热释电式红外报警器控制系统设计
摘 要本课题选用了“热释电式红外报警器控制系统设计”作为研究对象，选用了ATMEL公司推出的AT89C51单片机作为核心部件，设计了一个能够实现盗贼入室监测、报警以及高清度显示等功能的红外报警器控制系统。这款控制系统的实现主要依靠了51单片机强大的控制作用，通过输入输出各种形式的电平信号来对 等模块的控制，从而将各模块的功能融为一体。本文在硬件和软件两个层面上对防盗报警器控制系统进行了分别设计，在软件上通过原理图以及在软件上通过流程图的形式对整个控制系统的设计思路以及设计过程进行了阐述。经过了大量的测试和验证，本文所设计的系统能够达到很高的性能指标，非常适合将其推向防盗报警器系统的市场之中，并且具有取代现有相关产品的实力。
目录
一、 引言
（一） 防盗报警器发展背景
（二） 防盗报警器器的国内外发展现状
（三） 本文主要研究内容
二、 方案选择及元器件介绍
（一） 主控器件的选择
（二） AT89C51单片机
（三） 热式电红外传感器介绍
（四） 蜂鸣器介绍
（五） LCD1602字符点阵介绍
三、 硬件系统设计
（一） 防盗报警器系统的硬件结构框图设计
（二） 最小系统设计
1. 时钟电路设计
2. 复位电路设计
（三） 热式电红外传感器电路设计
（四） 蜂鸣器电路设计
（五） LCD1602字符点阵屏幕电路设计
（六） 按键电路
四、 软件系统设计
（一） 防盗报警器系统的软件工作流程设计
（二） 热释电红外传感器工作流程设计
（三） LCD1602字符点阵屏幕驱动流程设计
总 结
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 元件列表
引言
防盗报警器发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
代替，就如防盗报警器器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得防盗报警器器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到防盗报警器器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统防盗报警器器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统防盗报警器器所无法企及的。由于人们对于新型防盗报警器器的需求和要求与日俱增，近几年来防盗报警器器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子防盗报警器器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的防盗报警器器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在防盗报警器器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得防盗报警器器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。防盗报警器器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能防盗报警器器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能防盗报警器器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的防盗报警器器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能防盗报警器器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低防盗报警器器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分防盗报警器器产品。
防盗报警器器的国内外发展现状
根据前不久的一份防盗报警器器行业前景研究报告显示，目前防盗报警器器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的防盗报警器器影响着人们的日常生活，对于防盗报警器器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能防盗报警器器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现
的单片机自动控制系统，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象并实现以下功能指标。
1、热释电式红外报警器对盗贼可探测的距离大于3米，具有较高清晰度的液晶显示效果；?
2、为实现低功耗系统设计目标，本热释电式红外防盗报警器的静态功耗小于10mA;?
