红外报警器设计-职业学院电子工程毕业论文

无锡商业职业技术学院 电子工程系 1 红外报警器红外报警器 目录目录 一 一 中文中文摘要摘要 二 二 红外报警器概述红外报警器概述 三 单片机系统和原理三 单片机系统和原理 3 1 硬件系统的结构和原理 3 1 1最小系统的 CPU 采用 AT89S52 单片机 3 2单片机输入接口电路 键盘电路 3 3单片机输出接口电路 共阳极数码管组 3 4Easy Isp 编程器 四 课程设计扩展电路四 课程设计扩展电路 五 程序设计五 程序设计 六 实训心得六 实训心得 无锡商业职业技术学院 电子工程系 2 红外报警器红外报警器 一一中文中文摘要摘要 被动红外探测器是靠探测人体发射的红外线来进行工作的 探测器收集外 界的红外辐射进而聚集到红外传感器上 红外传感器通常采用热释电元件 这种元件在接收了红外辐射温度发出变化时就会向外释放电荷 检测处理 后产生报警 这种探测器是以探测人体辐射为目标的 所以辐射敏感元件对波长为 10 m 左右的红外辐射必须非常敏感 关键字关键字 单片机 红外 报警 二二红外报警器概述红外报警器概述 一 关于红外报警 最普通的就是一个红外线发射器 发射出红外线 如果有物体遮挡住 线束的路径 那么接收器接受不到线束 然后就像控制器发出信号 后连 接报警装置 发出报警信号 另外还有一种是热释电红外的红外线传感器件对特定波长的红外线有极强 的感应能力 如果有人靠近的话呢 它会接收下来并进行放大 然后驱动 发声无件给予响应 无锡商业职业技术学院 电子工程系 3 二 设计目的 通过红外报警器设计 使学生加深对单片机软 硬件系统的理 解与掌握 了解计算机对信号检测 实时控制 学习使计算机发出不 同报警声音的编程方法 三 设计内容 通过P1 0端口采集红外信号的控制使单片机输出 有信号亮红 灯 经过扬声器发出不同频率音调 无信号亮绿灯 四 设计要求 1 根据课题的设计内容 正确设计电路原理图 2 合理排布电路元器件 正确焊接硬件电路板 3 正确设计程序流程图 正确编写软件程序 设计的软件程序能够 在调试好的硬件电路上正常运行 4 红外信号检测 根据信号设计报警声 有信时红灯亮发出报警 数 码管上显示学号 无信号时 绿灯亮 数码管上显示学号 5 结合自己的设计 调试过程 根据要求写一份完整的设 无锡商业职业技术学院 电子工程系 4 五 框图设计 无锡商业职业技术学院 电子工程系 5 三 单片机系统和原理三 单片机系统和原理 3 1 硬件系统的结构和原理 3 1 1最小系统的 CPU 采用 AT89S52 单片机 无锡商业职业技术学院 电子工程系 6 单片机最小系统由单片机89S52 复位电路 晶振电路和显示电路4个按键组成 1 AT89S52单片机的电源端 Vcc GND 正电源端与接地端 5V 3 3V 2 7V 2 AT89S52 单片机的时钟电路 XTAL1 XTAL2 片内振荡电路输入 输出端 振荡器频率 11 0592MHz Atmel89S52 18 脚 19 脚 RESET 复位端 正脉冲有效 宽度 8 mS 3 2 AT89S52 单片机输入接口电路 键盘电路 当开关 K 未被按下时 P3x 输入为高电平 K 闭合后 P3x 输入为 低电平 由于按键是机械触点 当机械触点断开 闭合时会有抖动 KEY 输入端的波形如下图所示 而机械抖动的时间至少是毫秒级 对 计算机而言 这已是一个 漫长 的时间了 无锡商业职业技术学院 电子工程系 7 3 33 3 单片机输出接口电路 共阳极数码管组 单片机输出接口电路 共阳极数码管组 通过2个LED显示模块组成8个LED指示灯 P0口输出段码信号 P2输出 位码信号 这些信号由89SC52软件生成 段 a h 某一段送 0 低电平 某一段亮 位 a1 a8 某一位送 0 COM 端高电平 某一个数码管亮 无锡商业职业技术学院 电子工程系 8 LED 显示方式有动态显示和静态显示两种方式 本系统采用动态扫描显 示接口电路 动态显示接口电路是把所有显示器的 8 个笔划段 a h 同名端 连在一起 而每一个显示器的公共极 COM 各自独立地受 I O 线控制 CPU 向字段输出口送出字型码 段码 时 所有显示器接收到相同的字型码 但究竟是哪个显示器亮 则取决于 COM 端 也就是说我们可以采用分时的 方法 