PAGE9目錄摘要 1第一章系統(tǒng)概述 1第二章各功能模塊的設(shè)計(jì) 22.1單片機(jī)電路 22.2紅外熱釋電報(bào)警傳感器電路 42.2.1被動(dòng)式熱釋電傳感器防盜報(bào)警工作原理 42.2.2被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成結(jié)構(gòu) 42.2.3DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器 52.2.4DYP-ME003紅外人體傳感器電路 62.3DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 62.3.1DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理 62.3.2引腳功能及結(jié)構(gòu) 62.3.3DS1302的控制字節(jié) 72.3.4DS1302電路連接圖 7第三章軟件的程序?qū)崿F(xiàn) 7結(jié)語 8致謝 8參考文獻(xiàn) 9摘要本設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。硬件部分包括單片機(jī)控制電路、紅外探頭電路、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路等部分組成。處理器采用52系列單片機(jī)AT89C52。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。軟件部分可以劃分為以下幾個(gè)模塊：數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警和顯示等子函數(shù)。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，汽車，防盜系統(tǒng)，設(shè)計(jì)。第一章系統(tǒng)概述本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡(jiǎn)單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(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)，同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和ＰＣ機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。為了探測(cè)移動(dòng)人體，通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器，在這種傳感器內(nèi)部，兩個(gè)敏感元件反相連接，當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同，互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí)，兩元件極化程度不同，凈輸出電壓不為0，從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報(bào)警和顯示等模塊子函數(shù)。電路結(jié)構(gòu)組成可劃分為：熱釋電紅外傳感器、汽車智能報(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、本地顯示、本地報(bào)警等功能。就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)也是有硬件和軟件組成硬件包括單片機(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。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制過程包括總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、在線調(diào)試等幾個(gè)階段，就本設(shè)計(jì)來說也包括這些過程。它們的進(jìn)程框圖如圖1.1所示。圖1.1進(jìn)程框圖第二章各功能模塊的設(shè)計(jì)本研究設(shè)計(jì)的控制框圖如圖2.1所示。圖2.1紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)方框圖圖中STC89C52單片機(jī)隨時(shí)監(jiān)控DYP-ME003紅外人體傳感器送來的報(bào)警信號(hào)。當(dāng)報(bào)警功能打開并且傳感器檢測(cè)到有人侵入時(shí)，單片機(jī)通過聲（蜂鳴器）光（LED發(fā)光管）報(bào)警，同時(shí)將入侵時(shí)間記錄在外部存儲(chǔ)芯片AT24C04中。系統(tǒng)還可以即時(shí)顯示當(dāng)前環(huán)境溫濕度值。單片機(jī)每2秒鐘從DHT11溫濕度傳感器中讀入溫度和濕度，在液晶屏上即時(shí)顯示。系統(tǒng)通過DS1302時(shí)鐘電路獲得并顯示當(dāng)前時(shí)間。該時(shí)間初始值可以通過設(shè)置鍵、上調(diào)鍵和下調(diào)鍵設(shè)定，由于具有后備電池，主控系統(tǒng)斷電后時(shí)鐘仍然繼續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)通過四鍵鍵盤切換開、關(guān)報(bào)警狀態(tài)，設(shè)定時(shí)鐘初始值，查詢報(bào)警時(shí)間等。系統(tǒng)各單元電路介紹如下：2.1單片機(jī)電路本設(shè)計(jì)選用宏晶公司高性能單片機(jī)STC89C52采用主控芯片，其管腳如圖2.2所示。圖2.2STC89C52單片機(jī)管腳圖STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。如圖2.3所示，為單片機(jī)系統(tǒng)電路。圖2.3單片機(jī)系統(tǒng)電路2.2紅外熱釋電報(bào)警傳感器電路2.2.1被動(dòng)式熱釋電傳感器防盜報(bào)警工作原理熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)的一種新型傳感器件，現(xiàn)在電子防盜報(bào)警設(shè)備研制中已得到廣泛的應(yīng)用。通常我們采用的熱釋電傳感器防盜報(bào)警電路，是利用該電路檢測(cè)到有人進(jìn)入防范區(qū)時(shí)通過能量變化導(dǎo)致產(chǎn)生電信號(hào)，最終電聲報(bào)警。其工作原理如下：一般人體體溫是37℃，所以會(huì)發(fā)出波長(zhǎng)10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外傳感器探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10um左右的紅外線進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10um左右的紅外線通過菲涅耳濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上，紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，經(jīng)后續(xù)電路檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)了。在紅外探頭中有兩個(gè)關(guān)鍵性的器件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器，它能將波長(zhǎng)為8~12um之間的紅外信號(hào)的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并對(duì)自然界中的可見光信號(hào)具有抑制作用，因此在紅外探測(cè)器的有效警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，沒有信號(hào)變化，所以不能產(chǎn)生電信號(hào)，也不會(huì)報(bào)警。2.2.2被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成結(jié)構(gòu)被動(dòng)式紅外報(bào)警器主要由菲涅耳光學(xué)系統(tǒng)、熱釋電紅外傳感器、信號(hào)濾波和放大電路、信號(hào)處理和報(bào)警電路等幾部分組成（如圖2.4所示）。圖2.4被動(dòng)式紅外報(bào)警器組成框圖菲涅爾透鏡一般采用聚乙烯塑料片制成，顏色為乳白色或黑色，呈半透明狀，但對(duì)波長(zhǎng)為10Lm左右的紅外線來說卻是透明的。菲涅耳透鏡的焦點(diǎn)一般為5厘米左右，除有聚焦作用還可形成可見區(qū)和盲區(qū)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般把菲涅耳透鏡固定在傳感器正前方1~5厘米的地方。