關(guān)于單片機(jī)報(bào)警電路的畢業(yè)設(shè)計(jì)課件

1、 學(xué)號(hào)20100602050140 密級(jí) 公開 蘭州城市學(xué)院本科畢業(yè)論文基于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的報(bào)警電路仿真設(shè)計(jì)學(xué) 院 名 稱：培黎工程技術(shù)學(xué)院專 業(yè) 名 稱：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué) 生 姓 名：張建強(qiáng)指 導(dǎo) 教 師：石蕊 講師 二一四年五月BACHELORS DEGREE THESIS OF LANZHOU CITY UNIVERSITYAlarm circuit founder design based on single chip microcomputer application system College：School of Bailie Engineering & Technology

2、 Subject：Electronic Information Science and Technology Name： Zhang Jian Qiang Directed by： Shi Rui Lecturer May 2014鄭 重 聲 明本人呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，所有數(shù)據(jù)、圖片資料真實(shí)可靠。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬于培養(yǎng)單位。本人簽名： 日期： IV 摘 要基于社會(huì)安全保障的需要，電

3、子報(bào)警這門綜合技術(shù)的正在不斷的發(fā)展。與此同時(shí)，紅外線技術(shù)已成為先進(jìn)技術(shù)的重要組成部分，由于紅外線是不可見光，因此用它進(jìn)行紅外探測(cè)監(jiān)控，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜都可以使用，而且其抗干擾能力強(qiáng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)利用單片機(jī)控制技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防去內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就會(huì)向人們發(fā)出報(bào)警提示，從而讓人及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低、安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩個(gè)部分。

4、硬件部分包括單片機(jī)控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、LED控制電路等部分組成。處理器采用52系列單片機(jī)AT89C52，整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件的控制下工作的，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。此外，在電子防盜、人體探測(cè)等領(lǐng)域中，熱釋電紅外探測(cè)器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；紅外傳感器；數(shù)據(jù)采集；報(bào)警電路AbstractBased on the needs of the social security, electronic alarm is continuous development of the comprehensive

5、 technology. Infrared technology, meanwhile, has become an important part of advanced technology, due to the infrared light is not visible light, so use it for infrared detection monitoring, good concealment, day and night, can be used and its anti-interference ability is strong. Security alarm syst

6、em using single-chip microcomputer control technology, automatic detection occurs within the protection to the intrusion behavior, an alarm signal, in case of emergency, will send out alarm prompt to people, so that people respond in a timely manner. The running of the system used the pyroelectric i

7、nfrared sensor, its simple, low cost, installation is more convenient, and anti-theft performance is stable, strong anti-interference ability, high sensitivity, safe and reliable. The alarm installed concealment, is not easy to be thieves, found that at the same time its signal after dealing with th

8、e single chip microcomputer system is convenient and PC communication, facilitate unified management among multiple users. This design includes two parts of hardware and software. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, infrared sensor circuit, drive to perform alarm circui

9、t, LED control circuit and other parts. With 52 series single chip processor AT89C52, the whole system is under the control of the system software work, so in security, alert security devices such as widely used. In addition, in the field of electronic guard against theft, the human body detection,

10、pyroelectric infrared detector also by its price is low, the technical characteristics of stable performance and welcomed by the masses of users and professionals.Key words: single chip microcomputer;infrared sensor;data acquisition;alarm circuit目錄第1章 緒論11.1研究意義11.2 本課題設(shè)計(jì)任務(wù)2第2章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的報(bào)警電路32.1 閃光報(bào)

