毕业论文-基于单片机的太阳能无线对射系统

武汉纺织大学2014届毕业论文大学毕业设计[论文]题目：基于单片机的太阳能无线对射系统学院：电子与电气工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：指导教师：2014年05月05日武汉纺织大学毕业设计（论文）任务书课题名称：基于单片机的太阳能无线对射防盗系统设计完成期限：2013年12月02日至2014年5月23日学院名称电子与电气工程学院专业班级电气工程11001学生姓名学号指导教师 指导教师职称副教授学院领导小组组长签字一、课题训练内容随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到了广泛应用。在一些重要的区域，如机场、高档住宅小区、军事仓库、监狱、银行金库、博物馆、发电厂、厂房等处，为了防范非法入侵和各种破坏活动，安装智能化周界报警系统已是一种必要手段。但是传统的红外对射由于要布线（安装电源线和信号线），安装起来比较麻烦。对于广大工程商来说，周界报警工程是一个烫手山芋，单单在几公里的周界上布线已经够浪费时间，而且维护时排线更让人头疼。如果采用太阳能光伏发电技术发电，为防盗系统提供电源，不仅解决了布线问题，降低成本，而且具有环保节能的效果，符合“两型”社会的发展要求。本论文利用单片机、太阳能光伏发电模块、无线模块及红外对射管设计一个太阳能无线对射防盗系统，用c语言编写出实现太阳能无线对射防盗的程序源代码。具体包括以下几个方面:(1)研究太阳能无线对射防盗系统的实现方法，确定合理的设计方案，方案经济实用；(2)完成太阳能无线对射防盗系统硬件电路设计与软件编译，实现太阳能无线对射防盗系统功能。推荐使用的单片机为：宏晶公司的STC12C5A60S2，TI公司的MSP430F169，Atmel公司的ATmega128，ST公司的STM32。二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量的具体要求）1.开题报告2000字以上，包括课题的意义、所属领域的发展状况、课题的研究内容、研究方法、研究手段、研究步骤及参考书目等。2.格式严格按照武汉纺织大学的毕业论文规范格式要求。3.学习态度态度端正、严谨，每周至少与指导教师见面一次，按时按进度完成各项任务。无故缺勤3次以上，取消答辩资格。4.论文质量对太阳能无线对射防盗系统的原理分析具体，能实现装置的硬件和软件的正确设计，并有实验分析。做到论文的理论知识严谨，效率高以及意义深远。5.资料阅读与收集查阅相关论文、书籍，论文阅读数目不低于20篇，数据库包括中国期刊网、万方数据库、维普数据库等。6.英文译文翻译一篇与太阳能无线对射防盗系统相关文资料，译文准确，中文翻译不少于4000字。7.文字表达文字表达要求通顺、简洁，层次清晰，结构合理。[重点看论文摘要]8.创新要求在方法上有一定的创新，所得结果有一定的参考价值。9.答辩准备做好幻灯片，要求重点突出；进行模拟答辩。三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料主要参数：开题报告2000字以上；论文正文15000字以上；论文错别字出错率少于万分之五；外文翻译4000字以上。参考文献：[学生自己补充，主要为科技论文，至少20篇以上][正文中应在引用参考文献处的文字右上角用[]标明，[]中序号应与“参考文献”中序号一致。]四、毕业设计（论文）进度表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期12013/12/02接受任务22013/12/03-2014/02/17查阅资料文献32014/02/18-2014/03/09完成开题报告42014/03/10-2014/03/16学习相关理论，对论文涉及的内容进行理论分析52014/03/17-2014/04/20进行详细设计实验62014/04/21-2014/05/04论文撰写72014/05/05-2014/05/18修改完善定稿82014/05/19-2014/05/23准备答辩摘要本系统是基于AT89S52单片机控制的太阳能无线对射防盗报警器，主要由太阳能光伏发电模块、红外线发射部分、红外线接收部分、单片机以及声光报警部分组成。可通过太阳能光伏发电模块作电源，发射电路发射的红外线被遮挡时控制报警系统报警,通过单片机控制报警电路的运行，并能同时进行声光报警，用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰。系统可以探测到一定范围内的人的闯入,可以应用在安防范围比较确定的情况下。采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点，有着广阔的市场前景。