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1、湖南科技大学课程设计-1-湖湖 南南 科科 技技 大大 学学单单 片片 机机 课课 程程 设设 计计题题目目基于单片机的红外报警控制系统基于单片机的红外报警控制系统姓姓名名_学学院院专专业业学学号号指导教师指导教师成成绩绩二一三年六月二十二日湖南科技大学课程设计-2-摘要摘要本系统是基于 AT89s52 单片机控制的红外线防盗报警器，主要由红外线感应部分、单片机以及声光报警部分组成。可通过红外感应器的红外线被遮挡时控制报警系统报警，通过单片机控制报警电路的运行，并能同时进行声光报警，用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰。系统可以探测到一定范围内的人的
2、闯入，可以应用在安防范围比较确定的情况下。采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点，有着广阔的市场前景。关键词：单片机；红外线防盗报警器；声光报警ABSTRACTABSTRACTThe system is a infra-red anti-theft alarm controlled by single-chip AT89S52,including infra-red part of the launch,part of the infrared receiver,microcontroller,as well as part of sound and light alarm
3、.The system will alarmwhen infrared ray has been blocked,through the single-chip microcomputer tocontrol the operation of alarm circuit,and at the same time sound and light alarm,with infrared transceiver test tube,install hidden,can not easily be found;detection signal using pulse signal,energy-sav
4、ing and anti-jamming.This systemcan detect a certain person within the scope of the intrusion,security can beapplied to determine the scope of the case.Designed using this method of anti-theft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages,has broad market prospects.KEYKEY W
5、ORDSWORDS:Single chip microcomputer；Infrared anti-theft alarm;Sound and light alarm目录1.绪论.11.1前言.1湖南科技大学课程设计-3-1.2设计任务与要求.11.3传感器的选择.22.热释电红外传感器概述.32.1PIR 传感器简单介绍.32.2PIR 的原理特性.32.3PIR 结构特性.42.4红外传感器 RE200B 的相关参数.63.方案设计.73.1 系统概述.73.2 总体设计.83.3 系统硬件选择.93.4 硬件电路实现.93.5 软件的程序实现.124.程序设计及仿真.134.1 主程序.
6、134.2 外部中断程序.155.结论概述.135.1 主要论述.175.2 结束语.17致谢.18参考文献.18附录一：红外报警系统后续测试及注意事项附录二：附录二：系统程序清单附录三：电路原理图附录四：仿真图湖南科技大学课程设计-4-第一章第一章绪绪 论论1.11.1前前 言言人们生活水平不断提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足预防抢劫、盗窃等意外事件的需要而设计的果园防盗报警系统。目前，葡萄已成为农民增收的主要经济作物，但每年葡萄成熟季节，由于多种因素使得成熟的葡萄遭受损失或毁坏。为了防止葡萄受损或被盗，果农通常在葡萄园周围铺上铁丝网，
7、一来可用于葡萄挂果，二来可以防盗。一旦有异常，铁丝网牵动葡萄树就会发出声音，提醒守园人，有外客造访。这些铁丝网还可以直接阻止一些动物的侵袭。一般，夜晚最易失窃，这就需要守园人整夜守着葡萄园子，一旦听到风吹草动就得出去巡查。无疑给守园人造成了极大的困扰，休息时间没有保障，长期精神紧张。因此，配置一套经济实用的葡萄园专用防盗报警系统是非常必要的。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，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，很容易失报和误报，其可靠性低。（二）开关式电子