11、警32.2鳴音報(bào)警32.3語音報(bào)警4第3章 硬件設(shè)計(jì)53.1 總體設(shè)計(jì)思路53.2硬件電路設(shè)計(jì)53.2.1紅外感應(yīng)部分63.2.2單片機(jī)部分113.3按鍵控制電路133.4指示燈和報(bào)警電路14第4章 軟件設(shè)計(jì)164.1軟件的程序?qū)崿F(xiàn)164.1.1主程序工作流程圖164.2 報(bào)警判斷程序17第5章 系統(tǒng)調(diào)試185.1 Keil編譯器軟件簡(jiǎn)介185.2 使用Keil軟件建立一個(gè)工程195.3 使用Debug進(jìn)行調(diào)試225.4 硬件調(diào)試及調(diào)試中遇到的問題24第6章 總 結(jié)25致 謝26參考文獻(xiàn)27附錄一：總體原理圖設(shè)計(jì)28附錄二：實(shí)物圖29附錄三：程序源代碼30附錄四：器件清單34第1章 緒論1.1

12、研究意義在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中,一般的工作狀態(tài)可以通過指示燈或數(shù)碼顯示來指示供操作人員參考,了解系統(tǒng)的工作狀況。但對(duì)于某些緊急狀態(tài)，比如系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的錯(cuò)誤狀態(tài)等，為了使操作人員不至于忽視，及時(shí)采取措施，往往還需要有某種更能引人注意，提高警覺的報(bào)警信號(hào)。這種報(bào)警信號(hào)通常有三種類型：一是閃光報(bào)警，因?yàn)殚W動(dòng)的指示燈更能提醒人們的注意；二是鳴音報(bào)警，發(fā)出特定的音響，作用于人們的聽覺器官，易于引起和加強(qiáng)警覺；三是語音報(bào)警，不僅能起到報(bào)警作用，還能給出警報(bào)種類信息。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對(duì)私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對(duì)防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)及

13、時(shí)為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，同時(shí)，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動(dòng)控制、接近開關(guān)、遙測(cè)等領(lǐng)域。紅外線報(bào)警器分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式紅外線警報(bào)器，是報(bào)警器主動(dòng)發(fā)出紅外線，紅外線碰到障礙物，就會(huì)反彈回來，被警報(bào)器的探頭接收。如

14、果探頭監(jiān)測(cè)到，紅外線是靜止不動(dòng)的，也就是不斷發(fā)出紅外線又不斷反彈的，那么報(bào)警器就不會(huì)報(bào)警。當(dāng)有會(huì)動(dòng)的物體觸犯了這根看不見的紅外線的時(shí)候，探頭就會(huì)檢測(cè)到有異常，就會(huì)報(bào)警。被動(dòng)式報(bào)警器少了一項(xiàng)功能，就是發(fā)射紅外線。物理學(xué)上告訴我們，當(dāng)物體的溫度高于OK的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出紅外線，換句話說任何物體都能發(fā)出紅外線。而其后的原理，被動(dòng)式報(bào)警器和主動(dòng)式報(bào)警器是一樣的。紅外線報(bào)警器對(duì)溫度敏感，溫度越高的物體輻射處的紅外線越強(qiáng)，當(dāng)感應(yīng)到環(huán)境中存在高出背景強(qiáng)度的輻射時(shí)，就觸發(fā)報(bào)警。1.2 本課題設(shè)計(jì)任務(wù)1、該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等模塊子函數(shù)2、本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋

15、電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。終端由中央處理器、輸入模塊、通信模塊、輸出模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。3、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測(cè)器工作起來，當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL電平至AT89C52單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲。4、紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便的檢測(cè)到是否有人

16、出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大的增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。第2章 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的報(bào)警電路2.1 閃光報(bào)警閃光報(bào)警時(shí)最簡(jiǎn)單，也是最常用的一種報(bào)警方式，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的閃光報(bào)警就是在控制指示燈的程序中加入定時(shí)程序，按一定的時(shí)間間隔來交替點(diǎn)亮與熄滅指示燈。閃光報(bào)警在硬件連接上也是非常簡(jiǎn)單，通常利用AT89C52的I/O口直接驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)。電路中的發(fā)光二極管一般反向連接，其正端接正5V，負(fù)端通過限流電阻與I/O口線相連。限流電阻的阻值的選擇要同時(shí)考慮發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電流及I/O口的負(fù)載能力，一般可選擇330或3

