红外线报警器设计-黄建邦

1、红外线报警器设计 学生姓名：黄建邦 学 号：20090201032指导老师：甘伟 年级专业：2009级电子工程 目录目录前言 3设计方案思路 5总体设计 9硬件电路设计 13软件设计 14实物图 16前言 随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。 设计方案思路 本次设计的思路是安装1个红外接收头，

2、1块12864液晶显示屏，一个蜂鸣器。1个遥控器，STC89C52最小系统，红外发射器 E18-D80NK-N ，蜂鸣器接着报警，然后按下复位键，回到初始状态。在红外线工作时，当在红外线范围走过，蜂鸣器报警。遥控器可以控制报警和报警的时间。 红外发射器 E18-D80NK-N总体设计 红外线报警器采用STC89C52作为主要的芯片来制作，STC89C52芯片的功能比较全。红外对射由发射管和接收管两部分组成，当发射管和接收管在某一角度的范围之内，接收头接收到发射管发出的红外信号时，相应的指示灯点亮。当有障碍物阻挡了红外对射管之间的信号传输，那么相应的指示灯熄灭，同时报警器鸣叫，提示报警。 功能介

3、绍和操作功能介绍和操作:功能功能1：在设定的范围内，红外探头检测到有人经过，引发蜂鸣器报警；如果没有人经过，则不报警，液晶屏幕上可显示报警状。功能功能2：在设定的范围内，红外探头检测到有人经过，引发蜂鸣器报警，并且一直报警，必须通过遥控按键消除报警。按下遥控任何一个按键，即可消除报警，液晶屏幕上可显示报警次数和报警状态。功能功能3：在设定的范围内，红外探头检测到有人经过，引发蜂鸣器报警，可以通过遥控按键设定多少秒后开始做报警检测，在设置报警时间时，先输入数字，再按确定。然后液晶屏幕上显示倒计时，晶屏幕上还可显示报警次数和报警状态等信息。红外基本原理 本方案的红外基本原理 开始红外发射电路一体化

4、红外接收头单片机报警结束硬件电路设计 在选择系统显示功能上有两个方案：在选择系统显示功能上有两个方案： 方案一方案一 安装4个红外线接收头，4位共阳数码管，一个蜂鸣器。任意一 个红外线切断，数码管显示相应的位数，蜂鸣器接着报警，然后按下复位键，回到初始状态。 方案二方案二 安装1个红外接收头，1块12864液晶显示屏，一个蜂鸣器，1个遥控器。红外线切断，液晶显示屏显示出所以的信息，蜂鸣器接着报警，不用在电路板按下复位键，回到初始状态，可以用遥控器复位。 做本设计我选择方案二，因为12864液晶显示屏可以把所以的信息包括文字都可以显示，方案一就不行。其中方案二的最大的优点是可以通过遥控器直接选择

5、功能，不要以前那样手动按电路板复位，这样是以前的设计的改进和进步。硬件分析单片机单片机 STC89C52STC89C52 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，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。另外 STC89X52 可

6、降至0Hz 静态逻辑操作，支持2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。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。 硬件分析红外发射器红外发射器 E18-D80NK-NE18-D80NK-N这是一种集发射与接收于一体的光电传感器，发射光经过调制后发出，接收头对反射光进行解调输出。有效的避免了可见光的干扰。透镜的使用，也使得这款传感器最远可以检测80 厘米距离 检测障碍物的距离可以根据要求通过尾部的电位器旋钮进行调节。该传感器具有探测距离远

7、、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。 硬件分析遥控发射器遥控发射器 遥控器使用的是专用集成发射芯片来实现遥控码的发射，如东芝TC9012，飞利浦SAA3010T等，通常遥控信号的发射，就是将某个按键所对应的控制指令和系统码(由0和1组成的序列)，调制在38KHz的载波上，然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。不同公司的遥控芯片，采用的遥控码格式也不一样。较普遍的有两种，一种是NEC标准，一种是PHILIPS 标准。 硬件分析红外线接收头红外线接收头LF1638ALF1638A1特性：小型设计;内置专用IC;宽角度及长距离接收

8、;抗干挠能力强;能抵挡环境干挠光线;低电压工作;2应用:视听器材(音箱,电视,录影机,碟机)家庭电器(冷气机,电风扇,电灯)其它红外线遥控产品; 红外通信原理 红外遥控有发送和接收两个组成部分。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收完成对红外信号的接收、放大、检波、整形，并解调出遥控编码脉冲。为了减少干扰，采用的是价格便宜性能可靠的一体化红外接收头(HS0038， 它接收红外信号频率为38kHz，周期约26s) 接收红外信号，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机，经单片机解码并执行去控制相关对象

9、。如图1 所示： 单片机红外遥控发射器设计原理 单片机红外遥控发射器主要有单片机、行列式键盘、低功耗空闲方式控制电路、红外管发射电路以及单片机的一些电源、复位、震荡子电路组成。单片机不工作时一直处于低功耗状态，采用了空闲节电工作方式。当遥控器的某一按键被按下以后，外部中断1产生中断，唤醒单片机进入工作状态，查询键盘按下的是哪一个按键，当确认按键后，控制软件启动定时器T0、T1，T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器，T0定时溢出时中断程序使红外管接口电平反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就得到不同的发射频率。T1定时溢出时中断程序关闭关闭T0定时器，停止红外线发射。其设计

10、原理框图如下。红外管发射电路+5V电源按键控制电路STC89C52单片机单片机红外遥控接收器设计原理 单片机红外遥控接收器主要有单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路以及单片机的一些外围电路组成。利用单片机中的T0作为红外脉冲计数器，T1作为计数时间控制器。当电路中红外接收管接收到第一个红外脉冲时，外部中断1被触发，启动计数器T0和定时器T1。定时溢出，中断程序关闭计数器T0，读入计数值并进行判断，确定操作对象（遥控按键）对其进行反转操作，控制电路对所控制的负载进行开或关11。还可对接收电路实行上锁功能，对控制电路上锁后，遥控器不能对控制电路实施遥控功能。其设计原理方框图如下:STC

11、89C52单片机红外接收电路状态指示电路控制电路+5V电源发射接收原理 通过红外遥控发射器设计原理 和红外遥控接收器设计原理 可以总结为 在发射端，输入信号经放大后送入红在发射端，输入信号经放大后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放大器放大处理后还原成信外信号后，由放大器放大处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。号，这就是红外的简单发射接收原理。软件设计 软件设计是通过不断检测单片机上与红外对射电路相连的管脚的高、低电平，若测得单片机引脚上为高电平时，表示有人闯入，提示报警，数码管显示闯入的具体位置。 总体方案程序流程图 如下：

12、开始 延时检测电平延时检测电平报警显示结束编码、解码 二进制信号的调制二进制信号的调制二进制信号的调制由单片机来完成，它把编码后的二进制信号调制成频率为38kHz 的间断脉冲串，相当于用二进制信号的编码乘以频率为38kHz 的脉冲信号得到的间断脉冲串，即是调制后用于红外发射二极管发送的信号如图4 二进制码的调制所示红外接收需先进行解调，解调的过程是通过红外接收管进行接收的。其基本工作过程为：当接收到调制信号时，输出高电平，否则输出为低电平，是调制的逆过程（图5 解调）。HS0038是一体化集成的红外接收器件，直接就可以输出解调后的高低电平信号 整体流程图发射部分发射部分：通过中断产生38K 的载波，TX 端口产生发送的数据，然后经过与门放大经发射管发射数据：38k 载波 第一列有效发送数据 第二列对管发射数据 第三列接受部分：接受部分：HS0038A2接受到38k载