8、防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时若遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。还有，就闭路监控电路防盗系统而言：它的安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理和用户操作。1.21.2设计任务与要求设计任务与要求（1）该设计主要包
9、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、报警和显示等模块子函数。（2）本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、智能报警器、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、湖南科技大学课程设计-5-数据传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。（3）系统可实现功能。为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消。但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体的目的。因此
10、可把报警系统设置在外出布防状态，使探测器工作。当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89S51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。（4）红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人。此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员活动；其二是尽可能大地增加防护范围。当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采用声光信号。2.1 方案讨论如何使用传感器来简单地实现移动人员检测呢？在设计这样的系统时，应该记
11、住两个目标：一是低功率，二是低成本。这两者都是在设计移动检测系统时需要考虑的关键因素。1.31.3选择传感器选择传感器传感器是指能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。防盗报警系统的前端探测部分主要是各种类型的探测器，其中最主要的是入侵探测器。入侵探测器通常由传感器、信号处理器和输出接口组成，入侵探测器主要包括有主动红外入侵探测器、被动
12、红外入侵探测器、微波入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、超声波入侵探测器、振动入侵探测器、音响入侵探测器、磁开关入侵探测器、超声和被动红外复合入侵探测器等，其中最常用的是被动红外探测器。被动红外探测器的组成：被动红外探测器主要是探测接收外界的红外辐射，探测器本身不发射任何能量，而只对人体发出的红外线波段敏感。人体辐射的红外光波长是350m，其中814m占46%，峰值波长在9.5m，所以被动红外探测器主要是接收波长814m的红外辐射。湖南科技大学课程设计-6-被动红外探测器基本工作原理是：当防范区域内有人体移动时，人体发出的红外线经过光学透镜聚焦到热释电红外传感器上，热释电红外传感器感应到
13、红外线信号，输出热电信号，输出的热电信号非常微弱，并且夹杂着很多干扰信号，为此需要设计特殊的热电信号处理电路，在放大热电信号的同时，滤除掉造成干扰的杂波信号。由于要检测是否有活动的人员，所以通过研究各种类型的传感器，比较各类传感器的优点、缺点和合理性，最终确定本设计选择的传感器是双元件热释红外传感器。其基本原理为：当防范区域内有人体移动时，人体发出的红外线经过光学透镜聚焦到热释电红外传感器上，热释电红外传感器感应到红外线信号，输出热电信号，输出的热电信号非常微弱，并且夹杂着很多干扰信号，为此需要设计特殊的热电信号处理电路，在放大热电信号的同时，滤除掉造成干扰的杂波信号。第二章第二章 热释电红外
14、传感器热释电红外传感器2.12.1热释电红外线传感器热释电红外线传感器简介简介热释电红外线传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件，它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转化成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路，如作电源开关控制、防盗防火报警、自动检测等。热释电红外线传感器应用电路如下：为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消。但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体的目的。2.2PIRPIR 的原理特性的原理特性热释
