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传感器课程设计红外精品文档入侵探测系统设计摘要：随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的提高，人们已经不再仅仅满足对住宅舒适、安逸的追求，对住所安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。本入侵探测系统采用了热释电红外传感器作为数据的采集传感器，采用单片机作为主控核心，由声音和灯光作为报警输出，供电电源采用5V供电。该系统具有成本低、安装简便、系统功耗低、抗干扰能力强和可靠性高等优点，能够达到安全准确的实现预警的效果。关键词：单片机；红外传感器；数据采集；报警电路目录第1章绪论41.1 目的意义41.2 国内外研究现状4第2章 相关技术72.1 红外传感器72.1.1 红外辐射及红外辐射源72.2 热释电红外传感器82.2.1 热释电红外传感器原理82.3 单片机92.3.1 单片机简介92.3.2 单片机特点92.4 C语言简介122.4.1 C语言的产生与发展122.4.2 C语言的特点12第3章 方案设计14第4章 硬件设计154.1 单片机最小新系统154.2 人体红外检测传感器电路164.3 红外模块184.4 声光报警模块194.5 电源模块20第5章 软件设计215.1 系统软件设计215.2 中断程序设计225.2.1 中断概念225.2.2 MCS-51的中断系统225.2.2 中断程序编写23第6章 心得体会25参考文献26附件27第1章 绪论1.1 目的意义随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求。相反地，经济的快速增长也带来了相当大的负面社会效应，城乡、区域收入差距进一步拉大，流动人口也开始迅速增加，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势，人们越来越渴望有一个安全生活的空间，但是犯罪分子的作案手段越来越高明，他们甚至采用一些高科技的作案手段，传统的依靠安装防盗门窗、或靠人防的防范方式越来越不能满足人们对安全防范的要求。这时，人们迫切需要一种智能型的家庭防盗报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种险情并通知户主，防范险情于未然，最大限度的保证居民的生命财产安全。于是有关家庭、办公室和仓库等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被业界所重视，现在市场上也出现了各种名目繁多的报警装置，但多由于可靠性较差、功能单一或造价高而未得到广泛应用。而随着电子通讯技术的飞速发展，单片微机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和相应传感器来开发一种适合于家庭的低价位、运行可靠的智能型安全防范报警系统安全防范系统，将具有广泛的应用前景。红外线作为一种不可见光，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。红外报警器种类繁多、功能各异。其中包括被动式热释电型红外报警器,作为入侵探测系统的传感器。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器，触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外报警器, 红外线声光报警器等。通过本入侵探测系统的设计充分的将所学到的理论知识应到了实践当中。1.2 国内外研究现状从上世纪初，报警系统就已经在北美稍具雏形。在北美，报警呼救箱放置在街头巷尾，在呼救时发出声响提示，以寻求附近警察的帮助；同时，这种呼救箱直接连接到附近的警局，使得稍远一些的警察也能够收到呼救信息。随后，由于通信技术的发展，提供远程通信服务的电报公司加入到这个行业中，从而使得报警信息可以通达到更远的地方；不过，这种电报方式毕竟难以普及，所以稍后出现的电话理所当然地成为报警通讯的主要手段。而此后自动拨号系统的出现以及电话普及到千家万户，更使得通过电话线报警的方式得到了前所未有的发展。从以上过程来看，报警行业的发展是以工业技术发展为基础的，只有具备良好的通信手段，才能够把各地的报警信息汇聚到相应的权威部门，然后由权威部门负责分配有限的警力来帮助到所有的社会个体。国外智能监控防盗技术发展已处于一个较高水平阶段，从具有代表性的北美发展过程，可以清楚的看出世界智能监控防盗技术的发展概况。其具有以下特点，值得我们借鉴。目前，对北美的安防产业来说，最成功的经营模式就是联网报警服务模式，联网报警将整个北美的安防产业从横向到纵向进行整合串并，形成了一个集中许多高科技手段和产业化管理水准的一体化综合性产业。比如世界排名第一，北美最大的安防跨国公司一美国棋诺亚公司，它在世纪年代开始搞简单的防盗报警，其当时的业务范围和技术水平跟中国现在很多安防企业是相当的。