关键词：单片机；太阳能；红外线防盗报警器；声光报警ABSTRACTThesystemisainfra-redanti-theftalarmcontroledbysingle-chipAT89S52,includingSolarphotovoltaicmodule,infra-redpartofthelaunch,partoftheinfraredreceiver,microcontroller,aswellaspartofsoundandlightalarm.Solarphotovoltaicpowergenerationmoduleisusedaspowersupply,Thesystemwillalarmwheninfraredrayhasbeenblocked,throughthesingle-chipmicrocomputertocontroltheoperationofalarmcircuit,andatthesametimesoundandlightalarm,withinfraredtransceivertesttube,installhidden,cannoteasilybefound;detectionsignalusingpulsesignal,energy-savingandanti-jamming.Thissystemcandetectacertainpersonwithinthescopeoftheintrusion,securitycanbeappliedtodeterminethescopeofthecase.Designedusingthismethodofanti-theftalarmanddetectioninacost-effectivenessoflow-costbestadvantages,hasbroadmarketprospects.KEYWORDS:Singlechipmicrocomputer；Solarenergy；Infraredanti-theftalarm;Soundandlightalarm目录1.绪论 页1绪论1.1课题研究的意义当前，随着经济的迅速发展，人们物质生活水平的不断提高，一个个新建高档住宅小区如雨后春笋般拔地而起，与之相对应的是人们对小区的安全防范意识也逐渐增强，采取了许多措施以保护小区住户的安全。随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到了广泛应用。在一些重要的区域，如机场、高档住宅小区、军事仓库、监狱、银行金库、博物馆、发电厂、厂房等处，为了防范非法入侵和各种破坏活动，安装智能化周界报警系统已是一种必要手段。目前，周界防范主要以主动式红外报警系统为主。其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体,再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离,由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。说的通俗点就是：红外对射的发送端发出肉眼不可见的红外光，接收端接收，当有人或物体从中间穿过，遮挡了发送端发出的红外光，导致接收端接收不到，接收端就会发出报警信号到接警中心，实现报警行为。但是传统的红外对射由于要布线（安装电源线和信号线），安装起来比较麻烦。对于广大工程商来说，周界报警工程是一个烫手山芋，单单在几公里的周界上布线已经够浪费时间，而且维护时排线更让人头疼。1.2课题的研究背景和现状红外线报警器分主动式和被动式两种[1]。主动式红外线报警器，是报警器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线线又不断反弹的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。

被动式报警器少了一项功能，就是发射红外线。物理学上告诉我们，当物体的温度高于0K的时候，就会发出红外线，换句话说任何物体都能发出红外线[2]。而其后的原理，被动式报警器和主动式是一样的。红外线报警器对温度敏感，温度越高的物体辐射出的红外线越强，当感应到环境中存在高出背景强度的辐射时,就触发报警。主动式红外探测器是由收、发装置两部分组成[3]。发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号，因此，它也是阻挡式报警器，或称对射式探测器。