1、 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)制作一個紅外報(bào)警器；2、用紅外傳感器檢測到人體輻射的紅外光譜時能發(fā)出聲光報(bào)警；3、在聲光報(bào)警10s鐘后自動消除報(bào)警，或者人工手動解除警報(bào)；4、能夠?qū)崿F(xiàn)手動復(fù)位的功能。學(xué)生應(yīng)完成的工作：1、查閱資料，熟悉各個模塊的工作原理并了解所需元器件的作用；2、硬件設(shè)計(jì)，包括各個模塊電路的設(shè)計(jì)；3、軟件設(shè)計(jì)，是硬件電路達(dá)到工作要求；4、用軟件進(jìn)行仿真；5、制作電路板并調(diào)試；6、書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；7、該生主要完成軟件設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)閱讀：1張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京：高等教育出版社，2010.52李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用

2、接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.83布魯姆（Blum,R）.匯編語言程序設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.14童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2005.1工作計(jì)劃：5月6號熟悉課題，查閱相關(guān)資料；5月7號、8號完成硬件設(shè)計(jì)；5月9號、10號完成相應(yīng)軟件設(shè)計(jì)并對系統(tǒng)進(jìn)行仿真；5月13-15號電路板安裝與焊接并進(jìn)行調(diào)試；5月16號書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；5月17號完成制作。任務(wù)下達(dá)日期：XXXX年XX月 XX 日 任務(wù)完成日期：XXXX年XX月 XX 日指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 紅外防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)摘 要：本系統(tǒng)采用ATMEL公司生產(chǎn)的8位AT89S52單

3、片機(jī)作為主控芯片,由熱釋電紅外傳感器實(shí)現(xiàn)對人體發(fā)送紅外信號的檢測。本系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件電路包括熱釋電紅外傳感器探頭電路、單片機(jī)控制電路、電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路、放大電路及報(bào)警電路。軟件部分由匯編語言實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能是檢測在所設(shè)定的區(qū)域內(nèi)是否有人經(jīng)過。當(dāng)傳感器檢測到人體發(fā)出的紅外信號時，紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至AT89S52單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別等環(huán)節(jié)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并使聲光報(bào)警設(shè)備開始報(bào)警。報(bào)警延遲10s后自動解除，也可以人工手動解除報(bào)警信號，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。紅外報(bào)

4、警器的特點(diǎn)是使用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低、安裝比較方便，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠，并且安裝隱蔽，不容易被竊賊發(fā)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：紅外報(bào)警器；紅外傳感器；單片機(jī)；報(bào)警器目 錄1.設(shè)計(jì)背景12.設(shè)計(jì)方案22.1任務(wù)分析2 2.2方案論證23.方案實(shí)施 5 3.1總體電路設(shè)計(jì)5 3.2模塊電路設(shè)計(jì)5 3.3軟件設(shè)計(jì)133.4系統(tǒng)仿真183.5系統(tǒng)制作184.結(jié)果與結(jié)論20 4.1結(jié)果20 4.2結(jié)論205.收獲與致謝216.參考文獻(xiàn)227.附件 23 7.1電路原理圖23 7.2仿真圖24 7.2工作圖25 7.4元器件清單2621. 設(shè)計(jì)背景隨著社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展

5、，人們生活水平得到很大的提高，對私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識在不斷的增強(qiáng)，因而對防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。就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，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)中所使用的紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。這種熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺瑫r，熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報(bào)警裝置，也可用于制動控制、接近開關(guān)、遙測等領(lǐng)域。2.設(shè)計(jì)方案2.1任務(wù)分析1、

6、該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警等模塊子函數(shù)。2、本紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)由熱釋電紅外傳感器、報(bào)警器、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。終端由中央處理器、輸入模塊、輸出模塊、通信模塊、功能設(shè)定模塊等部分組成。3、系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，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，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL 電平至AT89S52單片機(jī)，經(jīng)單

