红外热释电传感器课程设计报警电路解析.docx

传感器课程设计执J、释电红外防盗报警电路系另h电子工程系姓名：刘迅学号：专业年级：电子信息工程技术0902指导教师：韩艳赞设计任务书设计目的与规定1 .通过设计，深入掌握传感器的原理与应用，熟悉传感器的测量电路的设计措施。到达根据设计规定，能借助参照书和网络查阅有关资料，独立完毕设计任务。2 .培养学生分析问题和处理实际问题的能力。设计有关的技术文献3 .熟悉有关资料。4 .确定设计方案，绘制测量电路原理图。5 .编写设计阐明书，5000字以上：6 .设计思想与方案论证；7 .系统工作原理阐明；8 .电路计算；电路元器件计算与选择；元器件明细表。设计任务运用已经学过的知识和上网、图书等资料设计一种热释电红外防盗报警电路，以适应安防技术B发展，把学过B理论知识和详细实际相结合，以到达理论结合实际的目的。摘要目前诸多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区0安全程度，有效保证了居民B人身财产安全。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大顾客和专业人士E付欢迎。该报警器重要由热释电红外传感器及其检测电路，LED显示构成，热释电红外传感器是报警器设计中0关键器件。它是一种被动式红外报警探测器，只需要提供它工作电压，它就可以把在感应到人体B红外信号后将其转变为电信号输出以供信号处理部分使用。目前，国内市场上的防盗报警器大部分是国外品牌，国内防盗报警产品厂商发展时间比较短，真正获得长足发展也是在2023年后来，尤其是在2023年国内有些厂商迅速成长，投资规模和企业规模都在迅速发展和扩大。热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，运用热释电效应工作，它是通过目的发出的红外辐射来探测目的的。其对应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽、敏捷度与波长无关，轻易使用。这种探测器，敏捷度高，探测面广，是一种可靠性很强B¾探测器。因此广泛应用于各类入侵报警器，自动开关、非接触测温、火焰报警器等。在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外传感器时应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大顾客和专业人士的欢迎。目录设计任务书错误味定义书签。设计目的与规定错误保定义书签。设计有关的技术文献错误!未定义书签。设计任务错误!未定义书签。目录错误!未定义书签。一、课程设计的背景错误!未定义书签。二设计错误!未定义书签。2.1 技术规定错误味定义书签。2.2 重要任务错误味定义书签。三、基础知识简介错误!未定义书签。3.1 热释电红外传感器简朴简介错误!未定义书签。3.2 AT89S51单片机简朴概述错误保定义书签。四、方案设计错误味定义书签。4.1总体设计思绪错误!未定义书签。4.2详细电路模块设计错误!未定义书签。4.2.1热释电红外传感器原理错误!未定义书签。4.2.2调整电路的!设计错误!未定义书签。4.2.3时钟电路的设计错误!未定义书签。4.2.4复位电路的设计4.2.5数码管显示报警电路的设计错误床定义书签。4.2.6声音报警电路的设计错误味定义书签。4.3系统硬件电路的选择及阐明错误味定义书签。4.4总原理图错误!未定义书签。五、软件编程错误!未定义书签。5.1软件程序的实现错误味定义书签。六、课程设计心得体会错误味定义书签。七、参照文献错误!未定义书签。-、课程设计的背景伴随时间B推移，计算机革命B完毕，信息高速公路0¾发展,人们生活水平得到很大的J提高，对私有财产的保护意识在不停的增强，因而对防盗措施提出了新的规定。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。本次设计所用的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，同步，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、靠近开关、遥测等领域。本次设计也是对所学理论知识B检查，以适应时代发展0需要。二、设计2.1技术规定基于单片机控制aJ热释电红外报警，将检测到人体红外信号转换成电压信号，经调理电路整形处理为TTL电平送入单片机，单片机对送入信号进行鉴别，是哪一路报警信号，发出音响报警并通过数码管显示报警位置。2.2重要任务1 .系统分析与设计：对系统进行调研，详细分析系统，设计出基于单片机控制的热释电红外报警系统方案；2 .实现系统Wj关键技术：热释电传感器调理电路；报警音响电路;报警显示电路；软件控制；3 .系统电路的设计与实现：器件选择；地址分派和硬件连接；4 .系统软件B¾设计与实现:单片机代码B¾实现，计算机控制代码B¾实现；5 .系统调试；6 .系统联调；7 .写课设汇报。光学滤镜1场效应管传感器?*髅4=封装内部.JjeeGND三、基础知识简介3.1热释电红外传感器简朴简介热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高敏捷度探测元件。是一种能检测人体发射0红外线而输出电信号的传感器，它能构成防入侵报警器或多种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的J红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动多种控制电路。