人体红外感应检测系统

1、课程设计说明书单片机系统课程设计说明书设计课题： 人体红外感应检测系统专业班级：自动化 101、102 班学生姓名：学生学号： 10423028、 10423026指导教师：时 间： 2013 年 12 月 15 日成 绩：目录课程设计说明书一、设计目的 3二、设计要求 32.1 、系统总体设计 3三、方案设计与论证 43.1 、整个系统的原理 . 43.2 、传感器模块 5四、硬件设计及电路图 64.1 、设计原理 64.2 、电路图 6五、软件设计 10六、元器件清单 11七、硬件制作与调试 11八、结论与心得 12九、参考文献 13人体红外感应检测系统课程设计说明书一、设计目的1 、利用

2、单片机实现 HC-SR501人体红外感应模块功能。 所设计人体红外 感应检测系统能够检测人是否存在，当感应到人体时进行声光报警和指示。2、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机 课程的应用进一步的了解。3、锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。4、通过此次课程设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑， 校验， 锻炼实践能力和理论联系实际的能力。5、锻炼团队分工合作与协调能力。二、设计要求2.1 、系统总体设计 单片机以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理 , 众多的逻辑位 操作功能及面向控制的丰富的指令系统， 在工业测控、 通信系统和家用电器控制 领域中得到了

3、广泛的应用 , 提高了生产效率 ,也提高了各种电器的性能 ,给人们的 生活和工作带来了很大的便利。迄今为止, 单片机系统和模块主要用于工业控制、科学研究和教学实验等领域, 实现各类系统在线信号采集和监控功能。本设计是以 AT89C51单片机作为控制核心， 与人体红外传感器模块相结合的 的监控报警系统。 是对人体红外感应模块应用的一个极好例子， 具有硬件电路简 单、软件功能完善、控制系统可靠等特点。（1）所设计人体红外感应检测系统能够检测人体是否存在，当感应到人体 时进行声光报警和指示。（2）完成软件程序编写（3）完成电路设计及调试（4）完成课程设计说明书 根据本设计需实现的功能， 考虑到硬件电

4、路的复杂性、 性价比和软件实现的 难易程度等情况。 控制器由传感器模块、 控制功能模块组成。 传感器模块由人体课程设计说明书红外感应器构成，控制功能模块由单片机构成。该系统的工作原理如下：系统启动后，检测 P1.0 口是否为高电平，为高电 平说明检测到范围内有人员存在，显示灯亮，当检测到 P1.0 为低电平的时，显 示灯亮。三、方案设计与论证3.1 、整个系统的原理 整个系统的设计方案如下面介绍， 主要是：系统原理、 控制芯片介绍和管脚 说明。系统原理框图如下图，采用单片机最小系统，有传感器模块，显示模块，控 制模块等组成。（如图一）图一从上面的框图中我们可以看到，单片机 CPU是整个系统的核

5、心，是所设计电 路的核心，也是一部分，它受电源驱动。芯片管脚图如图 2。课程设计说明书3.2 、传感器模块传感器模块由 HC-SR501普通型人体红外感应模块构成。全自动感应：当有 人进入其感应范围则输入高电平， 人离开感应范围则自动延时关闭高电平。 输出 低电平。人体红外感应模块的的技术指标如下：1. 工作电压： DC4.5V 至 20V2. 静态电流： 50 微安3. 电平输出：高 3.3V ，低 0V4. 延时时间： 5-200s （可调）可制作范围零点几秒几十分钟5. 封锁时间： 0.2s （默认）可制作范围零点几秒几十秒6. 触发方式： L 不可重复， H 可重复，默认值为 H7.

6、感应范围：小于 120 度锥角， 7 米以内8. 工作温度： -15 +70度9. 电路板外形尺寸： 32*24mm，螺丝孔距 28mm，螺丝孔径 2mm，感应透镜尺 寸：（ 直径） ：23mm默（ 认）10. 感应透镜尺寸：直径： 23mm（默认）课程设计说明书四、硬件设计及电路图4.1 、设计原理本设计是以 AT89C51单片机作为控制核心， 与人体红外传感器模块相结合的 的监控报警系统。 根据本设计需实现的功能， 考虑到硬件电路的复杂性、 性价比 和软件实现的难易程度等情况。 控制器由传感器模块、 控制功能模块组成。 传感 器模块由人体红外感应器构成，控制功能模块由单片机构成。该系统的工

7、作原理如下：系统启动后，检测 P1.0 口是否为高电平，为高电 平说明检测到范围内有人员存在，显示灯亮，当检测到 P1.0 为低电平的时，显 示灯亮。4.2 、电路图4.2.1 、控制功能模块如下图 3控制功能模块由单片机 AT89C51及晶振复位电路构成。AT89S51单片机主要性能特点如下：1、4k Bytes Flash 片内程序存储器；2、128 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM）；3、32个外部双向输入 /输出（ I/O ）口；4、2个中断优先级、 2 层中断嵌套中断；5、5 个中断源；6、2 个 16 位可编程定时器 / 计数器；7、2 个全双工串行通信口；8、看门狗（

