本科毕业设计红外线防盗报警器的设计(编辑修改稿)

本科毕业设计红外线防盗报警器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

得到了广泛的应用，这时红外线报警器的简易、灵敏度高为人们解决了 不少问题。 但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司财政机构，价格高昂，一般人们难以接受，如果再设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将为大多数需求者所利用，在人们的防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。 本课题尝试用价格低廉、应用普遍的 AT89S52 单片机控制的电路来设计一个主动式对射式的红外线防盗报警器，期望达到方便、实用的效果。 红外线防盗报警器的发展前景 随着经济飞速发展，贫富悬殊逐渐拉大，各地盗贼频频入室行窃日益猖獗，已成为社会的一大公害。 而今人们的经济条件不断改善，生活标准不断提高，安全防范意识逐步增强， 防盗报警产品越来越受到人们的高度关注和重视。 红外线防盗报警器的技术追求和发展趋势可以概括为以下几个方面： （ 1）随着我国社会和经济的发展，百姓的收入水平不断提高，私有财产的迅速积聚，从而使得安全与健康成为富裕起来的人们最为关注的两大热点，家庭安全保障首当其冲 ,此为防盗产品风火而起的第一机会点； （ 2）全国城市房地产业的持续火爆， 20%以上的增长速度，每年 800 亿的开发总量，为智能安防产品进入普通百姓的新居提供了巨大空间 ,此为准确的市场 评估量所带来的最大商机点； （ 3）各地政府对安全问题（盗抢、火灾、突发事件等）的高度重视，以及为创建文明城市、花园城市、改善城市形象吸引投资等政府行为需要，出台拆除金属防盗网的政策，为智能隐形防盗网打入市场提供了千载难逢的契机 ,此为时下政策附与的商机。 （ 4）对美的追求，对高品位、舒适、爽目居住环境的向往，科技安防成为时尚和潮流； （ 5）智能安防市场目前还停留在行业用户，个人及家庭的消费尚未全面启动，基本是一片空白市场，潜力不可估量； 总体设计的方案 该系统以单片机 AT89S52 系列为核心，采用红外线发射管和红外线接收管为发射和接收装置，由反相器芯片反相间接控制 CPU 工作。 在 CPU 程序运行以后控制输出口电平使得蜂鸣器与发光二极管组成的声光报警电路同时进行声光报警。 系统原理框图如图 21 所示。 图 21 系统方框图 采用 AT89S52 单片机，直流可调开关 MC34063，反相器 74LS14D 等芯片 [9]。 其中， AT89S52 的 ~ 为输出口，而 ~ 为输入口。 P1 口连接红外线发射电路， P1 口为低电平时，红外线发射电路导通，正常发射红外线 [10]。 P3 口输入经接收红外线电路接收并由反相器反相的电平，当电平到达单片机 CPU后，若各口均为低电平，则 CPU 不做任何反应，此时不报警；而当红外线被认为挡住而使接收电路无法接受到时 P3 输入口就会输入高电平，此时当在一定的时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，由 口输出报警信号，驱动声光报警电路进行报警。 P1 口连接红外线发射电路， P1 口为低电平时，红外线发射电路导通，正常发射红外线 [10]。 P3 口输入经接收红外线电路接收并由反相器反相的电平，当电源电路 红外线发射电路 单 片 机 反相器 声光报警电路 红外接收电路 电平到达单片机 CPU 后，若各口均为低电平，则 CPU 不做任何反应，此时不报警；而当红外线被认为挡住而使接收电路无法接受到时 P3 输入口就会输入高电平，此时当在一定的时间内 检测到位于不同位置的光束被遮挡时，由 口输出报警信号，驱动声光报警电路进行报警。 单片机控制系统电路 AT89S52 单片机式一种低功耗，高性能的 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80S51产品指令和引脚完全兼容。 片上的 Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器 [11]。 在单芯片上拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。 单片机 P1 口与红外线发射电路相连， P3 口与红外线接收电路相连， 口连接声光报警电路输出方波脉冲信号驱动声光报警。 X X2 脚与晶振相连，用于定时计数，以形成一秒周期的方波脉冲信号 [12]。 主控芯片的性能以及标准功能 主要性能： 与 MCS51 单片机产品兼容 8K 字节在系统可编程 Flash 存储器 1000 次擦写周期 全静态操作： 0Hz～ 33Hz 三级加密程序存储器 32 个可编程 I/O 口线 三个 16 位定时器 /计数器 八个中断源 全双工 UART 串行通道 低功耗空闲和掉电模 标准功能： AT89S52具有以下标准功能： 8K字节 Flash， 256字节 RAM， 32位 I/O口线，看门狗定时器， 2个数据指针，三个 16位定时器 /计数器，一个 6向量 2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外， AT89S52可降至 0HZ静态逻辑操作，支持两种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU停止工作，允许 RAM、定时器 /计数 器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止 [15]。 主体单片机芯片 AT89S52的引脚结构如图 31所示： 图 31 AT89S52引脚图 各主要管脚介绍如下： VCC : 电源 GND: 地 P0 口： P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。 作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。 对 P0 端口写“ 1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时， P0 口也被作为低 8 位地址 /数据复用。 在这种模式下， P0 具有内部上拉电阻。 在 flash 编程时， P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。 程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P1 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 此外， 和 分别作定时器 /计数器 2 的外部计数输入（ ）和时器 /计数器 2 的触发输入（ ）。 P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器 能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P2 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR）时， P2 口送出高八位地址。 在这种应用中， P2 口使用很强的内部上拉发送 1。 在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）访问外部数据存储器时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。 在 flash 编程和校验时， P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 对 P3 端口写“ 1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ IIL）。 P3 口亦作为 AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，在 flash 编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号 [13]。 如下表 31所示。 表 31 P3口的引脚号及其第二功能 RST: 复位输入。 晶振工作时， RST 脚持续 2 个机器周期高电平将使单片机复位。 看门狗计时完成后， RST 脚输出 96 个晶振周期的高电平。 特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上。 ALE/PROG：地址锁存控制信号（ ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低 8 位地址的输出脉冲。 在 flash 编程时，此引脚（ PROG）也用作编程输入脉冲。 在一般情况下， ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定引脚号 第二功能 RXD（串行输入） TXD（串行输出） INT0(外部中断 0) INT0(外部中断 0) T0（定时器 0 外部输入） T1（定时器 1 外部输入） WR(外部数据存储器写选通 ) RD(外部数据存储器写选通 ) 时器或时钟使用。 然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时， ALE 脉冲将会跳过。 如果需要，通过将地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE 操作将无效。 这一位置“ 1”， ALE 仅在执行 MOVX 或 MOVC 指令时有效。 否则， ALE 将被微弱拉高。 这个 ALE 使能标志位（地址为 8EH 的 SFR 的第 0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。 PSEN:外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 当 AT89S52 从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时， PSEN 将不被激活。 EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到 FFFFH 的外部程序存储器读取指令， EA 必须接 GND。 为了执行内部程序指令， EA 应该接 VCC。 在 flash 编程期间， EA 也接收 12 伏电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端 [14]。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 单片机控制部分电路 如图所示为单片机组成的控制电路，其中晶振与其相连构成时钟电路，而复位开关与其相连构成单片机小系统。 图 32 AT89S52 的引脚结构 图 31单片机控制电路电路图 红外线发射部分。