電子信息類論文

1、論文題目： 單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng)教學(xué)部： 信息工程 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級(jí)： 2011 班 級(jí)： 電子信息 學(xué) 號(hào)： 01116028 姓 名： 李嗣杰 單片機(jī)防盜報(bào)警系統(tǒng) 摘 要在我們的日常人生活中,安全隱患他隨時(shí)都有可能發(fā)生.安全隱患的發(fā)生.它具有突發(fā)性.難以預(yù)測(cè)性.它的發(fā)生有時(shí)候給我?guī)?lái)毀滅性的打擊.甚至造成自身生命和財(cái)產(chǎn)的損失,正因?yàn)榘踩[患具有不可預(yù)測(cè)性,才有了安防行業(yè)的出現(xiàn),人們才去采用各種工具和設(shè)備預(yù)防我們身邊安全隱患的發(fā)生.因此.為了提高我們的防范措施.對(duì)方盜報(bào)警的研究十分重要. 關(guān)鍵詞:AT89C51單片機(jī)，紅外線傳感器，報(bào)警器。 A design Based o

2、n SCM Anti-theft Alarm System In our daily life,safety hidden danger he may happen at any moment The potential safety hazard it has asudden,unpredictable it happened sometimes bring us a devastating blow,even cause the loss of life and proprety Because the potential safety hazard is unpredictable on

3、ly the security industry,people just to use various tools and equipment to prevent us security events,Therefore in order in order to improve our preventive measures the anti-theft alarm system research is very important.Key word:AT89C51Monolithic integrated circuit Infrared sensor Alarm qpparatus. 目

4、錄1 引言41.1 本文主要工作52 單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)62.1 單片機(jī)的選擇62.1.1 AT89C51芯片的介紹 72.12總體設(shè)計(jì)思路82.1.具體電模塊的設(shè)計(jì)92.2熱釋電紅外傳感器原理92.3系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明82.4軟件的程序?qū)崿F(xiàn)92.5主程序工作流程圖112.6中斷服務(wù)程序工作流程圖133軟件仿真145總結(jié)15參考文獻(xiàn) 16致謝 17 引 言 近年來(lái)，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子技術(shù)的日新月異和人類的不斷研究，人民的生活水平的提高和對(duì)私有財(cái)產(chǎn)安防意識(shí)的不斷增加，家庭安全防盜系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，因此，家庭式電子防盜系統(tǒng)為滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而出現(xiàn)，單片機(jī)現(xiàn)在已越來(lái)越廣泛地

5、應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、日常生活等很多領(lǐng)域，可以說單片機(jī)的應(yīng)用已滲透到人類的生活、工作的每一個(gè)角落，這說明它和我們每個(gè)人的工作、生活密切相關(guān)，也說明我們每個(gè)人都有可能和有機(jī)會(huì)利用單片機(jī)去改造你身邊的儀器、產(chǎn)品、工作與生活環(huán)境。 紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，他在各領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。由于他是不可見光，因此用他做防盜報(bào)警監(jiān)控器，具有良好的隱蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干擾能力強(qiáng)。這種監(jiān)控報(bào)警裝置廣泛應(yīng)用與博物館、單位要害部門和家庭的防護(hù)1。 通常紅外線發(fā)射電路都是采用脈沖調(diào)制式。紅外接收電路首先將接收到的紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)行放大和解調(diào)出用于無(wú)線發(fā)射電路的調(diào)制信號(hào)。當(dāng)無(wú)人

6、遮擋紅外光時(shí)，鎖相環(huán)輸出低電平，報(bào)警處于監(jiān)控狀態(tài)；一旦有人闖入便遮擋了紅外光，則鎖相環(huán)失鎖，輸出高電平，驅(qū)動(dòng)繼電器接通無(wú)線發(fā)射電路，監(jiān)控室便可接收到無(wú)線報(bào)警信號(hào)，并可區(qū)分報(bào)警地點(diǎn)2。 當(dāng)我們考慮的范圍廣一點(diǎn)：若是在小區(qū)每一住戶內(nèi)安裝防盜報(bào)警裝置。當(dāng)住戶家中無(wú)人時(shí)，可把家庭內(nèi)的防盜報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置為布防狀態(tài)，當(dāng)竊賊闖入時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并向小區(qū)安保中心報(bào)警3。周界警報(bào)系統(tǒng)：在小區(qū)的圍墻上設(shè)置主動(dòng)紅外對(duì)射式探測(cè)器，防止罪犯由圍墻翻入小區(qū)作案，保證小區(qū)內(nèi)居民的生活安全4。本文主要工作 在設(shè)計(jì)之前首先對(duì)本課題做了廣泛的市場(chǎng)調(diào)研工作，進(jìn)行分析，對(duì)比總結(jié) 在進(jìn)行方案選擇論證， 設(shè)計(jì)主要采用以下硬件和軟件