7、片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動執(zhí)行報(bào)警電路使警號發(fā)聲。4、紅外線具有隱蔽性，在露天防護(hù)的地方設(shè)計(jì)一束紅外線可以方便地檢測到是否有人出入。此類裝置設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：其一是能有效判斷是否有人員進(jìn)入；其二是盡可能大地增加防護(hù)范圍。當(dāng)然，系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性也是追求的重要指標(biāo)。至于報(bào)警可采用聲光信號。2.2方案論證1、方案設(shè)計(jì)方案一：模擬電路框圖如圖2.1所示。延時電路比較電路放大電路傳感器模式選擇開機(jī)延時電源電路圖2.1 模擬電路框圖利用模擬電子電路構(gòu)成被動紅外線感應(yīng)報(bào)警器。系統(tǒng)主要有紅外線傳感器、信號放大器、電壓比較器、聲音報(bào)警延時電路和電源電路組成。方案二：集成運(yùn)放電路框圖如圖2.2所示。精確比較電

8、壓電壓比較器紅外傳感器報(bào)警電路放大電路9V直流電壓圖2.2 集成運(yùn)放電路框圖利用集成運(yùn)放電路構(gòu)成紅外防盜報(bào)警器。系統(tǒng)主要有紅外傳感器、放大電路、電壓比較器、精確比較電壓、報(bào)警電路和9V直流電源組成。方案三：基于單片機(jī)的電路框圖如圖2.3所示。 單片機(jī)復(fù)位電路信號檢測電路報(bào)警執(zhí)行電路LED發(fā)光顯示電路驅(qū)動電路驅(qū)動電路時鐘電路電源電路圖2.3 系統(tǒng)電路框圖本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個部分。處理器采用51系列單片機(jī)AT89S52。整個系統(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，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出TTL電平至AT89S52單片

9、機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號。驅(qū)動電路將控制信號放大并推動聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動作。當(dāng)報(bào)警延遲10s后自動解除，也可人工手動解除報(bào)警信號，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位。2、方案選定方案一的模擬電子式紅外線報(bào)警器和方案二的集成運(yùn)放式紅外線報(bào)警器的硬件電路相比于方案三較為復(fù)雜、元件多、穩(wěn)定性差抗干擾性不好、不夠安全可靠且不易實(shí)現(xiàn)。由于方案三具有節(jié)能且抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，采用的熱釋電紅外傳感器具有制作簡單、成本低、安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾性能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。并且在電路元件和模塊的選擇上盡量采用通用、

10、經(jīng)濟(jì)的元器件，避免采用大規(guī)模的集成電路來設(shè)計(jì)電路，而且方案三操作性強(qiáng)，能夠隨時修改程序以改變功能，綜上所述，選擇方案三。3. 方案實(shí)施3.1總體電路設(shè)計(jì)紅外報(bào)警器系統(tǒng)整體原理如圖3.1圖所示。 單片機(jī)復(fù)位電路信號檢測電路報(bào)警執(zhí)行電路LED發(fā)光顯示電路驅(qū)動電路驅(qū)動電路時鐘電路電源電路圖3.1 系統(tǒng)整體原理圖本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個部分塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳感器、單片機(jī)控制電路、LED控制電路、報(bào)警器、電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報(bào)警的功能。單片機(jī)是紅外報(bào)警器系統(tǒng)的核心，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是由硬件和軟件組成。硬

11、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。所以該系統(tǒng)包含以下部分：熱釋電紅外傳感探頭電路、單片機(jī)電路、電源電路、始終電路、復(fù)位電路、報(bào)警電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。3.2模塊電路設(shè)計(jì)1、熱釋電紅外傳感器電路熱釋電紅外傳感器引腳圖如圖3.2所示。圖3.2熱釋電紅外傳感器引腳圖熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料制成的尺寸為2*1mm的探測元件。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管，其目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用，因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式。故引入的N溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式來完成阻抗變換。熱釋電