15、电红外线传感器主要是由一种高热电系数的材料，如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为 2*1mm 的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到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。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大 70 分贝以上，这样就可以测出 10-20 米范围内人的行动。菲涅尔透镜利用透镜
16、的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的湖南科技大学课程设计-7-“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为 9-10um，而探测元件的波长灵敏度在 0.2-20um 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，这个滤光片可通过光的波长范围为7-10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，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。一旦人侵入探测区域内
17、，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而输出电压信号。在该探测技术中，所谓“被动”是指探测器本身不发出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量变化来完成探测目的。被动红外报警器的特点是能够响应入侵者在所防范区域内移动时所引起的红外辐射变化，并能使监控报警器产生报警信号，从而完成报警功能。2.32.3PIRPIR 结构特性及安装结构特性及安装2.3.12.3.1、热释电红外传感器的结构热释电红外传感器的结构图 2-1 是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图。使用时 D 端接电源正极，G 端接电源负极，S 端为信号
18、输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为 0.2-20m。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允湖南科技大学课程设计-8-许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。当人体辐射的红外线通
19、过菲涅尔透镜被聚焦在热释电红外传感器的探测元上时，电路中的传感器将输出电压信号，然后使该信号通过一个由 C4、C5、R6、R7 组成的带通滤波器，该滤波器的上限截止频率为 16Hz，下限截止频率为 0.16Hz。由于热释电红外传感器输出的探测信号电压十分微弱（通常仅有mV 左右），而且是一个变化的信号，同时菲涅尔透镜的作用又使输出信号电压呈脉冲形式（脉冲电压的频率由被测物体的移动速度决定，通常为 0.1-10Hz 左右），所以应对热释红外传感器输出的电压信号进行放大。本设计运用集成运算放大器 LM324 来进行两级放大，以使其获得足够的增益。本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作
20、电路原理及设计电路如 图 2 所示,在 VCC 电源端利用 C4 和 R6 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，电荷信号经过场效应管 FET 放大后，经过 C2，R1 的稳压后使输出变为高电位，再经过三极管 Q2 的转化，输出 OUT为低电平。图图 2-22-2热释电红外传感器接口电路图图 2-32-3热释电红外传感器原理图2.3.22.3.2、被动红外探测器光学系统的类型：、被动红外探测器光学系统的类型：被动红外探测器光学系统包括菲涅尔透镜、抛物面反射镜、遮挡片三种类型。湖南科技大学课程设计-9-图图 2-42-4双元红外传感器示意图菲涅尔透镜作用有两
21、个：一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在PIR 上；第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区。菲涅尔透镜是凸透镜，将物体的红外影像投射在热电元件表面。热释电红外传感器其热释电器件及前置放大电路封装在圆型金属帽内，金属帽顶部方型开孔镶嵌有抗冷白光的硅红外滤光片，底部有金属引脚，分别为电源引脚，地线引脚，热电信号输出脚。热释电器件是热释电传感器的核心元件，是将热辐射变为电流的动态能量转换元件，热释电器件的电特征属性是一个以热电晶体薄膜为电介质的平板电容器，随着温度的改变，热电晶体表面自发极化电荷其规模具有跟随变化的性质，即热辐射可引起该电容器的电容量变化，从而可利用这一特性来探测变化的
