单片机的红外热释电防盗报警器的设计与制作
目录
一、引言 1
二、设计任务分析 3
三、 硬件电路设计 5
1.硬件设计框图 6
2.红外感应部分 6
3.电源模块 8
4.芯片设计部分 8
5.红外报警的控制电路 9
6.按键功能控制 9
7.LED显示报警电路 10
8.PCB图 10
四、 软件设计 19
1.报警器操作流程 17
2.程序编写与调试 18
总结 23
致谢 23
参考文献 24
附件一：总体原理图设计 25
附件二：实物图 26
附件三：程序源代码 26
一、引言
从18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
00年英国天文学家廉姆.赫胥尔发现了红外线，在这之后的两百多年里红外线就一直被人类所重视，由于红外线的波长较可见光长，所以在通讯、探测、医疗、军事等领域被大量使用，收到了全世界科学家的青睐，1940红外光谱问世，有机化学的研究有了长足的进步，出现了发射光谱、光声光谱、色红联用等新技术。最近十年，国内外的红外线研究取得了重大成果，研究出了一系列的先进仪器，例如：红外热像仪、红外热像机、红外通讯红外传感器，其中尤其是红外传感器等到了最大范围的使用。进入21世纪以来，中国的国际地位，综合实力越来越强，成为一个任何国家都不可忽视的大国。随之而来的是人民的生活水平越来越高，自然就想到了以前很多没有想到的问题。但一些犯罪案例也多了起来。很多不法分子抓住了大多数人防盗意识薄弱进行犯罪。这使得人们对生命财产问题感到十分困扰。红外报警器就可以给大家提供一些安全保障，为一些安全部门企业等服务。所以它的价格也十分高昂，一般的家庭是难以承受的。如果有一种价格低，性能强、并且智能化的报警器，就能在监控和军事领域起到关键作用。本论文设计了一种利用热释电传感器进行监控的报警器，它的硬件系统分为：电路系统和芯片操作的最小电路以实现信息的采集，整体功能处理，数据传输，单片机的功能集到达报警模块由红外传感器后。单片机的硬件部分是由一个单一的芯片，输入/输出设备，外部应用电路，软件部分是控制信号输入发射传输程序。
二、设计任务分析
（一）.硬件和软件是该设计的主要组成部分。还分为红外感应、芯片设计、报警、按键功能、LED显示等功能部分。
(二).热释电传感器、电子蜂鸣器、51单片机控制电路、电子LED灯---报警系统
（三）.红外探测器将改变人体动作产生的红外辐射转换成电子信号，红外热电测试模块发送TTL传输到STC89C52芯片，经STC89C52单片机芯片处理运算输送信号使得报警电路报警发出刺耳警报声。
三、硬件电路设计
1.硬件设计框图图1。
图1硬件设计框图
红外热释报警器利用芯片的统筹控制能力来进行每个元件统一控制工作。探头会将人体动作产生的红外辐射转换成能被探头识别的电子信号，通过一系列的信号处理使得报警电路报警发出刺耳警报声。
2.电源模块
1.用直流三节1.5V干电池电源报警,电源电压为4.5v左右，电源接口通过导线连接电路。如图2。
图2电源模块
3、红外感应部分
（1）.红外热释电传感器
热释电红外传感器（PIR）也被称为人体红外传感器，红外广泛应用于防盗报警，访客告诉和无触点开关等。从80年代起逐渐发展起来，它的主要特点是红外探测器将改变人体动作产生的红外辐射转换成电子信号，红外热电测试模块发送TTL传输到STC89C52芯片，经STC89C52单片机芯片处理运算输送信号使得报警电路报警发出刺耳警报声。人体红外辐射的中心波长10，与热释电传感器可以检测波长范围为0.2——20一般热释电传感器的顶端与过滤器专门设置的一个窗口，只有波长范围10 - 7微米~光可通过该过滤器，可以应用在人体的红外辐射检测，但对其他波长的红外吸收的滤波器，因此是出世专门用于人体辐射的热释电传感器检测，热释电传感器是整个系统的关键，所以热释感应传感器才能感应到人体红外线然后进行一些列的报警动作。如图3。
（3）. 红外透镜
红外透镜使用的是一种聚烯烃材料注塑而成的菲涅尔透镜。镜面面是光滑的，从大到小的同心圆的另一边烧。扰动和基于光的纹理和菲内尔接收角度要求设计镜头的相对灵敏度，多用于幻灯机，胶片放大镜，红外探测器等设备。用于幻灯机，胶片放大镜，红外探测器等设备。菲涅尔透镜效应是红外传感器检测到有效浓度，菲涅尔透镜也分为多种类型和功能，根据其性能的要求。会有功能性的差异，分为很多等级，能够监测的距离也不一样。菲涅尔透镜主要有两个作用，一个是聚焦作用，二是将探测区域进行划分，进行分级，当进入探测区域的移动物体出现时，会以温度变化的形式在FIR上产生变化的热释红外信号从而经过芯片处理进行报警。
（4）. 信号处理电路设计.
