基于单片机的报警系统

1、毕业设计热电人体感应红外线报警器设计制作学生号码： 141101043 141101066学生名称：张飞鹏白积兑换领导者名称：杜娟班级机电一体化(2)班级专名机电一体化提交日期年月日抗辩日期年月日新年摘要热电红外传感器制作简单，成本低，安装方便，且防盗性能稳定，抗干扰性强，灵敏度高，安全可靠。 这样的防盗装置的设置被隐藏，不易被盗贼发现，很多用户容易统一管理。 这个设计包括硬件和软件设计两个部分. 硬件部分由单片机控制模块、红外线探测模块、驱动执行警报模块、LED控制模块等部分构成。 处理器采用51系列单片机AT89C51，程序用c语言编写。关键词：热电红外线传感器、AT89C51、红外线目录

2、一、引言1二、设计任务分析1三、技术方案的详细设计(实施) 2(1)本系统的设计方案21 .系统概要2(2)硬件电路设计2(3)单片机部81.AT89C51单片机的介绍102 .单片机最小系统113 .键部电路114 .警报电路125 .红外线感应部136 .主例程的工作流程图13四、在调试和调试中遇到的问题14五、总结评价15谢谢16参考文献17附件一：整体电路图设计22附件二：实物图23附件3 :程序源代码23一、引言随着科学技术的提高，电子设备发展迅速，人民的生活水平大幅度提高。 各种高级家电和贵重物品被很多家庭拥有。 但是，一部分非法者也在增加。 这是非法者看到很多人防盗意识不充分的结

3、果。 因此，越来越多的居民家庭担心财产安全问题。 警报系统此时解决了很多问题。 但是市场警报系统大部分是适用于大企业的重要机构。 那个价格很贵，一般家庭受不了。 廉价、性能可靠、智能报警系统的设计，在个人财产防盗领域一定起到了很大的作用。 红外线为不可见光，隐蔽性好，广泛应用于防盗、警戒等警卫装置。 本设计的电路包括硬件和软件两部分。 硬件部分包括红外线感应部分和单片机控制部分，整个系统电路可分为电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路，单片机控制可分为最小系统和灯电路、报警电路等主要工作是热电红外传感器完成信息采集、处理、数据传输，通过单片机功能设定到达报警模块的过程。 对于该设计的核心模块

4、，单片机是设计的中心单元。 单片机的应用系统也是由硬件和软件组成的.的。 硬件是由单片机、输入输出设备、外围应用电路等构成的系统，软件主要通过运行的程序写程序来控制输入信号。二、设计任务分析1 .该设计包括硬件和软件设计两部分。 模块分为数据收集、按键设定、报警等。2 .本红外线防盗警报系统由热电红外线传感器、蜂鸣器、单片机控制电路、LED指示电路和软件构成。3 .系统可以实现功能。 人员外出时，报警系统设置为防外出状态，传感器工作、侵入时，热释电红外线传感器检测动作，设置在监视点的红外线传感器将人体放射的红外线光谱转换为电信号，红外线热电模块将TTL电平转换为AT89C51单片机三、技术方案

5、的详细设计(实施)(1)本系统的设计方案1 .系统概要(1)系统设计的概要本系统采用热释电红外传感器，制作简单，成本低，设置方便，且防盗性能稳定，抗干扰性强，灵敏度高，安全可靠。 这种防盗装置的设置被隐藏，不易被盗贼发现，多个用户容易统一管理和用户操作。为了检测移动人体，通常使用双元件型热电红外线传感器，在该传感器内部，两个传感器元件反向连接，在人体静止时，两个元件的极化程度相同，相互抵消。 但是，在人体移动时，两元件的极化程度不同，实际输出电压不为零，达到了检测人体移动的目的。这个设计包括硬件和软件设计两个部分. 模块化包括数据收集、按键控制、报警等模块。 电路结构由热电红外线传感器、蜂鸣器

