紅外報(bào)警器設(shè)計(jì)

1、-基于單片機(jī)控制的紅外報(bào)警器的設(shè)計(jì)摘 要本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、本錢低、安裝比擬方便，而且防盜性能比擬穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、平安可靠。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)處理前方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)局部。硬件局部包括單片機(jī)控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路、LED控制電路等局部組成。處理器采用51系列單片機(jī)AT89C51，整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。關(guān)鍵詞：單片機(jī)、紅外報(bào)警器、數(shù)據(jù)采集、報(bào)警電路. z-ABSTRACTThis system used Pyroelectric infr

2、ared sensor. Its manufacture is simple, and its cost is low, and fi*ing is convenient. Besides, the system has many merits, such as steadyguard against theft, and strongantijammingability, and highthesensitivity, and high reliability. The fi*ing of this alarm is covert, which is discovered easily by

3、 cracksman. After has been processed by SCM, the signal of alarm municates with PC, which is convenient foruniformmanagement. This design includes hardware part and software part. Thehardware part includes the control circuit of SCM, and the infraredprobe circuit,and the alarm circuit, and LED contr

4、ol circuit. The SCM uses AT89C51, the overall system works under the control of the systemsoftware.Key words: SCM; infrared sensor; data collection; alarm circuit. z-目 錄1 緒論11.1 課題研究背景及意義11.2 國外研究現(xiàn)狀及趨勢11.3 本文主要工作安排32 根本理論知識(shí)42.1 熱釋電紅外傳感器42.2 AT89C51單片機(jī)簡單介紹52.2.1AT89C51單片機(jī)的構(gòu)造132.2.2 AT89C51管腳說明133 方案設(shè)

5、計(jì)193.1總體設(shè)計(jì)思路193.2硬件局部具體電路模塊設(shè)計(jì)203.2.1熱釋電紅外傳感器原理123.2.2放大電路的設(shè)計(jì)123.2.3時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)123.2.4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)123.2.5發(fā)光二極管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)123.2.6聲音報(bào)警電路的設(shè)計(jì)123.3系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明214軟件編程及仿真234.1軟件簡介124.1.1 Proteus軟件簡介及使用124.1.2 Keil軟件簡介124.2軟件程序的實(shí)現(xiàn)215總結(jié)與展望28附錄一設(shè)計(jì)編程程序29附錄二 單片機(jī)控制的紅外防盜報(bào)警器原理圖29附錄三 單片機(jī)控制的紅外防盜報(bào)警器PCB圖291 緒論1.1 課題研究背景及意義近年來，隨著改革

6、開放的深入開展，電子技術(shù)的日新月異，人民的生活水平的提高和對(duì)私有財(cái)產(chǎn)安防意識(shí)的不斷增強(qiáng)，家庭平安防盜系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛。因此，家庭式電子防盜系統(tǒng)為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而出現(xiàn)。鑒于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)警器都存在一些缺點(diǎn)。針對(duì)目前市面上常見報(bào)警器的一些缺點(diǎn)，提出一種熱釋電紅外傳感器，它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，因此，這種先進(jìn)的紅外線監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)就成為一種必要措施。隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，各種各樣的智能控制系統(tǒng)越來越多，在眾多控制系統(tǒng)中，單片機(jī)扮演著重要角色。利用各種各樣的單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的

7、核心，是這些智能控制的核心。本設(shè)計(jì)就是采用AT89C51單片機(jī)做的防盜報(bào)警器。當(dāng)單片機(jī)承受到入侵信號(hào)后，進(jìn)展判斷和運(yùn)算，得到相應(yīng)的控制量去控制外圍執(zhí)行部件，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。這種基于單片機(jī)控制的紅外報(bào)警器一旦發(fā)現(xiàn)入侵者可立即發(fā)出報(bào)警，好似在重要區(qū)域的周界處增加了一雙“電子眼忠誠地守衛(wèi)著要害目標(biāo)。1.2 國外研究現(xiàn)狀及趨勢國外的紅外報(bào)警器大多數(shù)都是采用先進(jìn)技術(shù)，其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式熱釋電型紅外報(bào)警器，紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器，超聲波防盜報(bào)警器，紅外線防盜報(bào)警器，高靈敏紅外報(bào)警器，觸摸式防盜報(bào)警器等等。目前國際上應(yīng)用最多的是主動(dòng)紅外對(duì)射總線制報(bào)警主機(jī)的方式，這種方式具有技術(shù)成熟、可靠性高、易擴(kuò)展

