红外线防盗报警系统课程设计

控制系统课程设计报告书

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红外线防盗报警系统设计

一、设计要求：

1、采用单片机，对射式红外传感器设计防盗系统；

2、要求红外检测距离不小于20cm ；

3、无人模式下，及时检测可疑人物通过；

4、异常时声光报警。

二、设计方案分析：

1、方案设计： 1）设计思路：

（1）该设计主要包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、开关控制、报警和显示等子模块。

（2）红外线探测报警器电路是由红外线传感器、信号放大电路模块、时钟电路模块、复位电路模块、音响报警电路模块。

2）设计原因:

（1）主动红外探测器由发射器和接收器组成，工作时发射器向接收器发出一束或多束经过调制后的红外光束，在发射器和接收器之间形成一道红外光束组成的警戒线。当被探测目标侵入该警戒线时，红外光束被部分或全部遮挡，此时接收器接收的信号就会发生变化，它经放大与信号处理后，即控制发出报警信号。

（2）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。

3）电路实现：

STC89C52

单片机

红外接收电路

状态指示电路 控制电路 +5V 电源

4）所用器材：

编号名称型号数量

R1 电阻1K 1

R2电阻400 1

R3电阻8.2K 1

R4 电阻100 1

R5 电阻200 1 C1、C2 电容30pF 2 C3 电容10uF 1 D1、D2 发光二极管LED-RED 2 Q1 三极管9013 1

U1 集成电路STC89C52RC 1

Y1 石英晶振12MHZ 1

K1、K2 按键* 2 LS 蜂鸣器8R 1 HS0038 热释电传感器3TR 1 JP 电源接头5V 1

2、背景知识介绍：

1）STC89C52单片机简介:

STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。

STC89C52管脚图：

2）红外传感器HS0038简介：

红外接收电路一体化的红外接收装置将遥控信号的接收、放大、检波、整形集于一身，并且输出可以让单片机识别的TTL 信号，这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作，方便使用。在本系统中我们采用红外一体化接收头HS0038，外观图如下图所示。HS0038 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。它能与TTL、COMS 电路兼容。HS0038 为直立侧面收光型。它接收红外信号频率为38 kHz,周期约26 μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。三个管脚分别是地、＋5 V 电源、解调信号输出端。

外形尺寸及引脚排列图：

应用电路图：

原理图：

3）仿真方法：

仿真方法的一个突出优点是能够解决用解析方法难以解决的十分复杂的问题。有些问题不仅难以求解，甚至难以建立数学模型，当然也就无法得到分析解。仿真可以用于动态过程。可以通过反复试验(Trial－and－error)求优。与实体试验相比，仿真的费用是比较低的，而且可以在较短的时间内得到结果。

仿真方法是建立系统的数学模型并将它转换为适合在计算机上编程的仿真模型，然后对模型进行仿真试验的方法。由于连续系统和离散事件系统的数学模型有很大差别，所以仿真方法基本上分为两大类：连续系统仿真方法和离散事件系统仿真方法。

三、硬件设计：

红外线探测报警器电路是由红外线传感器、信号放大电路模块、时钟电路模块、复位电路模块、声光报警电路模块。

时钟电路模块：

用来为单片机芯片内部的各种微操作提供时间基准

复位电路模块：（上电与按键结合复位电路）

复位是使单片机或系统中的其它部件处于某种确定的初始状态

声光报警电路模块：

当红外线传感器未收到红外线时，LED-RED灯亮，蜂鸣器响

开关、红外线传感器、信号放大电路模块：

开关控制系统总的运行状态，信号放大电路用以放大发射的38KHZ红外线，提高接收距离

注：其中上方开关为系统总开关，下方开关代替了红外线传感器的作用。当红外线传感器接收到红外线时，对应开关状态为开启；当其未接收到红外线时，对应状态为闭合。

四、软件设计：

按上述工作原理和硬件结构分析可知系统程序工作流程图如下图所示:

N

Y

Y

N

Y

主程序工作流程图

本程序实现的功能是：当单片机检测到外部红外线传感器送来的脉冲信号放生变化后，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，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功能以及计时器发射38KHZ 的红外线信号，用手工按键停止的声光报警的作用。 程序清单如下：

sound equ P2.1;声音出口 light equ P2.0;光出口

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

检测开关信号，

等待下次报警

结束

flags equ P3.0;标志位

pout equ P2.7;38K输出

ORG 0000H;主程序入口地址

LJMP MAIN

ORG 0003H;外部中断INT0入口地址

LJMP ZINT0

ORG 000BH;定时/计数器T0入口地址LJMP ZT0

ORG 0013H;外部中断INT0入口地址

LJMP ZINT1

MAIN:SETB sound

SETB light

SETB flags

SETB EA;开总中断

SETB EX0;开外部中断INT0

CLR IT0;选择为低电平触发

SETB EX1;开外部中断INT0

CLR IT1;选择为低电平触发

MOV TMOD,#02H;选择计数器方式2 MOV TH0,#0F3H

MOV TL0,#0F3H

SETB ET0;T0允许位

CLR pout

SETB TR0;开T0

SJMP $

ZINT0:SETB light

SETB sound

LOOP1:JB flags,LOOP2;判断标志位flags CLR pout

JMP LOOP1

LOOP2:RETI

ZT0:CPL pout

RETI

ZINT1:CLR sound;开蜂鸣器

CLR light;开显示灯

RETI

END

五、测试数据及设计结果：

系统初始状态图

系统运行状态图

六、调试中出现的错误及解决方法