6、、单片机控制电路、LED灯组成。(2)硬件电路设计这个设计包括硬件和软件设计两个部分.根据设计要求分析该设计包括红外线感应部分、AT89C51单片机和报警系统三大部分。 电路结构框图如图1所示电源开关红外线传感器AT89C 51单片机电脑复位电路LED指示灯报警电路键控制图1整体设计框图处理器采用了51系列单片机AT89C51。 整个系统在系统软件的控制下运行。 设置在监视点的红外线探头将从人体放射的红外线光谱转换为电信号，将TTL电平发送到AT89C51单片机。 在单片机内，通过软件的询问、识别判决等实时发送入侵警报状态控制信号。 驱动蜂鸣器和警报灯进行警报。(3)单片机部1. AT89C5

7、1单片机的介绍AT89C51是低耗电、高性能的CMOS8位微控制器，8K具有可在系统中编程的闪存。 采用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品的指令和引脚完全兼容。 芯片上Flash可以在系统上编程内存，也适用于通常的编程盒。 在单芯片上，AT89C15具有灵巧的8位CPU和在系统中可编程的闪存，从而为许多嵌入式控制应用系统提供了高灵活性和超高效的解决方案。 AT89C15包括8k字节闪存、256字节RAM、32位I/O端口线、监视计时器、两个数据指针、三个16位计时器/计数器、一个6矢量二级中断结构、全双工串行端口、芯片上此外，AT89C15降低到0Hz的静态逻辑操作，并且可以为

8、两种软件选择省电模式。 在空闲模式下，CPU停止操作，并且允许RAM、计时器/计数器、串行和中断继续操作。 停电保护方式中，RAM的内容被保存，振荡器被冻结，单片机的所有动作都停止，直至下一次中断或硬件复位。 该模块以单片机为中心燃烧程序代码后，在周边连接复位电路、振荡电路、键盘控制、LED显示电路、报警电路等子模块。2 .单片机最小系统单片机工作的最基本的电路结构如图2所示，单片机最小系统为图2所示图2单片机最小系统单片机的最小系统由单片机、复位电路、时钟电路组成.的电路.AT89C51单片机的工作电压范围： 4V-5.5V，所以通常是提供单片机外部5V直流电源。 连接方式是在单片机中的40

9、足VCC上连接正5V，20足VSS上连接电源接地端。复位电路确定了单片机的工作开始状态，完成单片机的启动过程. 在单片机接通电源时发生复位信号，完成单片机的启动，确定单片机的启动状态。 单片机系统运行中，当程序因外界环境干扰而飞走时，按下复位按钮内部的程序就自动从最初开始执行。 通常有上电自动复位和外部按钮手动复位，单片机在时钟电路工作后，如果RESET侧持续提供2个设备周期的高电平，则复位操作结束。 本设计采用外部手动按钮复位电路，需要连接上拉电阻提高输出的高电平值。时钟电路就像单片机的心脏一样，控制着单片机的工作节奏. 时钟电路是一种振荡电路，它使单片机以正弦波信号为基准来确定单片机的运行

10、速度。 XTAL1和XTAL2分别是反向放大器的输入和输出，该反向放大器能够构成片上振荡器。 采用外部时钟源驱动装置时，请勿连接XTAL2。 一个机械周期包括六个状态周期，但一个状态周期是两个振荡周期，因此一个机械周期共计12个振荡周期，外接晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us。3 .键部分电路本电路的设计是在按下布防按钮后15秒后进入监视状态，当人接近时，焦红外线感测到信号，回到单片机，单片机马上发出警报，以便在电路中的布防和紧急状态下控制不同的工作形态。 发生特殊紧急情况时，可以按紧急警报键，用蜂鸣器报警。 如图3所示。图3按钮部分4 .警报电路在单片机的I/O中，

11、输出高低电平，在P20、P21、p2上分别连接LED灯，在P23上连接蜂鸣器，连接蜂鸣器的8550的晶体管作为开关发挥作用，在晶体管达到饱和状态时，蜂鸣器工作图4的报警电路5 .红外线感应部(1)电源模块本系统的电压为4.5v左右，直接连接3节1.5V的直流干电池供电，用导线连接电源接口模块。(2)热释电传感器热释电红外线传感器(简称PIR )是发展于80年代的一种新型高灵敏度传感器。 以非接触方式检测人体放射的红外线能量的变化，变换为电压信号并输出。 放大该电压信号后，可以驱动电源开关控制、防盗防火警报、自动观测等各种控制电路，从人体放射的红外线的中心波长为910-um，传感器的波长灵敏度在