8、、操作簡便、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)。同比國外的各類防盜報(bào)警器，國的報(bào)警器根本都是以超聲波、紅外發(fā)射接收以及微波等技術(shù)為根底。從單一封閉式、被動(dòng)型平安防模式向多元化、綜合化、電控化以及紅外報(bào)警處理方向開展。防盜報(bào)警產(chǎn)品的開展趨勢，產(chǎn)品技術(shù)將在數(shù)字化、無線化、集成化核心前提下力求突破。而在應(yīng)用市場上，將朝更細(xì)化的方向前進(jìn)針對(duì)不同市場，推出不同產(chǎn)品。以成長最快的住宅小區(qū)應(yīng)用為例，有廠商表示，專為住宅小區(qū)設(shè)計(jì)的定向幕簾式防寵物探測器，本錢低、安裝簡單、適合家庭用的無線聯(lián)網(wǎng)報(bào)警系統(tǒng)，以及小區(qū)智能化安防報(bào)警集成系統(tǒng)產(chǎn)品都將是亮點(diǎn)。1.3 本文主要工作安排本文主要是設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89S51為核心部件，開發(fā)一

9、個(gè)完整的紅外報(bào)警系統(tǒng)，。此系統(tǒng)具有將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)過系統(tǒng)進(jìn)展自主報(bào)警的功能和特點(diǎn)。通過利用Proteus仿真，將所編寫的程序用Keil軟件編譯。其主要工作安排如下：1. 主要闡述本文研究背景、意義，國外研究現(xiàn)狀及趨勢；2. 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)：對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展調(diào)研，詳細(xì)分析系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出基于單片機(jī)控制的熱釋電紅外報(bào)警系統(tǒng)方案；3. 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)：熱釋電傳感器調(diào)理電路；報(bào)警音響電路；報(bào)警顯示電路；軟件控制；4. 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：器件選擇；地址分配和硬件連接；5系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn):單片機(jī)代碼的實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)控制代碼的實(shí)現(xiàn)；6. 系統(tǒng)調(diào)試；7系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；8完成畢業(yè)論文的撰寫和辯論。

10、2 根本理論知識(shí)2.1 熱釋電紅外傳感器的簡單介紹熱釋電紅外線(PIR)傳感器是80年代開展起來的一種新型高靈敏度探測元件。是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測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。熱釋電紅外傳感器部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源(熱釋電元件)、偏置電阻、EMI電容等元器件組成，其部電路框圖如圖1所示。熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個(gè)探測器裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫

11、度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭的場效應(yīng)管放大后向外輸出。人體輻射的紅外線中心波長為9-10um，而探測元件的波長靈敏度在0.2-20um圍幾乎穩(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圍為7-10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對(duì)其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測區(qū)域，人體紅外輻射通過局部鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而輸出電壓信號(hào)。2.2 AT89C51單片機(jī)簡單介紹A

12、T89C51單片機(jī)的構(gòu)造AT89C51單片機(jī)是美國Atmel公司生產(chǎn)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器EPROM和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片置通用8位中央處理器CPU和Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。圖2-1為AT89C51單片機(jī)的根本組成功能方塊圖。由圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成局部，其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)

13、數(shù)器、串行口等，各局部通過部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要局部。AT89C51管腳說明ATMEL公司的AT89C51是一種高效微控制器。采用40引腳雙列直插封裝形式。AT89C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。其邏輯引腳圖如圖2-2：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FLASH進(jìn)展校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口

