单片机应用课报警器.docx

单片机应用课报警器.docx

《单片机应用课报警器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机应用课报警器.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

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、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，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、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：