到70年代，它对其产业的整体发展方向做了很大的调整，变为联网报警服务商，建立了首家网管中心，尤其是在年代引用了大量的网管技术、系统集成技术和电子技术，现己成为十分先进的联网报警服务平台，它在美国、加拿大、英国、香港、台湾等多个国家和地区都有分公司，北美的客户数己超过600万，2003年防盗报警收入总产值达105亿美元。1979年公安部在石家庄市召开了“全国刑事技术预防专业工作会议”，会议提出要大力开展安全技术防范工作，技防作为公安业务的组成部分就这样正式提出来。其实我国的技防工作早在60年代就开始了，那时候由于形势所迫，博物馆，银行都自发采用各式各样的防范手段，这是我国技术防范工作的初级阶段。当时主要采用的手段是声控报警。罪犯撬玻璃的声音，砸展柜的声音传到了值班室。值班人员判断出罪犯在行窃，及时报告了领导和有关部门，组织保卫人员和警力将罪犯包围后将其擒获。82年公安部和公安部第一研究所，根据当时的防盗报警技术的发展为故宫很多展厅安装了主动红外、被动红外、微波、超声波、声控等防盗探测器，形成了多种探测手段的防盗报警系统，防盗报警技术提高到一个新水平。84年以后安防事业在中国进入了普及与提高阶段，而且发展迅速。相继各个博物馆、银行、商场、超市、居民小区都陆续建立了安全防范系统。进入90年代，人们注意到周界防范的重要性，要利用周边的围墙，铁栅栏等屏障建立周界防范，如果没有条件形成大周界也要建立建筑物的墙体、窗户、门外和建筑物之外。在防护区和禁区内采用3种以上不同探测原理的探测器构筑多道防线，与此同时防遮挡功能的探测器也问世了，促进了入侵探测器技术的发展。目前，全国的安全技术基本上和国际接上了轨。在现代计算机技术、自动控制技术和现代通信技术的支持下，安防系统也是一个很完善的计算机控制系统，防盗报警系统，电视监控系统，声音系统，门禁系统和巡更系统统一由一台计算机进行管理，标志我国的安防事业进入一个新阶段。随着社会的发展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此作为社会的基本单元“安全防范问题就显得尤为重要”。传统的机械式（防盗网、防盗窗）家居防卫在实际使用中暴露出一些明显的问题，如：影响楼房美观，市容整洁；影响火灾救援通道；给犯罪分子提供了便利的翻越条件；时间久了会有高空坠物的危险等。所以作为新一代的智能安全防盗报警器系统就应运而生，并日益受到广泛的重视和运用。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能小区的等级标准，按照其要求智能小区中必须具有安全防范、信息管理、物业管理和信息网络等系统。因此，小区安全防范系统建设已逐渐纳入许多小区建设的必备项目中。数字化、无线化、集成化是防盗报警系统进一步发展的要求，所以我们不难发现防盗报警的技术发展趋势： （1）更稳定可靠：如探测器可抗RFI/EMI（电磁干扰/射频干扰）、防雷电等，以适应恶劣气候；（2）更多样的功能：如探测器可调频、防遮挡、防喷盖、防破坏等； （3）更精美、小巧的外观：以符合品味日益提高的室内装潢需求； （4）更智能化的设计：方便地设/撤防，人性化的操作界面； （5）更强大的联网功能；（6）更方便的扩展性。 上述发展趋势，事实上都建立在数字化、无线化、集成化的三大核心技术基础上。第2章 相关技术2.1 红外传感器2.1.1 红外辐射及红外辐射源（1）红外辐射红外辐射俗称红外线，它是一种不可见光，由于是位于可见光中红色光意外的光线，故称红外线。它的波长范围大致为0.761000m，红外线在电磁波谱中的位置如图2-1所示。工程上又把红外线所占据的波段分为四部分，即近红外、中红外、远红外和极远红外。图2-1 电磁波谱图 红外辐射的物理本质是热辐射，一个炽热物体线外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。红外光的本质与可见光或电磁波性质一样，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等特性，它在真空中也以光速传播，并具有明显的波粒二相性。 红外辐射和所有电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的。大气是红外辐射的主要传播介质，当红外线在大气中传播时，大气层对不同波长的红外线存在不同的吸收带，红外线气体分析仪就是利用该特性工作的，空气中对称的双原子气体，如N 、O 、H 等不吸收红外线。而红外线在通过大气层时，有三个波段透过率高，它们是22.6m、35m和814m，统称它们为“大气窗口”。这三个波段对红外探测技术特别重要，因此红外探测器一般都工作在这三个波段（大气窗口）之内。（2）红外辐射源发射红外电磁波的物体和器件，皆称红外辐射源。它通常分为以下几类： 标准辐射源，包括绝对黑体模型、能斯脱灯和硅碳棒等，常用于实验室中红外仪器和系统标定； 工业用辐射源，包括碳弧灯、钨灯、电发光辐射器、电加热的杆状和面状辐射器、气体加热辐射器等； 自然红外源，包括太阳、月亮、行星、大气和云层等； 发光二极管和半导体激光器、固体和气体激光器等； 红外装置或系统需要探测的辐射源，包括飞机发动机、机壳或或尾喷管的辐射、弹道火箭、航天飞机、人造地球卫星、机动车辆和人体等。