基于单片机的防盗报警器专业课程设计新版改良.doc

基于单片机防盗报警器课程设计报告基于单片机防盗报警器课程设计摘 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。与此同步，红外技术已成为先进科学技术重要构成某些，由于红外线是不可见光，因而用它进行红外探测监控，具备良好隐蔽性，白天和黑夜都可以使用，并且其抗干扰能力强。防盗报警系统运用单片机控制技术，自动探测发生在布防区内侵入行为，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，从而让人虽然采用应对办法。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，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。本设计涉及硬件和软件设计两个某些。硬件某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 设计任务与规定 (1)该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。终端由中央解决器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等某些构成。(3)系统可实现功能。当人员外出时，可把报警系统设立在外出布防状态，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、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机解决运算后驱动执行报警电路使警号发声1。(4)红外线具备隐蔽性，在露天防护地方设计一束红外线可以以便地检测到与否有人出入。此类装置设计要点：其一是能有效判断与否有人员进入；其二是尽量大地增长防护范畴。固然，系统工作稳定性和可靠性也是追求重要指标。至于报警可采用声光信号。2 方案设计2.1 总体设计思路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4。2.2 详细电路模块设计2.2.1 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电位，再通过NPN转化，输出OUT为低电平。图3 热释电红外传感器原理图2.2.2 放大电路设计如图4所示为最基本放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大电压信号。图4 放大电路图2.2.3 时钟电路设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器输入和输出。该反向放大器可以配备为片内振荡器。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。由于一种机器周期具有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，因此一种机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器振荡频率为12MHZ，一种振荡周期为1/12us，故而一种机器周期为1us5。如图5所示为时钟电路。图5 时钟电路图2.2.4 复位电路设计复位办法普通有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作后来，在RESET端持续给出2个机器周期高电平时就可以完毕复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不不大于2us。本设计采用是外部手动按键复位电路。如图6示为复位电路。图6 复位电路图2.2.5 发光二极管报警电路设计由4个发光二极管接上电阻后连上单片RXD引脚，外接VCC，当单片机RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。图7所示为发光二极管报警电路。图7 发光二极管报警电路图2.2.6 声音报警电路设计如下图所示，用一种Speaker和三极管、电阻接到单片机TXD引脚上，构成声音报警电路，如图8示为声音报警电路。图8 声音报警电路图2.3 系统硬件电路选取及阐明硬件电路设计见附图1所示，从以上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、反相器74LS04、蜂鸣器等某些单片机外围应用电路，以及单片机手工复位电路等。其中D1是正常工作批示灯，D2D5是起报警批示作用，当RXD脚被置低电平时，D2D5亮红灯开始报警，同样，TXD脚置高电平时声音报警电路开始工作。电路设有2个按键，S1键作为模仿盗窃信号输入键，S2键作为作为电路复位键。2.4 软件程序实现2.4.1 主程序工作流程图按上述工作原理和硬件构造分析可知系统主程序工作流程图如下图9所示；系统初始化声光报警结束检测外部有无信号输入声光报警与否持续10秒开始启动声光报警电路开始报警与否尚有检测信号等待下次报警结束YNNYYN图9 主程序工作流程图2.4.2 中断服务程序工作流程图本主程序实现功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来脉冲信号后，表达有人闯入监控区，从而通过单片机内部程序解决后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测与否尚有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入持续工作状态。