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1、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
2、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
3、 (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
4、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
5、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： AT89 C51 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
6、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
7、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
8、荡频率为12MHZ，一种振荡周期为1/12us，故而一种机器周期为1us[5]。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
9、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，D2—D5是起报警批示作用，当RXD脚被置低电平时，D2—D5亮红灯开始报警，同
10、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 Y N N Y Y N 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
11、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3 3 软件仿真 本设计通过运用Proteus仿真，将所编写程序用K
12、eil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
13、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
14、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
15、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
16、 LJMP TINT ORG 0200H MAIN：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：ACA
17、LL 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 LP DELAY: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 TM
18、OD,#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T0 TINT：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
19、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
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