红外线报警器的设计-光电报警器课程论文

滨江学院滨江学院 课程设计论文 课课题题 红外线报警器的设计 院院系系电子工程系 专专业业电子科学与技术 班班级级 学学号号 姓姓名名 任课教师任课教师李敏 红外线报警器的设计红外线报警器的设计 （南京信息工程大学滨江学院，*，*） 摘要：摘要：伴随着社会的发展，人们的生活质量不断提高，拥有了更多的奢饰品，因此防盗就成了一项重要的 课题。本次毕业设计的红外线防盗报警器是基于电源电路给整个电路提供+5V电压，通过红外线发射和接 受系统来感应是否有人闯入，并通过单片机系统向声光报警电路发出信号，达到声光报警的目的。论文首 先简单介绍了红外线防盗报警器的发展背景、基本电路结构和工作原理，以及国内红外线防盗报警器的发 展状况，然后结合应用电路具体介绍了该应用电路的工作原理。论文详细论述了电源电路的具体变压、整 流、滤波、稳压过程，以及通过单片机系统内部程序的设定来区分红外线接受端电压的变化，并通过单片 机来控制声光报警电路，最后通过555定时器来输出稳定的信号。最后，附录部分附有本次设计所应用到的 电路原理图。 关键字：关键字：报警器，51单片机；红外线发送与接受；555定时器 Infrared Burglar Alarm （Binjiang College, Nanjing University of Information Science,yan tingting ,20102321922） Abstract： The design and development of graduation infrared burglar alarm is based on the power supply circuit for the enti re circuit to provide +5 V voltage, through an infrared transmitting and receiving system whether the intrusion sens ors, SCM system and through to the sound and light alarm circuit sent a signal to sound and light alarm purposes. The paper introduced the simple anti-theft alarm infrared background of the development, basic circuit structure an d working principle, Infrared and domestic security alarm state of development, then combined application specifi c circuits on the application of circuit theory. Papers discussed in detail the specific power rectifier circuit, rectifier, filtering, Regulators process. SCM system, as well as through the creation of internal procedures to distinguish bet ween infrared receiving terminal voltage changes. and through MCU to control sound and light alarm circuit, the fi nal adoption of 555 timer output signal stability. Finally, the appendix attached to this part of the design applied to the circuit diagram. Keywords:Power Circuit;Mcs-51; Infrared send and receive; 555 timer 1 1、引言、引言 现在社会迅速发展， 人们生活质量逐步 提高。 各种高档家电产品和贵重物品为许多 家庭所拥有， 民购买及入住小区除对社区的 生活设施、房屋质量关心外，对小区的安全 环境也及为关注。 传统的住宅围墙和防盗 栅栏等简单防护设施既破坏社区的整体形 象， 也不能完全有效的阻止犯罪分子的破门 而入，同时紧锁的铁门和护栏在发生火灾、 地震等紧急情况时，使人难以逃生。因此社 区防范的现代化、智能化，居民财产的防盗 防劫已成为每个家庭必需解决的问题， 并且 人们手中特别是城市居民的积蓄也十分可 观。安防产业也随之渐渐发展，人们对于安 防的灵敏性、 便捷性及有效性的要求越来越 高。而智能安防产品恰恰解决了这个问题。 现如今，盗窃分子日益猖獗，单单的锁具已 无法阻挡这些“动手能力”强的人；锁具的 不断更新，愈加复杂化，但是他们的技术也 不断跟进，所以，我们必须采取一些必要的 辅助条件来保护我们家庭以及财务的安 全。 防盗报警器带领着人们一步一步向这 样的生活迈进，但是由于产品及多方面原 因，使得安防产品的有效性及灵敏度降低， 使得安防质量下降，常常出现报警器迟缓、 不能随时随地报警等现象， 所以解决好防盗 报警器的问题能够使人们更加安全、 放心的 使用或携带各式的物品， 跟上时代的发展享 受高品质的生活。 2 2、结构框图、结构框图 对于含有inout端口的模块内部而言, inout端口可以理解成从气映像寄存器” 接收连续赋值的线。作者在定义一个inout 端口时, 同时也要定义一个寄存器作为 inout端口的“ 映像寄存器” , 并将端口 和这个“ 映像寄存器”用一个三态门连接 起来。当端口用作输出端口时, 将inout端 口的“ 映像寄存器”设置成所希望的输出 值, 并且将三态门选通, 这时inout端口的 值随 “ 映像寄存器” 的变化而变化； 当inout 端口用作输人端口时, 三态门设为高阻态, 断开“ 映像寄存器”与inout端口的连接, 此时就可以像对待普通的输人端口一样对 它进行操作。 而对于含有inout端口的模块外部而言, 需要指定当它作为输人端口时, 其数据的 来源, 以及当它作为输出端口时, 其数据 的归属。 3 3、LM393LM393 比较器比较器 LM393是由两个独立的、高精度电压比 较器组成的集成电路，失调电压低，最大为 2.0mV。