红外人体警报器的设计毕业论文

1、 毕业设计（论文）报告题 目 红外人体报警器的设计系 别专 业班 级学生学 号指导教师2013年 4 月43 / 49红外线人体报警器的设计摘要：红外报警器大多数采用国外的先进技术,其功能也非常先进。 其中包括被动式、热释电型红外报警器,也即是本文将研究的产品。还有红外监控无线报警器,超声波防盗报警器,红外线防盗报警器,高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器,红外 报警器, 红外线声先报警器报警器能探测人体发出的红外线，由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和报警指示电路等组成。当人进入报警器的监视区域，即可发出报警信号，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重

2、要场合防盗报警。概述了红外辐射的知识、热释电红外传感器的结构和工作原理。利用热释电红外传感器设计了一种被动式红外报警电路,分析了该电路的功能和工作原理。热释电红外传感器具有很多的优点,在防盗、警戒等装置中应用较广。关键词：被动式红外报警器、热释电红外（PIR）、传感器、热释电效应Design of infrared alarmAbstract：Infrared alarm in most cases, the foreign advanced technology, and its function is very advanced. Including passive pyroelectri

3、c infrared alarm, that is, the products that are to be studied in this article. Infrared monitoring wireless alarm system, ultrasonic burglar alarm, infrared burglar alarm, high sensitivity infrared alarm, the touch delay burglar alarm, the Touch burglar alarm, infrared alarm, infrared sound the fir

4、st alarm .Detectors capable of detecting infrared rays emitted by the body, provided by the infrared sensor, the signal amplification circuit, a voltage comparator circuit and other components of the delay circuit and the alarm indication. When people enter the alarm monitoring area, you can send an

5、 alarm signal, suitable for homes, offices, warehouses, laboratories and other important occasions burglar alarm. An overview of the structure and working principle of the knowledge of infrared radiation, thermal pyroelectric infrared sensor. Pyroelectric infrared sensor designed a passive infrared

6、alarm circuit analysis of the functions and working principle of the circuit. Pyroelectric infrared sensor has many advantages, a wider application of the anti-theft warning device.Keywords： passive infrared alarm、pyroelectric infrared (PIR)、sensor、pyroelectric effect目录前言1第一章 绪论21.1 电路设计背景21.2 红外报警器

7、分类与原理21.3 热释电红外传感器的原理特性41.4 设计意义与要求5第二章 电路组成与框图6第三章 单元电路设计83.1 电源电路设计83.1.1 整流滤波电路83.1.2 稳压电路103.2 放大电路的设计123.2.1 反相交流放大器123.2.2 同相交流放大器12第四章 整机电路与工作原理14第五章 电路制作与调试165.1 电路仿真165.1.1 Multisim仿真软件介绍165.1.2 Protel 99SE PCB软件介绍165.1.3 仿真与验证185.2 电路的制作与调试205.2.1 元件介绍205.2.2 集成运放的基础知识245.2.3 集成电路的检测245.2.

8、4 元器件的测试与筛选255.2.5 元器件的焊接要点255.2.6 电路测试26致27参考文献28附录31附录1 程序31附录2 电路图48附录3 元件表48附录4 PCB安装图50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。它在以前的防盗器基础上进行了很大的改进，不但可以用于单一的住宅区，也可以用于较大规模住宅区的防盗系统。它的工作性能好，不易出现不报和误报现象，安全可靠。不仅如此，它使用了单片机做信号处理器，这样有利于与计算机相

9、连接。利用计算机统一管理，使整个小区的住户基本情况、资料等在计算机存储起来，方便来访人的查询和保安人员的统一管理。在科技日益发展的今天，防盗的概念 经发生根本的变化，传统的人防由于人的弱点(偷懒、打瞌睡、疏忽)与投资回报等问题，已渐由技防所取代。一个电子防盗系统可以包括移动探测器、门磁探测器、玻璃破碎探测器、振动探测器、烟雾探测器、紧急按键等各种探测器，从多个方面保护您的安全。在系统布防时，上述各种探头探测到任何异动，如有人进入房间，或打破玻璃，或撬门，或企图破坏保险箱，甚至翻越围墙等，都将会发出声光警报，提醒人们的注意与行动，从而有效地保护了人民的生命财产的安全。 本系统采用了热释电红外传感