14、：P1口是一個(gè)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫1時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址1時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部

15、八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能存放器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入1后，它們被部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳 備選功能P3.0 R*D串行輸入口P3.1 T*D串行輸出口P3.2 INT0外部中斷0P3.3 INT1外部中斷1P3.4 T0記時(shí)器0外部輸入P3.5 T1記時(shí)器1外部輸入P3.6 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通P3.7 外部數(shù)據(jù)存

16、儲(chǔ)器讀選通P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/：當(dāng)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想制止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOV*，MOVC指令是ALE才起作用。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)端。在由外部程

17、序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/VP：當(dāng)保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器0000H-FFFFH，不管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，將部鎖定為RESET；當(dāng)端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。*TAL1：反向振蕩放大器的輸入及部時(shí)鐘工作電路的輸入。*TAL2：反向振蕩器的輸出,如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，應(yīng)不接。3 方案設(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)局部。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等子模塊。電路構(gòu)造可劃分為：熱釋電紅外傳感器、報(bào)警

18、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。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。從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下構(gòu)造：熱釋電紅外傳感探頭電路、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；它們之間的構(gòu)成框圖如圖3總體設(shè)計(jì)框圖所示： AT89C51復(fù)位電路信號(hào)檢測電路

19、報(bào)警執(zhí)行電路LED發(fā)光顯示放大驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)處理器采用51系列單片機(jī)AT89S51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)放大電路送出TTL 電平至AT89S51單片機(jī)。在單片機(jī)，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)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。3.2硬件局部：具體電路模塊設(shè)計(jì)檢測信號(hào)放大電路針對(duì)紅外輻射信號(hào)的探測，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用化的基于單片機(jī)AT89C51檢測放大電路電路實(shí)現(xiàn)功能電路實(shí)現(xiàn)功能：當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測到動(dòng)作

20、，設(shè)置在監(jiān)測點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，然后經(jīng)放大電路將電信號(hào)放大傳給單片機(jī)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖4所示, 在VCC電源端利用C1和R2來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。當(dāng)檢測到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢唬俳?jīng)過NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。3.2.2放大電路的設(shè)計(jì)如圖5所示為最根本的放大電路，Vi是輸入電壓信號(hào)，Vo是輸出放大的電壓信號(hào)。. z-時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)*TAL1和*TAL2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振蕩器。石晶振蕩和瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器

21、件，*TAL2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，故而一個(gè)機(jī)器周期為1us5。如圖6所示為時(shí)鐘電路。3.2.4復(fù)位電路的設(shè)計(jì)復(fù)位方法一般有上電自動(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6。例如使用晶振頻率為12MHz時(shí)，則復(fù)位信號(hào)持續(xù)時(shí)間應(yīng)不小于2us7。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路。如圖7示為復(fù)位電路。3.2.5發(fā)光二級(jí)管報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由4個(gè)發(fā)光二極管接上電阻后連上單

22、片的R*D的引腳，外接VCC，當(dāng)單片機(jī)的R*D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8。圖8所示為發(fā)光二極管報(bào)警電路。3.2.6聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì)3.3系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明硬件電路的設(shè)計(jì)見附圖1示，從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： AT89C51、熱釋電紅外傳感器、LED、按鍵、反相器74LS04、蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用電路，以及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等。其中D1為電源工作指示燈，D2是正常工作指示燈，D3D6是起報(bào)警指示作用，當(dāng)R*D腳被置低電平時(shí)，D3D6亮紅燈開場報(bào)警，同樣，T*D腳置高電平時(shí)聲音報(bào)警電路開場工作。電路設(shè)有2個(gè)按鍵，S1鍵作為倒計(jì)時(shí)的暫停鍵, S

23、2鍵作為作為電路復(fù)位鍵。4軟件編程及仿真4.1軟件簡介4.1.1Proteus軟件簡介及使用：Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件該軟件中國總代理為風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上