8、WD）T 电路；9、片内振荡器和时钟电路；10、与 MCS-51兼容；11、全静态工作： 0Hz-33MHz；12、三级程序存储器保密锁定；13、可编程串行通道；14、低功耗的闲置和掉电模式。课程设计说明书AT89C51 可以按照常规方法进行编程 , 也可以在线编程。 其将通用的微处理 器和 Flash 存储器结合在一起 , 特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低 开发成本复位电路采用按键电平复位方式 , 通过使复位端电阻和电容与 VCC接通 而实现。选择的电阻、电容参数适宜与 12 MHz的晶振 , 能够保证复位信号高电平 持续时间大于 2 个机器周期。HC-SR501普通型人体

9、红外感应模块的信号输出端 S 通过接到 AT89C51的 P1.0 脚上。图3单片机周围的东西都是使单片机更好的工作而设立的课程设计说明书1、振荡器振荡器是单片机系统正常工作的保证， 如果振荡器不起振， 系统将会不能工 作；假如振荡器运行不规律， 系统执行程序的时候就会出现时间上的误差， 这在 通信中会体现的很明显： 电路将无法通信。 他是由一个晶振和两个瓷片电容组成 的， x1和x2分别接单片机的 x1和 x2，晶振和瓷片电容是没有正负的，注意两 个瓷片电容相连的那端一定要接地。2、复位端 复位电路给单片机一个复位信号 （一个一定时间的低电平） 使程序从头开始执行； 一 般有两中复位方式：

10、上电复位， 在系统一上电时利用电容两端电压不能突变的原 理给系统一个短时的低电平； 手动复位， 同过按钮接通低电平给系统复位， 这时 如果手按着一直不放， 系统将一直复位， 不能正常工作。 在这里我们需要注意用 的电容是电解电容，要注意正负。课程设计说明书4.2.2 、人体红外感应模块电路图如图 4HC-SR501普通型人体红外感应模块的信号输出端 S 通过接到 AT89C51的P1.0 脚上。4.2.3 、显示功能模块电路图如图 5 显示模块是将电阻和显示灯与单片机连接在一起， 当人体红外感应模块检测 到信号时，显示灯亮；反之，处于“灭”的状态。电路图如图 5图5课程设计说明书五、软件设计图

11、6 软件流程设计如上图 6，程序清单如下： #include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit dat=p00; sbit out=p10;void main() while(1) if(dat)out=0; else out=1;10课程设计说明书六、元器件清单表 1 元器件清单元件序号型号主要参数数量备注1HC-SR501工作电压： DC4.5V至 20V1人体红外感应模块2AT89S51工作电压： 5V13电阻阻值： 10K14电阻阻值： 1K15电阻阻值： 10016电容容值： 10nF17电容容值： 2

12、2pF28电容容值： 10F19晶振大小： 22.1184MHz110电源5V1七、硬件制作与调试在本次课程设计中， 硬件电路是在老师所提供的实验室焊接完成的， 包括软 件编程。整个过程均是两人合作完成。电路的调试遇到一些麻烦， 开始没有考虑到结果的显示问题， 只成功了焊接 最小系统电路和单片机与人体红外感应模块的外围电路， 在调试的过程接入了发 光二极管。 还有在焊接的过程中由于导线比较细， 烙铁是容易将导线熔断的， 还 有是剥线的工具要十分小心的运用， 以免夹断或则夹断一部分导线， 从而使实验 不能顺利进行， 所以整个实验过程要十分仔细， 包括焊接完成的电路板都要轻拿 轻放。实验的结果是这

13、个样子的， 当人体靠近传感器模块时， 模块感应到人体所 发出的红外线， 显示灯亮， 当将感应模块放进完全封闭的盒子里， 观察到导线连 接的盒子外面的电路板上的发光二极管处于“灭”的状态。11课程设计说明书八、结论与心得 本次课程设计，我们选择题目是人体红外感应检测系统的设计 。这对于 我们来时是相对陌生的， 之前接触这样的内容很少， 所做过的课程设计和实践多 为利用已知的元器件来组成所要达到设计要求的电路， 这次所不同的是需要自己 上网查阅传感器模块的相关资料， 在一定程度上开阔了我们的眼界， 使我们更进 一步了解到我们所学知识所涉及的的应用领域。 通过这次的设计使我认识到本人 对单片机、 传

14、感器方面的知识知道的太少了， 对于书本上的很多知识还不能灵活 运用，尤其是对程序设计语句的理解和运用， 不能够充分理解每个语句的具体含 义，导致编程的程序不能尽意。本次的设计使我从中学到了一些很重要的东西， 那就是如何从理论到实践的 转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。 在大学的课堂的学习只 是在给我们灌输专业知识， 而我们应把所学的用到我们现实的生活中去， 此次的 电子时钟设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己， 使自己适应于以后的竞争，同时在查找资料的过程中我也学到了许多新的知识， 在和同学协作过程中增进同学间的友谊， 使我对团队精神的积极性和重要性有了 更加充分的理解。最后，感谢老师和同学对我们的帮助， 正是由于老师的耐心辅导和所提供给 我们的参考资料，使得我的课程设计能够顺利的完成，同时在课程设计过程中， 我们巩固和学习了我们的单片机知识。 相信这对我以后的课程设计和毕业设计将 会有很大的帮助！12课程设计说明