2.2 热释电红外传感器2.2.1 热释电红外传感器原理热释电红外传感器在结构上引入场效应管，其目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式。故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，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。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出20米范围内人的行动。菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为910-um，而探测元件的波长灵敏度在0.220-um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为710-um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。2.3 单片机2.3.1 单片机简介 单片机嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），早期也称为单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。用最通俗的语言给出单片机的定义。单片机就是一块集成芯片，但这块集成芯片具有一些特殊的功能，而它的功能的实现要靠我们使用者自己来编程完成。我们编程的目的就是控制这块芯片的各个引脚在不同时间输出不同的电平（高电平或低电平，关于电平在后面会讲到），进而控制与单片机各个引脚相连接的外围电路的电气状态。根据系统的要求以及自己掌握的知识选择了STC89C51作为系统的主控。2.3.2 单片机特点STC89C51的特点：STC89C51是STC公司采用CMOS工艺生产的低功耗、高性能8位单片机，与MCS-51单片机兼容，其功能特点为：4K字节闪烁存储器(FLASH)，可进行1000次写、擦除操作。静态操作，外接OHZ-24MHZ晶振。三层程序存储器琐。128字节内部数据存储器(RAM)。32跟可编程输/输出线。两个6位定时/计数器。六个中断源。一个可编程串口。支持低功耗模式和掉电模式。STC89C51引脚排列如图2-2所示，各引脚的功能如下：VCC：供电电压。GND：接地。PO口：PO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l时，被定义为高阻输入。PO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，PO口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，PO输出原码，此时PO外部必须被拉高。 图2-3 AT89C51引脚排列图P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向1/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1/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1/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(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为STC89C51的一些特殊功能口，如下为管脚的备选功能:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INTO(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 TO(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(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。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。2.4 C语言简介 2.4.1 C语言的产生与发展 C语言是1972年由美国的Dennis Ritchie设计发明的,并首次在UNIX操作系统的 DEC PDP-11 计算机上使用。它由早期的编程语言BCPL (Basic Combind Programming Language)发展演变而来。在1970年,AT&T贝尔实验室的Ken hompson根据BCPL语言设计出较先进的并取名为B的语言,最后导致了C语言的问世。 随着微型计算机的日益普及,出现了许多C语言版本。由于没有统一的标准, 使得这些C语言之间出现了一些不一致的地方。为了改变这种情况,美国国家标准研究所(ANSI)为C语言制定了一套ANSI标准,成为现行的C语言标准。