它专为获得宽电压范围、单电源供 电而设计，也可以以双电源供电；而且无论 电源电压大小，电源消耗的电流都很低。它 还有一个特性：即使是单电源供电，比较器 的共模输入电压范围接近地电平。 主要应用于限幅器、简单的模/数转换 器、脉冲发生器、延时发生器、宽频压控振 荡器、MOS时钟计时器、多频振荡器和高电 平数字逻辑门电路。393被设计成能直接连 接TTL和CMOS；当用双电源供电时，它能兼 容MOS逻辑电路这是低功耗的393相较 于标准比较器的独特优势。 图 1 LM393 引脚图 优势： 1.高精度比较器； 2.减少由于温漂引起的失调电压； 3.可以单电源供电； 4.输入共模电压范围接近地电平； 5.兼容逻辑电路。 特点： 电源电压范围宽：单电源：20.Vto36V； 双电源： 10.Vto 18V 电源电流消耗很低（0.4mA） ；输入偏置电流 低： 25nA ；输入失调电流低：5nA；最 大输入失调电压：3mA；输入共模电压范 围接近地电平； 差模输入电压范围等于电源 电压； 输出饱和电压低： 250mAat4mA； 4 4、555555 延时器延时器 555集成电路开始是作定时器应用的， 所以叫做555定时器或555时基电路。 但后来 经过开发，它除了作定时延时控制外，还可 用于调光、调温、调压、调速等多种控制及 计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单 稳、 双稳和脉冲调制电路， 用于交流信号源、 电源变换、频率变换、脉冲调制等。 图 2 555 芯片引脚图 由于它工作可靠、 使用方便、 价格低廉， 目前被广泛用于各种电子产品中，555集成 电路内部有几十个元器件，有分压器、比较 器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等， 电路比较复杂， 是模拟电路和数字电路的混 合体。它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T，比较器的参考电 压由三只5K的电阻器构成分压， 它们分别 使高电平比较器C1同相比较端和低电平比 较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc32和 Vcc31。C1和C2的输出端控制RS触发器状态 和放电管开关状态。 当输入信号输入并超过 Vcc32时，触发器复位，555的输出端3脚输 出低电平，同时放电，开关管导通；当输入 信号自2脚输入并低于Vcc31时，触发器置 位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关 管截止。DR是复位端，当其为0时，555输出 低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制 电压端（5脚） ，平时输出Vcc32作为比较器 A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压， 即改变了比较器的参考电平， 从而实现对输 出的另一种控制，在不接外加电压时，通常 接一个0.01F的电容器到地， 起滤波作用， 以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳 定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7 的电容器提供低阻放电电路. 5 5、电路分析、电路分析 图 3 电路原理图 接通电源，由音频译码集成电路 A2 及 外接电阻 R6 电容 C3 产生 40KHZ 左右振荡信 号，一则作为本身谐振需要；需要；另一方 面通过 A2 第 5 脚 （幅值约 6V） 、R5 加至三 极管 VT1 基极， 经 VT1 电流放大后驱动红外 发光二极管 VD1 向周围窨发射红外光脉冲。 平时， 红外光敏二极管 VD2 接收不到 VD1 发 出的红外光脉冲， A2 输出端第 8 脚处于高电 平，由 A3 及外围阻容元件构成的典型单稳 态电路处于复位状态，VT2 无偏流截止，报 警电喇叭 HA 断电不发声。 当人或物接近 VD1 时， 由 VD1 发出的红外线被人体或物体反射 回来一部分， 并被 VD2 接收转换成相同频率 的电信号，经运放 A1 放大事，输入到 A2 第 3 脚， 通过 A2 内部进行识别译码后， 使其第 8 脚输出低电平。 该低电平信号直接触发 A3 构成的单稳态电路置位，使 A3 第 3 脚输出 高电平，VT2 获偏流饱各导通，HA 通电发出 响亮的告警声。 人或物离开VD1监视区域后， 虽然 VD2 推动红外光信号使 A2 第 8 脚恢复 高电平， 但由于存在单稳态电路的延迟复位 作用，HA 将持续发声一段时间(60 秒)，然 后自动恢复到待报警状态。 电路的最大特点是实现了红外线发射 与接收工作频率的同步自动跟踪， 即红外发 射部分不设专门的脉冲发生电路， 而直接从 接收部分的检测电路引人脉冲（实为 AZ 的 锁相中心频率信号） ，既简化了线路和调试 工作， 又防止了周围环境变化和元件参数改 变造成的收、发频率不一致，使电路稳定性 和抗干扰能力大大增强。 6、结束语、结束语 到此，我所做的课题已接近尾声，红外 线防盗报警器设计是一个复杂的过程， 不仅 要注重理论上的知识，还应注重焊接技术， 知道每个器件的连接方式， 注意布件的合理 性，使得用最少的线连接最多的器件，还应 注意某些器件的正负极不要反接， 以免器件 的烧毁。 课程设计是对理论知识的一次深化， 每 个人都对此报以极其认真的态度， 并全身心 的投入，付出极大的精力和时间。通过此次 设计，我学到不少的东西。首先，学到了新 知识开阔的眼界， 加深了对单片机和某些芯 片的理解。其次学会了独立思考问题、解决 问题，掌握了Protel的使用方法，并成功绘 制了应用电路所用到的电路原理图。 除此之 外，提高了硬件电路的设计能力。理论联系 实际，对理论知识有了更深的理解。 但在这次课程设计过程中， 也暴露出了 不少问题，如基础知识掌握不牢，浪费了不 少时间。总的来说，我在这次毕业设计中受 益非浅， 这必将对我以后的工作和学习带来 不少帮助。 参考文献：参考文献： 1李虎山、潘牟.防盗报警系统的设计 与实现J.电子工程师.2002. 2鲁青胶.新颖实用的红外探测防盗报 警器J.电子技术.1994. 3吴英才,林华清.热释红外传感器在 防盗系统中的应用J.传感技 术2002. 4刘辉.智能小区防盗报警系统的可靠 性设计J.电器时代.2002. 5郑长风,程光伟,郭军.一种基