自动化毕业论文：基于单片机的红外报警器设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）基于单片机的红外报警器设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：基于单片机的红外报警器设计II、 毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1、设计出以单片机位核心器件的红外报警器。2、要求该设计能实现以下功能：具有紧急报警功能具有布防报警功能，只要有人进入传感器的范围内系统马上就会报警。并能够手动取消报警。3、完成单片机及外围电路的设计、仿真以及控制程序仿真制作并进行联机调试。4、翻译外文文献一篇III、 毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：工作安排如下：1、查阅资

2、料、翻译英文资料、撰写开题报告 第 1 周-第 3 周2、系统总体设计及软件设计 第 4 周-第 7 周3、系统分析与调试 第 8 周-第 15 周4、撰写论文并准备答辩 第 16 周-第 18 周 、 主 要参考资料：1.李朝青编著.单片机原理及接口技术M.北京:北京航天航空大学出版社,20112.童诗白.模拟电子技术基础M.北京:高等教育出版社，20003.赵亮,侯国锐.单片机 语言编程与实例M.北京:人民邮电出版社,2003邮电出版社， 4.吴爱萍,朱晓春.基于AT89S51的多功能红外遥控器设计J.仪表技术与传感器,2008(8)78-805.聂诗良,李磊民.采用单片机发送并接收红外遥

3、控信号的方法J.信息技术,2004(2)21-23.6.RASHID M H. Microelectronic circuits: analysis and design M.北京:科学出版社, 20027.李朝青编著.单片机原理及接口技术M.北京:北京航天航空大学出版社,2011学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承

4、担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名： 日期：导师签名： 日期：基于单片机的红外报警器设计摘要： 随着现在社会的发展、时代的不断进步和各种高端先进技术的快速融入，人们的生活发生了巨大的改变。各种各样的高档电器和贵重物品为许多家庭所拥有，然而大部分家庭、个人防盗意识十分的低落，让很多不法分子有了可乘之机,从而造

5、成越来越多的家庭、个人对财产安全问题十分担忧。人们对自己所生活的环境也有了更高的要求，对生活环境的安全性也有了更多的考虑，以至于很多小区都安装了各种各样的报警系统 ,也确实大大提高了小区的安全程度 ,有效保证人们的人身财产安全。在本文中，介绍了一种利用单片机及热释电红外传感器器件为主要器件，能够进行家居监控，并进行报警的系统的设计。设计的系统方案运用了上述的热释电红外传感器，它的制作简单、成本娇低，安装也特别的方便，最重要的是感应性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。而且这种热释电红外传感器安装特别隐蔽，不容易被不法分子发现。便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分，硬件

6、部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块和 LED 控制模块等部分组成。处理器采用 51系列单片机 STC89C52，程序使用 C 语言编写。关键词：热释电红外传感器 STC89C52 单片机 红外线 指导老师签字：The of design infrared alarm hased on MCUAbstract: With the current development of society, the continuous progress of the times and a variety of high-end rapid integration of advanced

7、technology, peoples life has undergone tremendous changes. A wide variety of high-end appliances and valuables is owned by many families, but most families, personal security awareness is very low, so many criminals have an opportunity, resulting in a growing number of families, individuals property

8、 safety issues of great concern. People live in their own environment also have higher requirements, the security environment has also been more consideration that many communities have installed a variety of alarm systems, but are also greatly improve the districts safety degree, effectively guaran

9、tee peoples personal and property safety. In this paper, we introduce a way to use the microcontroller and pyroelectric infrared sensor device as the primary device, capable of home monitoring and alarm system design.Design of system solutions using the above pyroelectric infrared sensor, making it

10、simple, low cost Johnson, the installation is also particularly convenient, the most important is the induction performance is relatively stable, strong anti-interference ability, high sensitivity, safe and reliable. And this pyroelectric infrared sensor mounted special hidden, not easy to find crim

11、inals. Facilitate unified management of multiple users.The design includes hardware and software design in two parts. The hardware includes a portion MCU control module, infrared sensor module, perform alarm module and LED driver control modules and other components. Processor uses 51 series STC89C5

12、2, programs using the C language.Keywords: Pyroelectric infrared sensor STC89C52 infraredSignature of Supervisor:目 录1 绪论1.1 课题的研究意义 .11.2 国内外研究概况 .22 系统设计2.1 设计要求 .32.2 设计方案 .32.2.1 总体设计方案 .42.2.2 设计功能实现 .43 硬件电路的设计3.1 单片机部分 .63.1.1 STC89C52 单片机简介 .63.1.2 复位及复位电路 .73.1.3 单片机最小系统 .93.2 红外感应部分 .103.2.