12、紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。這個電壓信號就可以用來驅(qū)動外部控制電路。制造熱釋電紅外探測元的

13、高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0.2-20um。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。引腳功能如表1所示。表3-1 引腳功能引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端2V0O控制信號輸出端3RR1輸出延時時間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1輸出延時時間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端9VCI觸發(fā)禁止端10IB預(yù)算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD工作電源正端122OUTO第二級運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN

14、+I第一級運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運(yùn)算放大器的輸出端人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10 um左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10 um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10 um左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)器上。紅外感應(yīng)器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，即轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出，送給單片機(jī)上的P1.7端口，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號。熱釋電紅外傳感器的主要工作參數(shù)有:

15、常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為315V;工作波長:通常為7.514 m; 源極電壓:通常為0.41.1V，R=47k;輸出信號電壓:通常大于2.0V;檢測距離:常用熱釋電紅外傳感器檢測距離約為610m；水平角度:約為120°；工作溫度范圍:1040。熱釋電紅外傳感器電路如圖3.3所示。RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2NPNQ1FET圖3.3 熱釋電紅外傳感器電路本設(shè)計(jì)所用的熱釋傳感器就采用雙探測元的結(jié)構(gòu)。在VCC電源端利用C2和R1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。當(dāng)檢測到人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使

16、輸出變?yōu)楦唠娢唬俳?jīng)過NPN型三極管的放大，外加反相器使輸入單片機(jī)的電信號為低電平。2、單片機(jī)控制電路單片機(jī)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3.4所示。CPU(運(yùn)算器)（控制器）數(shù)據(jù)存儲器RAMP0P2程序存儲器4KB Flash ROM看門狗定時器P1串行口定時器/計(jì)數(shù)器16位 2個中斷系統(tǒng)P3特殊功能寄存器（SFR）圖3.4 AT89S52單片機(jī)的片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了中央處理單元、存儲器、并行I/O口、串行I/O口、定時器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘電路及系統(tǒng)總線的微型計(jì)算機(jī)。(1)片內(nèi)各部件功能CPU(微處理器) ：AT89S52單片機(jī)中有1個8位的CPU，與通用的CPU

17、基本相同，同樣包括了運(yùn)算器和控制器兩大部分，此外還有面向控制的位處理功能。數(shù)據(jù)存儲器（RAM）：片內(nèi)為128B，片外最多可外擴(kuò)64KB。片內(nèi)128B的RAM以高速RAM的形式集成在單片機(jī)內(nèi)，可以加快的單片機(jī)運(yùn)行的速度，而且這種結(jié)構(gòu)的RAM還可以降低功耗。程序存儲器（Flash ROM）：它用來存儲程序。AT89S52片內(nèi)集成4KB的Flash存儲器，如果片內(nèi)程序存儲器容量不夠，片外最多可外擴(kuò)至64KB。中斷系統(tǒng) ：具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。定時器/計(jì)數(shù)器 ：片內(nèi)有2個16位的定時器/計(jì)數(shù)器，具有4種工作方式。1個看門狗定時器WDT ：提供了當(dāng)CPU由于干擾使程序陷入死循環(huán)或跑飛狀態(tài)時而使

18、程序恢復(fù)正常運(yùn)行的有效手段。串行口 ：1個全雙工的異步串行口，具有4種工作方式。可進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行I/O口，還可與多個單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)。P0口、P1口、P2口、P3口 ：4個8位并行I/O口。特殊功能寄存器（SFR） ：共有26個特殊功能寄存器，用于CPU對片內(nèi)個功能部件進(jìn)行管理、控制和監(jiān)視。特殊功能寄存器實(shí)際上是片內(nèi)各個功能部件的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，這些特殊功能寄存器映射在片內(nèi)RAM區(qū)80HFFH的地址區(qū)間內(nèi)。目前AT89S52單片機(jī)多采用40個引腳的雙列直插封裝方式，如圖3.5所示。圖3.5 AT89S52雙列直插封裝方式的引腳(2)引腳功能VCC：供電電壓。GND：接地。

