毕业设计-单片机课程设计基于单片机的家用声光防盗报警系统.doc
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1、 专业: 学号: 单片机原理及应用课程设 计题 目: 基于单片机的家用声光防盗报警系统学 生 姓 名: 院(系、部): 指 导 教 师: 摘 要基于社会安全保障的需要,电子报警这门综合技术的正在不断的发展。防盗报警系统利用单片机控制技术,自动探测发生在布防区内的侵入行为,产生报警信号,一旦发生突发事件,就会向人们发出报警提示,从而让人即使采取应对措施。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,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
2、件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、驱动执行报警电路、LED控制电路、显示状态电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作的。因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。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用户和专业人士的欢迎。关键词:单片机;数据采集;报警电路;显示状态1设计任务与要求1.1模块设计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、开关控制、声光报警、恢复警报等模块子函数。1.2模块设计本声光防盗报警系统由外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的
3、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、解除警报等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、控制模块、功能选择模块等部分组成。1.3系统功能当人员外出时,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,打开门限开关S2送出TTL 电平至AT89C51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1。1.4特点红外线具有隐蔽性,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
4、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。2基础知识介绍2.1热释电红外传感器简单介绍热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体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人体辐射的红外线能量的变化,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2。如图1示为热释电红外传感器的内部电路框图。2.2 PIR的原理特性热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件,在每个探测器内装入一
5、个或两个探测元件,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的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。2.3 AT89C51单片机简单概述我们在单片机基础这门课程中已经学习了AT89C51单片机的结构和工作原理,AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复
6、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,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。3方案设计3.1 总体设计思路本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、报警等子模块。电路结构可划分为: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、异地恢复等功能。就此设计的核心模块来说,单片机就是设计的中心单元,所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作
7、程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成;它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示: AT89C51显示状态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1设计框图处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。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AT89C51单片机。在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警
8、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成相应动作。当报警延迟20s一段时间后自动关闭声音,当警情消除开关s2关闭红灯,打开绿灯,显示安全。S2开关控制现实状态。3.2具体电路模块设计3.2.1时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,一个振荡周期为1/12us,故而一个机器周期为1us5。如图2所示为时钟
9、电路。图2时钟电路3.2.2发光二极管报警电路的设计由1个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚,外接VCC,当单片机的RXD引脚被置低电平后,发光二极管被点亮,起到报警作用8。图2所示为发光二极管报警电路。图3发光二极管报警电路。3.2.3声音报警电路的设计如下图所示,用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的TXD引脚上,构成声音报警电路,如图4示为声音报警电路.图4声音报警电路3.3系统硬件电路的选择及说明硬件电路的设计见附图1所示,从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件: AT89C51、热释电红外传感器、LED、按键、晶振、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路,以及单片机的手工复
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