通常，发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉冲信号，经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线，通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束，射向接收端。接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成[4]。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大后推动执行机构启动报警设备。主动式红外报警器有较远的传输距离，因红外线属于非可见光源，入侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。主动式红外报警器是点型、线型探测装置，除了用作单机的点警戒和线警戒外，为了在更大范围有效地防范，也可以利用多机采取光墙或光网安装方式组成警戒封锁区或警戒封锁网，乃至组成立体警戒区。单光路由一个发射器和一个接收器组成。双光路由两对发射器和接收器组成[5]。两对收、发装置分别相对，是为了消除交叉误射；多光路构成警戒面；反射单光路构成警戒区。1.3课题研究的主要内容本论文利用单片机、太阳能光伏发电模块、无线模块及红外对射管设计一个太阳能无线对射防盗系统，用c语言编写出实现太阳能无线对射防盗的程序源代码。具体包括以下几个方面:(1)研究太阳能无线对射防盗系统的实现方法，确定合理的设计方案，方案经济实用；(2)完成太阳能无线对射防盗系统硬件电路设计与软件编译，实现太阳能无线对射防盗系统功能。太阳能全无线对射防盗系统它可以彻底解决周界防盗中安装维护麻烦的问题。它的基本设计思路是这样的：第一，对射内置可充电锂电池，供电部分采用太阳能板提电，这样就可以循环利用太阳能，无需电源线缆。一般来说太阳能板为非晶硅，不需要太阳直射就内产生电能，安装环境大大扩展。另外，太阳能板的供电能力要远大于对射的功耗，保证晚上无光线和连续阴雨天也能照常工作。第二，对射内置无线发送模块，报警信号用无线传输，在符合国家相关政策法规的前提下，尽可能用大功率以保证对射与主机间的无线距离。本课题尝试用价格低廉、应用普遍的AT89S52单片机控制的电路来设计一个主动式对射式的红外线防盗报警器，期望达到方便、实用的效果。2总体设计的方案2.1系统的方案构想该系统以单片机AT89S52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CPU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的声光报警电路同时进行声光报警。系统原理框图如图2-1所示。太阳能光伏发电模块红外线发射电路声光报警电路单片机反相器红外接收电路太阳能光伏发电模块红外线发射电路声光报警电路单片机反相器红外接收电路图2-1系统方框图2.2系统功能设计本系统通过太阳能电池板为系统提供电源，采用AT89S52单片机，直流可调开关MC34063，反相器74LS14D等芯片[9]。其中，AT89S52的P1.2~P1.7为输出口，而P3.0~3.5为输入口。P1口连接红外线发射电路，P1口为低电平时，红外线发射电路导通，正常发射红外线[10]。P3口输入经接收红外线电路接收并由反相器反相的电平，当电平到达单片机CPU后，若各口均为低电平，则CPU不做任何反应，此时不报警；而当红外线被认为挡住而使接收电路无法接受到时P3输入口就会输入高电平，此时当在一定的时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，由P3.7口输出报警信号，驱动声光报警电路进行报警。3硬件电路各部分电路设计AT89S52单片机式一种低功耗，高性能的CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80S51产品指令和引脚完全兼容。片上的Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器[11]。在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。3.1单片机控制系统电路单片机P1口与红外线发射电路相连，P3口与红外线接收电路相连，P3.7口连接声光报警电路输出方波脉冲信号驱动声光报警。X1、X2脚与晶振相连，用于定时计数，以形成一秒周期的方波脉冲信号[12]。