17、60毆，如使某發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則只需相應(yīng)的輸出口輸出低電平。由4個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的RXD的引腳，外接VCC，當(dāng)單片機(jī)的RXD引腳被置低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報(bào)警作用。下圖所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。圖2.12.2鳴音報(bào)警鳴音報(bào)警的方式有兩種，一種是單頻音報(bào)警，另一種是音樂聲報(bào)警。如下圖所示，用一個(gè)Speaker和三極管、電阻接到單片機(jī)的TXD引腳上，構(gòu)成聲音報(bào)警電路，下圖示為聲音報(bào)警電路。圖2.21、 單頻音報(bào)警實(shí)現(xiàn)單頻音報(bào)警的接口電路比較簡(jiǎn)單，其發(fā)音元件通常采用電壓蜂鳴器。當(dāng)在蜂鳴器兩引腳上加3-15V直流工作電壓，就能產(chǎn)生3KHZ左右的蜂鳴震蕩影響。壓電式蜂鳴器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

18、、耗電少，更適合在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用傳統(tǒng)中，經(jīng)常講閃電報(bào)警和單頻音報(bào)警結(jié)合起來使用，以便更好地引起操作人員的注意2、 音樂聲報(bào)警 單頻音報(bào)警電路，簡(jiǎn)單實(shí)用，已能滿足音響報(bào)警的一般需求，但是音調(diào)單調(diào)，而且采用壓電蜂鳴器音元件，音量較小且不可調(diào)整，下述的音樂聲報(bào)警電路，與單片機(jī)系統(tǒng)連接，也是方便易行，而且報(bào)警的音響又優(yōu)美動(dòng)聽。2.3語音報(bào)警在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)語音報(bào)警功能，首先在存儲(chǔ)器中要有語言的數(shù)據(jù)塊，然后根據(jù)系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果，把在語音采集系統(tǒng)中獲得的語語音數(shù)據(jù)可控制，可重組的實(shí)時(shí)恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)語音報(bào)警或者緊急狀態(tài)的語音報(bào)警功能。目前迅速發(fā)展的DSP技術(shù)已在數(shù)據(jù)采集

19、、通信及多媒體等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1 總體設(shè)計(jì)思路本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成的。硬件包括單片機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等幾個(gè)階段。從

20、設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；處理器采用52系列單片機(jī)AT89C52，整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外線探頭將人體輻射的紅外線光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL電平至AT89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判斷等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)的控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路經(jīng)控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。3.

21、2硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：紅外感應(yīng)部分、STC89C52單片機(jī)、報(bào)警系統(tǒng)三大部分。電路總原理圖如圖3-1所示： 電源開關(guān) 電源 STC89C52 單片機(jī)復(fù)位電路LED指示燈報(bào)警電路按鍵控制 圖3.1 總體設(shè)計(jì)框圖處理器采用51系列單片機(jī)STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，送出TTL 電平至STC89C52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)蜂鳴器及報(bào)警指示燈報(bào)警。3.2.1紅外感應(yīng)部分 電源模塊本系統(tǒng)電

22、壓為4.5v左右，直接接3個(gè)1.5V的直流干電池提供電源，然后用導(dǎo)線連接電源接口模塊。 熱釋電傳感器熱釋電紅外傳感器(簡(jiǎn)稱PIR)是80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測(cè)元件。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、自動(dòng)覽測(cè)等，人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為910-um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0.220-um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過光的波長(zhǎng)范圍為710-um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片

23、予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器，本傳感器是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵，只有本傳感器才能感應(yīng)到人體紅外線。如圖3-2所示。 圖3.2熱釋感應(yīng)傳感器 菲涅耳透鏡菲涅耳透鏡片相當(dāng)于熱釋感應(yīng)傳感器的“眼鏡”，它和人的眼睛一樣的作用，配用得當(dāng)與否直接影響到使用的功效，配用不當(dāng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作，致使用戶或者開發(fā)者對(duì)其失去信心。它的作用是有效的將探測(cè)到空間的紅外線集中到傳感器上，菲涅耳透鏡根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應(yīng)距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場(chǎng)，視場(chǎng)越多，控制越嚴(yán)密。如圖3-3所示為菲涅耳透鏡模型圖。圖3.3 菲涅耳透鏡 BISS0001芯片簡(jiǎn)介BIS