19、P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向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，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個內(nèi)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，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)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TTL門電流，當(dāng)P2口被寫1時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由

20、于內(nèi)部上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入1后，它們被內(nèi)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AT89S52的一些特殊功能口，如表3-2所示。表3-2 P3口的第二功能定義引腳第二功能說明P3.0RXD串行數(shù)據(jù)輸入口P3.1TXD串行數(shù)據(jù)輸出口P3.2INT0外部中斷0入口P3.3INT1外部中斷1入口P3.4T0定時器0外部計(jì)數(shù)輸入P3.5T1定時器1外部計(jì)數(shù)輸入P3.6WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸入P3.7RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時

21、，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 (3)單片機(jī)工作過程平時傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測區(qū)范圍內(nèi)移動時輸出低電平變?yōu)楦唠娖剑烁唠娖酵ㄟ^P1.7端口輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號處理，經(jīng)單片機(jī)內(nèi)部軟件編程處理后，單片機(jī)輸出控制信號，驅(qū)動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。3、時鐘電路時鐘電路如圖3.6所示。圖3.6 時鐘電路XTAL1和XTAL2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內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€機(jī)器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機(jī)器周期共有12個振蕩周期，本系統(tǒng)外接石英

22、晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機(jī)器周期為1us。4、電源電路電源電路如圖3.7所示。圖3.7 電源電路該電路由橋式整流器U1、濾波電容和集成穩(wěn)壓塊7805組成。其工作原理為220V交流電經(jīng)變壓器降壓后由次級線圈輸出后電壓降為9V的交流電，然后經(jīng)過橋式電路整流后成為波動的直流電源，經(jīng)過高低通濾波后，輸入集成電壓穩(wěn)壓器7805，輸出+5V（±5%）直流電壓，提供給單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。該電路經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等特點(diǎn)。5、復(fù)位電路復(fù)位電路如圖3.8所示。圖3.8 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給AT89S52的復(fù)位引腳RST加上大

23、于2個機(jī)器周期（即24個時鐘振蕩周期）的高電平就可以使AT89S52復(fù)位。本系統(tǒng)復(fù)位電路采用按鍵手動復(fù)位的電平復(fù)位方式，是通過RST端經(jīng)電阻與電源相連來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)時鐘頻率選用12MHz時，電容C3的經(jīng)典取值為10µF，電阻R4的經(jīng)典取值為1K。當(dāng)按鍵按兩次，即在RST加上大于2個機(jī)器周期的高電平后，紅外傳感器就可以復(fù)位，表現(xiàn)在為正常狀態(tài)，即綠色的LED燈開始亮，蜂鳴器停止鳴叫，紅色的LED燈滅。6、聲光報(bào)警電路和手動復(fù)位電路報(bào)警電路和復(fù)位電路如圖3.9所示。圖3.9 聲光報(bào)警電路和手動復(fù)位電路用一個電阻和一個發(fā)光二極管連到RXD引腳上，用一個Speaker和三極管、電阻接到單片機(jī)的T

24、XD引腳上，構(gòu)成聲光報(bào)警電路。當(dāng)單片機(jī)的RXD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。當(dāng)TXD引腳被置成高電平后， 蜂鳴器發(fā)出聲音，同時起到報(bào)警作用。當(dāng)按下按鍵S2實(shí)現(xiàn)手動復(fù)位功能。3.3軟件設(shè)計(jì)程序編寫對話框如圖3.10所示。先打開KEIL軟件，點(diǎn)擊File，在下拉菜單中選擇new，就出現(xiàn)程序編寫對話框，即可以在新建的對話框中編寫程序。3.10 程序編寫對話框KEILC51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、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢.Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大