3、系统供电电压为直流5V；
4、具有休眠和布防两种状态，在休眠状态下报警器不工作，处于低功耗模式；当选择布防状态时为防止对操作者的误检测，因此构建一个10秒延时效果，等操作人员离开后正式进入检测阶段；
5、当盗贼进入室内，能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测并立即报警。
方案选择及元器件介绍
主控器件的选择
主控器件的选择对于设计一款自动控制系统来说是最关键的一部分，该器件的控制性能、处理速度以及内部资源模块将在很大程度上决定了控制系统的软硬件结构以及开发成本，另外不同类型的主控器件要求开发者具备不同的开发功底，下面就对单片机以及FPGA这两款性能卓越的微处理器进行介绍和分析，从中选择出一款具体型号的芯片来作为本控制系统的控制芯片。
如果采用单片机芯片来作为主控器件，那么首选当然是大学期间熟知的AT89C51/STC89C51等基础51芯片，这些被冠以相类似型号却出自不同厂家的51单片机在内部结构上大同小异，全部都采用了MCS51的CPU来作为运算部分，因此这些51单片机都具有8位数据处理能力。51单片机的开发成本在目前的微处理器届来说相对是属于最低的一个款式，无论是单片机还是FPGA，开发成本主要包含芯片自身成本、烧写仿真器购买成本、电路构建以及PCB绘制成本、开发环境成本以及开发者自身掌握的知识成本等，在这几个方面，都能够在本次毕业设计中降到最低程度。在51单片机的处理性能方面，相对于FPGA来说处于劣势状态，51单片机目前最高的时钟频率能够达到40M，并且其内部具有机器周期的概念，即为了提高51单片机的工作稳定性能，必须将时钟频率除以12，才能在此速度下执行指令，因此对于数据的处理能力来说相对较慢。在内置功能模块方面，它内部集成了常用的定时器、串口以及中断等功能，并且具有32个相互独立的GPIO管脚可供用户使用。
目录
一、 引言
（一） 防盗报警器发展背景
（二） 防盗报警器器的国内外发展现状
（三） 本文主要研究内容
二、 方案选择及元器件介绍
（一） 主控器件的选择
（二） AT89C51单片机
（三） 热式电红外传感器介绍
（四） 蜂鸣器介绍
（五） LCD1602字符点阵介绍
三、 硬件系统设计
（一） 防盗报警器系统的硬件结构框图设计
（二） 最小系统设计
1. 时钟电路设计
2. 复位电路设计
（三） 热式电红外传感器电路设计
（四） 蜂鸣器电路设计
（五） LCD1602字符点阵屏幕电路设计
（六） 按键电路
四、 软件系统设计
（一） 防盗报警器系统的软件工作流程设计
（二） 热释电红外传感器工作流程设计
（三） LCD1602字符点阵屏幕驱动流程设计
总 结
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 元件列表
引言
防盗报警器发展背景
随着人类对电子技术以及智能技术的广泛开发，生活中几乎大多数电器、设备或者检测仪器已经被电子系统所
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
代替，就如防盗报警器器这种本来完全依靠传统结构来实现的常用模块，在其长长的发展历程中，许多新的功能被添加到其内部结构中，已经不在是传统意义上简易的机械式、门链式类型报警了。在最近几十年时间内，传感器、微处理器以及新型半导体的出现使得防盗报警器器的概念得到了重新的定义，智能识别、判断、报警以及身份分析等功能不断地被融入到防盗报警器器控制系统中，颠覆了原先人们对于传统防盗报警器器的想象，同时这些新功能的增加也使得它能够更好地为人们带来生活、工作以及生产上的便利，只需按键的轻轻按动即可启动对室内全方位全角度的防盗，并且防盗系统安装隐秘不易被盗贼发现，这是传统防盗报警器器所无法企及的。由于人们对于新型防盗报警器器的需求和要求与日俱增，近几年来防盗报警器器的研究呈现了如火如荼的景象，控制系统中的关键部分当属内部的微处理器部分，在电子防盗报警器器刚进入人们生活之时，微处理器还停留在8位数据处理能力的状态，因此那时候只能够实现一些简单功能的防盗报警器器，仅仅能够实现简单的盗贼检测功能；而随着近些年32位微处理器的技术与日成熟，室内人脸识别、音色分析等智能功能都能够在防盗报警器器控制系统中得到实现，这种高技术的智能技术使得防盗报警器器的防盗、防破坏能力更加完善，同时在报警功能上也不单单只是由蜂鸣器发出报警声音，自动连入报警网络，记录盗贼身份信息，自动拨打110等报警措施已经司空见惯。