24、S0001是一款傳感信號(hào)處理集成電路，只要熱釋感應(yīng)器把紅外線接收到信號(hào)傳輸?shù)紹ISS0001里進(jìn)行信號(hào)處理，它本身靜態(tài)電流極小，工作電壓在3V5V之間，當(dāng)工作電壓為5V時(shí)輸出的驅(qū)動(dòng)電流為10MA。配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外傳感器，廣泛用于安防，自控等一些領(lǐng)域，它是有16個(gè)管腳組成的一種集成塊。如圖3-4所示為BISS000集成芯片的內(nèi)部框圖，管腳功能說明如表1所示。 圖3.4 BISS0001內(nèi)部框圖引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2VOO控制信號(hào)輸出端。由VS的上跳前沿觸發(fā)，使Vo輸

25、出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間Tx之外和無VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端，一般接0V8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VCC，當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)VcVR時(shí)允許觸發(fā)(VR0.2VDD)10IB-運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端，經(jīng)RB接VSS端，RB取值為1M左右。11VCC-工作電源正端，范圍為35V122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141

26、IN+I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 表1：管腳說明圖由圖可見BISS0001 由運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器即參考電壓等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。可廣泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(0.5VDD)后，將輸出信號(hào)V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs。由于VH0.7VDD、VL0.3VDD，所以，

27、當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VcVR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。 當(dāng)A端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。而可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期間，信號(hào)Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。在Vc=“1”、A=“1”時(shí)，Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使V

28、o在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時(shí)間內(nèi)，只要Vs發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則Vo一直保持有效狀態(tài)；若Vs保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)間內(nèi)，任何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。 信號(hào)采集處理模塊圖3.5信號(hào)處理模塊圖3.6實(shí)物圖 本電路是將人體輻射的紅外線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。熱釋紅外感應(yīng)2腳輸入到前置放大器OP1進(jìn)行放大，然后由C4耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大。再經(jīng)過電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)去啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間定時(shí)器輸出信號(hào)

29、在經(jīng)過R3進(jìn)入單片機(jī)部分進(jìn)行處理。延時(shí)周期可通過R12來調(diào)節(jié)輸出，在延時(shí)時(shí)間內(nèi)只要Vs發(fā)生上跳變，Vo就會(huì)從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)周期，而電路中的電容為了能夠更好的控制了芯片內(nèi)的定時(shí)器，若Vs一直保持為高電平，這樣就可以通過P10傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)進(jìn)行下一步處理。而根據(jù)不同的距離要求來調(diào)節(jié)R13，最大可以調(diào)節(jié)到7米左右。圖中BISS0001中1腳用跳線連連接住一個(gè)接高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才將高電平變?yōu)榈碗娖?，本電路設(shè)計(jì)就是可觸發(fā)方式。3.2.2單片機(jī)部分 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52是一種低功耗、

30、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯

31、操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。這一模塊以單片機(jī)為中心把程序代碼燒進(jìn)去然后外圍接上復(fù)位電路、振蕩電路、鍵盤控制、LED顯示電路、報(bào)警電路等子模塊。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 要使單片機(jī)工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3-7所示。 圖3.7信號(hào)處理模塊 單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成。STC89C52 單片機(jī)的工作電壓范圍：4V-5.5V,所以通常給單片機(jī)外界5V直流電源。連接方式為單片機(jī)

32、中的40腳VCC接正極5V，而20腳VSS接電源地端。復(fù)位電路就是確定單片機(jī)的工作起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到外界環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，需要接上上拉電阻來提高輸出高電平的值。 時(shí)鐘電路好比單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，是向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定