7、設(shè)備，硬件設(shè)備；單片機(jī)部分和檢查部分，軟件設(shè)計(jì)部分包括主程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的圖片都是利用WORD PRTEL PROTEUS 等部分。單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)功能：當(dāng)人員外出時(shí)，可把報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測(cè)器工作起來(lái)，當(dāng)有人闖入時(shí)，熱釋電紅外傳感器將探測(cè)到動(dòng)作，設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，經(jīng)放大電路送至AT89C51單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)處理運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行報(bào)警電路使警號(hào)發(fā)聲。單片機(jī)的選擇本設(shè)計(jì)擬采用AT89S51單片機(jī)為微處理器，通過紅外熱釋電傳感器采集數(shù)據(jù)，分析后將數(shù)據(jù)送出。AT89C51單片機(jī)是一種低功耗高性能的CMOS8位微控制器，內(nèi)置8KB可在線編程

8、閃存。該器件采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，其指令與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的80C51指令集兼容。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器允許重復(fù)在線編程，允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)內(nèi)通過SPI串行口改寫或用同用的非易失性存儲(chǔ)器改寫。通過把通用的8位CPU與可在線下載的Flash集成在一個(gè)芯片上，AT89C51便成為一個(gè)高效的微型計(jì)算機(jī)。它的應(yīng)用范圍廣，可用于解決復(fù)雜的控制問題，且成本較低AT89C51芯片的介紹由于我們?cè)趩纹瑱C(jī)原理與接口技術(shù)這門課程中已經(jīng)熟練掌握了AT89C51此在此處就不必過多的講述?？傮w設(shè)計(jì)思路本設(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)警等子模塊。電路結(jié)構(gòu)可劃分為：熱釋電紅外傳

9、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。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來(lái)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)等幾個(gè)階段。 從設(shè)計(jì)的要求來(lái)分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：熱釋電紅外傳感探頭電路、報(bào)警電路、單片機(jī)、復(fù)位電路及相關(guān)的控制管理軟件組成；它們之間的構(gòu)成框圖如圖2總體設(shè)計(jì)框圖所示： 處理器采用51系列單

10、片機(jī)AT89C51。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在 監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號(hào)，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AT89C51單片機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路將控制信號(hào)放大并推動(dòng)聲光報(bào)警設(shè)備完成相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)報(bào)警延遲10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警10s鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警.具體電路模塊設(shè)計(jì)熱釋電紅外傳感器原理本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測(cè)元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖3所示, 在VCC電源

11、端利用C1和R2來(lái)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(hào)。當(dāng)檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平放大電路的設(shè)計(jì)如圖4所示為最基本的放大電路，Vi是輸入電壓信號(hào)，Vo是輸出放大的電壓信號(hào)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)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(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。 因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MH

12、Z，一個(gè)振蕩周期為1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為1us5。如圖5所示為時(shí)鐘電路。系統(tǒng)硬件電路的選擇及說明硬件電路的設(shè)計(jì)見附圖1所示，從以上的分析可知在本設(shè)計(jì)中要用到如下器件： AT89C51、熱釋電紅外傳感器、LED、按鍵、反相器74LS04、蜂鳴器等一些單片機(jī)外圍應(yīng)用電路，以及單片機(jī)的手工復(fù)位電路等。其中D1是正常工作指示燈，D2D5是起報(bào)警指示作用，當(dāng)RXD腳被置低電平時(shí)，D2D5亮紅燈開始報(bào)警，同樣，TXD腳置高電平時(shí)聲音報(bào)警電路開始工作。電路設(shè)有2個(gè)按鍵，S1鍵作為模擬盜竊信號(hào)輸入鍵, S2鍵作為作為電路復(fù)位鍵。 軟件的程序?qū)崿F(xiàn)主程序工作流程圖中斷服務(wù)程序工作流程圖本主程序?qū)崿F(xiàn)的功能

13、是：當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到外部熱釋電傳感器送來(lái)的脈沖信號(hào)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(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警，報(bào)警持續(xù)10秒鐘后自動(dòng)停止報(bào)警,然后程序開始循環(huán)工作，檢測(cè)是否還有下次觸發(fā)信號(hào)，等待報(bào)警從而使報(bào)警器進(jìn)入連續(xù)工作狀態(tài)。同時(shí)，利用中斷方式可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警持續(xù)時(shí)間未到10秒時(shí)，用手工按鍵停止的聲光報(bào)警的作用。手工按鍵停止報(bào)警中斷服務(wù)程序工作流程圖，如下圖10所示；軟件仿真本設(shè)計(jì)通過利用Proteus仿真，將所編寫的程序用Keil軟件編譯，所仿真原理圖見附錄1圖所示。 由于在proteus軟件中沒有專門用作紅外線發(fā)射與接收的器件，所以在仿真電路圖中以開關(guān)代替紅外器件，其原理和