25、的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果使用C語言編程,KEIL軟件是最好的選擇，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其有方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具。1、主程序設(shè)計(jì)程序是若干指令的有序集合，單片機(jī)的運(yùn)行就是執(zhí)行這一指令序列的過程。要想使單片機(jī)工作，必須編寫出正確的程序。本系統(tǒng)采用AT89S52匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。主程序工作流程圖如圖3.11所示。系統(tǒng)初始化聲光報(bào)警結(jié)束檢測外部有無信號輸入聲光報(bào)警是否持續(xù)10秒開始啟動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警是否還有

26、檢測信號結(jié)束YNNYYN圖3.11 主程序工作流程圖本主程序?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后，表示有人闖入監(jiān)控區(qū)，從而經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部程序處理后，驅(qū)動聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。第一，要對單片機(jī)進(jìn)行端口分配。輸入端口有P1.7和P3.2，P1.7是檢測紅外信號輸入的端口，P3.2是外部中斷0的端口，即有手動按鍵時信號通過此端口輸入。輸出端口有P1.2，P3.0和P3.1，P1.2接綠色LED，當(dāng)系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時，綠色指示燈亮，信號通過P1.2輸出；P3.0接紅色LED，當(dāng)有紅外信號時，紅色LED燈亮，控制紅色LED燈的信號通過P3.0輸出。第二，對單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，即

27、系統(tǒng)處于正常工作的狀態(tài)，此時綠色指示燈亮，根據(jù)硬件電路連接原理，需要將引腳P1.2清零；通過設(shè)置P3.0和P3.1接口,使紅色指示燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)出警報(bào)；此外，還需要設(shè)置中斷允許寄存器IE，保證允許外部中斷0。第三，單片機(jī)開始工作過程，通過控制轉(zhuǎn)移類指令檢測是否有紅外信號輸入，如果有信號輸入，則系統(tǒng)處于報(bào)警狀態(tài)，并持續(xù)10S，通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：設(shè)置定時器T0為50ms定時器，處于工作方式1，并且需要一個循環(huán)程序段，將50ms定時器循環(huán)20次，達(dá)到報(bào)警持續(xù)10S的要求。如果沒有紅外信號輸入，則一直檢測，直到有信號輸入。在報(bào)警階段，需要設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序，檢測是否有中斷信號輸入，即外部手工輸入停

28、止報(bào)警的信號，如果有，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序停止報(bào)警。中斷服務(wù)子程序包括以下內(nèi)容：現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場、關(guān)中斷和開中斷、中斷處理和中斷返回。第四，報(bào)警結(jié)束單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位。只需給單片機(jī)的復(fù)位引腳RST加上大于2個機(jī)器周期的高電平即可。單片機(jī)又恢復(fù)正常狀態(tài)，繼續(xù)下一輪檢測。實(shí)現(xiàn)程序如下：主程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 0200HMAIN: MOV IE,#81H ;CPU開放中斷，INT0允許中斷 SETB IT0 ;外部中斷為邊沿觸發(fā)方式 MOV SP,#30H ;指針入口地址 SETB P3.0 CLR P3.1 MOV P1,#0FF

29、H ;使P1口全部置1 MOV P2,#00H ;P2口清零 CLR P1.2 LP: JNB P1.7,LA ;監(jiān)測輸入信號，是否有輸入信號LA: ACALL DELAY ;延時消抖 JNB P1.7,ALARM ;再次監(jiān)測輸入信號，若有輸入信號轉(zhuǎn)入報(bào)警子程序 AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAHLD2: MOV R2,0BBHLD1: NOP DJNZ R2,LD1 DJNZ R1,LD2 RET ALARM:SETB P1.2 ;開始報(bào)警使運(yùn)行正常綠指示燈熄滅，紅燈和聲報(bào)警啟動CPL P3.0CPL P3.1 ;10S鐘定時 MOV 51H,#0C8H ;10S循環(huán)次數(shù) MO