2.4.2 C语言的特点 C语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一,主要因为它具有强大的功能。许多著名的系统软件, 如PC-DOS,DBASE 都是由C语言编写的。用C语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C语言的优势了。归纳起来C语言具有下列特点: 1. C是中级语言它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C语言可以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作,而这三者是计算机最基本的工作单元。2. C是结构式语言结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化,即程序的各个部分除了必要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰,便于使用、维护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的,这些函数可方便的调用,并具有多种循环、条件语句控制程序流向,从而使程序完全结构化。3. C语言功能齐全C语言具有各种各样的数据类型,并引入了指针概念,可使程序效率更高。另外C语言也具有强大的图形功能,支持多种显示器和驱动器。而且计算功能、逻辑判断功能也比较强大,可以实现决策目的。 4. C语言适用范围大 C语言还有一个突出的优点就是适合于多种操作系统,如DOS、UNIX,也适用于多种机型。C语言将在以后的单片机学习中起到关键作用，也是以后学习应用的关键。学习好C语言对学习其它语言也有帮助如：C+、C#等等。第3章 方案设计系统组成框图如图3-1所示，本系统为实现既定功能以及考虑到方便可实施性，将系统分为以下几个模块电路：电源电路、热释电红外传感器电路、红外障碍检测传感器电路、STC89C51最小系统、蜂鸣器报警电路、灯光报警电路、按键电路等。电源电路红外障碍检测传感器电路蜂鸣器报警STC89C51灯光报警热释电红外传感器电路按键图3-1 系统框图热释电红外传感器电路、红外障碍检测传感器电路：主要用作体统的探测。STC89C51：作为系统的主控核心。蜂鸣器报警电路、灯光报警电路：作为系统的输出报警。 探测器安装在用户家里需要防范的部位，例如门窗、厨房，卧室等，当系统开机时，一旦有物体入侵是将触发红外检测模块，此时将启动人体红外检测模块检测若确定为人闯入将触发蜂鸣器报警同时红色报警等不断闪烁，此时可以通过按键来解除警报或通过按键设置来关闭系统。第4章 硬件设计本入侵探测系统硬件部分由电源电路、单片机最小系统电路、检测电路以及声光报警电路组成。4.1 单片机最小新系统51单片机最小系统为51单片机能正常工作的最少元件组成的系统，51单片机最小系统一般包括：单片机、晶振电路、复位电路。如图4-1所示。图4-1 单片机最小系统 说明： 复位电路：在振荡器运行时，有两个机器周期（ 24 个振荡周期）以上的高电平出现在此引腿时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平， 51 芯片便循环复位。复位后 P0P3 口均置 1 引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为 ROM 的 00H 处开始运行程序。复位操作不会对内部 RAM 有所影响。晶振电路：晶振是片内振荡器的反相放大器输入端， XTAL2 则是输出端，使用外部振荡器时，外部振荡信号应直接加到 XTAL1，而 XTAL2 悬空。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频， 如晶振为 12MHz， 时钟频率就为 6MHz。晶振的频率可以在 1MHz-24MHz内选择。电容取 30PF 左右。输入输出引脚：(1) P0 端口 P0.0-P0.7 P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口，端口置 1（对端口写 1）时作高阻抗输入端。作为输出口时能驱动 8 个 TTL。对内部 Flash 程序存储器编程时，接收指令字节;校验程序时输出指令字节，要求外接上拉电阻。在访问外部程序和外部数据存储器时， P0 口是分时转换的地址(低 8 位)/数据总线，访问期间内部的上拉电阻起作用。(2) P1 端口 P1.0P1.7 P1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash 程序存储器编程时，接收低 8 位地址信息。（前面的流水灯既是采用到了P1口的输出功能）(3) P2 端口 P2.0P2.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash 程序存储器编程时，接收高 8 位地址和控制信息。