傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告---智能無線防盜報(bào)警系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-06-26 16:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 熱釋電紅外 人體感應(yīng)電路 激光發(fā)射電路 震動(dòng)感應(yīng)電路 MCU AT89S52 紅外開關(guān)電路 無線發(fā)射模塊 無線接收模塊 MCU AT89S52 LCD 液晶顯示 液晶顯示 圖 11 系統(tǒng)整體框圖 第 3 頁 共 16 頁 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)概述 單片機(jī)最小系統(tǒng)模型的建立 AT89S52 作為普通 51 單片機(jī)已廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，其接口簡單，方便使用，且功能強(qiáng)大，因此本系統(tǒng)采用 AT89S52 單片機(jī)作為主控制芯片。如圖 21 為在 PROTEL軟件上畫出的 單片機(jī)最小系統(tǒng)模型。 圖 21 最小系統(tǒng)原理圖 AT89S52 的功能特性描述 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存第 4 頁 共 16 頁 儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，如圖 22 是在 PROTEUS 上截得的 AT89S52 的芯片示意圖。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 圖 22 AT89S52管腳圖 AT89S52 的主要性能 ● 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 第 5 頁 共 16 頁 ● 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ● 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ● 三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ● 八個(gè)中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時(shí)器 ● 雙數(shù)據(jù)指針 ● 掉電標(biāo)識(shí)符 熱釋電紅外傳感器電路設(shè)計(jì) 熱釋電紅外傳感器的理論 與原理 概述 目前 ,一些銀行、商場和賓館都安裝了防盜監(jiān)視錄像式自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。這些系統(tǒng)工作起來有效 ,可靠 ,但成本高 ,不隱蔽 ,且在普通家庭及辦公室使用不易普及。熱釋電紅外傳感器工作原理是利用晶體熱釋電效應(yīng) ,檢測(cè)人體特定波長的紅外輻射 ,它廣泛應(yīng)用于防盜報(bào)警。 本設(shè)計(jì)采用 雙元探測(cè)器 LHI 874 專為運(yùn)動(dòng)控制該 LHI 874 熱釋電紅外探測(cè)器系列標(biāo)準(zhǔn)雙元素設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)建議控制。它包括所有變種雙元素焦電陶瓷與 FET 源跟隨的連接。該 LHI 874可作為 TO39,與標(biāo)準(zhǔn)外殼紅外過濾器 .他們都提供高響 應(yīng)性能優(yōu)良的共模（匹配）和穩(wěn)態(tài)噪音低和溫度變化 .對(duì)于這兩個(gè)變種 RF 更佳的選擇方案可供選擇。 BISS0001 原理特性 熱釋電紅外開關(guān)是芯片 BISS0001 是配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成的被動(dòng)式紅外開關(guān)，如圖 23 是 BISS0001 的管腳圖。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗衣機(jī)等裝置，是一種高技術(shù)產(chǎn)品。特別適用于企業(yè)，賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 熱釋電紅外傳感器是一種新型敏感元件 ， 它是由高熱電系數(shù)材料，配以濾光鏡片和阻抗匹配用場效應(yīng)管組成。它能以非接觸方式檢測(cè)出來自人體發(fā)出的紅外輻射，將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出，并可有效抑制人體輻射波長以外的外干擾輻射，如陽光、燈光、及其反射光。 第 6 頁 共 16 頁 圖 23 BISS0001芯片管腳圖 如圖 24是 BISS0001紅外感應(yīng)信號(hào)處理器的內(nèi)部框圖， BISS0001的運(yùn)算放大器 OP1作為熱釋電紅外傳感器的前置放大。由 C3 耦合給運(yùn)算放大器 OP2 進(jìn)行第二級(jí)放大。再經(jīng)由電壓比較器 COP1 和 COP2 構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器 。輸出信號(hào)經(jīng)晶體管 T驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。 R3 為光敏電阻，用來檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮， R3的電阻值會(huì)降低，使 9腳輸入為低電平而封鎖觸發(fā)信號(hào)，節(jié)省照明用電。若應(yīng)用于其他方面，則可用遮光物將其罩住而不受環(huán)境影響。 SW1 是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng) SW1 與 1端連通時(shí)，紅外開關(guān)處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1與 2端連通時(shí)，紅外開關(guān)則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。 圖 24 BISS0001紅外感應(yīng)信號(hào)處理器的內(nèi)部框圖 第 7 頁 共 16 頁 熱釋電紅外人體感應(yīng)電路的功能特點(diǎn) ①全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸 出高電平，人離開感應(yīng)范圍就自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。 ②光敏控制（可選擇，模塊出廠時(shí)未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。 ③溫度補(bǔ)償（可選擇，模塊出廠時(shí)未設(shè)）：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至 30～ 32℃，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。 ④兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） 不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖剑? 可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn)）。 如圖 25所示，是本設(shè)計(jì)中利用的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下各點(diǎn)的波形圖。在 VC=“ 0”、A=“ 0”期間，信號(hào) VS 不能觸發(fā) V0 為有效狀態(tài)；在 VC=“ 1”、 A=“ 1”時(shí)， VS 可重復(fù)觸發(fā)為有效狀態(tài)，并可促使 V0 在 Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在 Tx 時(shí)間內(nèi)，只要 VS
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