22、热辐射。热释电红外传感器包括单元、双元、四元三种类型。现在主要使用的是双元和四元传感器。2.3.32.3.3、被动红外传感器优缺点：、被动红外传感器优缺点：优点主要为：1、本身不发射任何类型辐射，安全可靠；2、价格低廉。缺点主要为：1、容易受各种热源、阳光源干扰；2、受环境温度限制，环境温度和人体温度接近时，灵敏度下降；针对被动红外探测器存在的缺点，可以采用不同的措施来避免产品误报和漏报现象。一方面是采用新技术来加强抗干扰能力；另一方面是在安装方面加以注意。2.3.42.3.4、安装方向、安装方向产品在安装过程中还需要注意安装方向，由于透镜的光学特性决定横切探测区域比较敏感，所以产品安装时要注
23、意入侵方向与探测器视场的夹角，虽然传感器的视场有 139126，但是安装时最好成 90o 垂直，这样就可以保证有人入侵时能最大程度横切探测区域。2.42.4红外传感器红外传感器 RE200BRE200B 的相关参数的相关参数双探测元热释电红外传感器现在市面上卖的品种很多，本次设计选择了一种市湖南科技大学课程设计-10-面上最常见的 RE200B，价格便宜，结构简单，灵敏度满足要求。RE200B 是红外传感器的一种，RE200B 采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。其相关参数如下：灵敏元面积 2.01.0mm2基
24、片材料 硅 基片厚度 0.5mm工作波长 7-14m平均透过率 75%输出信号 2.5V(420k 黑体 1Hz 调制频率 0.3-3.0Hz 带宽 72.5db 增益)噪声 200mV(mVp-p)(25)平衡度 20%工作电压 2.2-15V工作电流 8.5-24A(VD=10V,Rs=47k,25)源极电压 0.4-1.1V(VD=10V,Rs=47k,25)工作温度-20-+70保存温度-35-+80视场 139126说明：该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。1、上述特性指标是在源极电阻等于 47
25、K条件下测定的，用户使用传感器时，可根据自己的需要调整 R2 的大小。2、注意灵敏元的位置及视场大小，以便得到最佳光学设计。3、所有电压信号的测量都是采用峰一峰值定标。平衡度 B 中的 EA 和 EB 分别表示两个灵敏元的电压输出信号的峰一峰值4、使用传感时，管脚的弯曲或焊接部位应离开管脚基部 4mm 以上。5、使用传感器前，应先参考说明书，尤其要防止接错管脚.第三章第三章 方案设计方案设计3.13.1系统概述系统概述本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片
26、机系统处理后方便和机通信，便于多湖南科技大学课程设计-11-用户统一管理和用户操作。为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消。但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体的目的。该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、报警和显示等模块子函数。电路结构做成可划分为：热释电红外传感器、家庭智能报警器、单片机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、数据传送、功能设定、本地显示、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
27、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和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围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、在线调试等几个阶段，就本设计来说也包括这些过程。它们的进程框图如图图 3-13-1 所示。图图3-13-1单片机应用系统研制过程框图3.23.2总体设计总体设计从设计的要求来分析该设计包含如下结构：热释电红外传探头电路、报警电路、单片机、复位电路、LED 显示控制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图 3-23-2 总体设计框图所示：开始确定设计方案硬
28、件设计软件设计联机仿真调试排除故障系统运行完成研制湖南科技大学课程设计-12-CPUAT89C51复位电路信号检测电路报警执行电路LED发光显示放大驱动驱动图图 3-23-2总体设计框图处理器采用 51 系列单片机 AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱转换成电信号，经过放大电路送至门限开关，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动作。当报警延迟 10s 一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当
