单片机课程设计：红外报警器的设计

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1、—电气与电子工程学院《单片机原理及应用》课程课程设计课题：红外报警器的设计姓名：学号：班级：日期：2012年3月21日评阅人：张红实验成绩：14目录一、设计背景………………………………………………3二、设计方案………………………………………………3三、实验部分电路…………………………………………6四、设计心得与体会………………………………………9五、参考文献与附录…………………………………………914一、设计背景随着时代的进步，人们对自己所处环境的安全性有了更高的要求，尤其是在家居方面，不得不时刻留意那些不速之客，这就要求人们找到一种有效的自动报警方式，红外线的隐蔽性和保密性非常符

2、合这些要求。红外报警器，它能检测到物体的侵入或者故障，并报警引起人们的警觉，以便排除故障。红外线报警器分主动式和被动式两种。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。当有物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头检测到有异常，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，即任何物体都能发出红外线。而其后的原理，被动式报警器和主动式是一样的。温度越高的物体辐射出的红外线越强，红外线报警器接收到环境中存在高出背景强度的辐射时就触发报警。本课程设计即是对于主动式红外报警器

3、的设计，即通过红外收发管实现红外报警的功能，加强对红外报警器的了解。二、设计方案1、概述设计包括硬件和软件两个部分。模块划分为数据采集、报警、记录和显示等模块子函数。就电路而言，即硬件由单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成，因实验箱上已经含有各部分电路，只需用导线对其进行正确的连接即可。软件是各种工作程序的总称，通过硬件和软件实现设计需求。因单片机是设计的中心模块，因此红外报警系统是单片机系统的一种实际应用。2、总体设计从设计要求得出该设计包含如下结构：红外探头收发电路、单片机核心电路、中断电路、LED显示电路、发光二极管显示、声音报警电路及相关的控制管理软件组成，关系如

4、下图示：14处理器采用51系列单片机。整个系统是在系统软件控制下工作的。红外发射管接高电平发射红外线，有物体侵入时接收管接收到红外线，变为低电平。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节发出入侵报警状态控制信号。3、系统硬件选择本设计中用到的器件如下：MCS51核心板、红外收发管、三档开关、LED数码显示管、发光二极管、按键、蜂鸣器等。4、软件的程序实现按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序工作流程图如下图所示：14信号是否移除是否中断报警监测外部有无信号输入初始化：报警器不响，红灯灭，绿灯亮，计时为0开始始显示记录报警时间，报警器响，红灯亮，绿灯灭。手动记录次数加1显示报警时间

5、归0，报警器不响，红灯亮程序实现的功能是：当单片机检测到外部送过来的脉冲信号后，表示有物体通过监测区，经单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路报警，报警持续进行并开始计时，手动记录次数加1，直到物体移除(此时红灯灭，报警器不响，绿灯亮，计时时间变为0)或者手动按键中断报警(报警器不响，红灯依然亮，计时时间归0)直到物体移除，红灯灭，绿灯亮，然后程序开始进行循环工作，检测下次的触发信号，使报警器进入连续工作状态。手动停止报警中断服务程序工作流程如下所示：14四、实验部分电路1、MCS-51核心实验板MCS-51核心实验板电路结构框图如图1所示，包括MCS-51系列CPU，USB和RS

6、232串行通讯接口，发光二极管、数码管、按键、A/D和D/A器件等。为减小印刷电路板面积，核心实验板上的数码管采用动态显示方法，A/D和D/A均选用串行接口器件。2、红外收发电路14发射端R_OUT接5V高电平使发射管一直发射红外线，当接收管为低电平是意味着有信号输入。将R_IN接到P2.0口检测，若P2.0为低电平则有信号侵入，报警开始。所以P2.0口为低电平有效。3、蜂鸣器电路将SDIN接到P2.3口，经检测为低电平有效，即当P2.3口为低电平时蜂鸣器响。4、数码管显示电路MCS51核心实验板上的6个数码管显示器，工作于动态显示方式，3个数码管为一组，共2组。电路原理如下图所示

7、。显示器接口方式分为串行和并行两种，由跳线器S2来选择串行还是并行显示。当跳线器S2连接到“P”的位置时，数码管显示器工作在并行接口方式。当S2连接到“S”的位置时，工作在串行接口方式。其中数码管显示的控制线使用的是P1口的P1.0~P1.3引脚。本实验使用的是并行动态显示。实现时间和次数的显示。前三位显示次数，后三位显示时间。中间用小数点隔开。145、LED发光二极管电路将C_L1接P2.1代表正常工作时的绿灯，C_L2接P2.2代表故障时的红灯。因发光二极管低电平