红外光电报警系统

1、1红外光电报警系统与技术研究红外光电报警系统与技术研究 姓 名： 专 业：电子信息科学与技术 指导教师： 2014届本科生毕业论文答辩届本科生毕业论文答辩三峡大学三峡大学2/202论文章节论文章节 总结总结 软件设计软件设计 硬件电路设计硬件电路设计总体设计方案总体设计方案 绪论绪论 硬件电路设计硬件电路设计3/203论文主要工作论文主要工作第第2章章第第3章章第第4章章第第5章章完成对红外完成对红外线防盗报警线防盗报警器系统的软器系统的软件设计和程件设计和程序的编写，序的编写，并加以及调并加以及调试，发现其试，发现其中问题，及中问题，及时加以解决。时加以解决。针对课题的要针对课题的要求求,初

2、步确定初步确定可行性的设计可行性的设计方案。方案。 明确红外线防明确红外线防盗报警器的组盗报警器的组成部分（例如成部分（例如电源电路、声电源电路、声光报警电路、光报警电路、红外线发射和红外线发射和接受电路等）接受电路等），并分别完成，并分别完成各部分的电路各部分的电路设计。设计。对整个系统对整个系统进行仿真调进行仿真调试，并且对试，并且对实际应用中实际应用中可能出现的可能出现的问题的简单问题的简单解决办法。解决办法。4/204 1. 绪论绪论研究背景研究背景 近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞速发展，人民的生活水平有了很大提高。同时，人们也

3、速发展，人民的生活水平有了很大提高。同时，人们也拥有了更多的物质财富，例如各种高档家电产品和贵重拥有了更多的物质财富，例如各种高档家电产品和贵重物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷造成偷盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。全问题十分担忧。5/205 1. 绪论绪论目的与内容目的与内容 为了有效保护人们的财产安全不受不法分子所侵为了有效保护人们的财产安全不受不法分子所侵害

4、，害， 因此，设计一种区别于传统报警器应用范围窄、因此，设计一种区别于传统报警器应用范围窄、安全性能不是很可靠的光电报警器系统。安全性能不是很可靠的光电报警器系统。课题针对基课题针对基于红外二极管的光电报警系统，进行理论分析，并设于红外二极管的光电报警系统，进行理论分析，并设计出包括调制电源电路、红外发射电路、接收系统、计出包括调制电源电路、红外发射电路、接收系统、报警电路报警电路、LED显示电路显示电路等单元电路的整个系统。等单元电路的整个系统。因因而可以大大提高小区的安全程度，有效保证了居民的而可以大大提高小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。人身财产安全。6/2062. 总体设计

5、方案总体设计方案以单片机以单片机AT89S52系列为核心，采用红外线发射管和红外线接收系列为核心，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以及的声光报警电路以及LED显示相应阻挡位置。显示相应阻挡位置。7/207 3. 硬件电路设计框架图硬件电路设计框架图 硬件电路部分模块图红外线发射电路设计红外线接收电路设计声光报警器电路设计单片机控制电路设计LED显示部分主控芯片的主要结

6、构和功能单片机系统控制部分电路图主要功能负责红外线的发射红外线发射部分电路图主要功能负责红外线的接收红外线接收部分电路图主要功能二极管发光蜂鸣器报警声光报警器部分电路图主要功能显示哪一路被阻挡LED显示电路图8/203.硬件电路设计硬件电路设计83.1单片机电路系统单片机电路系统AT89S52单片机单片机P1口口P1.0、P1.1连接红外接连接红外接收收电路，电路，P3.7引脚与声光报引脚与声光报警电路系统相连，输出方波脉冲信号驱动报警。警电路系统相连，输出方波脉冲信号驱动报警。P2口外接显示电路，口外接显示电路，引脚引脚18、19与晶振相连接，用于单片机内部定时计数，以形成与晶振相连接，用于

7、单片机内部定时计数，以形成1秒周期秒周期方波脉冲信号；引脚方波脉冲信号；引脚9接复位电路。接复位电路。另外系统复位电路也在此部分，设另外系统复位电路也在此部分，设有人工按钮。复位电路图如下有人工按钮。复位电路图如下9/203.硬件电路设计硬件电路设计93.2红外发射电路设计红外发射电路设计红外发射电路由红外线发射管组成将电信号红外发射电路由红外线发射管组成将电信号转换为光信号，当接通电源就会立即产生连续的转换为光信号，当接通电源就会立即产生连续的红外线。红外线发射电路如红外线。红外线发射电路如下下图图10/203.报警器的硬件电路设计报警器的硬件电路设计103.3红外线接收电路设计红外线接收电

8、路设计红外接收电路主要由红外线接收管和反相器组成，主要红外接收电路主要由红外线接收管和反相器组成，主要功能是接收红外发射电路发射的红外线，并将接收到的光信功能是接收红外发射电路发射的红外线，并将接收到的光信号（不可见光红外线）转换为电信号（高低电平），经过反号（不可见光红外线）转换为电信号（高低电平），经过反相器取反后再输入单片机相器取反后再输入单片机P0口。接通电源后，正常情况能接口。接通电源后，正常情况能接收到红外线，此时电流通过红外线接收管将高电平加到反相收到红外线，此时电流通过红外线接收管将高电平加到反相器器CD4069的输入端，经过反相器后为低电平输出管脚接到的输入端，经过反相器后为

