人体红外感应检测系统

课程设计书单片机系统课程设计说明书设计课题：人体红外探测系统专业班：自动化101，102班学生姓名：学生号码是，指导教师：时间： 2013年12月15日成绩：目录一、设计目的3二、设计要求32.1、系统总体设计3三、方案设计和论证43.1、系统总体原理43.2、传感器模块5四、硬件设计和电路图64.1、设计原理64.2、电路图6五、软件设计10六、部件一览表11七、硬件制作和调试11八、结论和体会12九、参考文献13人体红外探测系统1 .设计目的1 .通过单片机实现HC-SR501人体红外线传感器模块的功能。 设计的人体红外线检测系统可以检测人的存在，在检测到人体时发出声光报警和指示。2、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和把握，进一步了解单片机课程的应用。3 .培训自学和用自己探究的方法解决问题的能力。4、通过本课程设计，将单片机硬件和软件相结合，编辑、验证程序，将实践能力和理论与实际能力相结合。5 .培训小组分工合作和协调能力。2 .设计要求2.1、系统总体设计单片机由于其典型结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，面向多种逻辑位操作功能和控制的丰富指令系统在工业计量、通信系统和家用电器控制领域得到了广泛应用，提高了生产效率，提高了各种电器的性能，为人们的生活和工作带来了巨大便利迄今，单片机系统和模块主要应用于工业控制、科研和教学实验等领域，实现了各种系统的在线信号采集和监控功能。本设计是以AT89C51单片机为控制核心，与人体红外传感器模块相结合的监控报警系统。 应用于人体红外传感器模块的绝佳实例，具有硬件电路简单、软件功能完善、控制系统可靠等特点。(1)所设计的人体红外线检测系统能够检测人体的有无，在检测到人体时发出声光警报和指示。(2)完成软件程序的编制(3)完成电路设计和调试(四)完成课程设计书；根据本设计应实现的功能，考虑硬件电路的复杂性、性价比、软件实现的容易性等。 控制器由传感器模块、控制功能模块构成。 传感器模块由人体红外线传感器构成，控制功能模块由单片机构成。该系统的操作原理在系统启动之后，检测P1.0端口是否为高电平，所述高电平表示所述检测范围中是否存在人，所述显示灯点亮，如果检测到P1.0为低电平，则所述显示灯点亮。三、方案设计与论证3.1、系统整体原理整个系统的设计方案主要是系统原理、控制芯片的介绍和引脚的说明。系统原理框图如下所示，采用单片机最小系统，由传感器模块、显示模块、控制模块等构成。 (图1 )图1从上述方框图可知，单片机的CPU是整个系统的核心，是设计的电路的核心，是一部分，由电源驱动。 芯片引脚图如图2所示。图23.2、传感器模块传感器模块由HC-SR501一般型人体红外线传感器模块构成。 全自动导航：人进入导航范围时输入高级别，人离开导航范围时自动关闭高级别。 输出低电平。人体红外线传感器模块的技术指标如下1 .动作电压： dc4.5v20v2 .静态电流：50微安培3 .电平输出：高3.3V、低0V4 .延迟时间：5-200s (可调整)可制作范围零数秒数十分钟5 .封锁时间：0.2s (默认)可制作范围零数秒数十秒6 .触发方式： l为不可重复，h为可重复，默认值为h7 .引导范围：小于120度锥角，7米以内8 .工作温度：-15 70度9 .基板外形尺寸： 32*24mm、螺纹孔间距28mm、螺纹孔径2mm、感应透镜尺寸：(直径):23mm (默认值)10 .感应透镜尺寸：直径： 23mm (默认)四、硬件设计和电路图4.1、设计原理本设计是以AT89C51单片机为控制核心，与人体红外传感器模块相结合的监控报警系统。 根据本设计应实现的功能，考虑硬件电路的复杂性、性价比、软件实现的容易性等。 控制器由传感器模块、控制功能模块构成。 传感器模块由人体红外线传感器构成，控制功能模块由单片机构成。该系统的操作原理在系统启动之后，检测P1.0端口是否为高电平，所述高电平表示所述检测范围中是否存在人，所述显示灯点亮，如果检测到P1.0为低电平，则所述显示灯点亮。4.2、电路图4.2.1、控制功能模块如图3所示控制功能模块包括单片机AT89C51和晶体振动复位电路。AT89S51单片机的主要性能特点如下1、4k Bytes Flash片内的程序存储器2，128字节的随机存取数据存储器(RAM )3、32个外部双向输入输出(I/O )端口4、2个中断优先级，2层中断嵌套中断五、五个中断来源2个6，16位可编程定时器/计数器7、2个全双工串行通信端口8 .看门狗(WDT )电路9 .