29、警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警 10s钟后有定时器实现自动消除报警。3.33.3 系统硬件选择系统硬件选择双探测元热释电红外传感器现在市面上卖的品种很多，本次设计选择了一种市面上最常见的 RE200B，价格便宜，结构简单，灵敏度满足要求。从以上的分析可知在本设计中还需要用到如下器件：AT89S51、热释电红外传感器 ER200B、LED、按键、反相器 74LS04、蜂鸣器、石英晶振等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等等。3.43.4 具体电路模块设计具体电路模块设计3.4.13.4.1 放大电路的设计放大电路的设计如图 3-33-3 所示为最基本的放大电路，Vi
30、 是输入电压信号，Vo 是输出放大的电压信号。湖南科技大学课程设计-13-图图 3-3 放大电路图3.2.23.2.2 时钟电路的设计时钟电路的设计XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如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 1/12us，故而一个机器周期为 1us。如图 3-43-4 所示为时钟电路。图图 3-4 时钟电路图3.2.
31、33.2.3 复位电路的设计复位电路的设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复湖南科技大学课程设计-14-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 3-53-5 示为复位电路。图图 3-5 复位电路图3.2.43.2.4 声光报警电路的设计声光报警电路的设计由 4 个发光二极管接上电阻后连上单片的 P2.0 的引脚，外接 VCC，当单片机的 P2.0 引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。用一个 Speaker 和
32、三极管、电阻接到单片机的 P2.1 引脚上，构成声音报警电路，如图 3-63-6 示为声音报警电路。图图 3-6 发光二极管报警电路图3.43.4硬件电路实现硬件电路实现经上述分析，本设计的电路原理图如下图图 3-73-7 所示:湖南科技大学课程设计-15-图图 3-73-7基于单片机控制的红外防盗报警器原理图3.53.5软件的程序实现软件的程序实现按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如下图图 3-83-8 所示；N NY YN NY Y入口初始化监测外部有无信号输入启动声光报警电路开始报警声光报警是否持续 10 秒湖南科技大学课程设计-16-Y YN N图图 3-83-8 主
33、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点传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警点路开始报警，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，用手工按键停止的声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图图 3-93-9 所示；图图 3-93-9中断服务程序工作流程图第四章第四章 程序设计及仿真程序设计及仿真4.14.1、主程序清单主程序清单1.1.主程序主程序:声光报警结束是否还有检
34、测信号等待下次报警结束中断源发出中断申请关中断、保护现场INTO/端有输入信号关闭报警恢复现场、关中断中断返回湖南科技大学课程设计-17-ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMP PINT0ORG0200HMAIN:MOVIE,#81H;CPU 开放中断，/INT0 允许中断CLRIT0;外部中断为电平触发方式MOVR0,#00HSETBP3.0CLR P3.1MOVP1,#0FFH;使 P1 口全部置 1MOVP2,#00H;P2 口清零CLR P1.2LP:JNBP1.0,LA;监测输入信号，是否有输入信号LA:ACALL DELAY;延时消抖JNBP1.0,ALARM;再
35、次监测输入信号，若有输入信号转入报警子程序AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAHLD2:MOV R2,0BBHLD1:NOPDJNZ R2,LD1DJNZ R1,LD2RETALARM:SETB P1.2;开始报警使运行正常绿指示灯熄灭，红灯和声报警启动MOV 50H,#14H;1S 循环次数 20MOV 51H,#0AH;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 T0L2:JBC TF0,L1;查询记数溢出SJMPL2湖南科技大学课程设计-18-L1:CP