12、0.220-um的范围内几乎稳定。 打开传感器前端安装了滤光器的窗户，该滤光器可以通过的光的波长范围为710-um，形成了红外线传感器，该红外线传感器正好适合检测人体的红外线辐射，用滤光器吸收其他波长的红外线，检测人体的辐射，本传感器是系统整体的如图5所示。图5热释电传感器(3)菲涅耳透镜菲涅耳透镜片相当于焦点传感器的“眼镜”，它和人眼的作用相同，配合是否合适直接影响使用效果，配合不合适引起错误的动作对用户和开发者失去了信心。 其作用是将感知空间的红外线有效地聚集到传感器中，菲涅耳透镜根据性能要求具有不同的焦距(感应距离)，因此产生不同的监视视野，视野越多控制得越严格。 图6示出菲涅耳透镜模型

13、图。图6菲涅耳透镜(4) BISS0001芯片的概要BISS0001是传感器信号处理集成电路，只要热释电传感器将红外线接收信号传输到BISS0001进行信号处理，其自身的静态电流极小，工作电压在3V5V之间，工作电压为5V时输出的驱动电流为10MA。 由热电红外线传感器和少量的周边部件组成被动的热电红外线传感器，广泛用于安全、自律等领域，是由16个引脚组成的一个集合块。 图7示出了BISS000集成芯片的内部框图，管脚功能的说明示于表1。 大头针名字输入输出功能的说明1甲组联赛可重复触发和不可重复触发选择侧。 当a为“1”时，允许重复触发，相反，不能使用重复触发2Boo.o控制信号输出端。 在

14、VS的上升沿触发，Vo输出从低电平转变为高电平时作为有效触发。 在输出延迟时间Tx以外和没有VS的向上跳跃的情况下，Vo仍为低电平。3RR1-输出延迟时间Tx的调整侧4RC1-输出延迟时间Tx的调整侧5RC2-触发块时间Ti的调节侧6RR2-触发块时间Ti的调节侧7PS-工作电源的负极通常为0V8射频基准电压和复位输入端子。 通常连接VCC，连接“0”就能复位计时器9PS禁止触发端。 VcVR时允许触发(VR0.2VDD )10PS-运算放大器使电流设定端子偏移，经由RB连接VSS端子，RB取1M左右的值。11VCC-动作电源的正侧，范围为35V122OUTo.o第二级运算放大器的输出端13二

15、合-第二级运算放大器的反相输入端141IN第1级运算放大器的同相输入端151IN-第1级运算放大器的反相输入端161OUTo.o第一级运算放大器的输出端表1针说明图图7 BISS0001内部框图BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间计时器、块时间计时器即参考电压等构成的数字模拟混合专用集成电路。 广泛适用于各种传感器和延迟控制器。 首先，根据需要，由运算放大器OP1构成感测信号预处理电路，以放大信号。 然后，CPU 3耦合到运算放大器OP2，并进一步进行第二级放大，在使直流电位上升至VM (0.5 vdd )之后，将输出信号V2发送至由比较器COP1和COP2构成的双

16、向振幅器，以检测有效触发信号Vs。 因为VH0.7VDD和VL0.3VDD，所以当VDD=5V时，可以有效地抑制1V的噪声干扰，并且可以提高系统的可靠性。 COP3是条件比较器。 当输入电压VcVR时，COP3的输出变为高电平，并且进入延迟周期。 在a端子成为“0”电平的情况下，Tx时间内V2的变化被忽略，到Tx时间结束为止，成为所谓的不可重复的触发动作方式。 当Tx时间结束时，Vo返回低电平，同时启动锁定时间计时器，进入锁定周期Ti。 在Ti时间中，V2的变化不能使Vo处于有效状态(高电平)，并且可以有效地抑制在负载切换期间产生的各种噪声。 在重复触发操作模式下的波形不能在Vc=“0”、A=“0”期间触发信号Vs的有效状态。 当Vc=“1”、A=“1”时，Vs可以使重复触发Vo为有效状态，在Tx周期内保持Vo为有效状态。 只要Vs在Tx时间内跳跃，Vo就从Vs跳跃的