3.1.1主控芯片的性能以及标准功能主要性能： 与S-51单片机产品兼容 8K字节在系统可编程h存储器 1000次擦写周期 全静态操作：0H～33H 三级加密程序存储器 32个可编程I/O口线 三个16位定时器/计数器 八个中断源 全双工UT串行通道 低功耗空闲和掉电模标准功能：AT89S52具有以下标准功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，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，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0HZ静态逻辑操作，支持两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[15]。3.1.2主控芯片的主要结构及引脚功能主体单片机芯片AT89S52的引脚结构如图3-1所示：图3-1各主要管脚介绍如下：VCC:电源GND:地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX）。P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号[13]。如下表3-1所示。表3-1P3口的引脚号及其第二功能引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2INT0(外部中断0)P3.3INT0(外部中断0)P3.4T0（定时器0外部输入）P3.5T1（定时器1外部输入）P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器写选通)RST:复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOVC指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏电压。XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端[14]。XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。3.1.3单片机控制部分电路如图所示为单片机组成的控制电路，其中晶振与其相连构成时钟电路，而复位开关与其相连构成单片机小系统。如图3-2所示。89S52图3-2单片机控制电路电路图3.2红外线发射部分红外线发射电路主要由D7~D12六个红外线发射管组成。红外发射管的负极依次接到单片机P1.2~P1.7口，当电源接通时，单片机的P1口设为输出状态，当P1口输出均为“0”时，各个二极管均成导通状态，发出红外光，覆盖包括了接收电路的一定的区域。正常情况下没有遮挡时P1口输出为00H。红外线发射二极管在使用时，须由电流驱动，

在进行设计时，最重要的是在IF电流的控制，设计出的驱动电流IF不能太大，若大于IF(max)则元件有烧毁之虑，IF若太小，则其发射束就会变小。通过查阅资料可知IF(max)在20mA左右，通过计算可得限流电阻的最小值为200欧，本电路选取470欧如图3-3所示。图3-3红外线发射电路图3.3红外线接收部分红外线接收电路主要由D1~D6六个红外线接收二极管组成，主要功能是用来接收D7~D12发射的红外线，正常情况下能够成功接收，如果有人闯入，中断红外线，将接受不到红外线，此时判断为应当报警，由单片机控制报警。具体电路连接如下图，D1~D6六个红外线接收管的负极与反相器芯片脚，当没有遮挡时接收管正常接收到红外线时并导通，电源通过D1~D6的正极加到反相器的输入端，进行反相为低电平，输出管脚Y1~Y6接单片机的P3.0到P3.5脚，这时的P3.0~P3.5口为低电平：而当有人闯入使红外线被遮挡时，接收管截止，反相器输入端为低电平，反相后输出高电平，这时的单片机的P3.0~P3.5口为高电平。当在一定得时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出高低电平间隔为1S的脉冲报警信号[16]。此脉冲信号驱动声光报警电路，直至断开开关SW2。如图3-4所示。图3-4红外线接收电路图3.4声光报警电路声光报警电路与单片机P3.7口相连，当单片机的P3.7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发光二极管和蜂鸣器组成，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[17]。声光报警部分电路图如图3-5所示。图3-5声光报警部分电路图3.5太阳能光伏电源部分太阳能供电系统主要由硅太阳能电池方阵、充电控制器、蓄电池组以及防反充二极管组成，如图5.2所示：按照使用要求，将太阳能电池组件串联或并联组成太阳能电池方阵。蓄电池是太阳能电池方阵的储能装置。充电控制器通常由电子线路和电子开关组成。其作用如下：1．