在访问外部程序和 16 位外部数据存储器时， P2 口送出高 8 位地址。而在访问8 位地址的外部数据存储器时其引脚上的内容在此期间不会改变。(4) P3 端口 P3.0P3.7 P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/0 端口。输出时可驱动 4 个 TTL。端口置 1 时，内部上拉电阻将端口拉到高电平，作输入用。对内部 Flash 程序存储器编程时，接控制信息。除此之外 P3 端口还用于一些专门功能。上拉电阻简单来说就是把电平拉高，通常用 4.7 10K 的电阻接到 Vcc 电源，下拉电阻则是把电平拉低，电阻接到 GND 地线上。4.2 人体红外检测传感器电路 人体红外检测传感器模块为集成模块型号为HC-SR501。本模块是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口LHI778 探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。模块实物图如图4-2所示。原理图如图4-3所示。图4-2 人体红外检测传感器图 4-3 人体红外检测传感器原理图模块特点：1、 全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平， 人离开感应范围则自动延时关闭高电平， 输出低电平。2、 光敏控制（可选择，出厂时未设）：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。 3、 温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至 3032，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。4、 两种触发方式：a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。 5、 具有感应封锁时间(默认设置:2.5S 封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（ 高电平变成低电平）， 可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作， 可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒 几十秒钟)。 6、 工作电压范围宽：默认工作电压 DC4.5V-20V。 7、 微功耗:静态电流50 微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。 8、 输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。电气参数如下表：产品型号HC-SR501人体感应模块工作电压范围直流电压4.5-20V静态电流50uA电平输出高 3.3V/低 0V触发方式L 不可重复触发/H 重复触发延时时间0.5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒电路板外形尺寸32mm*24mm感应角度100 度锥角工作温度-15-+70 度感应透镜尺寸直径:23mm(默认) 4.3 红外模块红外模块采用对管的方式设计当遇到障碍物是红外光反射，红外光接收管接收到红外光然后再通过LM393比较器比较看是否是收到红外光信号。原理图如图4-4所示。图 4-4 红外模块原理图4.4 声光报警模块声光报警模块由三极管驱动蜂鸣器作为声音报警同时采用红灯作为光报警。当有有人闯过安装有入侵探测系统的门窗是将触发蜂鸣器报警以及红色灯光闪烁。原理图如图4-5所示。图 4-5 声光报警模块原理图4.5 电源模块 本系统所有模块均为5V电源且通过计算采用1A电源既可使系统正常工作。且5V电源在家庭中非常普遍所以系统在电源方面具有很大的适应性。同时也为用户节约了电源的费用进一步降低了系统的成本。如图4-6所示。图 4-6 系统电源第5章 软件设计本系统采用STC89C51作为系统主控，使用C语言编写单片机程序。本系统主要用到单片的基本输出端口以及中断端口，程序设计难度主要在中断部分。5.1 系统软件设计本系统单片机采用中断检测的方式来检测是否触发红外检测和人体红外检测。同时控制蜂鸣器响起和LED灯闪烁。系统软件流程图如下图所示。程序开始首先初始化中断然后检测是否有中断产生，若有则检测是否由人体红外检测模块输出的中断若是则发出报警。开始触发中断？YES是否按键按？下？声光报警YESNOYESNO触发中断？中断初始化并开启中断5.2 中断程序设计5.2.1 中断概念 中断技术就是为了解决资源竞争的一个可行的方法，采用中断技术可使多项任务共享一个资源。CPU正在执行原程序，突然，被意外事情打断，转去执行新程序。CPU执行新程序结束后，又回到原程序中继续执行。这样的过程就叫中断。 图5-1 中断流程图 图 5-2 中断嵌套图5.2.2 MCS-51的中断系统 中断过程是在硬件基础上再配以相应的软件而实现的，不同的计算机其硬件结构和软件指令是不完全相同的，因此，中断系统也是不相同的。