同步，运用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止声光报警作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图10所示；中断源发出中断申请关中断、保护现场INTO端有输入信号关闭报警恢复现场、开中断中断返回图10 中断服务程序工作流程图仿真过程中用到主程序和中断程序见附录33 软件仿真本设计通过运用Proteus仿真，将所编写程序用Keil软件编译，所仿真原理图见附录1图所示。由于在proteus软件中没有专门用作红外线发射与接受器件，因此在仿真电路图中以开关代替红外器件，其原理和效果是一致。本设计所规定达到目的：（1）在正常工作状况下，电源批示灯绿灯亮。（2）在接受到开关S1带来低电平信号，可使图中绿灯由亮变暗，红灯产生报警，可观测到红灯亮始终亮产生报警信号。并且报警喇叭始终响，持续10秒后红灯灭，喇叭停止报警，电源批示灯绿灯亮。（3）在报警过程中，外部中断开关S2可使警报解除。4 总结本设计研究了一种基于单片机技术无线智能防盗报警器。该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作解决器核心，外接热释电红传感器，它是一种新颖被动式红外探测器件，可以以非接触方式探测出人体发出红外辐射，并将其转化为相应电信号输出，同步能有效抑制人体辐射波长以外红外光线与可见光干扰。平时传感器输出低电平，当有人在探测区范畴内移动时输出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机外部触发信号解决，经单片机内部软件编程解决后，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警。该报警器最大特点就是使顾客可以操作简朴、易懂、灵活；且安装以便、智能性高、误报率低。随着当代人们安全意识增强以及科学技术迅速发展，相信报警器必将在更辽阔领域得到更深层次应用。在运用proteus软件仿真过程中，浮现了诸多问题，初次接触这个软件，一点都不熟悉，诸多知识都是用时候在网上找，或者查资料得出。对于器件库中元件性能不熟悉，不如说是最惯用电容器就有好各种，并不理解咱们需要是哪一种，并且电容种类那么多，很难一次性选取对的。再者就是本图中所用三极管放大器，由于是从单片机输出端来导通三极管，因此也要选取功率很小器件，这样单片机才干驱动。这一点也是慢慢领悟出来。仿真图画好之后，虽然整体看起来线条连接都很可靠，但是有地方还是“接触不良”，因此还要认真排查，解决问题。电路图画好之后就是装入程序进行仿真。咱们程序也有某些问题，开始时中断程序似乎不起作用，然后查了诸多资料，找教师帮忙，最后问题还是解决了。用Keil软件编译好程序后载入，满足设计规定，咱们小组充分感受到团队合伙重要性和自主克服困难喜悦。通过本次单片机课程设计，咱们不但掌握了硬件电路设计基本环节和办法，还认真回顾了汇编语言编程方面知识。将咱们所学知识应用于生活实践中。真正做到了学以致用效果。同步也锻炼了咱们小组每位成员动手能力，加强了团队合伙意识和能力。人们都是受益匪浅。5附录附录1 电路图设计与仿真附录2 设计编程程序主程序清单如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 000BH LJMP TINT ORG 0200HMAIN：MOV IE,#81H ;CPU开放中断，INT0容许中断 SETB IT0 ;外部中断为边沿触发方式 MOV SP,#30H ;指针入口地址 SETB P3.0 CLR P3.1 MOV P1,#0FFH ;使P1口所有置1 MOV P2,#00H ;P2口清零 CLR P1.2 LP：JNB P1.0,LA ;监测输入信号，与否有输入信号 LA：ACALL DELAY ;延时消抖 JNB P1.0,ALARM ;再次监测输入信号，若有输入信号转入报警子程序 AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAH LD2:MOV R2,0BBH LD1:NOP DJNZ R2,LD1 DJNZ R1,LD2 RET ALARM:SETB P1.2 ;开始报警使运营正常绿批示灯熄灭，红灯和声报警启动 CPL P3.0;10S钟定期： MOV R7,#0C8H ;10S循环次数 MOV TMOD,#01H ;定期器T0定期 方式1 MOV TL0,#0B0H ;置50ms定期初值 MOV TH0,#03CH SETB ET0 SETB EA SETB TR0 ;启动T0TINT：CPL P3.1 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#03CH ;启动T0 L2:JBC TF0,L1 ;查询记数溢出 SJMP L2 L1：DJNZ R7,TINT SETB P3.0 ;10s到关闭报警 CPL P3.0 CLR P1.2 ;报警结束，正常运营绿批示灯亮 RET ;循环,继续工作 PINT0： CLR EX0 ;外部中断0服务程序开始，屏蔽外部中断 PUSH PSW PUSH ACC JNB P3.2,LN ;监测与否有中断输入 LN： LCALL DELAY ;延时消抖 JNB P3.2,LN1 AJMP LN2 ;无中断输入,中断返回 LN1： SETB P3.0 CLR P3.1 CLR P1.2 ;使报警结束，绿批示灯亮 POP ACC POP PSW SETB EX0 ;开放外部中断0 LJMP LP ;在中断继续检测与否有输入信号 LN2： RETI