紅外光控防盜警報器的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 08:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 間，因此這并不是最優(yōu)的一個方案。以LM2596為核心的穩(wěn)壓電源模塊。該芯片的效率比較高，功耗比較小，該芯片是一款低壓差三端的穩(wěn)壓芯片。輸出電壓為+5V；輸出電流最高達(dá)3A；我們利用它，可以給 5V 單片機(jī)電路系統(tǒng)以及其他的需要5V供電的傳感器等。該芯片輸入電壓最大為30V，最小為6V；對工作環(huán)境溫度要求不高，可在40～+125℃內(nèi)正常工作；它內(nèi)部含有基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（），固定頻率振蕩器（150KHZ），并且具有完善的保護(hù)電路：電流限制、熱斷電路等。該模塊外圍電路元器件少，搭建簡單實(shí)用性好。但是該芯片有輸出噪聲比較大的缺點(diǎn)。作為本次設(shè)計(jì)，通過各方面對比，我們選用了LM7805芯片。第三章 系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的AT89S52單片機(jī)，它采用Atmel公司技術(shù)領(lǐng)先的高密度、非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，是一種低功耗、高性能CMOS八位微控制器[4]。它擁有靈巧的8位CPU和8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器，在嵌入式控制系統(tǒng)中扮演重要角色。單片機(jī)集成度高、體積小、面向控制、功能強(qiáng)，是目前許多微控制系統(tǒng)的重要組成部分[3]。由于單片機(jī)內(nèi)部功能強(qiáng)，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，加上國內(nèi)外提供了多種多樣的開發(fā)工具，他們有著強(qiáng)大的軟硬件調(diào)試功能和輔助設(shè)置的手段，大大地縮短了系統(tǒng)研制的周期，像家庭防盜這種更新周期短的電子產(chǎn)品，選用價格便宜單片機(jī)作為控制核心能有效提高產(chǎn)品的性能和降低開發(fā)成本。以單片機(jī)作為微處理器的開發(fā)品使用壽命比較長、處理速度越來越快、低電壓和低功耗的工作方式讓它在微控制領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭。本設(shè)計(jì)采用AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心。該模塊由晶振電路、按鍵與上電復(fù)位電路及其它外圍電路組成，如圖31所示。主要負(fù)責(zé)對傳感器信號的實(shí)時采集和數(shù)據(jù)處理、鍵盤掃描輸入、輸入指令或數(shù)據(jù)控制1602液晶顯示屏、控制現(xiàn)場聲光報警、與GTM900C模塊進(jìn)行實(shí)時通訊傳輸報警信息等。其中P0口加上拉電阻接1602液晶顯示的數(shù)據(jù)輸入端，單片機(jī)向P0口寫二進(jìn)制的數(shù)據(jù)或指令就能控制液晶的顯示，使編程更方便，一般用于對液晶顯示屏的讀寫操作；P1口用于連接4*4矩陣鍵盤，結(jié)合液晶顯示，經(jīng)鍵盤掃描程序按下按鍵顯示相應(yīng)的鍵值；串行通訊接口RXD作為數(shù)據(jù)的接收端與GTM900C的UART_TXD0數(shù)據(jù)發(fā)送端連接，同樣單片機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送端TXD與GTM900C的UART_RXD0數(shù)據(jù)接收連接；、RW、E引腳連接，它們是液晶顯示的使能端子，用于控制液晶的讀寫操作使能，單片機(jī)執(zhí)行指令的速度要比液晶快很多，但對液晶的讀寫要嚴(yán)格按照液晶使能端的操作時序，因此要對使能端子進(jìn)行操作才能準(zhǔn)確顯示，否則將出錯。圖31 單片機(jī)主控模塊晶振及復(fù)位電路熱釋電紅外線(PIR)傳感器是80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。如圖32示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。圖32熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖PIR的原理特性：熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)制成的探測元件，在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號處理而輸出電壓信號。本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖33所示, 在VCC電源端的C1和R2來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。當(dāng)檢測到人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過FET放大后，經(jīng)過C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。如圖33所示。圖33熱釋電紅外傳感器原理圖如圖6所示為最基本的放大電路，Vi是輸入電壓信號，Vo是輸出放大的電壓信號。如圖34所示。圖34放大電路圖XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€機(jī)器周期含有6個狀態(tài)周期，而每個狀態(tài)周期為2個振蕩周期，所以一個機(jī)器周期共有12個振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個振蕩周期為1/12us，故而一個機(jī)器周期為1us[5]。如圖35所示。圖35時鐘電路圖復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位，單片機(jī)在時鐘電路工作以后, 在RESET端給出2個機(jī)器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作[6]。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于2us。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動按鍵復(fù)位電路。如圖36所示圖36復(fù)位電路圖由4個發(fā)光二極管接上電阻后連上單片的RXD的引腳，外接VCC，當(dāng)單片機(jī)的RXD引腳處于低電平后，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，起到報警作用。如圖37所示圖37發(fā)光二極管報警電路圖如下圖所示，用一個Speaker和三極管、電阻接到單片機(jī)的TXD引腳上，構(gòu)成聲音報警電路，如圖示為聲音報警電路。如圖38所示圖38聲音報警電路圖除了價格合理、使用方便外，它還要有合適的供電電源。因此，對于系統(tǒng)的供電模塊的設(shè)計(jì)也要合符家庭的需要，如圖39所示是該報警系統(tǒng)的電源。由于GTM900C模塊與AT89S52單片機(jī)主控模塊使用的電壓相同，都是+5V，因此只需一種供電電壓即可。變壓器將220V的交流電降到12V，12V的電壓經(jīng)LM7805電源電路后電壓在+5V左右，符合報警系統(tǒng)供電需要，保證系統(tǒng)能正常運(yùn)行。該系統(tǒng)也可以使用3節(jié)5號干電池供電，斷電時可作備用電源使用。本設(shè)計(jì)中用到1種電源，為
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