当蓄电池过充电或过放电时，可以报警或自动切断线路，保护蓄电池。2．按需要给出高精度的恒电压或恒电流。3．当负载短路时，可以自动断开。4．当蓄电池有故障时可以自动切换，接通备用蓄电池，以保证负载正常用电。5．防反冲二极管的作用是避免太阳能电池方阵欠压时，蓄电池通过太阳能电池放电。要求能承受足够大的电流，且正向压降小，反向饱和电流也小。系统均采用12V（标称值）蓄电池供电，对电源的设计要求是:电压：允许变幅10～20V。电流：应能瞬间提供1A电流；容量：用太阳能浮充蓄电池供电，应保证设备能长期可靠工作。电池类别：采用大于10Ah的密封电池或固体电池。蓄电池组供电、太阳能电池浮充的供电方式。这种供电方式只要经过合理的设计，都可以保证站点的不间断运行。它避免了从电源上引入的各种工业干扰和雷击干扰，本系统中采用这种供电方式。3.5.1蓄电池组采用上述电池浮充供电方式时，蓄电池的性能是关键。在各种蓄电池中，性能最优者属碱性蓄电池，它的低温特性和过量充电性能较好，自动放电小，但价格较高，容量不大，一般的非密封酸性蓄电池电解液容易挥发，不宜在水情监测系统中使用。免维护密封酸性蓄电池具有良好的性能价格比，故目前使用较多。铅酸全密封酸性蓄电池具有良好的低温特性和充电特性，而且免维护，为保证最长连续无日照期间也能供电，必须选择蓄电池的容量。在本系统中采用胶状电解质全密封免维护铅酸蓄电池作为系统的直流电源。太阳能浮充供电的蓄电池容量的计算：首先计算日耗电量：工作电压：12.0V；静态电流：20mA可计算出日耗电量：QL≈静态电流×24小时=0.5Ah估算所需电池容量：最大的连续无日照时间：假定最大连续无日照时间为30天。容量修正系数：考虑蓄电池容量周期性的降落和老化，通常选为0.8；因此蓄电池容量：C =日耗电量×最大的连续无日照时间÷容量修正系数=0.5Ah×30÷0.8=18.75Ah考虑到其他情况，本系统需采用32Ah的蓄电池。3.5.2太阳能电池板硅太阳能电池是将光能直接转换成电能的半导体器件。具有体积小、可靠性高、寿命长、无环境污染、使用维护方便等特点。它可以单独使用,也可以多个连接起来组成在方阵使用，与蓄电池配合可作为直流电源供昼夜、阴雨天连续使用。硅太阳能电池按制造工艺的不同主要分为单晶硅和非晶硅太阳能电池：非晶硅太阳能电池组合板是应用克罗拉标准工艺在玻璃基板上沉积制成的非晶薄膜器件。其外部采用玻璃密封保护。由于其生产技术和工艺特点，成本较低。单晶硅太阳能电池是利用P-N结的光生伏特效应将太阳能直接转换成电能的一种半导体器件。根据工作电压和工作电流的需要可将单晶硅太阳能电池串联或并联成组合板并加以封装。这种太阳能电池结构牢固，其使用寿命长达二十年以上，是一种理想的永久性可再生能源。对单晶硅太阳能电池而言，常用的充12V电池的太阳能电池的最大功率（Pm）点的电压VOC为16.8V，因此1W的太阳能电池的ISC为60mA。由于12V蓄电池的工作电压12.5V，太阳能电池充电电流一般为70mA左右。第四章红外线防盗报警器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上，要监视是否有人闯入，红外线接收是否中断、如何控制声光报警等。软件设计的好坏也直接决定了系统的运行质量，在编写软件之前，对系统的流程进行设计是十分必要的，这样可以保证在编写软件时思路清晰，不易出错，修改也变得容易。程序流程图的设计遵循自顶向下的原则，即从主体逐步细分到每一个模块的流程[20]。4.1系统的主流程4.1.1系统主程序流程图主程序、脉冲信号产生程序、中断服务程序存放在AT89S52单片机中，整个程序设计思想是当检测到有人闯入时，就由P3.7口输出高低电平间隔为1秒的脉冲信号去驱动声光报警电路。这可以通过使P3.7口每隔1秒取反一次实现。而1秒时间可以让定时器重复定时100ms十次实现。用寄存器R1做循环计数器初值为10。采用中断方式编程，整个程序由主程序和中断服务程序两部分组成[21]。开开始系统初始化系统初始化有人闯入？有人闯入？H/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mＮＯＮＯH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mH/mYESYESx=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1x=1转向报警程序x转向报警程序x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8图4-1主程序流程图4.1.2主程序的功能起监视作用,主要用来判断是否有人闯入,红外线的接收是否中断。主程序的流程图如4-1所示.