红外报警实验报告.docx
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红外报警实验报告
西安邮电大学
实验报告
课程名称
：
光电系统嵌入式开发与应用实验
院系名称
：
电子工程学院光电子技术系
学生姓名
：
郭欣（27）
专业名称
：
光电信息科学与工程
班级
：
光电1308
指导教师
：
余娟
时间
：
2015年月日至2015年月日
实验三：
红外报警系统
1、实验目的
1、了解发光二极管的具体应用；
2、练习自拟简单的光电系统试验；
3、了解主动式和被动式光电报警系统设计原理；
4、利用单片机进行数据采集与分析并进行声音和光报警。
二、实验器材
1、51开发板一套；
2、TSAL6200为红外发光二极管；
3、HS0038B红外一体化接收头。
三、实验原理
1、主动式红外报警
主动红外入侵报警器是由发射部分和接收部分组成，发射部分是由发光源、光源驱动组成；接收部分是由光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。
工作思路为：
由接收部分中的红外光电传感器把光信号转换成电信号，经过电路处理后传给报是一种红外线光束遮挡型报警器，发射部分中的红外发光二极管在驱动的激发下，发出一束经过调制的红外光束（此光束的波长约在0.8～0.95微米之间），经过防范区到达接收部分，构成了一条警戒线。
正常情况下，接收部分收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收部分收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。
2、应用器件介绍
发射部分和接收部分均采用单片机进行控制，红外发射和接收采用与红外遥控相同的红外发射接器件。
发射部分主要器件为TSAL6200，接收部分主要器件为HS0038B。
（1）TSAL6200为红外发射二极管，波长为940nm。
（2）HS0038B为一红外一体化接收头，其内部接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机。
管教图如下
4、实验步骤
（1）整体思路
1.无障碍物，不报警；
2.出现障碍物，报警；
3.障碍物离开，停止报警；
4.系统上电时有障碍物，应不报警，障碍物离开后应能正常工作；
5.发射部分未上电，不报警，上电后应能正常工作。
红外发射装置：
由单片机控制部分和红外发射电路组成，红外发射电路以红外发光二极管为核心。
通过单片机控制红外发射电路是否发射红外信号，以及发射什么样的信号。
红外接收装置：
由单片机控制部分和红外接收电路组成。
红外接收电路以红外一体化接收头（HS0038）为核心，实现红外光信号到电信号的转换。
单片机部分实现红外信号的有无判断，以确定是否需要报警。
（二）硬件设计：
1.发射电路：
其发射电路有多种设计方案，最简单就是就是通过单片机一IO口直接控制二极管一端，二极管另一端接地或者接电源，为了保护二极管，一般会串一个阻值较小的电阻。
二极管一般有标定的工作电流，最好是设计的电路和二极管的工作电流一致。
当然也可以让二极管工作在某些工作电流下以适应不同的工作距离。
如图（左）1管脚接单片机某一IO口，2脚接电源VCC。
发射电路接收电路
2.接收电路：
Hs0038b可以直接和单片机相连，hs0038b的电源和地直接和单片机的电源和地相连，OUT连接单片机某一IO管脚。
参考电路如上图（右）：
3.报警部分
报警电路以蜂鸣器为核心，电路如下：
4.硬件连接图
（三）软件设计：
1.软件思想
该系统软硬件设计主要遵循nec编码协议。
该协议主要部分介绍如下：
头码：
9ms高电平+4.5ms低电平
码0：
0.56ms高电平+0.56ms低电平
码1：
0.56ms高电平+1.68ms低电平
结束位:
0.56ms高电平
发码顺序为先发低位再发高位
单键码：
头码+16位系统码+8位数据码+8位数据码反码
连续键码（发简码）：
9ms高电平+2.25ms低电平+结束位
简码重复周期：
108ms
引导码+系统码（16位）+数据码（8位）+数据码反码（8位）+结束码
引导码由一个9ms的载波波形和4.5ms的关断时间构成
地址碼共16bit,低8位在前，高8位在后
8bit命令碼及其反碼
编码采用脉冲位置调制方式（PPM），利用脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。
重复发送，如果第一次指令传输結束后，还检测到该按键仍然按着，則每隔108ms重复发送一次，但代码变了，如下：
载波频率为38KHz，占空比可以是1/3、1/4或者1/5,如下图：
完整波形：
2.发射部分
3.接收程序
4.添加计数功能
每当报警一次，液晶显示器就显示一次，一直记录报警的次数，程序如下：
while
（1）
{
if（TF0==1）
{
sum++;
}
while（TF0==1）
{
Beep=1;
DelayMs（5）;
Beep=0;
DelayMs（5）;
}
DisplayOneChar（0,0,'W'）;
DisplayOneChar（0,1,'A'）;
DisplayOneChar（0,2,'R'）;
DisplayOneChar（0,3,'N'）;
DisplayOneChar（0,4,'I'）;
DisplayOneChar（0,5,'N'）;
DisplayOneChar（0,6,'G'）;
DisplayOneChar（1,0,'S'）;//以十进制显示sum值
DisplayOneChar（1,1,'U'）;
DisplayOneChar（1,2,'M'）;
DisplayOneChar（1,3,'='）;
DisplayOneChar（1,4,sum/100%10+0x30）;//显示十位数据
DisplayOneChar（1,5,sum/10%10+0x30）;//显示个位数据
DisplayOneChar（1,6,sum%10+0x30）;//显示个位数据
}
}
5.中断
4、注意事项
1、不要带电操作
2、注意各个器件的正负极
3、眼睛不要离红外二极管太近
五、实验结果
当障碍物进入发射端与接收端之间时，蜂鸣器会发出警告，与此同时，液晶显示屏上会显示障碍进入的次数即报警次数。
6、实验小结
在本次实验中，需要两个人进行合作，一个发射端，一个接收端，并且在原有的要求下添加了计数的功能，再次用到了液晶显示部分，对所用到的器件也有了新的认识，学习到了红外的基本知识，由于刚开始对实验目的不甚明了，导致在开始的时候并没有及时按照要求设计出来，在询问老师过后，经过计算编辑最终得到了预想中的实验结果，受益匪浅。
《光电系统嵌入式开发与应用实验》实验考核记录表
学生姓名：
郭欣学号：
05138238（27）班级：
光电13082015年月日
小分
原理
操作
功能
报告质量
纪律卫生
评分
备注
评分标准
5
非常清晰
非常熟练
有新意
非常好
非常好
（时间）
4
清晰
熟练
完成好
好
好
3
较清晰
较熟练
较好完成
较好
较好
2
不够清晰
不够熟练
基本完成
不够好
不够好
1
不清晰
基本不会
未完成
不好
不好
0
完全不懂
完全不会
完全未做
未交
未到
分项值相加即为一次实验得分;各次实验分相加即为实验成绩
小分
原理
操作
功能
报告质量
纪律卫生
评分
备注
实验一
5
颜色分辨实验
4
3
2
1
0
实验二
5
红外测距实验
4
3
2
1
0
实验三
5
红外报警实验
4
3
2
1
0
实验四
5
红外遥控实验
4
3
2
1
0
评阅教师：
实验成绩：
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