只从外部存储器开始。对于89S52,如果 接VCC,程序读写先从内部存储器(地址为0000H1FFFH)开始,接着从外部寻址,寻址地址为:2000HFFFFH。3.2 数据存储器: AT89S52 有2
15、56 字节片内数据存储器。高128 字节与特殊功能寄存器重叠。也就是说高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址,而物理上是分开的。当一条指令访问高于7FH 的地址时,寻址方式决定CPU 访问高128 字节RAM 还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR)。例如,下面的直接寻址指令访问0A0H(P2口)存储单元MOV 0A0H , #data使用间接寻址方式访问高128 字节RAM。例如,下面的间接寻址方式中,R0 内容为0A0H,访问的是地址0A0H的寄存器,而不是P2口(它的地址也是0A0H)。MOV R0 , #data堆栈操作也是简介寻址方式。因此,高128字节数据
16、RAM也可用于堆栈空间。4. 看门狗定时器WDT是一种需要软件控制的复位方式。WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器(WDTRST)构成。WDT 在默认情况下无法工作;为了激活WDT,户用必须往WDTRST 寄存器(地址:0A6H)中依次写入01EH 和0E1H。当WDT激活后,晶振工作,WDT在每个机器周期都会增加。WDT计时周期依赖于外部时钟频率。除了复位(硬件复位或WDT溢出复位),没有办法停止WDT工作。当WDT溢出,它将驱动RSR引脚一个高个电平输出。4.1 WDT的使用为了激活WDT,用户必须向WDTRST寄存器(地址为0A6H的SFR)依次写入0E1H和
17、0E1H。当WDT激活后,用户必须向WDTRST写入01EH和0E1H喂狗来避免WDT溢出。当计数达到8191(1FFFH)时,13 位计数器将会溢出,这将会复位器件。晶振正常工作、WDT激活后,每一个机器周期WDT 都会增加。为了复位WDT,用户必须向WDTRST 写入01EH 和0E1H(WDTRST 是只读寄存器)。WDT 计数器不能读或写。当WDT 计数器溢出时,将给RST 引脚产生一个复位脉冲输出,这个复位脉冲持续96个晶振周期(TOSC),其中TOSC=1/FOSC。为了很好地使用WDT,应该在一定时间内周期性写入那部分代码,以避免WDT复位。4.2 掉电和空闲方式下的WDT在掉电
18、模式下,晶振停止工作,这意味这WDT也停止了工作。在这种方式下,用户不必喂狗。有两种方式可以离开掉电模式:硬件复位或通过一个激活的外部中断。通过硬件复位退出掉电模式后,用户就应该给WDT 喂狗,就如同通常AT89S52 复位一样。通过中断退出掉电模式的情形有很大的不同。中断应持续拉低很长一段时间,使得晶振稳定。当中断拉高后,执行中断服务程序。为了防止WDT在中断保持低电平的时候复位器件,WDT 直到中断拉低后才开始工作。这就意味着WDT 应该在中断服务程序中复位。为了确保在离开掉电模式最初的几个状态WDT不被溢出,最好在进入掉电模式前就复WDT。在进入待机模式前,特殊寄存器AUXR的WDIDL
19、E位用来决定WDT是否继续计数。默认状态下,在待机模式下,WDIDLE0,WDT继续计数。为了防止WDT在待机模式下复位AT89S52,用户应该建立一个定时器,定时离开待机模式,喂狗,再重新进入待机模式。5. UART在AT89S52 中,UART 的操作与AT89C51 和AT89C52 一样。为了获得更深入的关于UART 的信息,可参考ATMEL 网站(http/)。从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-Architech Flash Microcontroller”,再选择“ProductOverview”即可。6. 定时器0 和定时器1在AT89S52 中,定时器0
20、 和定时器1 的操作与AT89C51 和AT89C52 一样。为了获得更深入的关于UART 的信息,可参考ATMEL 网站()。从这个主页,选择“Products”,然后选择“8051-Architech Flash Microcontroller”,再选择“Product Overview”即可。7. 定时器2定时器2是一个16位定时/计数器,它既可以做定时器,又可以做事件计数器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位选择(如表2所示)。定时器2有三种工作模式:捕捉方式、自动重载(向下或向上计数)和波特率发生器。如表3 所示,工作模式由T2CON中的相关位选择。定时器2 有2 个8位
21、寄存器:TH2和TL2。在定时工作方式中,每个机器周期,TL2 寄存器都会加1。由于一个机器周期由12 个晶振周期构成,因此,计数频率就是晶振频率的1/12。表3 定时器2工作模式RCLK +TCLKCP/TR2MODE00116位自动重载01116位捕捉1X1波特率发生器XX0(不用)在计数工作方式下,寄存器在相关外部输入角T2 发生1 至0 的下降沿时增加1。在这种方式下,每个机器周期的S5P2期间采样外部输入。一个机器周期采样到高电平,而下一个周期采样到低电平,计数器将加1。在检测到跳变的这个周期的S3P1 期间,新的计数值出现在寄存器中。因为识别10的跳变需要2个机器周期(24个晶振周
22、期),所以,最大的计数频率不高于晶振频率的1/24。为了确保给定的电平在改变前采样到一次,电平应该至少在一个完整的机器周期内保持不变。7.1 捕捉方式在捕捉模式下,通过T2CON中的EXEN2来选择两种方式。如果EXEN2=0,定时器2时一个16位定时/计数器,溢出时,对T2CON 的TF2标志置位,TF2引起中断。如果EXEN2=1,定时器2做相同的操作。除上述功能外,外部输入T2EX引脚(P1.1)1至0的下跳变也会使得TH2和TL2中的值分别捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外,T2EX 的跳变会引起T2CON 中的EXF2 置位。像TF2 一样,T2EX 也会引起中断。7.2
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