當(dāng)物體射出的紅外線通過菲涅耳透鏡后，傳到熱釋電紅外探測(cè)器，這時(shí)熱釋電紅外探測(cè)器將輸出脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)放大和濾波后，由電壓比較器將其與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)輸出信號(hào)達(dá)到一定值時(shí)，報(bào)警電路發(fā)出警報(bào)。被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)生各種類型的輻射，器件的功耗小、隱蔽性好、價(jià)格低。缺點(diǎn)是具有容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當(dāng)環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度下降，有時(shí)還會(huì)短時(shí)失靈。目前市場(chǎng)上經(jīng)常采用P288型熱釋電紅外傳感器作為敏感元件，能以非接觸方式檢測(cè)出人體輻射出的紅外能量，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。該傳感器外接12V電源，內(nèi)部裝有菲涅耳透鏡，檢測(cè)區(qū)域?yàn)榍蛐危行Ь渚嚯x為12~15m，方向角為85度。當(dāng)紅外警戒區(qū)內(nèi)無移動(dòng)物體時(shí)，傳感器無輸出信號(hào)，報(bào)警電路不工作；當(dāng)有人闖入警戒區(qū)時(shí)，只要人體移動(dòng)，其輻射出的紅外線便會(huì)被熱釋電紅外傳感器所接收，并輸出微弱的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器A1和A2放大后，會(huì)輸出一個(gè)較強(qiáng)的電信號(hào)。再輸送給由A3和A4組成的雙限電壓比較器。2.2.3DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器以上所說的熱釋電紅外傳感器的電路比較繁瑣，調(diào)試難度也較大。目前市場(chǎng)上有集成紅外人體感應(yīng)傳感器，將熱釋電傳感器、菲涅耳透鏡和調(diào)理電路集成在一個(gè)模塊上，可以實(shí)現(xiàn)5伏電壓供電，性能穩(wěn)定，使用方便。DYP-ME003人體感應(yīng)傳感器就是這樣一款基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制產(chǎn)品，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品中。其功能特點(diǎn)：（1）全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。（2）光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。（3）溫度補(bǔ)償（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至30～32℃，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。（4）兩種觸發(fā)方式：a.不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑籦.可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn)）。（5）具有感應(yīng)封鎖時(shí)間（默認(rèn)設(shè)置:2.5S封鎖時(shí)間）：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。微功耗：靜態(tài)電流<50微安，特別適合干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。2.2.4DYP-ME003紅外人體傳感器電路圖2.5DYP-ME003紅外人體傳感器電路傳感器使用DYP-ME003紅外人體傳感器，圖2.5中ALERT引腳輸出信號(hào)，該信號(hào)為高電平時(shí)有人入侵，為低電平時(shí)表示無人入侵。R17電阻為下拉電阻，防止管腳誤報(bào)。2.3DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路2.3.1DS1302的結(jié)構(gòu)及工作原理DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。2.3.2引腳功能及結(jié)構(gòu)DS1302的引腳排列,其中Vcc2為主電源，VCC1為后備電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1+0.2V時(shí)，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送的方法。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。2.3.3DS1302的控制字節(jié)DS1302的控制字如圖2.6所示。控制字節(jié)的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果為0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址;最低有效位（位0）如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。圖2.6DS1302的控制字2.3.4DS1302電路連接圖圖2.7DS1302電路連接圖第三章軟件的程序?qū)崿F(xiàn)本設(shè)計(jì)軟件主程序流程圖如圖3.1所示。圖3.1軟件流程圖結(jié)語總的來說，此次設(shè)計(jì)完成了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)要求，在學(xué)習(xí)c語言和匯編語言以及相關(guān)專業(yè)軟件的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)并實(shí)踐了畫原理圖、pcb圖和制作pcb電路實(shí)物等多種實(shí)用技術(shù)，成功設(shè)計(jì)出一個(gè)功能基本齊全的單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)。既學(xué)習(xí)了不少新的知識(shí)和技術(shù)，由親身體驗(yàn)軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)的過程，個(gè)人覺得收獲頗豐。致謝本論文是在指導(dǎo)老師的諄諄教誨和指導(dǎo)下完成的，論文從選題、構(gòu)思到定稿無不滲透著導(dǎo)師的心血和汗水；教授淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)使我受益終身，在此表示深深的敬意和感謝。我還要感謝含辛茹苦、任勞任怨、望子成龍、不圖回報(bào)的父母的養(yǎng)育之恩，他們給予我的愛和支持讓我順利地完成了自己的學(xué)業(yè)。最后，因本人水平有限，在文中難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]李洋.基于GSM汽車防盜通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué),2010.[2]徐娟娟.基于GSM的汽車遠(yuǎn)程防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].曲阜師范大學(xué),2012.[3]朱剛.基于GSM/GPS汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].武漢理工大學(xué),2012.[4]陳利娜.基于GSM和GPS的汽車防盜系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程,2015,01:14-18.[5]曹莉凌,簡(jiǎn)佳輝.基于單片機(jī)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計(jì)工程,2015,15:121-124+128.[6]黃曉研.汽車遠(yuǎn)程控制防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].武漢理工大學(xué),2007.[7]尹冬至.基于GSM/GPS的汽車防盜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D].武漢理工大學(xué),2007.[8]馮若愚,高芳芳.基于單片機(jī)的汽車防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].漯河職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2013,05:35-3