单片机应用课报警器.docx

1、单片机应用课报警器报警器教学目标：1、了解报警器的知识；2、了解扬声器的原理及结构；3、了解人体红外传感器的原理及应用；4、认识录音板、报警板及信号转接板；教学内容：1、什么是报警器？报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品。报警器(alarm) ，分为机械式报警器和电子报警器。随着科技的进步，机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域，与社会生产密不可分。如：门磁感应器和煤气感应报警器。报警器的分类1、传感器种类分类，分为开关报警器、震动报警器

2、、红外报警器、微波报警器、激光报警器、视频运动报警器、烟感报警器、温感报警器等。2、工作方式分类，分为主动（如红外对射探测器）和被动报警器（如室内红外探测器）。3、警戒范围分类，分为点、线、面和空间探测报警器点门磁、卷闸磁吸等。线红外对射探测器等。 面幕帘式探测器、感应电缆等。 空间红外/微波双鉴探测器等。2、各式各样的报警器 声光报警器 防盗报警器 煤气报警器 烟雾报警器 地震报警器 火灾报警器 警车报警器 防空报警器 防空报警器 家用燃气报警器3、信号信号是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。按照实际用途区分，信号包括电视信号、广播信号、雷达信号，通信

3、信号等。那么我们单片机和传感器之间用的是什么信号呢？单片机和传感器之间是电信号在传输，通常情况下，我们的传感器可以给单片机一个Yes 或 No 的信号。Yes 和 No 又是什么呢？在数字电路中信号只有两种即 0 和 1，0 是低电平信号，1 是高电平信号，我们的传感器给单片机的其实也是这两种信号，为方便编程我们把它们界定为 Yes 和 No。Yes 是低电平信号，No 是高电平信号。比如说红外线传感器，当其前方有障碍物的时候它会亮红灯，我们通常说它有信号了，会给单片机信号，那给的到底是什么信号呢？ 没有障碍物的时候就没信号了吗？ 其实也是有的，是 No 信号，有障碍物的时候是 Yes 信号，

4、我们可以根据 Yes 和 No 推算出红外线传感器给单片机的电平信号，即有障碍物时低电平信号，没有障碍物的时候是高电平信号。Yes 和 No 在我们的单片机产品中是低电平和高电平， 但不是所有的单片机都是这样，设计师可以根据需要来做调整。同样我们用单片机控制 Led 灯和蜂鸣器的时候使用 On 和 Off 模块，我们打开 Led 灯，使用 On 模块，实际上是输出了高电平的信号。Off 则是低电平的信号。那我们制作的报警器和信号有什么关系呢？4、人体红外传感器人体都有恒定的体温，一般在37 度，所以会发出特定波长10UM 左右的红外线，传感器内的红外探头就是靠探测人体发射的10UM 左右的红外

5、线而进行工作的。人体发射的10UM 左右的红外线通过菲泥尔透镜增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。说白了就是当有人在它面前经过时传感器就会输出信号，传感器有两个接口，分别是高电平输出和低电平输出。使用方法：这个传感器有两个三排线的插口，它们输出的信号正好相反，一边是Yes 一边是No，一般情况下连接Cpu 使用低电平端，这样当人从传感器前经过时它就会输出Yes 的信号，没人时是No 信号。延时调节旋钮可以调节输出信号的时间，最短为3 秒，最长为35 秒，传感器重复

6、触发的时间会累加，所以有时候时间调到最短实际时间却很长，是因为传感器重复触发了。灵敏度调节旋钮可以调节传感器距离，灵敏度最高可以感应到5-6 米，最低1 米左右。注意：白色的菲涅尔透镜可以拿掉，但是禁止用手去触摸透镜内部和里边的传感器窗口，这样会导致灵敏度下降。小试牛刀1制作人体报警器，当传感器感应到人的时候蜂鸣器报警。需要用到的单片机器件：CPU、人体红外传感器、蜂鸣器等。5、扬声器 扬声器（Loudspeaker），俗称喇叭，是一种十分常用的电声换能器件，在发声的电子电气设备中都能见到它。扬声器在电子元器件中是一个最薄弱的器件，而对于音响效果而言，它又是一个最重要的器件。 扬声器的结构 6