如图1示图1热释电红外传感器的内部电路框图3.2AT89S51单片机简朴概述AT89S51单片机是美国Atmel企业生产低电压，高性能CMc)S8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器(EPROM)和128bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用Atmel企业的高密度、非易失性存取技术生产，兼容原则MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元，功能强大。图2AT89S51功能方块图图2为AT89S51片机0基本构成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的重要构成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定期器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面简介几种重要部分。四、方案设计4.1总体设计思绪本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、报警等子模块。电路构造可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及有关0控制管理软件构成。顾客终端完毕信息采集、处理、数据传送、功能设定、当地报警等功能。就此设计0关键模块来说，单片机就是设计0中心单元，因此此系统也是单片机应用系统的J一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件构成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等构成的系统，软件是多种工作程序的总称。单片机应用系统B¾研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几种阶段。从设计0¾规定来分析该设计须包括如下构造：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及有关的控制管理软件构成；它们之间的构成框图如图3总体设计框图所示:图3总体设计框图处理器采用51系列单片机AT89S51整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上由J红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路送出HL电平至AT89S51单片机。在单片机内，经软件查询、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进声光报警设备完毕对应动作。当报警延迟IOS一段时间后自动解除，当警情消除后复位电路使系统复位。42详细电路模块设计热释电红外传感器原理本设计所用日勺热释感器就采用这种双探测元的构造。其工作电路原理及设计电路如图4所示，在VCC电源端运用Cl和R2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，电荷信号通过FET放大后，通过C2,Rl0稳压后使输出变为高电位，再通过NRNB¾转化捽输出OF为低图4热释电红外传感器原理图如图5所示为最基本时调整电路，图中1为输出，接单片机B¾PO.7,PO.6输入输出口。图5调整电路电路图时钟电路的设计XTALl和XTL2分别为反向放大器日勺输入和输出。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。由于一种机器周期具有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，因此一种机器周期共有12个振荡周期，假如外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,一种振荡周期为l12us,故而一种机器周期为Iuso如图6所示为时钟电路。Yl1HP三÷Cl12MHZC2IIIn科3OpF3OpF图6时钟电路图复位电路的设计复位措施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后来，在RESET端持续给出2个机器周期0高电平时就可以完毕复位操作。例如使用晶振频率为12MHZ时，则复位信号持续时间应不不大于2uso该复位电路连接单片机的数码管显示报警电路的设计由2个数码管接上电阻后连上单片B<JPO,P2输入输出口0引脚，外接VCC,当单片机的对应引脚被置低电平后，数码管显示图8发光二极管报警电路图如下图所示，用一种SPeaker和三极管、电阻接到单片机的P2.0引脚上，构成声音报警电路，低电平触发，如图9示为声音报警电路。图9声音报警电路图4.3 系统硬件电路的选择及阐明硬件电路的设计从以上的分析可知在本设计中要用到如下器件：AT89C51.热释电红外传感器、LED、发光二极管、蜂鸣器等某些单片机外围应用电路。