14、效果是一致的。 本設(shè)計(jì)所要求達(dá)到的目標(biāo)： （1）在正常工作情況下，電源指示燈綠燈亮。 （2）在接收到開關(guān)S1帶來(lái)的低電平信號(hào)，可使圖中的綠燈由亮變暗，紅燈產(chǎn)生報(bào)警，可觀察到紅燈亮一直亮產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。并且報(bào)警喇叭一直響，持續(xù)10秒后紅燈滅，喇叭停止報(bào)警，電源指示燈綠燈亮。 （3）在報(bào)警過程中，外部中斷開關(guān)S2可使警報(bào)解除?？?結(jié)本設(shè)計(jì)研究了一種基于單片機(jī)技術(shù)的無(wú)線智能防盜報(bào)警器。該防盜報(bào)警器通過以AT89C51單片機(jī)為工作處理器核心，外接熱釋電紅傳感器，它是一種新穎的被動(dòng)式紅外探測(cè)器件，能夠以非接觸方式探測(cè)出人體發(fā)出的紅外輻射，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，同時(shí)能有效的抑制人體輻射波長(zhǎng)以外的紅外

15、光線與可見光的干擾。平時(shí)傳感器輸出低電平，當(dāng)有人在探測(cè)區(qū)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)輸出低電平變?yōu)楦唠娖?，此高電平輸入單片機(jī)，作為單片機(jī)的外部觸發(fā)信號(hào)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(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路開始報(bào)警。該報(bào)警器的最大特點(diǎn)就是使用戶能夠操作簡(jiǎn)單、易懂、靈活；且安裝方便、智能性高、誤報(bào)率低。隨著現(xiàn)代人們安全意識(shí)的增強(qiáng)以及科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，相信報(bào)警器必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。 在利用proteus軟件仿真過程中，出現(xiàn)了很多的問題，初次接觸這個(gè)軟件，一點(diǎn)都不熟悉，很多知識(shí)都是用的時(shí)候在網(wǎng)上找的，或者查資料得出的。對(duì)于器件庫(kù)中的元件的性能不熟悉，不如說是最常用的電容器就有好多種

16、，并不了解我們需要的是哪一個(gè)，而且電容的種類那么多，很難一次性選擇正確。再者就是本圖中所用的三極管放大器，由于是從單片機(jī)的輸出端來(lái)導(dǎo)通三極管，所以也要選擇功率很小的器件，這樣單片機(jī)才能驅(qū)動(dòng)。這一點(diǎn)也是慢慢領(lǐng)悟出來(lái)的。仿真圖畫好之后，雖然整體看起來(lái)線條連接都很可靠，但是有的地方還是“接觸不良”，所以還要認(rèn)真排查，解決問題。 電路圖畫好之后就是裝入程序進(jìn)行仿真。我們的程序也有一些問題，開始時(shí)中斷程序似乎不起作用，然后查了很多資料，找老師幫忙，最終問題還是解決了。用Keil軟件編譯好程序后載入，滿足設(shè)計(jì)的要求，我們小組充分感受到團(tuán)隊(duì)合作重要性和自主克服困難的喜悅。 通過本次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我們不僅

17、掌握了硬件電路設(shè)計(jì)的基本步驟和方法，還認(rèn)真的回顧了匯編語(yǔ)言編程方面的知識(shí)。將我們所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)踐中。真正的做到了學(xué)以致用的效果。同時(shí)也鍛煉了我們小組每位成員的動(dòng)手能力，加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作的意識(shí)和能力。大家都是受益匪淺。參考文獻(xiàn)1 吳政江. 單片機(jī)控制紅外線防盜報(bào)警器J. 錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào), 2001. 2 宋文緒. 傳感器與檢測(cè)技術(shù)M. 北京: 高等教育出版社, 2004. 3 余錫存. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)M. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2000. 4 唐桃波, 陳玉林. 基于AT89C51的智能無(wú)線安防報(bào)警器 J. 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用, 2003, 5 李全利. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)M. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2004. 6 薛均義, 張彥斌. MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用M. 西安: 西安交通大學(xué)出版社, 2005. 7 徐愛鈞, 彭秀華. 單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言C51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)M. 北京: 北京航空航天大學(xué)出版社, 2006. 8 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）M. 北京: 高等教育出版社, 2004. 9胡志海.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社，2003 10何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)