10、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。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC 机通信，便于多用户统一管理。第一章 绪论1.1 电路设计背景近年来，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。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多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强，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全问题十分担忧。报警器这时正为人们解决了不少问题。但是市场上的报警器大部分都是用于一些大公司与财政机构。价格高昂，一

11、般人们难以接受。如果设计和生产一种价廉、性能灵敏可靠的防盗报警器，必将在防盗和保证财产安全方面发挥更加有效的作用。由于红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用，此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。红外报警器大多数采用国外的先进技术，其功能也非常先进。其中包括被动式热释电型红外报警器，也即是本文将研究的产品。还有红外监控无线报警器，超声波防盗报警器,红外线防盗报警器，高灵敏红外报警器,触摸式延时防盗报警器, 触摸式防盗报警器，红外报警器，红外线声光报警器。其外，可用红

12、外报警器原理控制各种电器的运行。1.2 红外报警器分类与原理红外报警器分为主动红外报警和被动红外报警，主动红外入侵报警器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。主动红外报警器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束（此光束的波长约在0.80.95微米之间），经过光学系统的作用变成平行光发射出去。此光束被接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给报警控制器。由发射机发射出的红外线经过防区到达接收机，构成了一条警戒线。正常情况

13、下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。目前此类报警器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。一般应用在周界防居多，最大的优点就是防距离远，能达到被动红外的十倍以上探测距离。被动红外报警器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人在移动。人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，报警器收集到的这个不同的红外能量的位置变化，进而通过分析发出报警。人体都有恒定的体温，一般在37度左右，会发出特定波长10m左右的红外线，被动红外报警器就是靠探测人体发射的10m左右的红外线而进行

14、工作的。人体发射的10m左右的红外线通过菲涅尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。被动红外报警器是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10m左右的红外辐射必须非常敏感。为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有一样的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是报警器无信号输出。一旦人

15、侵入探测区域，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同不能抵消，经信号处理而报警。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：1. 不需要用红外线或电磁波等发射源。2. 灵敏度高、控制围大。3. 隐蔽性好，可流动安装。1.3 热释电红外传感器的原理特性研究设计的框图如图所示。热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞瓷以与钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温

16、度变化而产生的干扰 该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化 并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用 因而需要用电阻将其转换为电压形式 该电阻阻抗高达104M，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式 即源极跟随器 来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有

17、极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。双探测元热释电红外传感器的结构。使用时D端接电源正极，G端接电源负极，S端为信号输出。该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长围为0220m。为了对某一波长围的红外辐射有较高的敏感度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某

18、些波长围的红外辐射通过外，还能将灯光、和其它红外辐射拒之门外。1.4 设计意义与要求通过对红外线报警器系统的设计与分析，用集成运放LM324、红外传感器、二极管等器件设计电路，可监视几米到几十米围运动的人体，当有人在该围走动时发出报警信号。并且运用multisim软件对电路进行仿真和Protel 99se软件画原理图以与制作电路板，制作实物并调试、展示功能。第二章 电路组成与框图本设计软件主程序流程图如图2-1所示图2-1：软件主程序流程随着电子技术的飞速发展和日益普与，电子报警器已经在各企业事业单位和人们的日常生活中得到广泛的应用，红外线报警器可监视几米到几十米围移动的人体，当有人在该围走动

19、时，发出报警。其电路的组成框图如图2-2所示。图2-2：报警器电路的组成图中STC89C52单片机随时监控DYP-ME003红外人体传感器送来的报警信号。当 1电源：通过交流电经变压器的变压、桥式二极管的整流、电容的滤波、稳压器的稳压得到5V的直流电压。2传感器：传感器主要是用来采集人体的红外线信号并将该信号转换成电信号的器件。3放大滤波：是由集成运算放大器LM324和电容构成对传感器的信号进行放大和滤波供下一级电路使用。4比较器：这里采用的是双限电压比较器，把电路中的基准电压U1和U2作为参考电压（U1>U2）与比较器输出的电压作比较控制指示电路指示是否有人进入的情况。第三章 单元电路

