红外防盗报警器毕业设计(编辑修改稿)

红外防盗报警器毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

市场，世界许多公司都在生产，因此单片机的种类及型号很多，并且更新换代速度很快，但考虑到实际应用中许多地方并不需要性能很高的单片机，并且为了程序的兼容，各种类型的单片机差别并不是太大，并且几种质量比较好的单片机成了市场的主流产品。 本设计采用了应用广泛的 51系列单片机中 ATMEL公司生产的 51AT89C52，完成对报警信号处理并发出报警信号。 AT89C52 是一个低电压，高性能 的 8 位单片机。 总的来说，单片机就是一个高级的电路，由于具有 CPU，所以可以通过编写程序去控制它工作，通过程序来指挥它，达到编程者预期的目的。 用高级语言编写的程序更加的直观方便，使得单片机的功能大大提升，但单片机只能输出高低的电平信号，所以，单片机必须与外部的硬件电路结合才能 本科毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 32 页 完成更多的目的功能。 单片机要在程序的指令下才能工作，所以需要有存储程序的工具，这就是单片机内部的存储器的作用， AT89C52 的内部存储器可存储 256 个 字节的数据，如果内部存储器不够用，可用外部存储器进行扩展。 以前单片机的内部存储器不能反复擦写，一般在出厂前就用专门的机器把程序加载到存储器内，单片机只能完成固定的任务。 现在许多厂家专门设计出了方便学习的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器 (RAM)，可方便学习者随时用电脑把自己写的程序烧录进单片机进行调试。 AT89C52 有 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出 (I/O)端口，有的端口做不同的用途，通过设置功能字来设定选用的功能。 单片机有 2 个外部中断端口，使单片机变得灵活 多样，对外部的控制更方便有效。 其内部还有 3 个 16 位可编程定时 /计数器，2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线，这些功能都通过设置控制字来实现对其的控制，使用非常方便。 下图 为单片机的结构框图。 图 单片机的结构框图 每个框图都是由各种芯片和电路构成，各单元之间通过内部总线进行通信。 图 为单片机的引脚图。 本科毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 32 页 图 单片机的引脚图 单片机 [8]的 40 个引脚大致可分为 4 类： (1) 电源 (a) 芯片电源 VCC，接 +5V； (b) 接地端 VSS(GND)； (2) 时钟 ： XTAL XTAL2 是 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 (3) 控制线共有 4 根， 第一是 ALE/PROG:地址锁存允许 /片内 EPROM 编程脉冲 ， ALE 的 功能 是 用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址 ， PROG 的 功能 是 在 EPROM 编程期间，此引脚输入编程脉冲 ； 第二是 PSEN:外 ROM 读选通信号 ；第三是 RST/VPD： 复位 /备 用电源 ， RST 是 复位信号输入端 ， VPD 的 功能 是 在 Vcc 掉电情况下，接备用电源 ；第四是EA/Vpp： 内外 ROM 选择 /片内 EPROM 编程电源 ， EA 功能 是 内外 ROM 选择端 ， Vpp功能 是 在 EPROM 编程期间，施加编程电源 Vpp。 (4) 输入 /输出 线 80C51 共有 4 个 8 位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 个引脚。 P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号。 单片机在本设计中的应用 本设计中应用到单片机的外部中断、输出口、复位电路、时钟电路，现一一进行介绍。 中断是指当单片机在运行过程中，产生了中断信号， AT89C52 中共有五个中断源，分别为： 本科毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 32 页 INT0：外部中断 0，由 端口线引入，低电平或下跳沿引起。 INT1：外部中断 1，由 端口线引入，低电平或下跳沿引起。 T0：定时器 /计数器 0 中断，由 T0 计满回零引起。 T1：定时器 /计数器 l 中断，由 T1 计满回零引起。 TI/RI：串行 I/O 中断，串行端口完成一帧字符发送 /接收后引起。 本设计采用外部中断 1。 单片机允许中断后，便终止了当前所执行的程序，并用堆栈对目前的程序及状态进行记录，以便于中断结束后返回原程序继续执行，然后便进入中断程序，执行中断里的程序，单片机事先规定了几个特殊的地址，其中就有关于中断的，既是中断入口地址，中断允许后便进入中断入口地址。 