7、、录音板 录音板上边有一个麦克风，可以录制大约10 秒的声音，并且可以播放出来，而且可以用单片机模块来控制，当然有人通过 模块也可以打开，但是它们原理不一样，On 模块打开之后想再次打开必须Off 一下， voice 模块无论何时都可以打开。其原理是On 输出的是高电平信号，voice 输出的是脉冲信号，至于两种信号的区别，本书就不做过多讲解，知道就可以。声音会永久存储于芯片之中，直到再次录制，把原来的声音替换掉。使用方法：使用录音板的时候要先把扬声器装在Speaker 处，按住REC 亮，此时进入录音状态，对着麦克风说话，松开或者持续10 秒，录音都会停止，按PLAY 放刚才录制的声音。也可

8、以通过voice 模块控制声音打开。小技巧，扬声器声音小，可以把它粘贴到纸杯上，从而汇聚声音，增强播放效果。参考搭建图如右图：小试牛刀2制作欢迎光临机器人，模拟一个机器人，在商店门口，当有人经过的时候，它会发出欢迎光临的声音。7、报警板 报警板可以认为是蜂鸣器的升级版，它内置了三种声音，需要使用跳线帽来调节。使用方法：连接Cpu 的Out 口，用On 模块来打开，报警板会发出声音，可以通过跳线帽来短接不同的插针，实现机枪声、救护车声、警车声这三种声音。小试牛刀3把欢迎光临机器人改装成报警机器人试试！8、信号转接板这个机器人我们重点讲了信号这个概念，那么有没有人这样思考过，传感器可以输出高低电平

9、的信号，报警板和录音板接收到信号之后会工作，那么能不能不用Cpu 直接使用传感器控制报警板或录音板呢？当然答案是可以的，但是需要供电和信号转接，下图是信号转接板，它可以让传感器直接控制录音板或报警板，它没有单片机的Cpu，可以更加的省电，从而长时间工作。9、整体系统让我们用信号转接板来代替Cpu，制作一个有人经过就会报警，并且说话的机器人吧!由于报警器的功能比较单一，所以我们去掉了Cpu，节省电力，有利于报警器长时间工作，但是当我们想实现一些比较复杂的功能时，Cpu 还是必不可少的，比如说定时报警，延时报警，或者人经过几次之后再报警等。此产品功能比较单一，可以根据实际需要选择安装报警板，或者录

10、音板，也可以两者都装上，但是报警板声音较大，会遮盖录音板的声音。根据实际需要来调节传感器延时和灵敏度。做好之后产品可以放在家门口做欢迎回家用，或者放在阳台上，如果有小偷半夜爬窗入户，定能发出警报。10、故障处理1、人体红外传感器信号灯一直亮，调节延时旋钮，将它调小再观察，观察期间保持传感器静止不动，并且前方不要有人晃动。2、人体红外传感器过于灵敏，调节灵敏度旋钮，适当降低灵敏度。3、录音板按 play 不能播放，先检查扬声器是否连接，让老师判断扬声器好坏，如果录音板和人体红外传感器同时连接在信号转接板上，而且传感器有信号输出（灯常亮）时，按play 是不可以播放的，情况正常。4、录音板声音只播放一遍，录音板和人体红外传感器同时连接在信号转接板上的时候，传感器感应到一次人，录音板会工作一次，再传感器亮灯的同时再次感应，录音板是不会再次工作的，若要再次工作，须传感器当前延时结束，信号灯灭，然后再次感应的时候，录音板会再次工作。5、报警板音调会变化，请检查你的手是否触摸到报警板下边的焊点，报警板工作会受外部信号干扰。11、课后拓展1、把报警器装到家中，让它真正的起到报警的作用。2、放屋子里，给爸妈留言，让他们进门就听到你给他们的留言。3、人体红外传感器不仅可以感应到人，还可以感应到动物，如果家里有小宠物，可以设计一个给他们用的机器人。参考搭建图如下：