人体红外感应报警器--本科毕业设计 - 副本.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流人体红外感应报警器-本科毕业设计 - 副本.精品文档.毕业论文 题 目: 人体红外感应报警器 摘要随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护意识在不断的增强,因而对防盗措施提出了新的要求。本系统采用了红外线传感器,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,同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信,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、红外传感器电路、驱动执行报
2、警电路、LED控制电路四部分组成。处理器采用C51系列单片机AT89C52,整个系统是在系统软件控制下工作的,可以实现防盗报警的功能。关键词:单片机 红外传感器 数据采集 报警电路AbstractWith the development of society and science and technology, development of economy, peoples living standards have greatly increased, to the private property protection consciousness in the unceasing enh
3、ancement, so for security measures put forward new requirement. The system uses the infrared sensor which makes simple, low cost. Installation is convenient and properties of security is stable, strong anti-interference ability, high sensitivity, safe and reliable. The devices installed concealment.
4、It is not easy to find that. At the same time its signal after the MCU system treatment convenient and PC communications, facilitate unified management of many users. This design including hardware and software design of two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, in
5、frared sensor circuit, drive the implementation of the alarming circuit, LED the control circuit of four parts. The AT89C52 chip processor C51 series whole system is under control in the system software, can achieve security alarm function.Key words: AT89C52 Infrared Sensor Data Collection Alarm Cir
6、cuit目录河北北方学院I摘要IIAbstractIII第一章 引言- 1 -1.1项目背景- 1 -1.2设计任务与要求- 1 -1.3项目意义- 2 -第二章 设计相关模块简介- 2 -2.1 AT89C52单片机简述- 2 -2.1.1 AT89C52单片机的结构- 2 -2.1.2 AT89C52管脚说明- 3 -2.2 红外线传感器简单介绍- 5 -2.2.1红外线传感器内部电路框图- 5 -2.2.2 红外线传感器的工作原理特性- 6 -2.2.3 本设计中采用的红外传感模块简介(图4)- 6 -2.3 发声模块介绍- 7 -2.3.1 蜂鸣器介绍- 7 -2.3.2 蜂鸣器驱动电
7、路- 7 -2.4 MAX232简介- 7 -第三章 方案设计- 8 -3.1 总体设计思路- 8 -3.2 具体电路模块设计- 9 -3.2.1 红外传感器设计原理- 9 -3.2.2 时钟电路的设计- 9 -3.2.3 复位电路的设计- 10 -3.2.4 发光二极管报警电路设计- 11 -3.2.5声音报警电路设计- 11 -3.2.6 程序烧录电路的设计- 12 -3.3 系统硬件电路的选择以及说明- 12 -3.4 系统软件的实现- 12 -3.4.1 按上述工作原理和硬件结构分析可知程序流程图如图12所示。- 12 -3.4.2 单片机编程语言的选择- 13 -3.4.3 软件仿真
8、软件KEIL简介- 14 -3.4.4 硬件电路设计软件Protel DXP简介- 15 -3.4.5 程序代码清单- 15 -第四章 项目元件以及PCB原理图- 17 -4.1 项目元件清单- 17 -4.2 PCB原理图- 18 -第五章 系统调试- 20 -5.1 硬件电路调试- 20 -5.2 软件调试- 20 -第六章 总结- 20 -6.1 关于本系统- 20 -6.2 设计心得体会- 21 -致 谢- 22 -参考文献- 23 -第一章 引言1.1项目背景随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展,人们生活水平得到很大的提高,对私有财产的保护意识在不断的增强,因而对防盗措施提出
9、了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关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,但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本设计中所使用的红外线是不可见光,有很强的隐蔽性和保密性,因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。这种红外线传感器能以非接触形式辐射出红外线,当有人经过报警区域时红外接收管就会收到反射回来的红外线,模块内部电路并将其转变为电压信号,同时,红外线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。1.2设计任务与要求 (1)该设计包括硬件和软件设计两个部分。
10、模块划分为数据采集、MCU控制、报警等模块。(2)本红外线防盗报警系统采用红外线传感器、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、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,红外线传感器将探测到动作,设置在监测点上的红外探头将人体反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AT89C52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
11、外线具有隐蔽性,在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来具体实现。1.3项目意义该项目将所学的理论与实践相结合,准确把握单片机最小系统的设计以及软件的编写调试的过程,利用红外线传感器(Infrared Sensor)实现报警功能,该系统设计简单,实用性强,便于操作和使用。通过本课题的研究和学习掌握了一下技术:1.C51单片机最小系统的设计;2.红外线传感器的通信原理;3.系统软件程序的设计。第二章 设计相关模块简介2.1
12、 AT89C52单片机简述2.1.1 AT89C52单片机的结构AT89C52单片机是美国Atmel公司生产低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash 存储单元,功能强大。AT89C52单片机可提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。图1为AT89C52单片机的基本组成功能方块图。由图可见,在这一块芯片上,集成了一台微型计算机的主要组成部分,其
13、中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等,各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。 图1 AT89C52功能方块图2.1.2 AT89C52管脚说明ATMEL公司的AT89C52是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89C52单片机是高性能单片机,因为受引脚数目的限制,所以有不少引脚具有第二功能。VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时,P0 口作为原码输入口
14、,当FLASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。 P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写1时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存
15、储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址1时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流。P3口也可作为AT89C52的一些特殊功能口,如下表所示:P3口管脚 备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INT0(外部中断0)P3.3 INT1(外部中断1)P3
16、.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 (外部数据存储器写选通)P3.7 (外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/:当访问外部存储器时,地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8E
17、H地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。PSEN:外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。/VP:当保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,将内部锁定为RESET;当端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件,应不接。外部引
18、脚如图2 所示图2 AT89C52 外部引脚(直插式)2.2 红外线传感器简单介绍2.2.1红外线传感器内部电路框图红外线传感器是近几年发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测是否有障碍(例如人体)阻碍传感器发射的红外线而输出电信号的传感器,它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出红外线的变化,并将其转换成电压信号输出。当然可以将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路。如图3示为红外线发射接收对管如下所示图3。图3 红外线传感器发收对管图其中图3中的图是红外线发射管,只有两个引脚即VCC和GND,它发出的红外线是不可见光。图3中的图是两种红外接收管,均是三个
19、引脚,即VCC、GND和OUT,只是顺序有些不同。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管,使用时要给红外接收二极管加反向偏压,它才可以正常工作而获得高的灵敏度。2.2.2 红外线传感器的工作原理特性首先红外发射二极管一直向外发射红外线,当有人经过时阻碍了红外线的发射,这个时候就会有一部分红外线反射回来(人体会吸收一小部分)。红外接收二极管就会接到。经过模块电路的处理就会转化为电平信号输出,从而与单片机实现通信。由于红外发光二极管的发射功率较小,所以接收端就要增加高增益放大电路。一般红外线传感器是集红外发射,红外接收,放大电路为一体的集成模块。2.2.3 本设计中采用的红外传感模块简介(图4)74
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