1、 本科 毕业 论文 (设计 ) （二零 届） 红外报警器的设计 所在学院 专业班级 电气工程及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 0 - 摘 要 随着社会的不断发展，人们会越来越关注防盗报警系统。防盗报警系统在各种场合保护财产安全上发挥的作用越来越大，所以研究功能完善，性能稳定的报警系统是很重要的的。 本次毕业设计论文将介绍一种 以 8051单片机为核心的红外防盗报警系统，它是一种 采用新的先进的红外线对射感应模块和人体红外探测装置制作而成的红外报警系统，由于它是利用人眼不可见的红外光束，组成无线报警区域，所以具有极强的保密性和可靠性。 该系统主要由红外发射器和 8
2、051单片机控制的红外接收电路、语音电路以及 DTMF收发电路、解 /编码电路构成。系统具有设计简单、成本低廉、可靠性高的特点。 关键词： 防盗报警器；红外线；单片机 8051；红外探头 - 1 - Abstract With the continuous development of society, anti-theft alarm system is also receiving increasing attention. On various occasions, anti-theft alarm system in the protection of property securit
3、y, the role played by growing research function, stable performance of the alarm system is of great significance. This text introduces a wireless control guard against theft and alarm system based on the 8051 single-chip computer and infrared monitoring system that adopt new advanced infrared ray mo
4、dule, because the infrared light beam of utilizing out of the human eye can see , make up and control the area wirelessly, so have extremely strong privacy and dependability . The system is composed of an infrared wireless control transmitter and the circuits of infrared receiving and display, input
5、 detecting and output controlling commanded by the 8051 single-chip computer. The specialties are simple design, cheap cost and high reliability. Key words ： guard against theft and alarm； infrared； signal-chip computer8051；infrared sensor - 2 - 目 录 1 引言 . 1 1.1 红外报警器研究的意义 . 1 1.2 本课题研究的思路 . 1 2 总体设
6、计 . 3 2.1 总体方案 . 3 2.2 系统设计主要芯片介绍 . 3 2.2.1 单片 机 8051. 3 2.2.2 解码芯片 (PT2272). 6 3 硬件设计 . 8 3.1 红外探测模块电路设计 . 8 3.2 红外线发射电路设计 . 8 3.3红外线接收电路设计 . 10 3.4 解码模块电路设计 . 11 3.5报警电路设计 . 12 4 软件设计 . 14 4.1 程序流程图 . 14 4.2 程序 . 16 5 系统 调试 . 17 6 结论 . 18 致谢 .错误 !未定义书签。 附录 1 系统源程序 . 20 - 1 - 1 引言 1.1 红外报警器研究的意义 随着
7、人们的生活水平较大程度的提高，入室抢劫案件时有发生，尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，所以采用以电子技术、传感器技术和计算机技术为基础的安全防范技术的器材设备，并将其构成一个系统，将发挥最大的功能作用 1。 红外报警器 是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当 采取某种行动的电子产品。随着科技的进步，机械式报警器越来越多地被先进的电子报警器代替，经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域，与社会生产、生密不可分。分为：智能家用防盗报警器门磁感应器 ， 家庭盗贼侵入主要是门和窗，门盗的比例又大
8、于窗盗。在每个住户大门上安装有一个门磁感应器。如有盗匪撬门，门磁感应器会即刻将此信息传输给家庭报警主机，主机报警，将此信息传输到控制中心，中心会立即显示报警地点、性质（门盗） 2。 1.2 本课题研究的思路 这次设计的红外报警器采用的是现在覆盖率最 高的也是相对安全性能较高的联网智能红外防盗报警器系统。通过无线数据传输方式。 应用单片机实现总体控制 3。主机电路由发射接收模块接收传感器发来的报警信号，通过解码器解码后得到报警传感器的地址和数据类型，只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收，解码输出的数字代表传感器类型。解码输出信号进入 CPU，触发中断处理程序，中断处理程序通过 DTMF收发电
9、路拨打用户预先设好的电话号码（如手机号码，小灵通号码）进行远程拨号报警；同时，启动语音电路，将预先设置好的语音信号通过电话线传给主人，实现语音提示报警功能。 CPU输出 警笛触发信号，经放大后推动警笛或喇叭，以驱赶盗贼。 这次设计 主要包括： （ 1）选择主要的器件； （ 2）对单片机的选型； - 2 - （ 3）设计原理图； （ 4）程序的编制及软件流程的框图； （ 5）系统进行调试。 - 3 - 2 总体设计 2.1 总体方案 本次设计利用单片机控制技术和红外线技术，开发一种具有联网功能的智能红外线防盗系统，以及开发相关的报警器。采用无线数据传输方式，不需重新布线，特别适用于已装修用户及布