20、设计3.1 电源电路设计直流电源（DC power）有正、负两个电极，当两个电极与电路连通后，能够使电路两端之间维持恒定的电位差，从而在外电路中形成由正极到负极的电流来为电路工作提供能量。在设计采用的是5V的芯片，所以电路设计为5V的电源。3.1.1 整流滤波电路1整流电路晶体二极管是由两种具有不同导电性能的n型半导体和p型半导体结合形成的pn结构成的，如图3-1（a）所示，pn结具有单向导电的特性，常用符号表示如图3-1（b）。图3-1：二极管的pn结构与符号图3-2：二极管的特性曲线当pn 结加上正向电压（p区接正、n区接负）时，外电场使pn结的阻挡层变薄，形成比较大的电流，二极管的正向电

21、阻很小；当pn结加上反向电压时，外电场使pn结的阻挡层变厚，形成极小的反向电流，表现为反向电阻非常大。晶体二极管的正反向特性曲线如图3-2所示，即二极管具有单向导电性。利用二极管的单向导电性，可将交流电变成脉冲直流电，其过程称为整流。如图3-3是桥式整流滤波电路，其整流过程如下：当交流电为正半周时，M点电压高于N点电压， D2、D4截止，而D2、D5导通，电流将从交流电源依次通过D2、RL、D5回到电源；当交流电为负半周时，N点电压高于M点电压，D2、D5截止，而D3、D4导通，电流将从交流电源依次通过D3、RL、D4回到电源。这样通过RL的电流方向是固定的，UA始终大于UB，且UAB随交流电

22、的起伏而波动。如果将RL两端接入示波器会观察到如图3-4的整流波形。整流电路是把交流电变成直流电的电路，电路是二极管的单向导电性由四个二极管构成桥式整流电路，如图3-3所示。图3-3：桥式整流图3-4：交流、整流与滤波波形2滤波电路电容（或电容量, Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板，也是电容器的俗称。在负载RL两端并接上电容值较大的电解电容，如图3-3所示，可将脉冲直流电过滤成较平稳的直流电，称

23、为滤波。波形将会变得较为平滑或成一条直线。滤波的基本原理：电容C两端的初始电压为0。接入交流电源U后，当U为正半周时，D2、D5导通，U通过D2、D5对电容充电；当U为负半周时，D3、D4导通，U通过D3、D4对电容充电。由于充电回路等效电阻很小，所以充电很快，电容C迅速被充到交流电压的最大值Umax。此时二极管的电压始终小于或等于0，故二极管均截止，电容不可能放电，故输出电压恒为Umax。综上所述，交流电通过整流、滤波可以变成直流电，这就是一般稳压电源的基本原理。3.1.2 稳压电路LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。LM317的输入最同电压为30多伏，输出电压1.5

24、-32V电流1.5A不过在用的时候要注意功耗问题注意散热问题。LM317有三个引脚，一个输入一个输出一个电压调节。输入引脚输入正电压,输出引脚接负载, 电压调节引脚一个引脚接电阻(200左右)在输出引脚,另一个接可调电阻(几K)接于地。输入和输出引脚对地要接滤波电容。图3-5：稳压电路图典型线性调整率0.01%，典型负载调整率0.1%。80dB 纹波抑制比，输出短路保护，过流、过热保护，调整管安全工作区保护，标准三端晶体管封装。稳压电路的原理图如图3-5所示。当外部电容应用于任何集成电路稳压时，有时必须加保护二极管以防止电容在低电流点向稳压器放电，LM317的引脚如图3-6所示。图3-6：LM

25、317引脚如图3-6所示1脚为调节脚、2脚为输出脚、3脚为输入脚，其中2脚与散热片的表面是连接的。电源指示电路是由一个发光二极管构成，利用发光二极管的发光作用，指示电路的工作情况，当发光时说明电路正常工作，不发光时说明电路不工作，如果电路电流过大会把发光二极管烧毁这是就可以检查电源电路是否用开路或者短路的情况。电源指示电路如图3-5所示。3.2 放大电路的设计3.2.1 反相交流放大器此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等,电路无需调试。图3-7：反相交流放大器放大器采用单电源供电,由R1、R2组成U+偏置,C1是消振电容。如图3-7所示：放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻R

