红外线遥感距报警器学士学位毕业论文(编辑修改稿)

红外线遥感距报警器学士学位毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

的压降在 2V 左右。 F 由图 1（b）所示的驱动的电路是由稳压二极管 VDW 和三极管 VT 组成的恒流源。 VDW 的类型可以根据所加电源的电压 E 的高低来选用。 恒流源的电流可以按下式C估算： I = （mA） （2）FebZRU式中：U 为稳压二极管的稳压值；U 为三极管发射 be 的电压，通常 U 在Z b be—4— 左右；R 的为射极串联的阻值。 e若电源电压 E 较大，选用的驱动 R 的值应稍大些。 小功率的稳压二极管的Ce电流一般取 5～10mA。 在图 1（c） ， （d）中是利用三极管的驱动。 还可以用达林顿型放大起来驱动红外发光二极管，因为人眼无法确认红外发光二极管是否工作，故在电路可以接上一个可以发可见光的二极管来提示电路的工作状态。 有这样接法的电路我们称为动作指示驱动电路。 系统的工作原理系统的工作过程是由软件和硬件的配合完成。 先由单片机驱动红外管发射红外光，这些发射的红外光被光电二极管接收，转换为电信号。 如果在这一过程中有物体闯进设计所在的范围内，使得发射光线被挡住致使接收管没有接收到红外信号，这时由单片机就会触发 555 定时器去驱动扬声器和 LED 发光二极管，使扬声器发出一高一底的报警声，同时使得 LED 发光二极管不断的闪烁，从而达到声与光同时报警的结果。 系统设计框图如图 2 所示。 微处理器89C2051LED 显示红外线发射红外线接收报警声177。 5V 电源图 2 红外线探测系统组成框图—5—3 系统硬件电路的设计硬件电路主要分为单片机系统、报警电路、红外线发射电路、红外线接收电路、直流稳压电源等五部分组成。 AT89C2051 单片机AT89C2051 是关国 ATMEE 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 2k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和 128 bytes 的随机存取数据存储器(RAM ),器件采用 ATMEE 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元。 图3 为 AT89C2051 引脚图。 主要性能参数:与 MCS51 产品指令系统完全兼容2k 字节可重擦写闪速存储器1000 次擦写周期 的工作电压范围全静态操作:OHz24MHz两级加密程序存储器128k8 字节内部 RAM15 个可编程 I/0 口线两个 16 位定时/计数器 6 个中断源可编程串行 UART 通道可直接驱动 LED 的输出端口内置一个模拟比较器低功耗空闲和掉电模式AT89C2051R ST1 VCC 2 0 1 9 1 8XTAL24 1 7XTAL15 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2GND1 0 1 1图 3 AT89C2051 单片机引脚—6— 时钟电路计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍的进行的，这个脉冲是由单片机控制器中的时序电路发出的。 单片机的时序就是 CPU 在执行指令时所需控制信号的时间顺序。 为了保证各部件间的同步工作。 单片机内部电路就在惟一的时钟信号控制下严格的按时序进行工作。 要给单片机提供时序要有相关的硬件电路，即振荡器和时钟电路。 因此选择了内部时钟方式。 利用芯片内部的振荡器，然后在引脚 XTAL1 和 XTAL 两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路如图 4 所示，图 5 表示了单片机的外部时钟驱动电路。 当外接晶振时，C1 和 C2 值通常选择石英晶体时:C C2=30pF1士 10pF，陶瓷滤波器:C C2=40pF 士 10pF 左右。 在实际连接中，为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定。 可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近。 XTAL2XTAL1GNDC2C1图 4 单片机的内部振荡电路XTAL2XTAL1GNDNC入 入 入 入 入 入图 5 外部时钟驱动电路—7— 红外驱动芯片 cc4069CC4069 是由六个 COS/MOS 反相器电路组成，此器件主要用作通用反相器，即用于不需要中功率 TTL 驱动和逻辑电平转换的申路中。 本设计应用它驱动红外接受管。 CC4069 有 14 引线多层陶瓷双列直插，熔封陶瓷双列直插,塑料双列直插和陶瓷片状载体 4 种封装形式。 图 6 所示为本设计应用的封装。 电压工作条件： 电源电压范围：3V～15V 输入电压范围：OV～V DD工作作温度范围： M 类：55 0C～125 0C E 类：40 0C～85 0C极限值: 电源电压：～18V 输入电压：～V DD+ 输入电流： 10m 储存温度：65 0C～150 0C引出端符号: 数据输入端：1A～6A正电源:V CC 地:V SS数据输入端:1Y～6Y图 6 CC4069 双列直插 11 A21 Y32 A42 Y53 A63 Y7V SS84 Y94 A1 05 Y1 15 A1 26 Y1 36 A1 4V DD—8—CC4069 的逻符号：如图 7图 7 CC4069 的逻符号逻辑图：见图 8 图 8 CC4069 逻辑图逻辑表达式：Y= A 6Y6A1A 1Y 4Y4A3A 3Y2Y2A 5A 5Y1 11 11 11 A2 A3 A4 A5 A6 A1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y—9— 7805 稳压芯片在众多的稳压芯片中 7805 是比较便宜，它的实际使用也电路也比较简单。 它的外围电路可以更加容易的实现设计。 7805 可以根据设的要求调整电压的输出。 它的一般特性如下：输出最大电流：100mA可以输出可调电压：、5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V如图 9 7805 常用电路L 78 05V in V ou tC 20 .1u FC 10 33 uF图 9 7805 常用电路 声光报警电路声光报警电路如图 10：555 定时器，扬声器，普通红色发光二极管等组成声光报警电路。 其中由 555 定时器组成一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端 5脚与单片机 AT89C2051 的 脚相连，受 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲信号控制。 当 为高电平时，控制电压 Uc 也较高，阀值电压 UT+=Uco 和 UT=1/2Uco 也较高；当 为低电平时，UT +和 UT也较低。 当 UT+较高时，电容 C9充、放电的电压幅度较大，因而振荡频率较低。 反之，当 UT+较低时，电容 C9 充、放电过程中电压变化幅度较小。 充、放电过程完成得较快，故振荡频率较高。 即当 =1 时，555 输出脉冲的振荡频率较低；当 =0 时，555 输出脉冲的振荡频率高。 该输出脉冲经过隔直电容 C8 加到扬声器上，扬声器将交替发出高、低不同的两种叫声。 同时， 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲信号经电阻 R8 加到红色发光二极管 VD13 上，VD13 将闪烁发光，达到声、光同时报警的效果。 TRIG2 DISCHG 7R4CVolt 5OUT3THOLD 6VCC8GND1U4555R8470R9 10KR10 100KVD13C9C830uFRSTP3.7VCC—10—图 10 声光报警电路 多谐振荡器 555如图 11：采用 555 构成多谐振荡器可以实现脉宽范围占空比可调节，并且电路设计简单、成本低廉、占用面积小。 在声光报警电路中，可以根据设计者需要的报警时间间隔长短来选择电阻，电容的大小。 基算法如下：接通电源后，电容C 被充电，VC 上升，当 VC 上升到 2/3Vcc 时，触发器被复位，同时放电 BJT T 导通，此时 Vo 为低电平，电容 C 通过 R2 和 T 放电，使 VC 下降。 当 VC 下降到1/3Vcc 时，触发器又被置位，Vo 翻转为高电平。 电容器 C 放电所需的时间为： （3）Rtpl 当 C 放电结束时，T 截止，Vcc 将能过 R1，R2 向电容器充电，VC 由 1/3Vcc上升到 Vcc 所需的时间为： （4）当 VC 上升到 2/3Vcc 时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为：。