轮流控制各个显示器的 COM 端 使各个显示器轮流点亮 在轮流点 亮扫描过程中 每位显示器的点亮时间是极为短暂的 约 1ms 但由于人 的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应 尽管实际上各位显示器并非同 时点亮 但只要扫描的速度足够快 给人的印象就是一组稳定的显示数据 不会有闪烁感 3 43 4 EasyEasy IspIsp 编程器 简易在系统编程器 编程器 简易在系统编程器 ISP 是 in system programming 在系统编程 这是一种新型 flash 串行编程方式 无需将存储芯片 如 EPROM 从嵌入式设备上取出就能对其进行编 程的过程 AT89S52 的 I O 口 P1 5 P1 6 P1 7 和 RST 四个引脚联接微机的 25 芯并口插头 AT89S52串行编程与微机原理如下图 无锡商业职业技术学院 电子工程系 9 拨盘开关 S1 右端为 ON 左端为 OFF 编程时把 S1 打到 ON 硬件调试 硬件调试的主要任务是排除硬件故障 其中包括设计错误和工艺性故 障 1 1 断电检查 断电检查 用万用表逐步按照电路原理图检查印制电路板中所有器件的各引脚 尤其是电源的连接是否正确 检查数据总线 地址总线和控制总线是否有 短路等故障 顺序是否正确 检查各按键是否能正常按下 是否连接正确 各限流电阻是否短路等 接通电源前应检查电源电压是否符合要求 为了 保护芯片 应先对各集成块插座 尤其是电源端 电位进行检查 2 2 上电调试上电调试 在电源插孔插上电源后 在 AT89S51 U1 芯片集成块插座上第 40 脚接万用表正端 20 引脚接万用表负端 测得电压为 5V 同样 74HC373 U3 第 20 脚接万用表正端 10 引脚接万用表负端 测得电压为 5V 表示 电源电压正确 关闭电源 在 U1 上插入 AT89S51 集成块 上电后用示波器查看 U1 18 脚是否有振荡信号 按复位键后 U1 9 脚是否有复位信号 如不正确应 检查振荡电路和复位电路 注意 集成块插入时一定要看清缺口方向 切莫插反 否则会烧毁 集成芯片 安装最小系统的注意点与检修 无锡商业职业技术学院 电子工程系 10 1 安装最小系统电路前应先测试所有元器件 以保证所用元器件都合格 安装时为使实物焊接美观 2 建议按照元器件的高矮顺序依次焊接 也即先焊矮的元器件 再焊接高 的元器件 3 集成块插座应按照印制板图画的缺口方向安装 集成芯片暂不安装 待硬件调试中脱机检查确定无误后按联机调试顺序插入 4 焊接有极性的元件时 注意不要装反 如电解电容 发光二极管等 5 元器件安装后应按照参考电路元器件的型号 容量以及电路原理图来检 查是否正确 四四课程设计扩展电路课程设计扩展电路 无锡商业职业技术学院 电子工程系 11 五五程序设计程序设计 1 1 显示自己学号和班级程序显示自己学号和班级程序 include 宏定义 define uint unsigned int 定义无符号整数变量类型 define uchar unsigned char 无符号字符变量类型 uint i k 说明整数变量 ucharcodeLED 0 xc0 0 xf9 0 xa4 0 xb0 0 x99 0 x92 0 x82 0 xf8 0 x80 0 x9 0 unchar aa bb 4 1 5 0 5 2 1 3 cc flag time0 interrupt 1 using 2 定时器 0 中断函数 P2 0 xff 关闭 P0 口即关闭显示 TF0 0 定时器 0 中断溢出标志清 0 TH0 65536 1000 256 定时器 0 定时时间为 1ms 初始化语句 TL0 65536 1000 256 cc bb i P0 LED cc P0 口送断码 P2 aa 显示段码 i 显示位计数 if i 8 如果显示了 8 个位码初始 aa 0 xfe 位码初始值 11111110 其中 0 为显示 1 为不显示 无锡商业职业技术学院 电子工程系 12 i 0 初始变量 i else aa aa 1 0 x01 不是 8 位码左移一位 Main i 0 flag 0 x00 aa 0 xfe 初值 TMOD 0 x01 初值 TH0 65536 1000 256 设置 