36、L P3.0CPL P3.1MOVTL0,#0B0H;重新赋值MOVTH0,#3CHDJNZ 50H,L2;未到 1S 继续循环CPL P3.0CPL P3.1MOV50H,#14HDJNZ 51H,L2;未到 10S 继续循环SETB P3.0;10s 到关闭报警CLR P3.1CLR P1.2;报警结束，正常运行绿指示灯亮LJMP LP;循环,继续工作END其中，10秒钟的定时采用定时器T0定时工作在方式1,单片机晶振Fosc=12MHz，所以机器周期 T=12t0=12(1/12MHz)=1us 设定时器 T0 初始值为 X，则：(216-X)1us=50ms 从而可知定时器 T0 初始
37、值 X=65536-50000=15536=3CB0H,在此用 50H、51H 单元分别进行 1 秒和 10 秒的计数，它们内的赋值分别为 14H、0AH，T0 的初值置为 TL0=0B0H、TH0=3CH。2.2.外部中断外部中断 INTOINTO 服务程序服务程序：PINT0:CLREX0;外部中断 0 服务程序开始，屏蔽外部中断PUSHPSWPUSHACCJNBP3.2,LN;监测是否有中断输入LN:LCALL DELAY;延时消抖JNBP3.2,LN1AJMP LN2;无中断输入,中断返回LN1:SETB P3.0CLR P3.1CLR P1.2;使报警结束，绿指示灯亮LCALL LP
38、;在中断继续检测是否有输入信号LN2:POPACC湖南科技大学课程设计-19-POPPSWSETB EX0;开放外部中断 0RETI以上程序所编写的程序，通过 Keil 编译软件已经编译通过，同时运行效果已经通过仿真软件 Proteus 仿真，可以达到预定设计的目的，仿真效果图如下图图 4-4-1 1所示；图图 4-14-1结果仿真效果图在仿真过程中，模拟输入高低电平表示传感器有无信号输出。通过仿真，该设计程序的结果达到了预期的目的,通过多次调试和修改，且在程序设计过程中应考虑到各方面的干扰以及输入输出信号在工作中的不稳定因素，都应该在程序设计或硬件外围电路中对这些干扰和不稳定因素进行消除和稳
39、定。在本设计中已经对外部输入信号和按键中断进行了软件消抖和防干扰处理，本设计在设计过程中，应该考虑的问题和因素都已经进行了对应的处理，所以，一些隐患在设计过程中都已经消除了，根据仿真实现了设计功能。还可以做出 PCB 板，根据 PCB 图做出电路板，按照 PCB 图的线路元器件的连接即可焊接出报警器成品，然后对焊接后的成品进行修正、测试，可以达到预期的目的，既当报警器工作时，当人体移动到距离报警器 010M 范围时，即可触发报警器工作，当持续报警 10S 钟后自动停止报警，也可以手工按键解除报警。所以，此次设计的报警器灵敏度高，操作简单、灵活、易用。湖南科技大学课程设计-20-第五章第五章 结
40、论概述结论概述5.15.1主要结论主要结论本课题研究设计了一种基于单片机技术的无线智能防盗报警器。该防盗报警器通过以 AT89S51 单片机为工作处理器核心，外接热释电红传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰，平时传感器输出低电平，当有人在探测区范围内移动时输出低电平变为高电平，此高电平输入单片机，作为单片机的外部触发信号处理，经单片机内部软件编程处理后，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警，同时通过显示电路显示出报警次数，以便人们识别了解报警情况。该报警
41、器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且安装方便、智能性高、误报率低，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和 PC 机通信，便于多用户统一管理。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。5.25.2结束语结束语经过这次的单片机课程设计，我从中学习的了很多知识。这样的实践对于我们本科阶段的学生来说是很重要的。在设计的过程中，我也遇到了很多问题。开始选择这个课题的时候看起来觉得很简单，但是实际开始着手的时候才发现有好多问题需要解决，自己的知识积累还远远不够。虽然学习了一个学期的单片机课程，但是遇到实际问题的时候还要及时到书上查阅资料
42、，还有及时利用网络查阅资料。在编写程序的时候本打算学习用 C 语言编写的，可是到后面才发现没有那么多的时间去学习，只能用汇编语言慢慢编写。程序编写出来后用 Protous 软件仿真的时候发现编写的程序还有回答问题，不能满足设计需求，调试了好久还是没有改好，中断程序还是有问题，中断程序只有在每次复位后用一下。这个问题有待后续学习过程中继续研究。在焊制面包板实验的时候，后面的单片机芯片及外围电路都很好，能正常工作，但是传感器的接口电路设计的有问题，传感器出来的信号没有被检测到，传感器不能正常工作。这是本次设计的关键突破点。在这次的毕业设计中，自己也学习到了很多以前没有经历过的知识，让我更加清楚了理
43、论知识和实践能力的差别，了解到自己的短处，培养了我的独立思考能力，进一步提高了自己在实际设计过程中研究问题、发现问题、解决问题的能力，同时，也发现了自己的不足之处，湖南科技大学课程设计-21-和一些问题的存在，并有待进一步学习和发展，让自己在未来的工作和学习之中更快的适应和提高自己。湖南科技大学课程设计-22-致致谢谢炎炎夏日，酷暑难耐，感谢老师们不辞劳苦，为我们指导，特别感谢康煜华老师对我们的指导语关心。同时感谢同学们，同学们对我的帮助，让我感受到了夏日的清爽，让我感受到团结的力量。参考文献参考文献11李朝青.单片机原理及接口技术.长沙：国防科学大学出版社 200622刘仁宇.单片微型计算机