9、低电平输出管脚接到P1.0、P1.1脚，脚，P1.0、P1.1为低电平。若有人闯入被遮挡，红为低电平。若有人闯入被遮挡，红外线被中断，红外线接收管因检测不到红外线而截至，反相外线被中断，红外线接收管因检测不到红外线而截至，反相器输入端为低电平，反相后输出高电平。这时单片机系统判器输入端为低电平，反相后输出高电平。这时单片机系统判断是哪一路的光线被挡，进入中断系统。红外线接收电路如断是哪一路的光线被挡，进入中断系统。红外线接收电路如图所示。图所示。11/203.报警器的硬件电路设计报警器的硬件电路设计11红外线接收电路红外线接收电路12/203.报警器的硬件电路设计报警器的硬件电路设计123.4

10、声光报警电路声光报警电路 声光报警电路与单片机声光报警电路与单片机P3.7口相连，当单片机的口相连，当单片机的P3.7口输出口输出一系列脉冲方波，开始驱动报警电路报警。声光报警部分主要由一系列脉冲方波，开始驱动报警电路报警。声光报警部分主要由NE555、三极管、三极管9014、蜂鸣器、发光二极管组成，当报警开始时，、蜂鸣器、发光二极管组成，当报警开始时，发光二极管闪烁，蜂鸣器发出声响，声光并用，同时报警。发光二极管闪烁，蜂鸣器发出声响，声光并用，同时报警。13/203.报警器的硬件电路设计报警器的硬件电路设计133.5LED显示电路显示电路 LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件。在

11、单片机显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件。在单片机系统中通常使用的是七段系统中通常使用的是七段LED显示器，这种显示器有共阴极和共阳极两显示器，这种显示器有共阴极和共阳极两种，如图种，如图3-4所示。共阴极所示。共阴极LED显示器的发光二极管的阴极接地，如图显示器的发光二极管的阴极接地，如图3-7（a）所示，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共）所示，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共阳极阳极LED显示器的阳极接显示器的阳极接+5V电源电源14/204. 软件设计软件设计14报警器系统的软件设计报警器系统的软件设计系统的软件设计，主要集中在单片机功能流程的设计

12、系统的软件设计，主要集中在单片机功能流程的设计上，主要监视是否有人闯入，当系统红外线探测器部上，主要监视是否有人闯入，当系统红外线探测器部分探测到红外线接收部分没有被中断，那么，系统确分探测到红外线接收部分没有被中断，那么，系统确定一起正常，报警控制器不会发出报警信号。当系统定一起正常，报警控制器不会发出报警信号。当系统红外线探测器部分探测到红外线接收部分被中断，这红外线探测器部分探测到红外线接收部分被中断，这时红外线报警系统确定有人闯入，通过传输系统将信时红外线报警系统确定有人闯入，通过传输系统将信号送入报警控制器，从而发出报警信号。号送入报警控制器，从而发出报警信号。15/2015 4.软

13、件设计软件设计报警器的软件部分模块图系统的主流程部分系统的主程序流程图脉冲信号产生程序流程图中断服务程序流程图系统的主程序部分系统的主程序16/2016 5.系统调试系统调试 现在现在Keile51环境进行软件调试，再利用编程器将调试好的程序固环境进行软件调试，再利用编程器将调试好的程序固AT89S52单片机，并进行调试，当两路都被挡住时报警显示单片机，并进行调试，当两路都被挡住时报警显示3如图如图17/2017 5.系统调试系统调试当只有第二路被物体挡住时，报警同时显示当只有第二路被物体挡住时，报警同时显示2如图如图5-218/2018 5.系统调试系统调试当只有一路被挡住时，报警同时显示当

14、只有一路被挡住时，报警同时显示1如图如图5-219/2019 5.系统调试系统调试正常情况下没有被挡住，不报警显示正常情况下没有被挡住，不报警显示0如图如图5-420/2020系统总电路图系统总电路图21/20总结总结21 本人设计的课题是红外光电报警系统，通过对课本人设计的课题是红外光电报警系统，通过对课题的设计，大大提高了自己各方面的能力，例如对书题的设计，大大提高了自己各方面的能力，例如对书本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，自己的本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，自己的动手能力，使自己用动手能力，使自己用PROTEL99SE软件制作电路图更软件制作电路图更加熟练，使自己从中也学到了好多东西，最后几个月加熟练，使自己从中也学到了好多东西，最后几个月的毕业设计也是对我所学专业知识、技术、技能各方的毕业设计也是对我所学专业知识、技术、技能各方面的一个总结。由于个人能力有限，因此毕业设计还面的一个总结。由于个人能力有限，因此毕业设计还存在一些问题，也有很多不完善的地方。此次毕业设存在一些问题，也有很多不完善的地方。此次毕业设计是我大学四年最难忘的一件事，也是给各位老师的计是