13、1 电源模块 .103.2.2 感应器模块 .103.2.3 菲涅耳透镜 .103.2.4 信号采集处理模块 .113.3 硬件电路设计原理图 .133.4 PCB 图与万能板实物图 .133.4.1 PCB 图 .133.4.2 万能板实物图 .143.5 按键控制电路 .153.6 复位电路的设计 .163.7 指示灯电路 .163.8 报警电路 .174 软件设计4.1 系统工作流程图 .184.2 主程序 .194.3 延时函数程序 .194.4 独立按键程序和对应不同按键处理 .204.5 定时器 0 初始化程序和定时器 0 中断服务程序 .214.6 报警判断程序 .234.7 红

14、外报警处理程序 .235 硬件调试及调试中遇到的问题总 结 .26参考文献 .27致 谢 .28附件一：总体原理图设计 .29附件二：PCB 图 .30附录三：硬件实物图 .31附件四：程序源代码 .33附录五：元器件清单 .3321 绪论1.1 课题的研究意义随着社会的发展、各个学科的进步、技术的提高，人民们的生活也有了很大的提高和改善。各种各样的高档电器和贵重物品为许多家庭所拥有，然而大部分家庭、个人防盗意识十分的低落，让很多不法分子有了可乘之机,从而造成越来越多的家庭、个人对财产安全问题十分担忧。人们对自己所生活的环境也有了更高的要求，对生活环境的安全性也有了更多的考虑，以至于很多小区都

15、安装了各种各样的报警系统 ,也确实大大提高了小区的安全程度 ,有效保证人们的人身财产安全。但是市场上大部分的报警系统都是为一些大公司的重要机构和政府重要部门设计的，其价格昂贵，使我们一般的普通家庭难以承受。但是如果能设计一种价格适合、性能可靠、智能化的报警系统，必将在人们的生活额私人财产等防盗领域祈祷突破性的进展和作用。由于红外线是不可见光，隐蔽性能非常好，因此在防盗、报警、警戒等安保系统中被人们广泛应用。到目前为止，国内使用的各类防盗、自动报警器基本都是以超声波、主动式红外发射/接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的人体红外报警器则采用了高性能传感元件-热释电红外传感器。这种热释电红外传感

16、器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线 ,并将其转变为电压信号,同时 ,它还能鉴别出运动的生物与其它非生物 7。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置,也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域 7。目前红外线人体报警器也是当前使用比较普遍的报警器之一，它以其灵敏度高、价格实惠，受到了广大用户的好评和欢迎。但是使用每一种红外线传感器都有其不足之处，如抗干扰能力弱、误报漏报现象严重等，可靠性不够高 5。课题是以单片机为基础设计的一种比较简易的报警器系统。此热释红外报警器安装在禁区，根据检测人体自身的热量，检测到有人时，自动发出报警信息，并且能够自动或手动取消报警 1。设计的系统方案运用了上述的热释电

17、红外传感器，它的制作简单、成本娇低，安装也特别的方便，最重要的是感应性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。而且这种热释电红外传感器安装特别隐蔽，不容易被不法分子发现。31.2 国内外研究概况1800年英国物理学家FW赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线，开始了人类历史上红外技术的研究，从此红外技术的发展应用不断走向成熟 5。红外报警器大多数采用国外的先进技术，其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器，也即是本文将研究的产品。红外线的波长在0.76-100 um之间，按波长范围可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类，它在电磁波连续频谱中的位置处于无线电波与可见光

18、之间的区域 7。红外技术最初的发展应用是红外光谱仪，随着红外探测材料技术的发展应用，红外技术目前已广泛应用于环境监测、分子类型和结构判定、石油勘探与分析、地质矿物的籀定、质量检测、交通运输、安全报警、医疗保健等一系列领域。其方法和原理目益成熟，各类红外器件层出不穷，仪器的精度也不断地提高。虽然早在 19 世纪就有了红外探测器，而且在第一次世界大战期间红外探测器已用于军事目的，但只是到了第二次世界大战期间有了 pbs 探测器以后，红外探测器技术才受到了人们广泛的重视并得到了迅速的发展。新的探测器材料不断被研制出来，探测器的响应波段很快就覆盖了 1-3um，3-5um 和 8-12um三个大气窗口

19、，与此同时，探测器材料质量的不断改善使探测器的性能也不断得到提高，促进了红外技术的全面发展。为媒介物推动整个制造业的改变，推动整个高技术产业的壮大 11。42 系统设计2.1 本设计要求 1、设计出以单片机位核心器件的红外报警器。2、要求该设计能实现以下功能：具有紧急报警功能。具有布防报警功能，只要有人进入传感器的范围内系统马上就会报警。并能够手动取消报警。3、完成单片机及外围电路的设计、仿真以及控制程序仿真制作并进行联机调试。 2.2 设计方案2.2.1 设计思路被动式红外线传感技术是利用红外光敏器件将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号，并进行放大处理，对被监控的对象实施控制，它能

20、可靠地将运动着的生物体和飘落的物体进行区别 15。同时，它还具有监控范围大、隐蔽性好、抗干扰性强和误报率低等优点。因此，被动式红外技术在自动控制、自动门启闭、接近开关、自动照明、遥控遥测等方面、特别是在保安、防火、报警等方面越来越收到重视和得到应用 11。被动式红外报警器则采用了传感元件热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：不需要用红外线或电磁波等发射源。灵敏度高、控制范围大。隐蔽性好，可流动安装 12。本课题研究的是热释红外报警系统，根据物理学知识，凡是温度大于绝对零度的物体都会发出红外线。不同的物体发出的红外线频率也不相同，因此用热释电红外传感器可以探测出监控环境中的某些特定范围的波长的红外线，达到报警的效果。