44、原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社20033马忠梅.单片机外围电路设计 北京：北京航空航天大学出版社 200544李光飞.传感器技术与应用.北京：北京航空航天大学出版社 200655尹勇、王洪成.单片机开发环境Vision 2 的使用指南.-北京:北京航空航天大学出版社 2004.166范立南.PROTUES 仿真软件实例使用指南.北京：电子工业出版社 2004.677李全利.单片机原理及接口技术.-北京:北京航空航天大学出版社 2004.1湖南科技大学课程设计-23-附录一：红外报警系统后续测试及注意事项附录一：红外报警系统后续测试及注意事项1 1、抗干扰能力试验、抗干扰能力试验1、将
45、探测器对着一个无干扰源的空间，最好在楼上窗口边（只要阳光不会直接照射到探测器，探测范围内无飘动的物体，无人经过的空间即可）。接上能记忆报警指示电路或声响电路，进行 24 小时以上试验，不应出现报警。若出现报警说明该探测器抗红外光谱变化、气流变化等干扰能力差。2、将一盏台灯 60W 直接对着探测器距离 60 公分，频繁开/关台灯，探测器不应出现报警指示。若出现说明该探测器抗强光干扰能力差。3、将同一台风扇置“强风”档、“摇头”档距探测器 1.5 米距离，来回摇头吹风，探测器不应出现报警指示，若出现说明抗气流干扰能力差。4、将接通电话的手机靠近探测器距离 50 公分应不出现报警指示。50 公分外出
46、现报警指示说明抗电波干扰能力差。5、模拟一只猫大小的黑色物体，在探测范围内快速或慢速移动应不出现报警指示。出现报警指示说明防宠物能力差。6、温度补偿测试：在夏天当环境温度升高至 3032进行探测距离测试，若探测距离缩短大于 1/3，说明其温度补偿不佳。此关许多进口产品均难通过。2 2、注意事项注意事项1、探测范围内不要放置会发热的物体，如：暖气、热水器、电视机、电脑、冰箱等电器，除非这些电器都关了。暖气、热水器、电脑、冰箱在自动程序控制状态会时开时关，会引起误报警。2、探测范围内避免强光照射干扰，如：阳光照射、汽车灯光照射、射灯照射及照明等光源。这些光源含有丰富的红外光谱会引起误报警。3、探测
47、范围内避开被风吹而引起飘动的物体，如：窗帘、衣物、花草等。布防前，关上窗户和门避免空气对流引起物体瓢动而造成误报警。因为飘动的物体切割了红外线致使探测器误判断。4、探测范围内避免动物干扰，可调高下深测区，使 0.5 米以下动物活动不在探测区内。家庭养有宠物可将多区域探测器更换为水平式探测器。最简单的方法是用不透明的胶布粘贴在镜片下端。但是红外线热释电人体探测器只能安装在室内,为了扩大其监测范围应,以满足大型书库、仓库、体育馆等较大场所,应使用多探头,探头之间采取逻辑或的关系,这样红外探测器的探测范围及可靠性都得到了提高。将探测湖南科技大学课程设计-24-器对着一个无干扰源的空间，最好在楼上窗口
48、边（只要阳光不会直接照射到探测器，探测范围内无飘动的物体，无人经过的空间即可）。湖南科技大学课程设计-25-附录二：系统程序清单附录二：系统程序清单ORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMP PINT0ORG0200HMAIN:MOVIE,#81H;CPU 开放中断，/INT0 允许中断CLRIT0;外部中断为电平触发方式MOVR0,#00HSETBP3.0CLR P3.1MOVP1,#0FFH;使 P1 口全部置 1MOVP2,#00H;P2 口清零CLR P1.2LP:JNBP1.0,LA;监测输入信号，是否有输入信号LA:ACALL DELAY;延时消抖JNBP1.0,AL
49、ARM;再次监测输入信号，若有输入信号转入报警子程序AJMP LPDELAY:MOV R1,0AAHLD2:MOV R2,0BBHLD1:NOPDJNZ R2,LD1DJNZ R1,LD2RETALARM:SETB P1.2;开始报警使运行正常绿指示灯熄灭，红灯和声报警启动MOV 50H,#14H;1S 循环次数 20MOV 51H,#0AH;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湖南科技大学课程设计-26-L2:JBC TF0,L1;查询记数溢出SJMPL2
50、L1:CPL P3.0CPL P3.1MOVTL0,#0B0H;重新赋值MOVTH0,#3CHDJNZ 50H,L2;未到 1S 继续循环CPL P3.0CPL P3.1MOV50H,#14HDJNZ 51H,L2;未到 10S 继续循环SETB P3.0;10s 到关闭报警CLR P3.1CLR P1.2;报警结束，正常运行绿指示灯亮LJMP LP;循环,继续工作外部中断 INTO 服务程序：PINT0:CLREX0;外部中断 0 服务程序开始，屏蔽外部中断PUSHPSWPUSHACCJNBP3.2,LN;监测是否有中断输入LN:LCALL DELAY;延时消抖JNBP3.2,LN1AJMP