程序开始后，系统初始化结束后判断是否有人闯入，若有则报警，若无则回到上一级继续判断是否有人闯入。4.1.3脉冲信号产生程序流程主要功能：通过定时100ms等待，并连续计时10次最终得到一个周期的以1s为周期的方波信号，重复此过程，最终得到一列1s周期的方波脉冲信号，最终此列脉冲信号由单片机P3.7口输出与报警电路连接驱动发光二极管以1s频率闪动和蜂鸣器鸣叫报警。其主要流程如图4-2所示。定时定时100msx=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0x=0等待时间到吗？转向报警程序等待至时间到NOYES确定有人闯入x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4图4-2方波脉冲信号产生流程图4.1.4中断服务程序主要功能：判断定时1秒是否完成，从而决定是否对P3.7口取反。中断子程序流程图如图4-3所示。保护现场保护现场05101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m152005101520x=0x=0.4x=0.8x=1H/m1520重设定时初值重设定时初值2q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-12q/L462q/L·h-1·h-1NO4NO46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m46x=1H/m1S1S到了吗？x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8YESxYESx=0x=0.4xH/mH/mH/mH/mx=0.4x=0x=0.4xH/mH/mH/mH/mx=0.4x=0x=0.4xH/mH/mH/mH/mx=0.4x=0x=0.4xH/mH/mH/mH/mx=0.4P3.7P3.7取反x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=1x=1x=1x=1x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=1x=1x=1x=1x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=1x=1x=1x=1x=0.8x=0.8x=0.8x=0.8x=1x=1x=1x=1恢复现场恢复现场x=0x=0x=0x=0x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0x=0x=0x=0x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0x=0x=0x=0x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4x=0x=0x=0x=0x=0.4x=0.4x=0.4x=0.4中断返回中断返回图4-3中断服务程序流程4.2程序系统程序主要部分为设置各芯片于主控芯片AT89S52的分模块设计，其部分功能实现靠汇编语言完成，源程序如下：ORG0000HAJMPMAIN；转向主程序ORG000BH：定时器TO中断入口LJMPBJ；转向中断服务程序ORG0030HMAIN：MOVSP，#50H；设置堆栈栈底MOVR1,#0AH；设置循环计数器初值MOVP3，#00H；设置P3口为正常状态MOVP1,#0ffH；使VD1~VD6发红外光MOVTMOD,#01H；设T0为定时方式1MOVTH0,#3CH；设置定时100ms初值MOVTL0,#0B0HSETBEA;CPU开中断SETBET0；定时器0允许中断JS：MOVA，P3；监视是否有人闯入CJNEA,#00H,LPAJMPJSLP:SETBTR0；启动T0定时为100msSJMP$；等待定时100ms完成ORG0060HBJ：PUSHAcc；现场保护PUSHPSWMOVTH0,#3CH；重设定时初值MOVTL0,#0B0HDJNZR1,FH；1S未到返回MOVR1,#0AH；重设计数器初值CPLP3.7；P3.7口取反MOVP1,#00HFH：POPPSWPOPAccRET；中断返回END4.3开发平台简介图4-4开发软件本设计利用51系列单片机最常用的软件Keiluvision2开发平台。KeiluVision2是德国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率。KEILC51标准C编译器为8051微控制器的软件开发提供了C语言环境,同时保留了汇编代码高效,快速的特点。