24、唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。該軟件具有4大功能模塊一智能原理圖設(shè)計(jì)ISIS 豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)立新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動(dòng)連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時(shí)間；支持總線構(gòu)造：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計(jì)簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)

25、量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。 二完善的電路仿真功能Prospice 1 ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；2 超過27000個(gè)仿真器件：可以通過部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件。3 多樣的鼓勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻使用wav文件、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，還支持文件形式的信號(hào)輸入。4 豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電

26、流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等； 5 生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件如電機(jī)、顯示器件、按鈕的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng)；6 高級(jí)圖形仿真功能ASF：基于圖標(biāo)的分析可以準(zhǔn)確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)展一致性分析。三獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能VSM 1支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、Basi

27、cStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級(jí)還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTE*、DSP處理器； 2 支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其PIM口物理接口模型還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信； 3 實(shí)時(shí)仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真； 4 編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，帶8051、AV

28、R、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境如IAR、Keil和Hitech結(jié)合，進(jìn)展高級(jí)語言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試；軟件仿真：支持當(dāng)前的主流單片機(jī)，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 1提供軟件調(diào)試功能 2提供豐富的外圍接口器件及其仿真 RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，局部SPI器件，局部IIC器件。這樣很接近實(shí)際。在訓(xùn)練學(xué)生時(shí)，可以選擇不同的方案，這樣更利于培養(yǎng)學(xué)生。 3 提供豐富的虛擬儀器 利用虛擬儀器在仿真過程中可以測量外圍電路的特性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際硬件的調(diào)試能力。電路功能仿真：在

29、PROTUES繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HE*，可以在PROTUES的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。通過以上介紹讓我深入了解了該軟件的使用，本次課設(shè)的仿真原理圖參見附錄。 keil軟件簡介：一. 系統(tǒng)概述 Keil C51是美國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、構(gòu)造性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，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

30、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)更能表達(dá)高級(jí)語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各局部功能和使用。 二. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體構(gòu)造 C51工具包的整體構(gòu)造，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)立生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L5

31、1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He*文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)展源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)展調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。 使用獨(dú)立的Keil仿真器時(shí)，考前須知 ：* 仿真器標(biāo)配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 * 仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。 * 仿真芯片的31腳/EA已接至高電平，所以仿真時(shí)只能使用片ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM

32、其CPU的/EA引腳接至低電平的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。三應(yīng)用Keil進(jìn)展軟件仿真開發(fā)的主要步驟編寫源程序并保存建立工程并添加源文件設(shè)置工程編譯/匯編、連接，產(chǎn)生目標(biāo)文件程序調(diào)試。Keil使用“工程Project的概念，對(duì)工程而不能對(duì)單一的源程序進(jìn)展編譯/匯編、連接等操作。工程的建立、設(shè)置、編譯/匯編及連接產(chǎn)生目標(biāo)文件的方法非常易于掌握。首先選擇菜單File-New，在源程序編輯器中輸入?yún)R編語言或C語言源程序或選擇File-Open，直接翻開已用其它編輯器編輯好的源程序文檔并保存，注意保存時(shí)必須在文件名后加上擴(kuò)展名.asm.a51或.c；然后選擇菜單Project-New Project，建立新工程并

33、保存保存時(shí)無需加擴(kuò)展名，也可加上擴(kuò)展名.uv2；工程保存后會(huì)立即彈出一個(gè)設(shè)備選擇對(duì)話框，選擇CPU后點(diǎn)確定返回主界面。這時(shí)工程管理窗口的文件頁Files會(huì)出現(xiàn)“Target1”，將其前面+號(hào)展開，接著選擇Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出快捷菜單，選擇“Add File to Group Source Group1，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，要求尋找并參加源文件在參加一個(gè)源文件后，該對(duì)話框不會(huì)消失，而是等待繼續(xù)參加其它文件。參加文件后點(diǎn)close返回主界面，展開“Source Group1”前面+號(hào)，就會(huì)看到所參加的文件，雙擊文件名，即可翻開該源程序文件。緊接著對(duì)工程進(jìn)展設(shè)置，選擇工程管理窗口的T