33、單片機(jī)的執(zhí)行速度。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us。 3.3按鍵控制電路 本電路的設(shè)計(jì)就是為了控制電路中布防和緊急狀態(tài)下不同的工作形式，當(dāng)按下布防按鍵后， 30秒后進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，當(dāng)有人靠近時(shí)，熱釋紅外感應(yīng)到信號(hào)，傳回給單片機(jī)，單片機(jī)馬上進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)遇到特殊緊急情況時(shí)，可按下緊急報(bào)警鍵，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。如圖3.8所示。 開始布防按

34、鍵按下倒計(jì)時(shí)結(jié)束30秒倒計(jì)時(shí)開始檢測(cè)到有無信號(hào)蜂鳴器報(bào)警，發(fā)光二級(jí)管閃爍緊急按鍵按下YYN蜂鳴器報(bào)警結(jié)束 圖3.8按鍵部分3.4指示燈和報(bào)警電路在單片機(jī)的I/O 里會(huì)輸出高低電平,在P20、P21和P22分別接上LED指示燈而P23接上蜂鳴器而蜂鳴器外接個(gè)8550的三極管起到開關(guān)作用，當(dāng)三極管達(dá)到飽和狀態(tài)下就驅(qū)動(dòng)了蜂鳴器工作了 。圖3.9指示燈和報(bào)警電路第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1軟件的程序?qū)崿F(xiàn)4.1.1主程序工作流程圖 按上述工作原理和硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下圖所示：開始布防按鍵按下倒計(jì)時(shí)結(jié)束30秒倒計(jì)時(shí)開始檢測(cè)到有無信號(hào)蜂鳴器報(bào)警，發(fā)光二級(jí)管閃爍緊急按鍵按下YYN蜂鳴器報(bào)警結(jié)束

35、圖4.1主程序工作流程圖4.2 報(bào)警判斷程序 來的脈沖信號(hào)后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，持續(xù)報(bào)警,然后程序開始循環(huán)工作，/*紅外報(bào)警處理*/ void hongwai_dis()if(flag_alarm = 1) /報(bào)警red = red; /紅燈報(bào)警beep = beep; /蜂鳴器報(bào)警if(flag_bufang_en = 1) /準(zhǔn)備開始布防green = green; /綠燈閃 if(flag_bufang = 1) /確認(rèn)布防green = 0; /如果延時(shí)布防成功 綠燈長(zhǎng)亮if(hw = 1) /紅外有輸出flag_alarm =

36、 1;第5章 系統(tǒng)調(diào)試5.1 Keil編譯器軟件簡(jiǎn)介 Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。

37、圖5.1 C51工具包整體結(jié)構(gòu)圖Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，如圖5.1所示，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for DOS的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE 本身或其它編輯器編輯C 或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼

38、級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM 中。5.2 使用Keil軟件建立一個(gè)工程 Keil是目前進(jìn)行51單片機(jī)開發(fā)最常用的編譯軟件。關(guān)于Keil的使用，有很多的資料介紹，這里只介紹其整個(gè)編譯過程，在最短時(shí)間內(nèi)開始使用Easy 51DP-2開發(fā)板。對(duì)于Keil更詳細(xì)的介紹，可以參考一些專門書籍資料。在Keil里，每一個(gè)完整的程序，都是以一個(gè)工程的形式建立的。一個(gè)工程里可以有一個(gè)或多個(gè)*.c文件和*.h文件，但只可以有一個(gè)main()函數(shù)。一般的做法是將包含main()函數(shù)的C文件加入到工程中，其他文件以#include頭文件的形式加到這個(gè)C文件里。這樣