26、i、Rf决定:。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值,Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。3.2.2 同相交流放大器同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成U+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:,电路输入电阻为R3、R4的阻值围为几千欧姆到几十千欧姆，如图3-8示。图3-8:：同相交流放大器第四章 整机电路与工作原理通过对电路的分析设计完成了整机电路的总体设计原理图如附录1所示其中包括电源部分和报警电路部分，电源部分主要是通过对交流电的

27、变压、整流、滤波、稳压输出一个+5V的直流电压为后面的报警电路的正常工作提供电压；报警电路主要是由热释电红外传感器、LM324集成运算放大器、发光二极管、电阻电容构成。传感器主要的工作就是把采集到的人体红外线转换成电压信号，由于此时的电压比较微弱所以要经过LM324的放大后的电压输入到电压比较器进行比较来控制相应的发光二极管指示灯工作。下面是报警电路的工作流程与与电路的参数计算过程:在电路中采用KP506B型热释电人体红外线传感器，当人体进入该传感器的监视围时，传感器就会产生一个交流电压（幅度约为1mV），该电压的频率与人体的移动速度有关。在正常行走速度下，其频率约为6Hz。电路中，R3、C4

28、、C5构成退耦电路，R1为传感器的负债，C2为滤波电容，以滤掉高频干扰信号。传感器的输出信号加到运算放大器A1的同相端，A1构成同相输入式放大电路，其放大倍数取决于R4和R2，其大小为:Auf1 =A1放大后的信号经电容C6耦合至放大器A2反相输入端，A2构成反相输入式放大电路。电阻R6、R7将A2同相端偏置于电源电压的一半,A2的增益取决于R8、R5，其大小为Auf2 =因此，传感器信号经两级运放总共放大了Auf1×Auf2 =112×（-42）=-4704倍，当传感器产生一个幅度为1mV交流信号时，A2的理论输出值为-4.704V。A3和A4构成双限电压比较器，A3的参

29、考电位为:U3= ×5 =3VA4的参考电位为:U4 =×5 =2V在传感器无信号输出时，A1静态输出电压为0.41V之间；A2在静态时，由于同相端电位为2.5V，其直流输出电平为2.5V。由于UB<2.5V<UA,故A3输出低电平，A4输出低电平。因此，在静态时，LED1和LED2均不发光。当人体进入监视围时，双限比较器的输入发生变化，当人体进入时U3>3V,因此A3输出高电平，LED1亮；当人体退出时，U3<2V，因此A4输出高电平，LED2亮。当人体在监视围走动时，LED1和LED2交替闪烁。电路中的C7、C9为退耦电容。C1、C3、C8用于保

30、证电路对高频干扰信号有较强的衰减作用，对于低频信号有较强的放大作用，当按图中取值时，在0.1Hz8Hz的频段具有较好的频率响应曲线，以满足对热释电传感器输出的放大要求。另外，若利用Uo信号去控制报警器，还可以实现音响报警；若利用Uo信号去控制继电器或电磁阀，还可以实现自动门、制动水龙头的自动控制。第五章 电路制作与调试5.1 电路仿真5.1.1 Multisim仿真软件介绍Multisim是美国国家仪器（NI）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。启动界面如图5-1。图5-

31、1：multisim启动界面工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。Multisim仿真软件的特点：1通过直观的电路图捕捉环境, 轻松设计电路。2通过交互式SPICE仿真, 迅速了解电路行为。3借助高级电路分析, 理解基本

32、设计特征。4通过一个工具链, 无缝地集成电路设计和虚拟测试。5通过改进、整合设计流程, 减少建模错误并缩短上市时间。5.1.2 Protel 99SE PCB软件介绍Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性与3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层。启动图标如图5-2所示。图5-2：启动图标Protel 99SE的系统组成部分按照系统功能来划分，Protel99