34、arget1，再選擇Project-Option for TargetTarget1或點(diǎn)右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項(xiàng)，翻開工程屬性設(shè)置對(duì)話框，共有8個(gè)選項(xiàng)卡，主要設(shè)置工作包括在Target選項(xiàng)卡中設(shè)置晶振頻率、在Debug選項(xiàng)卡中設(shè)置實(shí)驗(yàn)仿真板等，如要寫片，還必須在Output選項(xiàng)卡中選中“Creat He* Fi；其它選項(xiàng)卡容一般可取默認(rèn)值。工程設(shè)置后按F7鍵或點(diǎn)擊編譯工具欄上相應(yīng)圖標(biāo)進(jìn)展編譯/匯編、連接以及產(chǎn)生目標(biāo)文件。 成功編譯/匯編、連接后，選擇菜單Debug-Start/Stop Debug Session或按Ctrl+F5鍵進(jìn)入程序調(diào)試狀態(tài)。4.2 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)按上述工

35、作原理和硬件構(gòu)造分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖如下列圖10所示；系統(tǒng)初始化聲光報(bào)警完畢檢測外部有無信號(hào)輸入聲光報(bào)警是否持續(xù)10秒開場啟動(dòng)聲光報(bào)警電路開場報(bào)警是否還有檢測信號(hào)等待下次報(bào)警完畢YNNYYN本程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到外部紅外模塊送出的脈沖信號(hào)后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開場報(bào)警，報(bào)警持續(xù)10秒后自動(dòng)停頓報(bào)警，同時(shí)顯示報(bào)警次數(shù)以便人們查詢，然后程序開場循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)利用中段方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到10秒時(shí)，用手工按鍵停頓聲光報(bào)警的作用。中斷效勞程序工作流程圖：中斷源發(fā)出中斷

36、申請(qǐng)關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場INTO端有輸入信號(hào)關(guān)閉報(bào)警恢復(fù)現(xiàn)場、開中斷中斷返回本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能是：當(dāng)單片機(jī)檢測到外部熱釋電傳感器送來的脈沖信號(hào)后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)部程序處理后，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開場報(bào)警，報(bào)警持續(xù)10秒鐘后自動(dòng)停頓報(bào)警,然后程序開場循環(huán)工作，檢測是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到10秒時(shí)，用手工按鍵停頓的聲光報(bào)警的作用。手工按鍵停頓報(bào)警中斷效勞程序工作流程圖。4.3 軟件仿真本設(shè)計(jì)通過利用Proteus仿真，將所編寫的程序用Keil軟件編譯，所仿真原理圖見附錄3。本設(shè)計(jì)所要求到達(dá)的目標(biāo)是在接收到紅外

37、傳感器帶來的低電平信號(hào)，可使圖中的綠燈由暗變亮，紅燈產(chǎn)生報(bào)警，可觀察到紅燈一閃一閃的。當(dāng)報(bào)警完畢后，綠燈亮起。4 總結(jié)與展望本設(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AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測器件，能夠以非接觸方式探測出人體發(fā)出的紅外輻射，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以外的紅外光線與可見光的干擾。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)圍移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖捷斎雴纹瑱C(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)處理，經(jīng)單片機(jī)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開場報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們平安意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速開展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。本文主要工作概括為以下幾個(gè)方面：1. 闡述了紅外報(bào)警器的研究背景及開展趨勢，說明了報(bào)警器的重要意義和研究價(jià)值。2. 介紹了熱釋感器的及其工作的根本原理，闡述了AT89S51單片機(jī)的構(gòu)造及其引腳功能。3. 研究了單片機(jī)控制的紅外報(bào)警器的硬件電路和軟件仿真。 參考文獻(xiàn)【1】江志紅編.AVR單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)實(shí)用案例精選M.：航空航天