39、，在編譯的時(shí)候，其他的文件會(huì)被自動(dòng)的導(dǎo)入到工程里來。打開Keil軟件后，出現(xiàn)（圖5.2）所示界面。當(dāng)然，如果Keil在上次關(guān)閉時(shí)有打開的工程，再一次打開時(shí)它會(huì)自動(dòng)加載上一次的工程文件。圖5.2 Keil軟件主界面 首先點(diǎn)擊Project-New Project（Project-Open Project為打開一個(gè)已經(jīng)存在的工程），如圖5.3所示。圖5.3 Keil軟件打開新工程界面 點(diǎn)開后，在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇工程存在路徑，單擊“保存”后，出現(xiàn)（如圖5.4所示）界面。在此界面上選擇電路板上所用的單片機(jī)型號(hào)：Atmel STC89C52（或者是AT89S52，視開發(fā)板上具體型號(hào)而定），單擊“確定”

40、。圖5.4 選擇電路板上所用的單片機(jī)型號(hào) 設(shè)置完成后，軟件會(huì)提示“是否將8051上電初始化程序添加入工程？”如圖5.5所示，這個(gè)一般選擇“否”。（關(guān)于STARTUP.A51的相關(guān)內(nèi)容可查閱相應(yīng)資料）圖5.5是否將8051上電初始化程序添加入工程 這樣，就建立了一個(gè)空的51工程。接下來的事，就是在這個(gè)工程里面加入自己的程序代碼。點(diǎn)擊，或者File-New，便建立了一個(gè)空的文本框。現(xiàn)在，就可以開始在里面輸入你的代碼了。保存時(shí)注意：如果是用C語言寫的程序，則將文本保存成*.c，如果是用匯編寫的程序，則將文本存成*.asm。 到目前為步，我們已經(jīng)建立了一個(gè)工程，也寫了一個(gè)程序代碼。但現(xiàn)在還不能開始編譯

41、。因?yàn)檫€沒有將程序代碼添加到工程里面去。 下一步就是將寫完的程序添加到工程里面，如圖5.6所示，在左邊Project Workspace里的Source Group 1上右擊，選擇Add Files to Group Source Group 1。在打開的對(duì)話框中，選擇剛存的文件路徑和對(duì)應(yīng)的擴(kuò)展名。這樣，程序就添加進(jìn)了這個(gè)工程。圖5.6添加文件到工程中 下一步，就開始編譯剛輸入進(jìn)去的代碼。點(diǎn)擊工具欄中的按鈕。接著，Keil會(huì)打出下面的提示：Build target Target 1assembling led.asm.linking.Program Size: data=8.0 xdata=0

42、 code=100first - 0 Error(s), 0 Warning(s).其中“first - 0 Error(s), 0 Warning(s).”說明現(xiàn)在的工程編譯通過，0個(gè)錯(cuò)誤和0個(gè)警告。建立工程的時(shí)候，默認(rèn)是不生成HEX文件的，得在編譯做如下設(shè)置：?jiǎn)螕?，或者在Project Workspace里Target 1上右擊，選擇“Options for Target Target 1”。出現(xiàn)如圖5.7所示對(duì)話框，選擇“Output”按圖示，將箭頭所指的多選框勾上，點(diǎn)“確定”?，F(xiàn)在再點(diǎn)擊重新編譯，系統(tǒng)提示：“creating hex file from first.”。便會(huì)在工程所在文

43、件夾里生成HEX文件。圖5.7 生成HEX文件5.3 使用Debug進(jìn)行調(diào)試 Keil有很強(qiáng)大的調(diào)試功能，可以顯示C程序的反匯編代碼、可以計(jì)算代碼運(yùn)行的時(shí)間、可以顯示程序中某一變量的值能用好這個(gè)調(diào)試工具對(duì)編寫單片機(jī)程序會(huì)有很大的幫助。同樣的，在這里，只對(duì)Debug進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用介紹，更詳細(xì)的使用方法可以參看相關(guān)書籍資料。圖5.8 調(diào)試前設(shè)置窗口首先，單擊，彈出如圖22所示對(duì)話框，在Target頁面上設(shè)置對(duì)應(yīng)的晶振頻率。其他不用作修改。設(shè)置完成后，單擊，進(jìn)入調(diào)試界面（如圖5.9所示）。圖5.9Keil調(diào)試界面點(diǎn)擊中對(duì)應(yīng)的工具按鈕則可以開始調(diào)試。另外，“View”下的三個(gè)工具在調(diào)試中會(huì)經(jīng)常用到如.圖

