报警器课程设计1Word文件下载.docx

1、2.2 系统总体设计、3 2.2.1 总体设计框图、3第3章硬件设计、43.1 硬件选型、4 3.1.1 系统硬件电路的选择及说明、43.1.2 热释电红外传感器的简单介绍、43.1.3 PIR的原理特性、5 3.1.4 AT89C51单片机概述、5 3.1.5 AT89C51 管脚概述、6 3.2 硬件电路设计、7 3.2.1 热释电红外传感器原理、7 3.2.2 放大电路的设计、8 3.2.3 时钟电路的设计、8 3.2.4 复位电路的设计、9 3.2.5 发光二极管报警电路的设计、10 3.2.6 声音报警电路的设计、10第4章软件设计、11 4.1 主程序工作流程图、11 4.2 中断

2、服务程序工作流程图、12 4.3 设计编程程序、12第1章绪论现阶段科技的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对其住宅和工作地点的要求也在不断的提高，尤其在家居安全方面，不得不留意那些不速之客。现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大的提高了小区的安全程度，有效的保证了居民的人身和财产安全。就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器，开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但是这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。而本文涉及的红外线是不可见光，有很强的隐秘性和保密性，因此在城市小区、中小型企业、农村的防盗与警戒等安保装置中得到的广泛的应用。此外，在电子防盗，人体探测等领域中被

3、动式热释电红外探测器也以其价格低廉，技术性能稳定等特点而受到广大用户的欢迎。多路防盗报警系统其性能灵敏、可靠。发生盗情时可以立即报警，同时有两个警灯交替闪烁，并有警车的报警声音发生，增加了对犯罪分子的威胁气氛，该报警系统适用于家庭防盗，也适用于中小型企事业单位等场所。1.1选题的背景与意义1.1.1课题背景近年来，随着改革开放的发展，电子电器的飞速发展，人民生活水平的不断提高，各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有，除此之外，农村家庭所饲养的牲、畜也常为不发份子所惦记，这些都是人们来之不易的财产，因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了

4、小区和家庭的安全程度，有效的保证了居民的人身财产安全，由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，在防盗和警戒等安保装置中得到了广泛的应用，红外报警器大多采用国外的先进技术，其功能也非常先进，此外在电子防盗，人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉，技术性能稳定等特点受到广大用户和专业人士的欢迎1.1.2红外线防盗报警器研究的目的报警器适用于仓库、住宅等地防盗报警。在没有人在的情况下它可自动完成报警任务，防止盗窃的发生。自动报警器的设计在一定情况下解决了无人看护仓库、住宅等地物品的保护，使厂家的资产和个人的财产免受损失。本报警器可用于医院住院病人的有线呼叫，设置不间断电源，当电

5、网停电时，备有直流稳压电源在同一地点可监视多处的安全情况，一旦出现偷盗，用指示灯显示相应的地点，并通过扬声器发出报警声响。1.1.3红外线防盗报警器的发展前景随着经济飞速发展，贫富差距越来越大，各地盗贼频繁入室行窃日益猖獗已经成为社会的一大公害、如今人们的经济条件不断改善，生活水平的不断水提高，安全防范意识不断增强，防盗报警器越来越受到人们的高度关注和重视。红外线防盗报警器的技术追求和发展趋势可以概括为以下几个方面：（1） 随着我国社会和经济的发展，百姓的收入水平不断提高，私有财产的迅速积累，从而使得安全与健康成为富裕起来的人们最为关注的两大热点，家庭安全保障首当其冲，此为防盗产品风火而起的第

6、一机会点（2） 对美的追求，对高品位、舒适、爽目居住环境的向往，科技安防成为时尚和潮流（3） 智能安防市场目前还停在行业用户，个人及家庭消费尚未全面启动，基本是一片空白市场，潜力不可估量第2章系统总体设计2.1 方案的选择2.1.1总体设计思路本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器。报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传输、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件

7、和软件组成，硬件包括单片机、输入输出设备、以及外围的应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称，单片机应用系统的研制过程包括总体设计，硬件设计软件设计等几个阶段、2.2系统总体设计2.2.1总体设计框图从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感器探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成：它们之间的构成框图如图2-1所示： 图2-1、总体设计框图处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在软件系统控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的光普变成电信号，经过放大电路，比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51单片机。在单片

8、机内，经过软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应工作。当报警延迟一段时间后自动解除，也可以人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者在声光报警10s后定时器实现自动先出报警第3章硬件设计3.1硬件选型3.1.1系统硬件电路的选择及说明硬件电路的设计见下面的附图，在本设计中用到如下器件：AT89C51、热释电红外传感器、LED、按键、反相器74LS04、蜂鸣器等一些单片机外围电路，以及单片机的手工复位电路等。其中D1为电源工作指示灯，D2是正常工作指示灯，TXD脚置高电平时声音报警开始工作。电路设有2个按键，S1键作

9、为倒计时的暂停键，S2键作为电路复位键。3.1.2热释电红外传感器的简单介绍热释红外线（PIR）传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏探测原件，是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出，将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如图3-1为热释电红外传感器的内部电路框图。图3-1热释电红外传感器的内部电路框图3.1.3 PIR的原理特性热释电红外线传感器主要是有一种高热电系数制成的探测元件，在每一个探测器内装入一个或者两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制