33、se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。1电路设计部分（1）电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。（2）印刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管

34、理电路板组件。（3）自动布线系统（Advanced Route 99）：在系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。2电路仿真与PLD部分电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）、可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）、高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）Protel 99SE 的功能特点：（1）开放式集成化的设计管理体系。（2）超强功能的、修改与编辑功能。（3）强大的设计自动化功能。5.1.3 仿真与验证通过对电路的分析完成了电路的初步设计，但是也不能看见电路具

35、体的设计功能，这时就需要对电路进行模拟仿真以观察电路的性能参数，打开multisim软件在软件里画好仿真图，点击仿真按钮，观察电路的现象是否符合设计要求，如果不符合要求就要检查仿真电路是否有错，如果没有错误就要考虑电路原理设计是否有误，更改后在进行电路模拟仿真，重复以上步骤直到电路仿真与设计要求相符合。电源电路的仿真效果图如图5-3。图5-3：电源电路仿真红外线热释电传感器未采集到信号时(即开关断开)，表示情况正常。其仿真效果图如图5-4所示。图5-4：未采集到信号红外线热释电传感器采集到信号(即开关闭合)后，表示有人闯入即发出报警信号，其仿真效果如图5-5所示。图5-5 报警效果图红外线热释

36、电传感器采集到信号过一断时间(即开关先闭合再断开)后，表示有人闯入后离开即发出报警信号，其仿真效果如图5-6所示。图5-6 报警效果图5.2 电路的制作与调试5.2.1 元件介绍1. 红外传感器红外传感器实物如图5-7所示。红外线传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。红外线传感器对于径向移动反应最不敏感,而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感。在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环，如图5-8。如果只看实物可能分不出红外传感器的引脚，常用的红外传感器金属装封的，有个窗口，接地的引脚是和外壳相通的，这较好分别，另外两个引脚与地引脚电阻都

37、很大，很难分别。如果是自己安装这个元件安装时引脚要尽量短，远离其它发热元件，除了窗口，其它的元件最好用厚纸隔开，否则你装好后误差也大，就是受干忧大，常误触发。常见的引脚位置如图5-9。部功能图如图5-10所示。图5-7：红外传感器感应方向 图5-8：红外传感器实物 图5-9：传感器 引脚说明图5-10：部功能图传感器的基片材料是硅材料，采用的是T0-5封装，尺寸参数为：1. 灵敏元面积为：2.0mm 1.1mm Gap 0.9mm Dual，双元2. 基片厚度为：0.5mm3. 窗口尺寸为：5.2 3.8mm4. 工作波长为：514um5. 平均过透率为：>756. 输出信号为：>

38、2.2V7. 灵敏度为：3300V/W8. 探测率为：1.5 108cmHz1/2/W9. 噪声（Vp-p）为：<200mV (25)10. 平度度为：<2011. 工作电压为：2.215V12. 工作电流为：8.524uA(25)13. 原极电压为：0.41.1V(25)14. 工作温度为：-20 +7015. 保存温度为：-30 +8016. 视场为：边缘角55° 51°2. 传感器的集成运放传感器器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。图5-11：传感器引脚图该四放大器可以工作在低到3.0伏或

39、者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图5-12所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位一样。LM324的引脚排列见图5-11。可工作在单电源下，电压围是3.0V32V或+16V。传感器的特点：1短跑保护输出。2真差动输入级。3可单电源工作：

40、3V32V。4低偏置电流：最大100nA。5每封装含四个运算放大器。6具有部补偿的功能。7共模围扩展到负电源。 8行业标准的引脚排列。9输入端具有静电保护功能。该传感器是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装。图5-12：集成运算放大器 图5-13：封装引脚图它的部包含四组形式完全一样的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图5-12所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入

41、端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位一样。该传感器的引脚封装见图5-13。由于该传感器的四运放电路具有电源电压围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。5.2.2 集成运放的基础知识集成电路是采用一定的工艺，把电路中所需要的管子、电阻、电容等元件器件与电路的连线都集成制作在一块半导体基片上，再封装在一个管壳，成为具有所需功能的模块。自20世纪60年代以来，集成电路得到了迅速发展，被广泛的应用在各种电子线路中。集成电路按性能和用途的不同。可以分为数字集成电路和模拟集成电路两大类。集成运算放大器就属于模拟集成电路的一种。LM324集成电路电路结构集成运算放