4.4 总原理图图10红外防盗报警电路总原理图五、软件编程5.1软件程序的实现按上述工作原理和硬件构造分析可知系统主程序工作流程图如下图10所示;图10主程序工作流程图C语言程序编写如下所示:ftinclude<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintdefineled8PldefineShumaguanlPO#defineshumaguan2P2蜂鸣器对应B¾是P2. O 口将PO. 7 口设置成传感器入定义全局变量，作为信号检测sbitbeep=P20;sbitsensor=P07;口sbitsensorl=P06;ucharflagl;标位ucharflag;voiddelay(uintt)while(t-);voidTest_Voltage(void)if(sensor=0)delay(10000);延时50毫秒信号确定if(sensor=0)flagl=1;检测到信号)else(flagl=0;)elsefIagl=O;voidaction(void)if(flagl=1)(Shumaguanl=0XF9;数码管显示【1】beep=0;检测到信号后，蜂鸣器发出“滴答，声led8=0X00;/8个LED灯闪烁delay(10000);beep=1;led8=OXFF;delay(10000);)elseShumaguan1 = OXCO;数码管显示【0】voidTest_Voltagel(void)if(sensorl=0)delay(10000);延时50毫秒信号确定if(sensorl=0)(flag=1;检测到信号)else(flag=0;)elseflag=0;voidactionl(void)if(flag=1)(shumaguan2=0X25;数码管显示【2】beep=0;检测到信号后，蜂鸣器发出“滴答”声led8=0X00;/8个LED灯闪烁delay(10000);beep=1;led8=OXFF;delay(10000);)else(shumaguan2=0X03;数码管显示【0】voidmain(void)while(1)(Test_VoltageO;action();Test_Voltagel();actionl();)I六、课程设计心得体会本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简朴、成本低、安装比较以便，并且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、敏捷度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同步它B¾信号通过单片机系统处理后以便和PC机通信，便于多顾客统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、LED控制电路等部分构成。处理器采用51系列单片AT89C51,整个系统是在系统软件控制下工作的。课程设计是培养学生综合运用所学知I识,发现,提出，分析和处理实际问题,锻炼实践能力0重要环节,是对学生实际工作能力aJ详细训练和考察过程。回忆起本次课程设计，我仍感慨颇多，确实，从理论到实践，在一种星期的日子里，可以说得是苦多于甜，不过可以学到诸多诸多B¾0¾东西，同步不仅可以巩固了此前所学过B¾知识，并且学到了诸多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重耍日勺，只有理论知识是远远不够0,只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思索的能力。在设计的过程中碰到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会碰到过多种各样的问题，同步在设计B¾过程中发现了自己0局限性之处，对此前所学过0知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，例如说不懂某些元器件的使用措施，对开发板不太理解，对单片机C语言掌握得不好，通过这次课程设计之后，一定把此前所学过的知识重新温故。这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上课0时候的学习单片机，只是从理论0角度去理解枯燥乏味。但在实习中使用了单片机及其系统，可以理论联络实际B学习，开阔了眼界，提高了单片机知识aJ理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当碰到不会或是设计不出来的地方，我们就会在群里讨论或者是同学之间互相协助。团结就是力量，无论在目前的学习中还是在后来的工作中，团结都是至关重要0,有了团结会有更多B¾理念、更多的思维、更多的I情感。这次课程设计终于顺利完毕了，在设计中碰到了诸多问题，最后在老师0辛勤指导下，终于游逆而解。同步，在老师那里我学得到诸多实用的知识，在此我表达感谢！同步，对给过我协助的所有同学和指导老师再次表达忠心的J感谢！七、参照文献1吴政江.单片机控制红外线防盗报警器J锦州师范学院学报2宋文绪.传感器与检测技术M.北京：高等教育出版社3余锡存.单片机原理及接口技术M.西安：西安电子科技大学出版社4唐桃波，陈玉林.基于AT89C51的智能无线安防报警器J.电子设计应用5李全利.单片机原理及接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社6薛均义，张彦斌.MCS-51系列单片微型计算机及其应用M.西安交通大学出版社7徐爱钧.单片机高级语言C51应用程序设计M.北京航空航天大学出版社，8康华光.电子技术基础（模拟部分）M.北京：高等教育出版社