图5电路设计图
图6信号处理电路实物图
信号处理电路如图5所示将人体辐射出的红外辐射经处理变化成电子信号。如图2脚V-O输入信号到OP1进行放大，经C4耦合给OP2进行二级放大。再通过（COP1和COP2）处理后，发现有效触发信号.经过R3进行处理。R12可以输出调节延迟时间，只要与发生向上跳的延迟时间，VO会从VS一刻跳继续延长一个周期，如果与已经高水平。就可以通过P10传输到单片机内进行处理。可调节R13来改变距离，最大可以调节到7米左右。在延时时间段内如果在可测监控的一定范围里，有人提辐射存在是处理器电压不变，当检测不到人体红外辐射时，电压会产生变化，就能产生出发达到报警目的。
3、芯片设计部分
（1）、STC89C52简介
STC89C52是全新一代的具有超强抗干扰、高速、低功耗特性的单片机，指令代码完全兼容传统的8051 系列单片机。它具有一种微控制器，使得他本省具有功耗低，性能突出等特点。利用51单片机，功能却很多，有一个传统的芯片改进没有作用。它有四十个引脚，同时还拥有4k的存储器，随机存储器，三十二个输入输出口、WTD，时钟振荡器。除了这些功能，它还具有自我的保护功能，外系统中断、断电时会继续工作或者保存Ram数据，防止了机器的停止数据的流失造成的损失，它还具有PDIP/TQFP/PLCC三种形式。可以满足不同产品的需求。
一、引言 1
二、设计任务分析 3
三、 硬件电路设计 5
1.硬件设计框图 6
2.红外感应部分 6
3.电源模块 8
4.芯片设计部分 8
5.红外报警的控制电路 9
6.按键功能控制 9
7.LED显示报警电路 10
8.PCB图 10
四、 软件设计 19
1.报警器操作流程 17
2.程序编写与调试 18
总结 23
致谢 23
参考文献 24
附件一：总体原理图设计 25
附件二：实物图 26
附件三：程序源代码 26
一、引言
从18 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
00年英国天文学家廉姆.赫胥尔发现了红外线，在这之后的两百多年里红外线就一直被人类所重视，由于红外线的波长较可见光长，所以在通讯、探测、医疗、军事等领域被大量使用，收到了全世界科学家的青睐，1940红外光谱问世，有机化学的研究有了长足的进步，出现了发射光谱、光声光谱、色红联用等新技术。最近十年，国内外的红外线研究取得了重大成果，研究出了一系列的先进仪器，例如：红外热像仪、红外热像机、红外通讯红外传感器，其中尤其是红外传感器等到了最大范围的使用。进入21世纪以来，中国的国际地位，综合实力越来越强，成为一个任何国家都不可忽视的大国。随之而来的是人民的生活水平越来越高，自然就想到了以前很多没有想到的问题。但一些犯罪案例也多了起来。很多不法分子抓住了大多数人防盗意识薄弱进行犯罪。这使得人们对生命财产问题感到十分困扰。红外报警器就可以给大家提供一些安全保障，为一些安全部门企业等服务。所以它的价格也十分高昂，一般的家庭是难以承受的。如果有一种价格低，性能强、并且智能化的报警器，就能在监控和军事领域起到关键作用。本论文设计了一种利用热释电传感器进行监控的报警器，它的硬件系统分为：电路系统和芯片操作的最小电路以实现信息的采集，整体功能处理，数据传输，单片机的功能集到达报警模块由红外传感器后。单片机的硬件部分是由一个单一的芯片，输入/输出设备，外部应用电路，软件部分是控制信号输入发射传输程序。
二、设计任务分析
（一）.硬件和软件是该设计的主要组成部分。还分为红外感应、芯片设计、报警、按键功能、LED显示等功能部分。
(二).热释电传感器、电子蜂鸣器、51单片机控制电路、电子LED灯---报警系统