与中断有关的寄存器有4个,分别为中断源寄存器TCON和SCON、中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP。有中断源5个，5个中断源的排列顺序由中断优先级控制寄存器IP和顺序查询逻辑电路共同决定，5个中断源分别对应5个固定的中断入口地址。MCS-51的5个中断源详述如下： （1）0INT：外部中断0请求，由P3.2脚输入。通过IT0脚（TCON.0）来决定是低电平有效还是下跳变有效。一旦输入信号有效，则向CPU申请中断，并建立IE0标志。 （2）1INT：外部中断1请求，由P3.3脚输入。通过IT1脚（TCON.2）来决定是低电平有效还是下跳变有效。一旦输入信号有效，则向CPU申请中断，并建立IE1标志。 （3）TF0：定时器T0溢出中断请求。当定时器T0产生溢出时，定时器T0中断请求标志位（TCON.5）置位（由硬件自动执行），请求中断处理。 （4）TF1：定时器T1溢出中断请求。当定时器T1产生溢出时，定时器T1中断请求标志位（TCON.7）置位（由硬件自动执行），请求中断处理。 （5）RI或TI：串行中断请求。当接收或发送完一串行帧时，内部串行口中断请求标志位RI（SCON.0）或TI（SCON.1）置位（由硬件自动执行），请求中断。 中断处理过程 包含：中断请求、中断响应、中断服务、中断返回四个阶段.中断请求：中断源将相应请求中断的标志位置“1”，表示发出请求，并由CPU 查询。 中断响应：在一条指令的最后一个周期按优先级顺序查询中断标志，为“1”并满足响应条件时响应。 中断服务：根据入口地址转中断服务程序，保护现场、执行中断主体、恢复现场。 中断返回：中断服务完后，计算机返回原来的断点位置，继续执行原来的程序。 每一个中断源都对应有一个中断请求标志位来反映中断请求状态，这些标志位分布在特殊功能寄存器TCON和SCON中。5.2.2 中断程序编写/* INT0中断函数 */void counter0(void) interrupt 0 using 1 EX0=0; LedNumVal_1+; EX0=1;/* INT1中断函数 */void counter1(void) interrupt 2 using 2 EX1=0; LedNumVal_2+; EX1=1; 本程序为中断服务函数，当产生中断后则执行中断函数中的程序。第6章 心得体会 本次课程设计中由于在大一、大二、大三期间自学了C语言编程以及各种单片同时学习了传感器原理及工程应用所以在此次的课程设计中我在我们小组中主要担任总体方案的设计。在设计过程中通过对以前知识的回顾以及参考以前所做过的一些相关的制作很快就将方案设计好了。设计好久和队友一起探讨了设计在方案且在探讨中发现了很多问题，毕竟众人拾柴火焰高。很快我们组的总体方案和分工就完成了。在后面的工作中我们队友间相互合作共同完成该课程设计。参考文献1 何立民 单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 19962 吴英才,林华清 热释电红外传感器在防盗系统中的应用 传感器技术 20023 余发山 单片机原理及应用技术 中国矿业大学出版社 20034 李朝青 单片机原理及接口技术 北京航空航天大学出版社 19995 童名文 一种新型报警器的研制 武汉理工大学 20036 余家春 protel99SE电路设计实用教程 中国铁道出版社 20037 马忠梅 单片机的C语言应用程序设计(第3版) 北京航空航天大学出版社 20038 王洪建 AT89C2051在小区防盗报警系统中的应用 第七届青年学术会议论文集 20059 王宁 智能监控防盗报警系统 同济大学硕士学位论文 200710 刘纯利,张玉山 单片机防盗报警系统的设计 安徽电子信息职业技术学院学报,200420 郁有文，常健 传感器原理及工程应用 北京：西安电子科技大学出版社，2014.附件#include #include sbit LED=P22; sbit BEER=P23;sbit KEY=P24;char Emergency=0;void delay(unsigned int i) char j; for(i; i 0; i-) for(j = 200; j 0; j-);void main(void) / IT0=0; /低电平触发 IT0=1; /下降沿触发 EX0=1; EA=1; if(Emergency=1) EA=0; while(1)LED=1;BEER=1;delay(500);LED=0;BEER=0;delay(500);if(KEY=1) delay(40); if(KEY=1) Emergency=0; LED=0; BEER=0; EA=1; break; /* INT0中断函数 */void counter0(void) interrupt 0 using 1 EX0=0; EX0=1; / IT1=0; /低电平触发 IT1=1; /下降沿触发 EX1=1;/* INT1中断函数 *