44、5.10所示，“Disassembly Window”顯示C文件的反匯編程序；“Watch & Call Stack Window”可以顯示程序中某一變量的值；“Memory Window”可以顯示內(nèi)存中某一地址的值。圖5.10 三個(gè)常用的調(diào)試工具5.4 硬件調(diào)試及調(diào)試中遇到的問題第一步為目測(cè)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電路全部手工焊接在洞洞板上，因此對(duì)每一個(gè)焊點(diǎn)都要進(jìn)行仔細(xì)的檢查。檢查它是否有虛焊、是否有毛剌等。第二步為萬用表測(cè)試，先用萬用表復(fù)核目測(cè)中認(rèn)為可疑的連線或接點(diǎn)，查看它們的通斷狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)規(guī)定相符，再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步為加電檢查。當(dāng)系統(tǒng)加電時(shí)，首先檢查所有插座或器

45、件引腳的電源端是否有符合要求的電壓值，接地端電壓值是否接近零，接固定電平的引腳端是否電平正確。第四步是聯(lián)機(jī)檢查。 在對(duì)硬件電路調(diào)試過程中，還遇到了不少問題，第一次把所有的元件都焊上去后，都準(zhǔn)備調(diào)試了，才發(fā)現(xiàn)正負(fù)電源的插針離得太近了，不容易接電源，本不該犯的錯(cuò)誤，這些都是由于自己的粗心大意造成的，所以說，做任何事情都必需經(jīng)過“三思而后行”，來不得半點(diǎn)的馬虎，否則浪費(fèi)了時(shí)間和精力第6章 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過以AT89C52單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅外傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測(cè)器件，能夠以非解除方式探測(cè)出人體發(fā)出的紅外輻射，

46、并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外線與可見光的干擾，平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件程序處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師石蕊老師的熱心指導(dǎo)。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問題。還不斷

47、向我傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設(shè)過程中少走很多彎路。同時(shí)，他還提供給我們專門的各種設(shè)備及場(chǎng)所，使我在調(diào)試過程中能夠有充足的時(shí)間。在這里非常感謝石蕊老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠(chéng)摯的謝意！同時(shí)，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。參考文獻(xiàn) 1胡萍.串口通信的紅外報(bào)警器的研制J.計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化，2010（10）：15-16.2唐德琴.電子溫度測(cè)量?jī)x器技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究J.電子科學(xué)技術(shù)，2009,27（1）：1-83李行善.基

48、于串口組件的體系結(jié)構(gòu)J.電子串口與儀器學(xué)報(bào)，2010（08）：15-16.4姜道連等.用于AT89C51設(shè)計(jì)紅外報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作J.國(guó)外電子元器件，2010（12）：31-34.5馮國(guó)進(jìn)嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)從入f-J至U精通D田北京：清華大學(xué)出版社,20086蔡文齋. 專業(yè)級(jí)串口調(diào)試器設(shè)計(jì). 現(xiàn)代電子技術(shù), 2010.7熊如貴.串口通信感應(yīng)裝置J.電子制作，2009（6）:23-31.8 時(shí)德鋼等.基于串口通信的紅外報(bào)警器的研究J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2009,10（7）：480-482.附錄一：總體原理圖設(shè)計(jì)附錄二：實(shí)物圖附錄三：程序源代碼#include /調(diào)用單片機(jī)頭文件#define uchar unsigned char /無符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0255#define uint unsigned int /無符號(hào)整型 宏定義變量范圍065535#define key_io P1uchar key_can;/ 紅外熱釋電平時(shí)為0 有輸出為1sbit beep = P23; /蜂鳴器定義sbit red = P22; /紅色發(fā)光二極管定義sbit green = P21; /綠色發(fā)光二極