电子信息类论文

1论文题目：单片机防盗报警系统教学部：信息工程＿专业：电子信息科学与技术年级：2011＿班级：电子信息＿学号：＿01116028姓名：李嗣杰＿2单片机防盗报警系统摘要在我们的日常人生活中,安全隐患他随时都有可能发生.安全隐患的发生.它具有突发性.难以预测性.它的发生有时候给我带来毁灭性的打击.甚至造成自身生命和财产的损失,正因为安全隐患具有不可预测性,才有了安防行业的出现,人们才去采用各种工具和设备预防我们身边安全隐患的发生.因此.为了提高我们的防范措施.对方盗报警的研究十分重要.关键词:AT89C51单片机，红外线传感器，报警器。AdesignBasedonSCMAnti-theftAlarmSystemInourdailylife,safetyhiddendangerhemayhappenatanymomentThepotentialsafetyhazardithasasudden,unpredictableithappenedsometimesbringusadevastatingblow,evencausethelossoflifeandpropretyBecausethepotentialsafetyhazardisunpredictableonlythesecurityindustry,peoplejusttousevarioustoolsandequipmenttopreventussecurityevents,Thereforeinorderinordertoimproveourpreventivemeasurestheanti-theftalarmsystemresearchisveryimportant.Keyword:AT89C51MonolithicintegratedcircuitInfraredsensorAlarmqpparatus.3目录1引言…………………………………………………………………41.1本文主要工作……………………………………………………52单片机系统的硬件设计……………………………………………62.1单片机的选择………………………………………………………62.1.1AT89C51芯片的介绍……………………………………………72.12总体设计思路………………………………………………………82.1.具体电模块的设计…………………………………………………92.2热释电红外传感器原理……………………………………………92.3系统硬件电路的选择及说明………………………………………82.4软件的程序实现……………………………………………………92.5主程序工作流程图…………………………………………………112.6中断服务程序工作流程图…………………………………………133软件仿真………………………………………………………………145总结……………………………………………………………………15参考文献………………………………………………………………16致谢……………………………………………………………………174引言近年来，随着改革开放的深入发展，电子技术的日新月异和人类的不断研究，人民的生活水平的提高和对私有财产安防意识的不断增加，家庭安全防盗系统的应用日益广泛，因此，家庭式电子防盗系统为满足现代住宅防盗的需要而出现，单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护[1]。通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点[2]。当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安5装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警[3]。周界警报系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全[4]。本文主要工作在设计之前首先对本课题做了广泛的市场调研工作，进行分析，对比总结在进行方案选择论证，设计主要采用以下硬件和软件设备，硬件设备；单片机部分和检查部分，软件设计部分包括主程序设计。设计中出现的图片都是利用WORDPRTELPROTEUS等部分。6单片机的硬件设计系统可实现功能：当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来，当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路送至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。单片机的选择本设计拟采用AT89S51单片机为微处理器，通过红外热释电传感器采集数据，分析后将数据送出。7AT89C51单片机是一种低功耗高性能的CMOS8位微控制器，内置8KB可在线编程闪存。该器件采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术生产，其指令与工业标准的80C51指令集兼容。片内程序存储器允许重复在线编程，允许程序存储器在系统内通过SPI串行口改写或用同用的非易失性存储器改写。通过把通用的8位CPU与可在线下载的Flash集成在一个芯片上，AT89C51便成为一个高效的微型计算机。它的应用范围广，可用于解决复杂的控制问题，且成本较低AT89C51芯片的介绍由于我们在《单片机原理与接口技术》这门课程中已经熟练掌握了8AT89C51此在此处就不必过多的讲述。总体设计思路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。电路结构可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2总体设计框图所示：9处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的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、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51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动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警.具体电路模块设计热释电红外传感器原理本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图3所示,在VCC电源端利用C1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，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平10放大电路的设计如图4所示为最基本的放大电路，Vi是输入电压信号，Vo是输出放大的电压信号时钟电路的设计XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。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。因为一个机器周期含有6个状态周期，11而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us[5]。如图5所示为时钟电路。系统硬件电路的选择及说明硬件电路的设计见附图1所示，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、按键、反相器74LS04、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等。其中D1是正常工作指示灯，D2—D5是起报警指示作用，当RXD脚被置低电平时，D2—D5亮红灯开始报警，同样，TXD脚置高电平时声音报警电路开始工作。电路设有2个按键，S1键作为模拟盗窃信号输入键,S2键作为作为电路复位键。软件的程序实现主程序工作流程图12中断服务程序工作流程图本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续10秒钟后自动停止报警,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13警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图10所示；软件仿真14本设计通过利用Proteus仿真，将所编写的程序用Keil软件编译，所仿真原理图见附录1图所示。由于在proteus软件中没有专门用作红外线发射与接收的器件，所以在仿真电路图中以开关代替红外器件，其原理和效果是一致的。本设计所要求达到的目标：（1）在正常工作情况下，电源指示灯绿灯亮。（2）在接收到开关S1带来的低电平信号，可使图中的绿灯由亮变暗，红灯产生报警，可观察到红灯亮一直亮产生报警信号。并且报警喇叭一直响，持续10秒后红灯灭，喇叭停止报警，电源指示灯绿灯亮。（3）在报警过程中，外部中断开关S2可使警报解除。总结本设计研究了一种基于单片机技术的无线智能防盗报警器。该防盗报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心，外接热释电红传感器，它是一种新颖的被动式红外探测器件，能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射，并将其转化为相应的电信号输出，同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰。平时传感器输出低电平，当有人在探测区范围内移动时输出低电平变为高电平，此15高电平输入单片机，作为单片机的外部触发信号处理，经单片机内部软件编程处理后，单片机输出控制信号，驱动声光报警电路开始报警。该报警器的最大特点就是使用户能够操作简单、易懂、灵活；且安装方便、智能性高、误报率低。随着现代人们安全意识的增强以及科学技术的快速发展，相信报警器必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。在利用proteus软件仿真过程中，出现了很多的问题，初次接触这个软件，一点都不熟悉，很多知识都是用的时候在网上找的，或者查资料得出的。对于器件库中的元件的性能不熟悉，不如说是最常用的电容器就有好多种，并不了解我们需要的是哪一个，而且电容的种类那么多，很难一次性选择正确。再者就是本图中所用的三极管放大器，由于是从单片机的输出端来导通三极管，所以也要选择功率很小的器件，这样单片机才能驱动。这一点也是慢慢领悟出来的。仿真图画好之后，虽然整体看起来线条连接都很可靠，但是有的地方还是“接触不良”，所以还要认真排查，解决问题。电路图画好之后就是装入程序进行仿真。我们的程序也有一些问题，开始时中断程序似乎不起作用，然后查了很多资料，找老师帮忙，最终问题还是解决了。用Keil软件编译好程序后载入，满足设计的要求，我们小组充分感受到团队合作重要性和自主克服困难的喜悦。