C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVision2IDE可为它们提供单一而灵活的开发环境。安装keil软件后，首先点击Project，然后点击NewProject，建立一个新文件夹后点击保存，选择Ateml公司的AT89C52后确定，然后打开一个新文档，在工具栏选择OptionsforTarget，点击Output，在CreateHEX前打勾后点击确定。写好程序后，即点击build进行建立并调试后保存。最后使用STC_ISP_V479软件将hex文件灌入STC89C51主控芯片当中，让芯片实现软件所希望达到的功能。第五章系统的调试及性能分析5.1系统的调试(1)在Keilc51环境中进行软件调试．再利用编程器将调试好的程序固化到89S52单片机中。(2）检查线路应焊接无误。(3）电源电路调试。断开负载．用万用表测量78L05的3脚应有+5v电压。(4）先不装入单片机．用短路线把U1插座的12脚接地．调整VD1和VD7的安装位置和角度，测量U1插座的2脚电压。当VD1和VD7之间无遮挡时2脚电压为0伏，有遮挡时为+5伏。用相同方法反复调整其他几对红外收发管的位置和角度。使U1插座的3、6、7、8、9各脚的电压符合要求。(5)将固化好程序的AT89S52插入电路中的U1插座上．接上电源即可工作。5.2红外线防盗报警系统的性能分析此红外线报警系统属于主动式红外线对射防盗报警系统，主要由系统自发发射接收红外线，由发射电路部分通过红外线发射管发射红外线，然后通过红外线接收电路中的红外接收管接收红外线，正常的情况下，发射与接收活动正常进行，一旦有人闯入，使得接收中断，此时就通过线路连接反映给单片机系统电路，通过软件设计部分来使单片机及时掌握是否有人闯入使红外线接收受阻的信息，从而控制报警器电路的发光管与蜂鸣器部分同时进行声光报警。以上是该红外线防盗报警系统的主要实现过程。该系统所使用的都是一些新型实用的芯片，性能优良价格便宜，软件设计方面也十分简单，适用于开发实用型家庭防盗报警器，且系统适用于一般家庭的220V电压，原理简易，安装和使用都非常方便。第六章报警器误报及处理意见6.1故障引起的误报及处理意见产品在规定的条件下、规定的时间内，不能完成规定的功能，称为故障。故障的类型有损坏性故障和漂移性故障。损坏性故障包括性能全部失效和突然失效。这类故障通常是由元器件的损坏或生产工艺不良(如虚焊等)造成。漂移性故障是指元器件的参数和电源电压的漂移所造成的故障。例如：温度过高会导致电阻阻值的变化，此时设备表现为时好时坏。事实上，环境温度、元件制造工艺、设备制造工艺、使用时间、储存时间及电源负载等因素都可能导致元器件参数的变化，产生漂移性故障。无论是损坏性故障还是漂移性故障都将使系统误报警，要减少由此产生的误报警必须提高产品的设计水平和工艺水平，在作系统设计的同时，还需作可行性设计，如冗余设计、三防设计(防潮、防盐雾、防霉菌)等。在此基础上，提高产品制造过程的可行性，如对元器件质量的严格筛选。6.2安装引起的误报及处理意见报警器安装位置、安装角度、防护措施以及系统布线等方面。例如：将被动红外入侵探测器对着空调、换气扇安装时，将会引起系统的误报警；室外用主动红外探测器如果不作适当的遮阳防护(有遮阳罩的最好也作防护)，势必会引起系统的误报警；报警线路与动力线、照明线等强电线路间距小于1.5m时，而未加防电磁干扰措施，系统亦将产生误报警。要减少此类误报，在安装前要准确设定安装位置、安装角度以及系统线路走向，避免安装红外探测器时面对空调、换气扇，同时若在室外安装应该做好遮阳防护。6.3环境引起的误报及处理意见由于环境引起的误报警是指报警系统在正常工作状态下产生的，从原理上讲是不可避免的，而事实又是不需要的，属于误报警。例如：老鼠在防范区出没；宠物在居室内走动等。随着传感技术、计算机技术的发展，大规模集成电路的推广应用，报警系统智能化程度将不断提高，环境噪声干扰引起的误报警现象必将随之降低。结论本人设计的课题是红外线防盗报警器，经过几个月的思考和准备，通过对课题的设计，大大提高了自己各方面的能力，例如对书本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，对自己知识面的扩展都有相对的提高，但在这其中，也有自己茫然和不知所措的一面，当初决定做此课题时，不知该从何下手，头脑中也一片空白，后来经过老师对课题的剖解，头脑中才逐渐有了轮廓。

资料搜集花费了大量时间，在此过程中我了解到采集的资料不能从头至尾的抄写，而要取己所需，认为有价值的材料才能引用，后来在网上，请教经验丰富的老师，终于获得了第一手资料，然后在其中加入自己的思想，通过对材料和自己构思的组织整理，渐渐有了头绪。万事开头难，只要把前段的准备工作做好了，后面的工作自然就可以