42、大器（简称集成运放）是用集成电路工艺制成的，具有很高电压增益的直接耦合多级放大器，它的基本结构是由输入级、中间级、输出级和偏置电路四个部分组成。如图5-14其构成方框图。输入级中间级输出级偏置电路图5-14：集成运放组成框图5.2.3 集成电路的检测集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件与布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳，成为具有所需电路功能的微型结构。集成电路常用的检测方法有在线测量法、非在线测量法和代换法：1. 非在线测量：非在线测量潮在集成电路未焊入电路时，通过测量其各引脚之间

43、的直流电阻值与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行对比，以确定其是否正常。2. 在线测量：在线测量法是利用电压测量法、电阻测量法与电流测量法等，通过在电路上测量集成电路的各引脚电压值、电阻值和电流值是否正常，来判断该集成电路是否损坏。3. 代换法：代换法是用已知完好的同型号、同规格集成电路来代换被测集成电路，可以判断出该集成电路是否损坏。运算放大器集成电路的检测：用万用表直流电压档，测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值（在静态时电压值较高）。用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端（加入干扰信号），若万用表表针有较大幅度的摆动，则说明该运算放大器完好；若万用表表针不动，则

44、说明运算放大器已损坏。外观质量检测：电子元器件应完整无损。各种型号、规格、标志应清晰、牢固。标志符号不能模糊不清或脱落。5.2.4 元器件的测试与筛选1. 用万用表分别检测电阻、二极管、电容和集成电路。2. 元器件的引线成型与插装。3. 按技术要求和焊盘间距对元器件的引脚成形。4. 在印制电路板上插装元器件。插装时应注意一下事项。5. 电阻和涤纶电容无极性之分，但插装时一定要注意电阻值和电容值，不能插装错。6. 电解电容和发光二极管有正负极之分，插装是要看清楚极性。7. 插装集成电路和传感器时要注意管脚。5.2.5 元器件的焊接要点用电烙铁焊接元件是基本的装配工艺，它对保证电子产品的质量起着关

45、键的作用。下面介绍一些元器件的焊接要点。 1. 焊接最好是松香、松香油或无酸性焊剂。不能用酸性焊剂，否则会把焊接的地方腐蚀掉。2. 焊接前，把需要焊接的地方先用小刀刮净，使它显出金属光泽，涂上焊剂，再涂上一层焊锡。3. 焊接时电烙铁应有足够的热量，才能保证焊接质量，防止虚焊和日久脱焊。4. 在焊接晶体管等怕高温器件时，最好用小平嘴钳或镊子夹住晶体管的引出脚，焊接时还要掌握时间。5. 烙铁在焊接处停留的时间不宜过长,元器件的焊接时最好控制在23秒。6. 烙铁离开焊接处后，被焊接的零件不能立即移动，否则因焊锡尚未凝固而使零件容易脱焊。7. 半导体元件的焊接最好采用较细的低温焊丝，焊接时间要短。8.

46、 对接的元件接线最好先绞和后再上锡。9. 焊接完成后，剪掉多余的引脚。5.2.6 电路测试通电前，先仔细检查已焊接好的电路板，确保焊接无误。然后，用万用表的电阻挡测量正负极之间有无短路和开路现象，若不正常，应排除故障后再通电。在电路无可调试元器件，只要元器件无损，连接无误，一般都能正常工作。在实验室测试时，可以不必加菲涅透镜，直接用KP506B检测人体的运动。将传感器背对人体，用手臂在传感器前移动（注意传感器的预热时间），观察发光二极管的亮暗情况，即可以知道电路的工作情况。如电路不工作，在供电电压正常的前提下，可由前级至后逐级测量各级输出端有无变化的电压信号。以判断电路各级工作状态。在传感器无