10、由于自身温度升高而产生的干扰。有探测元件将探测并接收的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。人体辐射的红外线中心波长为910um ，而探测元件的波长灵敏度在0.220um范围内几乎稳定不变，在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过的波长范围为710Um,正好适合于人体红外辐射的探测，而对其他波长的红外线有滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器，一旦热侵入探测区域，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，但是两片热释电接收到的热量不同，热释电不同不能抵消，经过信号处理而输出电压信。3.1.4 AT89C51单片

11、机概述AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器（ERR0R）和128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM）,器件采用ATMEI公司的高密度，非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性能比的应用场合，可以灵活应用于各种控制领域。图3-2为单片机的基本组成功能方块图。有图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等

12、，各部分通过内部总线相连接，下面介绍几个主要部分。图3-2 AT89C51功能方块图3.1.5 AT89C51管脚说明ATMEL公司的AT89C51是一种高效控制器，采用40个引脚双列直插封装形式。AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以不少引脚具有第二功能。VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可以吸收8 TTL门电流，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流，P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口呗外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：

13、P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写为1时其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入，并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故，P2口当用作外部程序存储器或者16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容，P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，

14、并用做输入，作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流、P3口也可以作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚 备选功能P3.0 RXD （串行输入口）P3.1 TXD （串行输出口）P3.2 INT0 （外部中断0）P3.3 INT1 （外部中断1）P3.4 T0 （计时器0外部输入）P3.5 T1 （计时器1外部输入）P3.6 WR （外部数据存储器写选通）P3.7 RD （外部数据读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号、 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE: 当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出

15、电平用于锁存地址的地址字节。PSEN：外部程序存储器的选通信号端。XTAL1：反向震荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入XTAL2：反向振荡器的输出，如采用外部时钟源驱动器件，应不接、3.2 硬件电路设计3.2.1热释电红外传感器原理本设计所用的热释电传感器采用双探测元的结构。其工作原理及设计电路图如图3-3所示，在VCC电源端利用C7和C8来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C7，R15的稳压使输出变为高电位，在经过NPN的转化，使输出为低电平。图3-3 热释电红外传感器的原理图3.2.2放大电路的设计如图3-4所示为最

16、基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号图3-4 放大电路图3.2.3时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反相放大器的输入和输出。该反相放大器可以配置为片内振荡器。石晶震荡和陶瓷振荡均可采用，如果采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12 us，故而，一个机器周期为1 us，如图3-5所示为时钟电路图3-5时钟电路图3.2.4复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部手动复位，单片机在时钟电路工作以后

17、，在REST端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作，例如使用晶振频率为12MHZ时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图3-6所示为复位电路图3-6 复位电路3.2.5发光二极管报警电路的设计由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚被置为低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。图3-7所示为发光二极管报警电路图3-7 发光二极管报警电路3.2.6声音报警电路的设计如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机上的TXD引脚上，构成声音报警电路，如图3-8所示图3-8 声音报警电路第4章软件设

18、计4.1 主程序工作流程图按上述原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如图4-1所示图4-1主程序工作流程图 4.2 中断服务程序工作流程图本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警，然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图4-2所示图4-2中断服务程序工作流程图4.3设计编程程序ORG

19、0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP PINT0ORG 0200HMAIN: MOV IE, #81H；CPU开放中断，INT0允许中断SETB IT0 ；外部中断为边沿触发方式MOV SP, #30H；指针入口地址SETB P3.0CLR P3.1MOV P1，#0FFH；使P1口全部置1MOV P2，#00H；P2口清零CLR P1.2LP: JNB P1.0， LA；检测输入信号，是否有输入信号LA: ACALL DELAY；消除延抖JNB P1.0， ALARM；再次检测输入信号，若有输入信号转入报警子程序AJMPLPDELAY:MOV R1，0AAHLD2: MOV

20、 R2, 0BBHLD1:NOPDJNZ R2,LD1DJNZ R1,LD2RETALARM:SETB P1.2；开始报警时运行正常指示灯熄灭，红灯和声报警启动CPL P3.0CPL P3.1；10s 定时MOV 51H,#14H；10s 循环次数MOV TMOD,#01H；定时器T0定时方式1MOV TL0,#0B0H；置50ms定时初值MOV TH0,#3CHSETB TR0；启动T0 L2:JBC TF0,L1；查询记数溢出SJMP L2L1:MOV TL0,#0B0HDJNZ 51H,L2；未到10s继续循环SETB P3.0；10S到关闭报警CLR P1.2；报警结束，正常运行绿指示灯亮LJMP LP；循环，继续工作2、外部中断INT0服务程序PINT0:CLR EX0；外部中断0服务程序开始，屏蔽外部中断PUSH PSWPUSH ACCJNB P3.2,LN；监测是否有人中断输入LN:LCALL DELAY；延时抖动JNB P3.2,LN1AJMP LN2；无中断输入，中断返回LN1:CLR P1；使报警结束，绿指示灯亮 POP ACCPOP PSWSETB EX0；开放外部中断0LCALL LP；在中断继续监测是否有输入信号LN2:RETIEND