芯片内振荡器和时钟电路10 .与MCS-51兼容11、全静态动作：0Hz-33MHz；12、三级程序存储器的保密锁13 .可编程串行信道14 .低功耗的空闲模式和停电模式。AT89C51可以按照常规方式编程，也可以在线编程。 将通用的微处理器与闪存相结合，特别是可改写的闪存，有效降低开发成本的复位电路采用键电平复位方式，通过将复位端子电阻和电容器与VCC连接来实现。 对于所选择的电阻、电容参数应用于12 MHz的石英振子，可以保证复位信号的高电平持续时间在2个设备周期以上。 HC-SR501通用人体红外线传感器模块的信号输出端s通过AT89C51的P1.0脚。图3单片机周围的东西是为了使单片机做得更好而设立的1、振荡器振荡器是单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不振动，系统不工作，如果振荡器不规则地工作，系统执行程序时会产生时间误差，这在通信中会变得明显：电路无法通信。 他由石英振子和两个陶瓷电容器组成，x1和x2分别连接单片机的x1和x2，石英振子和陶瓷电容器没有正负，所以两个陶瓷电容器连接的一侧必须接地。2 .复位侧复位电路对单片机赋予复位信号(一定时间的低电平)，通常从最初执行程序的上电复位方式，利用在系统接通电源时电容器的两端电压不急剧变化的原理，对系统赋予短时间的低电平的手动复位， 如果在按下按钮的同时打开低电平并重置系统，则如果不按住手放置系统，系统将重置，无法正常工作。 这里要注意的是电解电容器，要注意正负。4.2.2、人体红外线传感器模块的电路图如图4所示HC-SR501通用人体红外线传感器模块的信号输出端s通过AT89C51的P1.0脚。图4图5示出4.2.3显示功能模块的电路图显示模块将电阻和显示灯与单片机连接，当人体红外线传感器模块检测到信号时，显示灯点亮反而处于“灭”状态。 电路图如图5所示图55 .软件设计图6软件流设计如上图6所示，程序列表如下#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dat=p00；sbit out=p10；void main ()装模作样while(1)装模作样if(dat )out=0；else out=1；以下称为以下称为六、部件清单表1部件一览表元件编号型号主要参数数量备注1HC-SR501战斗机动作电压： dc4.5v20v1人体红外线感应模块2at89动作电压： 5V13电阻电阻值： 10K14电阻电阻值： 1K15电阻电阻值： 10016静电电容容量： 10nF17静电电容容量： 22pF28静电电容电容值： 10F19石英振子尺寸： 22.1184MHz110电源5伏17 .硬件制作和调试本次课程设计中，硬件电路在老师提供的实验室焊接，包括软件编程。 整个过程是两个人合作完成的。电路调整遇到一些故障，不再考虑结果的显示问题，只成功焊接了最小系统电路、单片机和人体红外传感器模块的外围电路，在调整过程中连接了发光二极管。 另外，由于在焊接过程中导线较细，因此焊锡容易熔断导线，另外，将导线剥离的工具慎重运用，为了不切实地切断导线的一部分，使实验不能顺利进行，实验的过程整体要小心，包括焊接完毕的电路基板实验结果显示，当人体接近传感器模块时，模块检测到来自人体的红外线而点亮，当将传感器模块放入完全封闭的箱子中时，连接有导线的箱子外的电路基板上的发光二极管“熄灭”。八、结论和体会在这次课程设计中，我们选择的主题是人体红外感应检测系统的设计。 这是我们来的时候比较陌生的东西，以前很少接触到这样的内容，所经历的课程的设计和实践是利用众多已知的零部件构成达到设计要求的电路，因此这次需要自己在网上查阅传感器模块的相关资料，在一定程度上是我们的视野通过这次的设计，我对单片机、传感器的了解太少，书中的很多知识还不能充分利用，特别是程序设计文的理解和运用，不能充分理解每个句子的具体含义，不能完成程序。这次的设计让我从理论向实践转变，学到了如何将我学到的知识应用到我的工作中的重要性。 大学课堂上的学习只是教给了我们专业知识，我们应该把学到的东西应用到我们的现实生活中。 这次电子表设计为我奠定了实践基础。 我在今后的学习、生活中磨练自己，使自己适应今后的竞争，同时在寻找资料的过程中学到很多新知识，在与同学合作的过程中增进同学之间的友谊，我更加充分理解了团队精神的积极性和重要性。最后，感谢老师和同学的帮助，是因为通过老师的耐心指导和提供的参考资料，我的课程设计能够顺利完成的同时，在课程设计过程中，我们加强了单片机的知识，学习了。 我相信这对我今后的课程设计和毕业设计有很大的帮助！9 .参考文献【