红外防盗报警器————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ基于单片机的红外防盗报警系统简介热释电红外线传感器作为一种高热电系数的探测元件,可过滤接收人体辐射特定波长范围的红外线，将红外辐射转变成微弱的电压信号放大后向外输出。
它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置，能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。
本设计从模块上划分为：热释电红外传感器探测模块、放大电路、时钟电路、复位电路、放光二极管报警电路、声音报警电路。
硬件实现:本系统所用到的器件为:单片机STC8９Ｃ51、热释电红外传感器、LEＤ、按键、反相器74ＬS０4、蜂鸣器,以及单片机的手工复位电路等。
系统功能描述：系统等待外部热释电传感脉冲信号输入，接收到输入表示有人闯入,启动声光报警电路,报警持续10秒后结束,若有新的信号输入，开始新的检测循环。
同时手工按键可以强制报警中断。
一、设计要求和技术指标:1.1设计要求(１)利用单片机AT89C51、热释电红外传感器、LEＤ、反相器７4LＳ14、蜂鸣器等元器件模拟出红外防盗报警器。
(2）熟练掌握protｅus和keil ｕvision2软件的使用１.2 技术指标（1）报警接收方式：无线发射输出，发射距离≥15０米（2）报警持续时间：1０秒（3）主机外接鸣响分贝：≥1１0ｄB（4）工作频率：３1５ＭＨz／433ＭHz（5）石英晶体振荡器的振荡频率为1２ＭH Z二、设计需要完成的任务:2．1.明白此防盗系统的工作方式当人员外出时,可把报警系统设置在外出布防状态,探测器工作起来,当有人闯入时,热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TＴＬ电平至８９C5１单片机,经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。
2.2 了解Proteus软件的大致内容并会使用Ｐroteus软件是英国Ｌaｂｃｅnter eｌectrｏnｉcs公司出版的ＥDA工具软件，它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
proteｕs从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到ＰCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。
是目前世界上唯一将电路仿真软件、PＣB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持８０5１、HC11、PＩC１0/12/16／18/24/30/ＤｓPＩＣ３3、AVR、ARM、808６和MSP430等，２0１0年又增加了Cortｅx和DＳP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。
在编译方面,它也支持ＩAR、Keｉl和ＭPLAB等多种编译器。
三、主要参考元器件:本次设计所需所以元器件如表1所示:序号元器件数量备注1 AT89C５1 １5１内核系列单片机（4K)2 74LS14 1 施密特触发器的六反相器3 ＣRＹSTAＬ 1 石晶振荡器4 BＵＴTＯN 1 按钮5 CAＰ-ELＥＣ１电解电容6 ＣAP 3 电容7 NPN 1 三极管 ８ ＬE Ｄ 5 红色*4绿色*19 RE Ｓ 7 电阻 10SPEAKER１蜂鸣器表1 主要元器件四、设计内容4．１具体设计方案本设计包括硬件和软件设计两个部分。
模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。
电路结构可划分为:热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、L ＥD 控制电路及相关的控制管理软件组成。
用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。
就此设计的核心模块来说,单片机就是设计的中心单元,所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。
单片机应用系统也是有硬件和软件组成。
硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是各种工作程序的总称。
单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。
从设计的要求来分析该设计包含如下结构:热释电红外传感探头、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成;它们之间的构成框图如图4．1总体设计框图所示：图4.1 总体设计框图时钟复位AT89C51单灯光驱驱声音处理器采用51系列单片机ＡT89C51。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,经放大电路、比较电路送至门限开关,打开门限阀门送出TTＬ电平至STC89C５1单片机。
在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。
驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。
当报警延迟1０ｓ一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号,当警情消除后复位电路使系统复位,或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。