30、V TMOD,#01H ;定時器T0 定時方式1 MOV TL0,#0B0H ;置50ms定時初值 MOV TH0,#3CH SETB TR0 ;啟動T0L2: JBC TF0,L1 ;查詢計(jì)數(shù)溢出 SJMP L2 L1: MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH DJNZ 51H,L2 ;未到10S繼續(xù)循環(huán) SETB P3.0 ;10s到關(guān)閉報(bào)警 CLR P3.1 CLR P1.2 ;報(bào)警結(jié)束，正常運(yùn)行綠指示燈亮 LJMP LP ;循環(huán)繼續(xù)工作HERE: SJMP HERE2、中斷程序設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序流程圖如圖3.12所示。中斷源發(fā)出中斷申請關(guān)中斷、保護(hù)現(xiàn)場INT0端有輸入信號關(guān)

31、閉報(bào)警恢復(fù)現(xiàn)場、開中斷中斷返回圖3.12 手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序流程圖中斷程序?qū)崿F(xiàn)的功能是當(dāng)聲光報(bào)警器開始報(bào)警而未到10s時，手動輸入一個電平就能使報(bào)警結(jié)束。需要設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序，檢測是否有中斷信號輸入，即外部手工輸入停止報(bào)警的信號，如果有，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)子程序停止報(bào)警。中斷服務(wù)子程序包括以下內(nèi)容：現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)現(xiàn)場、關(guān)中斷和開中斷、中斷處理和中斷返回。中斷子程序如下：中斷服務(wù)程序PINT0: CLR EX0 ;外部中斷服務(wù)程序開始，屏蔽外部中斷 PUSH PSW PUSH ACC JNB P3.2,LN ;監(jiān)測是否有中斷輸入LN: LCALL DELAY ;延時消抖 JNB P3.2,

32、LN1 AJMP LN2 ;無中斷輸入,中斷返回LN1: SETB P3.0 CLR P3.1 CLR P1.2 ;使報(bào)警結(jié)束，綠指示燈亮 POP ACC POP PSW SETB EX0 ;開放外部中斷0 LCALL LP ;在中斷繼續(xù)檢測是否有輸入信號LN2: RETI END3.4系統(tǒng)仿真Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。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。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

33、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。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯。將各個單元電路連成符合要求的系統(tǒng)整體原理圖，并和Keil聯(lián)機(jī)進(jìn)行仿真，仿真成功，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測的紅外光譜時，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，紅色LED燈點(diǎn)亮，并持續(xù)10s，如果在10s內(nèi)按下按鍵S2，可以手動解除警報(bào)。系統(tǒng)仿真圖見附件7.2。3.5系統(tǒng)制作首先，安裝元器件。把元器件插到與原理圖對應(yīng)的地方，在安裝元器件時，要先裝較矮的導(dǎo)線或組件，如：跳線、二極管、電阻器等。在放置電容的時候，一定要注意其極性不

34、能接反，長腳為正極，短腳為負(fù)極；接電阻時，電阻引線必需折成直角，電阻器要平貼電路板，色碼電阻器應(yīng)由上而下或由左而右排列。除此之外，這次用的板子是萬能板，是兩個孔連在一起的。在安裝時要注意元器件的排列順序，否則焊接時會很麻煩。其次，焊接。進(jìn)行焊接時，要注意盡量不要虛焊，或者把銅片焊掉。再者，燒程序。燒程序的過程很簡單，只需要一個軟件和一個機(jī)器就可以了。最后就是調(diào)試了，要仔細(xì)觀察一下，板上是否存在問題，看是不是有明顯的裂痕，有無短路、開路的現(xiàn)象。如果有必要的話，可以檢查一下電源跟地線之間的電阻是否足夠大。然后接上電源看紅外報(bào)警器能否工作，如果還是不能工作，就要用萬用表測量是否有短路或者斷路的現(xiàn)象，如果有，要把斷路的地方進(jìn)行再次焊接，直到調(diào)試成功。4. 結(jié)果與結(jié)論4.1結(jié)果經(jīng)過硬件部分、軟件