10、线不方便的场合。本次设计的总体框图 2-1所示。图 2-1 小 区智能红外线报警器方框图 本系统通过单片机（ 8051）实现总体控制。主机电路由发射接收模块接收传感器发来的报警信号，通过解码器（ PT2272）解码后得到报警传感器的地址和数据类型，只有主机和传感器地址相同时才能被主机接收，解码输出的数字代表传感器类型 4。解码输出信号进入 CPU 的 INT1，触发中断处理程序，中断处理程序通过 DTMF 收发电路拨打用户预先设好的电话号码（如手机号码，办公室号码）进行远程拨号报警；同时，启动语音电路，将预先录制好的语音信号通过电话线传给主人，实现语音提示通信功能 5。 CPU 输出 警笛触发
11、信号，经放大后推动警笛或喇叭，以驱赶盗贼。接下来我们将对主要的芯片进行介绍。 2.2 系统设计主要芯片介绍 2.2.1 单片机 8051 8051 是 MCS-51 系列单片机的典型产品，我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。 8051 单片机包含中央处理器、程序存储器 (ROM)、数据存储器 (RAM)、定时 /计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总信号解码并且放大 单片机 CPU 音频 语音电路 DTMF 收发 发出警报声 地方 报警点和主人手机 射频接收模块 - 4 - 线和控制总线等三大总线 6。 MCS-51 的引脚说明： MCS-51 系列单片机中的 80
12、31、 8051 及 8751 均采用 40Pin 封装的双列直接DIP 结构， 下 图是它们的引脚配置， 40 个引脚中，正电源和地线两根，外置石英振荡器的时钟线两根， 4组 8位共 32 个 I/O 口，中断口线与 P3 口线复用。 其引脚如图 2-2 所示。 图 2-2 引脚图 （ 1） 主电源引脚 VCC 和 VSS VCC（ 40 脚）接 +5V 电压； VSS（ 20 脚）接地。 （ 2） 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对 HMOS单片
13、机，此引脚应接地；对 CHMOS 单片机 ，此引脚作为驱动端。 XTAL2（ 18 脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对 HMOS 单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对 于这XHMOS，此引脚应悬浮。 （ 3） 控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD、 ALE/PROG、 PSEN 和 EA/VPP - 5 - RST/VPD（ 9 脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。推荐在此引脚与 VSS 引脚之间连接一个约 8.2k 的下拉电阻，与VCC 引脚之间连
14、接一 个约 10F的电容，以保证可靠地复位。 VCC 掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保证内部 RAM 的数据不丢失。当 VCC 主电源下掉到低于规定的电平，而 VPD 在其规定的电压范围（ 50.5V）内， VPD 就向内部 RAM 提供备用电源。 ALE/PROG（ 30 脚）：当访问外部存贮器时， ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器， ALE 端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将 跳过一个 ALE 脉冲。 ALE 端可以驱动（
15、吸收或输出电流） 8 个 LS 型的 TTL 输入电路。 对于 EPROM 单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（ PROG）。 PSEN（ 29 脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 信号将不出现。 PSEN 同样可以驱动（吸收或输出） 8 个 LS 型的 TTL 输入。 EA/VPP（引脚）：当 EA 端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在 PC（程序计数器）值超过 0FFFH（对 851/8751/80C51
16、）或 1FFFH（对 8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当 EA 保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。对于常用的 8031 来说，无内部程序存储器，所以 EA 脚必须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。 对于 EPROM 型的单片机（如 8751），在 EPROM 编程期间，此引脚也用于施加 21V 的编程电源（ VPP）。 （ 4） 输入 /输出（ I/O）引脚 P0、 P1、 P2、 P3（共 32 根） P0 口（ 39 脚至 32 脚）：是双向 8 位三 态 I/O 口，在外接存储器时，与地址总线的低 8 位及数据总线复用，能以吸收电流的
17、方式驱动 8 个 LS 型的 TTL负载。 - 6 - P1 口（ 1 脚至 8 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O 口。 P1 口能驱动（吸收或输出电流） 4 个 LS 型的 TTL 负载。对 8052、 8032， P1.0 引脚的第二功能为 T2 定时 /计数器的外部输入， P1.1 引脚的第二功能为 T2EX 捕捉、重装触发，即 T2 的外部控制端。对 EPROM 编程和程序验证时，它接收低 8 位地址。 P2 口（ 21 脚至 28 脚）：是准双向 8 位 I/O 口。在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高 8
18、 位地址总线送出高 8 位地址。在对 EPROM 编程和程序验证期间，它接收高 8 位地址。 P2 可以驱动（吸收或输出电流） 4 个 LS 型的 TTL 负载。 P3 口（ 10 脚至 17 脚）：是准双向 8 位 I/O 口，在 MCS-51 中，这 8 个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。 P3 能驱动（吸收或输出电流） 4 个 LS 型的TTL 负载。 作为第一功能使用时，就作为普通 I/O 口用，功能和操作方法与 P1 口相同。 作为第二功能使用时，各引脚的定义如表所示。 值得强调的是， P3 口的每一条引脚均可独立定义为第一 功能的输入输出或第二功能 7。 2.2.2 解码芯片 (PT2272) 解码电路 PT2272 引脚图 如 2-3所示。 图 2-3 PT2272 引脚图 管脚说明 :