4．2 硬件模块设计4．2.１时钟电路的设计ＸTAL1和XTＡL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件,XTAL ２应不接。
因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有１2个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12M HＺ,一个振荡周期为１/12us,故而一个机器周期为1/12us。
如图4．２.1所示为时钟电路。
图4.2.1时钟电路4.２.2 复位电路设计复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESEＴ端持续给出２个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。
使用晶振频率为１2ＭH z时,则复位信号持续时间应不小于2us。
本设计采用的是外部手动按键复位电路。
如图4.2．2示为复位电路。
图4.2.2复位电路4．2.3 发光二极管报警电路设计该设计使本红外线防盗报警器报警时发出刺眼的红光提醒人们有小偷，以保证财产安全。
该电路由4个发光二极管接上电阻后连上单片的R X D 的引脚,外接VCＣ,当单片机的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用。
图3-１0所示为发光二极管报警电路。
4．2.3发光报警电路4.2.4声音报警电路设计该设计使本红外线防盗报警器报警时发出刺耳的报警声音提醒人们有小偷。
如下图所示,用一个Sｐｅａkｅr和三极管、电阻接到单片机的TＸＤ引脚上,构成声音报警电路,如图4．2．4示为声音报路。
图4.2.４声音报警电路4.2.5 系统硬件的选择从以上各种条件下得到如下硬件:ＳTC89C5１、热释电红外传感器、L E D 、按键、反相器7４ＬS04、蜂鸣器等一些单片机外围应用电路，以及单片机的手工复位电路等。
D １是正常工作指示灯，Ｄ2-Ｄ5是起报警指示作用,当R X D 脚被置低电平时，Ｄ2-D5红灯闪烁开始报警，同样，T ＸD 脚置高电平时声音报警电路开始工作。
电路设有2个按键,S1键作为倒计时的暂停键, S ２键作为作为电路复位键。
4.3 软件设计 4.3.1 主程序工作流程开系统初声光报警结束 声光报检测外部有无信号输入是否还启动声光报警电YNYYN由此流程框图可看出，当红外探测器接收到一个信号系统开始初始化，然后有C51单片机判断是否有人闯入监控区域，如果不是的话报警器将不会工作,是的话开启声光报警系统，然后判断是否开始持续10秒报警，是的话则是报警即将结束，不是的话则开始继续判断是否还有需要报警的信号,有的话开始持续报警，没有的话则此次报警结束。
4．3.3软件仿真本设计通过利用Prｏteｕs仿真，将所编写的程序用Kｅi l软件编译,本设计所要求达到的目标是在接收到红外探头带来的高电平信号,可使图中的绿灯由亮变暗，红灯闪烁，蜂鸣器发出声音产生报警，可观察到红灯一闪一闪的。
当报警结束后，绿灯亮起,红灯熄灭,蜂鸣器不发声。
图4.3．３为电路开始工作的状态图4.3.3 软件仿真图(开始)红色发光二极管D3,D4,D5，Ｄ6(发光二极管简称为ＬED。
由镓(Gａ）与砷（AＳ）、磷(Ｐ）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。
发光二极管与普通二极管一样是由一个ＰN结组成,也具有单向导电性)蜂鸣器ＬS（蜂鸣器的作用:蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器的分类:蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
本设计采用的则是压电式蜂鸣器,压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。
当接通电源后(1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出１.5~2．5ｋHｚ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声)(１）电路实现功能针对中断系统的显示，设计了一种实用化基于单片机ＡT8９Ｃ51的手工暂停电路。
该电路可通过按按钮S1能够实现手工解除警报信号。
电平信号经放大电路到声光报警器后，当报警延时10ｓ一段时间后会自动解除,同样也可以通过按下按键,单片机接收IＮT0的中断信号，调用IＮT0中断子程序，从而解除报警。
(２）电路原理XＴAL1和XTＡL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，ＸTＡL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
复位则是通过某种方式, 使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。
复位方式是单片机的初始化操作。
单片机除了正常的初始化外，当程序运行出错或由于操作错误而使系统处于死循环时，也需要按复位键重启机器。
MＣS—5１单片机复位后，程序计数器PＣ和特殊功能寄存器复位的状态如表2-1所示。
复位不影响片内RAM存放的内容, 而ALE、/PＳＥN 在复位期间将输出高电平。
由表2.１可以看出,复位后:(1)(ＰC）=０00０H 表示复位后程序的入口地址为００00H,即单片机复位后从０0００H单元开始执行程序;(2)(PＳW）＝00H，其中RＳ1(ＰSW.4)=０,RS0（PＳW．3)＝0，表示复位后单片机选择工作寄存器０组；(３)（ＳP)=０7H 表示复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立;（4) P０口～P３口锁存器为全1状态，说明复位后这些并行接口可以直接作输入口，无须向端口写1。