1ms 初值 TL0 65536 1000 256 TR0 1 定时器起动 IE 0 x82 开中断 IE while 1 死循环 2 2 红外报警程序设计红外报警程序设计 定义头文件 include define uint unsigned int 定义无符号整数变量类型 define uchar unsigned char 无符号字符变量 sbitk0 P1 0 sbitp1 1 P1 1 sbitp1 2 P1 2 sbitSPEAKER P3 3 250us k void delay250 unsigned int kk unsigned int ii jj for ii 0 ii kk ii for jj 0 jj 25 jj 无锡商业职业技术学院 电子工程系 13 报警 baojing unsigned int ii jj for ii 0 ii 2000 ii SPEAKER SPEAKER delay250 2 for jj 0 jj 4000 jj SPEAKER SPEAKER delay250 1 main 主函数 p1 2 1 p1 1 0 while 1 while k0 0 p1 1 1 p1 2 0 baojing p1 2 1 p1 1 0 无锡商业职业技术学院 电子工程系 14 参考文献参考文献 1 张凯亮 MCS 51 系列单片机在多机通信系统中的应用 J 华北石油 设计 2000 第 3 期 3 吴金戌 沈庆阳 郭庭吉 8051 单片机实践与应用 M 北京 清华大 学出版社 2002 六六 实训心得实训心得 这一周进行了单片机课程设计实训 单片机课程设计是在以前理论学 习的基础上学会单片机电路设计的思路 步骤 方法 及调试 这样不仅 可以锻炼我们的动手能力还可以短俩去年我们的思考能力 我们要完成硬 件部分和软件部分 硬件部分还好可是软件部分就有困难了 但是我们一 定会尽力完成任务 这次的实训 分成四个小组 每组都有一个课题 我们组的课题是 红外报警系统 也就是在最小系统的基础上完成其扩展的红外报警功能 第一天在老师的讲解下 我们都明白了单片机最小系统的组成 数码管的 显示方法 及单片机的接口等知识 并且组装完成了线路板 在焊接过程 中我们也出现了错误 在焊接对管时没有把两个管子对准焊接所以又拆了 无锡商业职业技术学院 电子工程系 15 一遍 看来硬件部分也不可以忽视啊 下面就是编程部分 要求绿灯亮不报警 如果有纸片挡在对管中间就 报警且红灯亮 可是我们不擅长编程所以我们决定兵分两路 一部分人去 图书馆查资料 翻阅有关红外报警器的书籍 另一部分人去上网找资料 可是效果不太好 那些程序太复杂不适合我们 所以只能重新研究一下 所以我还特别去翻看了以前单片机的书 以前学习这门课的时候就不太懂 现在要运用肯定有难度 和同一组的同学在尝试改编老师的程序 从报警 程序到延迟程序 一次次的调试 观察现象 可是一直挺失败的 不论如 何就是不报警 后来我检查出原来我们当初拆对管是阴阳极焊接错误 所 以即使程序是对的也没有现象 硬件的错误困扰了我们 所以才耽误了 还是要认真对待每一步 周五的时候我们组的编程成功了 当时非常开心虽然我没有把它编对 但是我也付出了努力 我也帮忙找程序的错误之处 也检查了硬件 重新 复习了单片机和 c 语言 总的来说我自己收益不少 可是老师要求我们必须把学号也显示出来 所以又开始修改程序 我 和同桌尽可能的用自己的方法在原来的程序上加以修改 可是不管怎么 样 不是有报警没有学号就是有学号无报警 最后老师要打分 所以只交 了一个报警的程序 以前我一直在想以后可能不会涉及太多有关电子行业 的工作 所以学的不认真 可是通过这次实训我认识到了自己的不足之处 明白了 技不压身 这句话的真正含义 应该珍惜现在学习的机会 做到 学什么就应该会什么 不可以抱有侥幸的心理 应该踏踏实实的做好每一 件事 在这周课程中刘老师很少会告诉我们怎么去编写程序 只是给予提示 刚开始的时候我就不明白老师为什么这样做 本来基础薄弱的我们不可能 独立完成这些编程 后来我才明白其实这样可以更好的锻炼我们的自主能 无锡商业职业技术学院 电子工程系 16 力 只有自己从头到尾认真的去研究过了才可以明白这次实训自己的缺陷 在哪里 更有利于以后的改正 所以现在感觉老师这样做是有道理的 至 少我个人认真