设置 中断需要设置单片机的中断控制寄存器 IE，设置各位为 0 或 1，便可控制中断的方式。 下表 即为 IE 各位功能。 表 中断控制寄存器 IE IE EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 上表中各位表示的含义说明如下： EA：全局中断允许位。 EA=0，关闭全部中断； EA=1，打开全局中断控制，在此条 件下，由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。 ES：串行 I/O 中断允许位。 ES=1，打开串行 I/O 中断； ES=0，关闭串行 I/O 中断。 ETl： 定时器 /计数器 1 中断允许位。 ETl=1，打开 T1 中断 ； ETl＝ 0，关闭 T1 中断。 EXl：外部中断 l 中断允许位。 EXl=1，打开 INT1； EXl=0，关闭 INT1。 ET0：定时器 /计数器 0 中断允许位。 ET0=1，打开 T0 中断； ET0=0，关闭 T0 中断。 EX0：外部中断 0 中断允许位。 EX0=1，打开 INT0， EX0=0， 关闭 INT0。 本设计需要开中断 1 所以可设置 IE=84H。 当红外线被障碍物遮挡时，便产生中断信号送入中断输入口 INT1。 P0、 P P P3 四个口可作为输入输出口使用， P0 口做 I/O 口使用时外加上拉电阻，但本设计中用 P0 口接上拉电租驱动共阴数码管显示报警次数时，却由于 P0 口电压太低，不能驱动数码管显示数字。 这四个口也都有其各自的特殊用途，但除 P0 口外，其它的电路结构都很相似，做 I/O 口时无需外加上拉电阻。 本设计还利用到 口作为声光报警的驱动信号，当报警产生时，让 输出脉冲波，驱动发光二极管的闪烁和蜂鸣器的报警。 复位电路采用的是手动电平复位电路，当单片机的复位引脚维持两个周期的高电平IE 本科毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 32 页 时，单片机将复位。 在下图 中。 图 单片机的复位电路 当按下按钮时，单片机的复位端将出现一个由 100 电阻和 1K 电阻分压的电平，这个电平可维持两个周期以上的，所以单片机就复位。 在本设计中单片机的复位按钮可以使报警器手动停止报警，并可把报警次数清零。 单片机的工作都要在一定的时钟信号控制下完成，单片机的时钟电路可以为单片机提供时钟信号，时钟电路有两种连接方式，一种称为内部时钟方式，另一种称为外部时钟方式。 本设计采用内部时钟方式。 电路连接图如下图 所示。 图 单片机的时钟电路 本科毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 32 页 时钟电路中在引脚 XTAL1 和引脚 XTAL2 之间跨接一个 12M 的晶体振荡器，再接入两个微调电容，电容的作用是协调晶体振荡器的频率和帮助它起振。 由于在 XTAL2引脚上能输出 3V 作用的正弦波，所以不需外加电源。 时钟电路中晶振的频率决定着单片机的指令周期。 单片机的引入使得红外防盗报警器更加的智能化，并可减少大量的硬件电路。 声光报警 电路 当单片机接收到报警信号后，经过内部处理，便输出报警信号，为了能更加直观方便的通知工作人员有入侵者进入，就需要报警电路，报警电路包括声报警、 光报警、数码管显示三个部分。 光报警电路 发光二 极管 简称为 LED，发光二极管 由镓 (Ga)与砷 (AS)、磷 (P)的化合物制成，当电子与 空穴 复合时能 发 射出 人眼可见的光线 ，因而可以用来制成发光二极管。 发光二极管经常用 在电路及仪器中作指示灯 用。 不同化合物制成的二极管能发出不同颜色的可见光，如 磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光 ，用户可根据不同的应用需要选择不同的发光二极管，报警时一般采用红色的。 发光二极管的特性与 红外发光二极管有很多相似之处，在此不详细介绍。 发光二极管也需要加限 流电阻，以免被烧毁，限流电阻的计算公式与红外发光二极管的限流电阻公式相同，本设计采用的连接电路方式为下图 所示。 图 发光二极管电路 本科毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 32 页 蜂鸣器电路 蜂鸣器在市场上有两种类型，一种是电压型，一种是脉冲型，电压型的只有对蜂鸣器送电它便会发出声音，它的发声频率是固定的。 脉冲型 的必须加入脉冲才会发出声音，并且它的发声频率是加入脉冲的频率， 本设计采用了脉冲型的蜂鸣器。 下 图 为低电平驱动蜂鸣器的电路图。 图 低电平驱动蜂鸣器电路 图中 R7 为限流电阻，以防止蜂鸣器被烧毁。 R6 为泄放电阻，目的是让三极管从饱和到截止时提供一个泄放基极和发射极间的少数载流子的路径，以加速切换，防止拖音。 七段 LED 数码管 数码管用于显示报警。