47、信号输出时，A1的静态输出电压为0.41V之间，A2的静态输出电压为2.5V，A3、A4静态输出均为低电平。若那一级有问题，排除该级的故障。致通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过 程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知 识方面和动手能力方面有了质的飞跃。 知道题目时自己没什么思路和头绪，就只是一味的查资料，在网上确实是找了一大把的相关资料，可问题也相继而来，按照网上的电路做出的板子根本不能成功，感觉涉与围也越来越大了，后经指导老师的提醒，才突然明白由于太过仓促，将原本定好的思路打乱了，做的事情完全没按照所想好的提纲来

48、。所以不管做什么事，首先要明确的是自己要做什么，该怎么做，而不是盲目想达到某种目的，急于求成往往达不到效果的。在毕业设计即将结束之即，再次对帮助过我的同学、和教诲过我的各位老师 表示忠心的感，特别是我的指导教师郭素萍老师，在我的毕业设计过程中给了我和我们小组的其他同学很大的帮助，老师不但知识广博、治学严谨、实践经验丰富，而且和蔼可亲，让我受益非浅，再次表示感。三年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长、朋友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在论文即将结束之际，思绪万千，心情久久不能平静。感我的所有任课老师，他们治学严谨

49、，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。老师让我不仅学到了扎实的专业知识，还教会了我如何做人，面对问题养成了沉着冷静，努力解决。我的大学梦想，使我的人生阅历提高，增长见识，提高了自己个方面的素质和涵养。也要感我的同学 ，因为我们团结我们才能高效的完成毕业设计。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的期望！我一定会好好孝敬和报答他们！从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的意！ 参考文献1 郭文川.单片机原理与接口技术M ：中国农业，2007,212-2202康华光.电子技术基础（模拟部分）M 第五

50、版.: 高等教育, 2004,20-253薛均义, 彦斌 MCS-51系列单片微型计算机与其应用 M : 交通大学, 2005，103-1154 童诗白模拟电子技术基础M：高等教育，2001，50-585 吴政江.单片机控制红外线防盗报警器J. 师学院学报,1997 (1):18(完整的)6吴英才,林华清.红外传感器在防盗系统中的应用J.清华大学学报,2002(1):1-5（缺卷的）附录附录1 程序#include <reg52.h>#include <math.h>#include "1602.h"#include "dht.h"

51、;#include "2402.h"#include "DS1302.h"/定义管脚sbit Led_Alert=P36;/报警灯sbit In_Alert=P21; /报警信号输入sbit Beep=P20; /蜂鸣器sbit Key_Up = P32;sbit Key_Down = P35;sbit Key_Set = P33;sbit Key_Review = P34;/定义标识volatile bit FlagStartRH = 0; /开始温湿度转换标志volatile bit FlagKeyPress = 0; /有键按下标志volatile

52、 bit FlagAlert = 0; /报警状态标志volatile bit FlagReview = 0; /查询标志/定义温湿度传感器用外部变量extern U8 U8FLAG,k;extern U8 U8count,U8temp;extern U8 U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;extern U8 U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;extern U8 U8comdata;

53、extern U8 count, count_r;/温湿度传感器用变量U16 temp;S16 temperature, humidity;U16 RHCounter;/按键响应用变量U8 keyvalue, keyUp, keyDown, keySet, keyReview;U8 FlagSet; /DS1302时钟用变量SYSTEMTIME CurrentTime;uchar year, month, day, hour, minute, second;/报警与存储用变量/char * pSave;/字符串显示用变量uchar str16 = "000000"uchar

54、 AlertDate9="00-00-00", AlertTime9="00:00:00"uchar hide;/函数声明void int2str(int x, char* str);void Delay1ms(unsigned int count);void Data_Init();void Timer0_Init();void Timer0_ISR () ;void SaveAlert();void LoadAlert();void KeyProcess(uint num);/整型转字符串的函数，转换围0-65536void int2str(int x, char* str) int i=1; int tmp=10; while(x/tmp!=0) i+; tmp*=10; tmp=x; stri='0' while(i>1) str-i='0'+(tmp%10); tmp/=10; str0=tmp+'0' void Delay1ms(unsigned int count)unsigned int i,j;for(i=0;i&