防盗报警器器控制系统的发展与人类社会的经济发展也是息息相关的，在经济繁荣时人们对于日常生活也提出了更高的质量，人机友好、智能生活等概念深入人们的潜意识里，传统落后技术已经无法在满足人类对美好生活的追求，微处理器智能控制技术使得这一切都得以实现，智能防盗报警器器在很大程度上迎合了人们对优质生活的审美观，本课题在对智能防盗报警器器进行了大量的调研和对比后，考虑到目前市面上相关产品处于刚刚起步阶段，无论是在硬件还是软件上都存在这很多的不足之处，因此高智能的防盗报警器器控制系统还不能够实现普及，因此本文将以大学期间所学的专业知识结合课外学习经验作为基础，选用高性价比器件，设计一款智能防盗报警器器，突破目前市面上相关产品所存在的普遍弊端，降低防盗报警器器的总体设计成本，正确取代市场上相当大一部分防盗报警器器产品。
防盗报警器器的国内外发展现状
根据前不久的一份防盗报警器器行业前景研究报告显示，目前防盗报警器器已经渗透到了人们生产生活的各个角落，各种不同智能程度的防盗报警器器影响着人们的日常生活，对于防盗报警器器的研究和开发现状，国内外都已经达到了一个很高的境地，然而国外由于对智能防盗报警器器控制系统的研发起始时间更早，因此在智能方面，国外做的更加突出，国内外目前都能够实现室内人脸识别、音色分析等功能，在成本以及系统稳定度上，要想追赶上国外，国内研究者还有很长一段路需要走。
本文主要研究内容
本文选用了目前在市场上和大学单片机教学中使用最为广泛，并且受到一致好评的51单片机作为主要控制芯片，以此作为核心芯片，设计了一款能够实现
的单片机自动控制系统，通过对硬件系统以及软件系统的构建，轻松地实现了毕业设计初期设立的所有指标和性能，并最终通过Proteus 7.8仿真平台实现了对控制系统的仿真，通过电脑显示器展现了单片机控制系统实际运行中所表现的功能和现象并实现以下功能指标。
1、热释电式红外报警器对盗贼可探测的距离大于3米，具有较高清晰度的液晶显示效果；?
2、为实现低功耗系统设计目标，本热释电式红外防盗报警器的静态功耗小于10mA;?
3、系统供电电压为直流5V；
4、具有休眠和布防两种状态，在休眠状态下报警器不工作，处于低功耗模式；当选择布防状态时为防止对操作者的误检测，因此构建一个10秒延时效果，等操作人员离开后正式进入检测阶段；
5、当盗贼进入室内，能够通过人体检测模块实现对入室盗贼的自动快速检测并立即报警。
方案选择及元器件介绍
主控器件的选择
主控器件的选择对于设计一款自动控制系统来说是最关键的一部分，该器件的控制性能、处理速度以及内部资源模块将在很大程度上决定了控制系统的软硬件结构以及开发成本，另外不同类型的主控器件要求开发者具备不同的开发功底，下面就对单片机以及FPGA这两款性能卓越的微处理器进行介绍和分析，从中选择出一款具体型号的芯片来作为本控制系统的控制芯片。
如果采用单片机芯片来作为主控器件，那么首选当然是大学期间熟知的AT89C51/STC89C51等基础51芯片，这些被冠以相类似型号却出自不同厂家的51单片机在内部结构上大同小异，全部都采用了MCS51的CPU来作为运算部分，因此这些51单片机都具有8位数据处理能力。51单片机的开发成本在目前的微处理器届来说相对是属于最低的一个款式，无论是单片机还是FPGA，开发成本主要包含芯片自身成本、烧写仿真器购买成本、电路构建以及PCB绘制成本、开发环境成本以及开发者自身掌握的知识成本等，在这几个方面，都能够在本次毕业设计中降到最低程度。在51单片机的处理性能方面，相对于FPGA来说处于劣势状态，51单片机目前最高的时钟频率能够达到40M，并且其内部具有机器周期的概念，即为了提高51单片机的工作稳定性能，必须将时钟频率除以12，才能在此速度下执行指令，因此对于数据的处理能力来说相对较慢。在内置功能模块方面，它内部集成了常用的定时器、串口以及中断等功能，并且具有32个相互独立的GPIO管脚可供用户使用。
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