（三）.红外探测器将改变人体动作产生的红外辐射转换成电子信号，红外热电测试模块发送TTL传输到STC89C52芯片，经STC89C52单片机芯片处理运算输送信号使得报警电路报警发出刺耳警报声。
三、硬件电路设计
1.硬件设计框图图1。
图1硬件设计框图
红外热释报警器利用芯片的统筹控制能力来进行每个元件统一控制工作。探头会将人体动作产生的红外辐射转换成能被探头识别的电子信号，通过一系列的信号处理使得报警电路报警发出刺耳警报声。
2.电源模块
1.用直流三节1.5V干电池电源报警,电源电压为4.5v左右，电源接口通过导线连接电路。如图2。
图2电源模块
3、红外感应部分
（1）.红外热释电传感器
热释电红外传感器（PIR）也被称为人体红外传感器，红外广泛应用于防盗报警，访客告诉和无触点开关等。从80年代起逐渐发展起来，它的主要特点是红外探测器将改变人体动作产生的红外辐射转换成电子信号，红外热电测试模块发送TTL传输到STC89C52芯片，经STC89C52单片机芯片处理运算输送信号使得报警电路报警发出刺耳警报声。人体红外辐射的中心波长10，与热释电传感器可以检测波长范围为0.2——20一般热释电传感器的顶端与过滤器专门设置的一个窗口，只有波长范围10 - 7微米~光可通过该过滤器，可以应用在人体的红外辐射检测，但对其他波长的红外吸收的滤波器，因此是出世专门用于人体辐射的热释电传感器检测，热释电传感器是整个系统的关键，所以热释感应传感器才能感应到人体红外线然后进行一些列的报警动作。如图3。
（3）. 红外透镜
红外透镜使用的是一种聚烯烃材料注塑而成的菲涅尔透镜。镜面面是光滑的，从大到小的同心圆的另一边烧。扰动和基于光的纹理和菲内尔接收角度要求设计镜头的相对灵敏度，多用于幻灯机，胶片放大镜，红外探测器等设备。用于幻灯机，胶片放大镜，红外探测器等设备。菲涅尔透镜效应是红外传感器检测到有效浓度，菲涅尔透镜也分为多种类型和功能，根据其性能的要求。会有功能性的差异，分为很多等级，能够监测的距离也不一样。菲涅尔透镜主要有两个作用，一个是聚焦作用，二是将探测区域进行划分，进行分级，当进入探测区域的移动物体出现时，会以温度变化的形式在FIR上产生变化的热释红外信号从而经过芯片处理进行报警。
（4）. 信号处理电路设计.
图5电路设计图
图6信号处理电路实物图
信号处理电路如图5所示将人体辐射出的红外辐射经处理变化成电子信号。如图2脚V-O输入信号到OP1进行放大，经C4耦合给OP2进行二级放大。再通过（COP1和COP2）处理后，发现有效触发信号.经过R3进行处理。R12可以输出调节延迟时间，只要与发生向上跳的延迟时间，VO会从VS一刻跳继续延长一个周期，如果与已经高水平。就可以通过P10传输到单片机内进行处理。可调节R13来改变距离，最大可以调节到7米左右。在延时时间段内如果在可测监控的一定范围里，有人提辐射存在是处理器电压不变，当检测不到人体红外辐射时，电压会产生变化，就能产生出发达到报警目的。
3、芯片设计部分
（1）、STC89C52简介
STC89C52是全新一代的具有超强抗干扰、高速、低功耗特性的单片机，指令代码完全兼容传统的8051 系列单片机。它具有一种微控制器，使得他本省具有功耗低，性能突出等特点。利用51单片机，功能却很多，有一个传统的芯片改进没有作用。它有四十个引脚，同时还拥有4k的存储器，随机存储器，三十二个输入输出口、WTD，时钟振荡器。除了这些功能，它还具有自我的保护功能，外系统中断、断电时会继续工作或者保存Ram数据，防止了机器的停止数据的流失造成的损失，它还具有PDIP/TQFP/PLCC三种形式。可以满足不同产品的需求。
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