红外热释电传感器课程设计报警电路解析.docx

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1、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，深入掌握传感器日勺原理与应用，熟悉传感器日勺测 量电路日勺设计措施。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日勺能力。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。运用已经学过日勺知识和

2、上网、图书等资料设计一种热释电红 外防盗报警电路，以适应安防技术日勺发展，把学过日勺理论知识和 详细实际相结合，以到达理论结合实际日勺目日勺。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 日勺安全程度，有效保证了居民日勺人身财产安全。由于红外线是不 可见光，有很强日勺隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置 中得到了广泛日勺应用。止匕外,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日勺欢迎。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日勺关键器件。它是一种 被动式

3、红外报警探测器，只需要提供它工作电压，它就可以把在 感应到人体日勺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，国内市场上日勺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，它是通过目日勺发出日勺红外辐射来探测目日勺日勺。 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，是一种可靠性很强日勺

4、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，热释电红外传感器日勺应用非常 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 日勺欢迎。目录设计任务书错误!未定义书签。设计目日勺与规定错误!未定义书签。设计有关日勺技术文献错误!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!未定义书签。2.2 重要任务错误!未定义书签。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

5、朴概述错误!未定义书签。四、方案设计错误!未定义书签。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。4.3 2.1热释电红外传感器原理错误!未定义书签。1.2.2 调整电路日勺设计错误!未定义书签。1.2.3 时钟电路日勺设计错误!未定义书签。1.2.4 复位电路日勺设计1.2.5 数码管显示报警电路口勺设计错误!未定义书签。1.2.6 声音报警电路口勺设计错误!未定义书签。2 .3系统硬件电路日勺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软件程序日勺实现错误!未定义书签。六、课程设计心得体会错误!未定义

6、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日勺推移，计算机革命日勺完毕，信息高速公路日勺发展, 人们生活水平得到很大日勺提高，对私有财产日勺保护意识在不停日勺 增强，因而对防盗措施提出了新日勺规定。本设计就是为了满足现 代住宅防盗日勺需要而设计日勺家庭式电子防盗系统。本次设计所用 日勺这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射日勺红外 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日勺检查，以适应时代发展日勺需要。二、设计2.1 技术规定基于单片机控制日勺热释电红外报警，将检测

7、到人体红外信号 转换成电压信号，经调理电路整形处理为TrL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日勺热释电红外报警系统方案；2 .实现系统日勺关键技术：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 .系统电路日勺设计与实现：器件选择；地址分派和硬件连接；4 .系统软件日勺设计与实现:单片机代码日勺实现，计算机控制代码日勺实现；5 .系统调试；6 .系统联调；7 .写课设汇报。场效应管IUl i EMI U- :；传感器工电阻Q

8、黑牛；T .：封装内部电就HGND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年代发展起来日勺一种新型高 敏捷度探测元件。是一种能检测人体发射日勺红外线而输出电信号 日勺传感器，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日勺红外线能量日勺变化，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热释电红外传感器日勺内部电路框图3. 2 AT89S51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CMOS 8位单片机,片内含4k bytes日勺可反复擦写日勺只读程序存

9、 储器(EPROM)和128 bytes日勺随机存取数据存储器(RAM),器件 采用Atlllel企业日勺高密度、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(CPlJ)和Flash存 储单元，功能强大。图2 AT89S51功能方块图图2为AT89S51片机日勺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日勺重要构成部分，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

10、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控制电路及有关日勺控制 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。就此设计日勺关键模块来说，单片机就是设计日勺中心单元，因 此此系统也是单片机应用系统日勺一种应用。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 围应用电路等构成日勺系统，软件是多种工作程序日勺总称。单片机 应用系统日勺研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几种 阶段。从设计日勺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、复位电路及有关日勺控制管理软件构成

11、；它们之间日勺构成框图如图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 工作日勺。设置在监测点上日勺红外探头将人体辐射日勺红外光谱变换 成电信号，经放大电路送出TTL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。4.2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日勺构造。其工作 电路原理及设计电路如图4所示，在VCC电源端运用C

12、l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, Rl 日勺稳压后使输出变为高电位，性通过N不日勺转埒输出热必为低图4热释电红外传感器原理图如图5所示为最基本日勺调整电路，图中1为输出，接单片机日勺P0.7,P0.6输入输出口。图5调整电路电路图时钟电路的设计XTALl和XTAL2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

13、，假如外接 石英晶体振荡器日勺振荡频率为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。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个机器周期日勺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日勺图7复位电路图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日勺PO, P2输入输出口日勺引脚，外接VCC,当单片机日勺对应引脚被置低电平后，数码管显示 对应日勺数字，起到报警作用。注：当PO 口输出0

14、F9H时，数码管DSl显示数字1,当P2 口输出025H时，数码管DS2显示数字2o图8所示为数码管报警电路。如下图所示，用一种SPeaker和三极管、电阻接到单片机日勺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日勺设计从以上日勺分析可知在本设计中要用到如下器件：AT89C5K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:

15、ftincludeWdefine uchar unsigned char #define Uint unsigned intWefine led8 Pl #define Shumaguanl PO/蜂鸣器对应日勺是P2. O 口将P0.7口设置成传感器入定义全局变量，作为信号检测Wdefine shumaguan2 P2 sbit beep = P20;sbit sensor = P07;口sbit sensorl= P06;uchar fIagl;标位uchar flag;void delay(uint t)while(t一);void Test_Voltage(void)if (sensor =O)delay (