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正文內(nèi)容

本科畢業(yè)論文-基于at89s52單片機(jī)的紅外線防盜報(bào)警器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-12-22 18:54 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電源為后端供電,具體工作過(guò)程:經(jīng)整流、濾波的 12V 電源,經(jīng)直流開(kāi)關(guān)電源 U1,第 6 腳供給電源, 8 腳為電源芯片的比較輸入端,RA 為大功率限流電阻,電源經(jīng)芯片的 2 腳輸出, TL1 為功率電感,電源經(jīng) TL1 的2 腳輸出。 D2 為快速開(kāi)關(guān)二極管。 C1/BC3 組成電容濾波電路。如圖 36 所示。 圖 35 電源電路部分的電路 15 系統(tǒng)總體電路 圖 36 系統(tǒng)總電路 16 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),主要集中在單片機(jī)功能流程的設(shè)計(jì)上,要監(jiān)視是否有人闖入,紅外線接收是否中斷、如何控制聲光報(bào)警等。軟件設(shè)計(jì)的好壞也直接決定了系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量,在編寫(xiě)軟件之前,對(duì)系統(tǒng)的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)是十分必要的,這樣可以保證在編寫(xiě)軟件時(shí)思路清晰,不易出錯(cuò),修改也變得容易。程序流程圖的設(shè)計(jì)遵循自頂向下的原則,即從主體逐步細(xì)分到每一個(gè)模塊的流程 [20]。 系統(tǒng)的主流程 ( 1)下圖 41 為系統(tǒng)主程序流程圖 主程序、脈沖信號(hào)產(chǎn)生程序、中斷服務(wù)程序存放在 AT89S52 單片機(jī)中,整個(gè)程序設(shè)計(jì)思想是當(dāng)檢測(cè)到有人闖入時(shí),就由 口輸出高低電平間隔為 1 秒的脈沖信號(hào)去驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路。這可以通過(guò)使 口每隔 1 秒取反一次實(shí)現(xiàn)。而 1 秒時(shí)間可以讓定時(shí)器重復(fù)定時(shí) 100ms 十次實(shí)現(xiàn)。用寄存器 R1 做循環(huán)計(jì)數(shù)器初值為 10。采用中斷方式編程,整個(gè)程序由主程序和中斷服務(wù)程序兩部分組成 [21]。 ( 2)主程序的功能 :起監(jiān)視作用 ,主要用來(lái)判斷是否有人闖入 ,紅外線的接收是否中斷。 主程序的流程圖如 41所示 .程序開(kāi)始后,系統(tǒng)初始化結(jié)束后判斷是否有人闖入,若有則報(bào)警,若無(wú)則回到上一級(jí)繼續(xù)判斷是否有人闖入。 YES NO 圖 41 主程序流程圖 轉(zhuǎn)向報(bào)警程序 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 有人闖入? 17 ( 3)以下是脈沖信號(hào)產(chǎn)生程序流程 。 主要功能:通過(guò)定時(shí) 100ms 等待,并連續(xù)計(jì)時(shí) 10 次最終得到一個(gè)周期的以1s 為周期的方波信號(hào),重復(fù)此過(guò)程,最終得到一列 1s 周期的方波脈沖信號(hào),最終此列脈沖信號(hào)由單片機(jī) 1s頻率閃動(dòng)和蜂鳴器鳴叫報(bào)警。 NO YES 圖 43 脈沖信號(hào)產(chǎn)生程序流程 確定有人闖入 定時(shí) 100ms 等待至?xí)r間到 等待時(shí)間到 ?嗎? 轉(zhuǎn)向報(bào)警程序 18 ( 4)以下是中斷服務(wù)程序 主要功能:判斷定時(shí) 1 秒是否完成,從而決定是否對(duì) 口取反。中斷子程序流程圖如圖 43 所示 NO YES 圖 43 中斷服務(wù)程序流程 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 重設(shè)定時(shí)初值 1s 到了嗎? 取反 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 中斷返回 19 系統(tǒng)的主程序 ORG 0000H AJMP MAIN ;轉(zhuǎn)向主程序 ORG 000BH :定時(shí)器 TO 中斷入口 LJMP BJ ;轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序 ORG 0030H MAIN: MOV SP, 50H ;設(shè)置堆棧棧底 MOV R1,0AH;設(shè)置循環(huán)計(jì)數(shù)器初值 MOV P3, 00H;設(shè)置 P3 口為正常狀態(tài) MOV P1,0ffH;使 VD1~VD6 發(fā)紅外光 MOV TMOD,01H;設(shè) T0 為定時(shí)方式 1 MOV TH0,3CH;設(shè)置定時(shí) 100ms 初值 MOV TL0,0B0H SETB EA 。CPU 開(kāi)中斷 SETB ET0 ;定時(shí)器 0 允許中斷 JS: MOV A, P3 ;監(jiān)視是否有人闖入 CJNE A,00H,LP AJMP JS LP: SETB TR0 ;啟動(dòng) T0 定時(shí)為 100ms SJMP$ ;等待定時(shí) 100ms 完成 ORG 0060H BJ: PUSH Acc ;現(xiàn)場(chǎng)保護(hù) PUSH PSW MOV TH0,3CH ;重設(shè)定時(shí)初值 MOV TL0,0B0H DJNZ R1,FH; 1S 未到返回 MOV R1,0AH;重設(shè)計(jì)數(shù)器初值 CPL ; 口取反 MOV P1,00H FH: POP PSW POP Acc RET;中斷返回 END 20 系統(tǒng)的調(diào)試 (1) 在 protel99se環(huán)境中進(jìn)行軟件調(diào)試.再利用編程器將調(diào)試好的程序固化到 AT89S52單片機(jī)中。 (2)檢查線路應(yīng)焊接無(wú)誤。 (3)電源電路調(diào)試。斷開(kāi)負(fù)載.用萬(wàn)用表測(cè)量 78L05的 3腳應(yīng)有 +5v電壓。 (4)先不裝入單片機(jī).用短路線把 U1插座的 12腳接地.調(diào)整 VD1和 VD7的安裝位置和角度,測(cè)量 U1插座的 2腳電壓。當(dāng) VD1和 VD7之間無(wú)遮擋時(shí) 2腳電壓為 0伏,有遮擋時(shí)為 +5伏。用相同方法反復(fù)調(diào)整其他幾對(duì)紅外收發(fā)管的位置和角度。使 U1插座的 9各腳的電壓符合要求。 (5) 將固化好程序的 AT89S52插入電路中的 U1插座上.接上電源即可工作。 紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)的性能分析 此紅外線報(bào)警系統(tǒng)屬于主動(dòng)式紅外線對(duì)射防盜報(bào)警系統(tǒng),主要由系統(tǒng)自發(fā)發(fā)射接收紅外線,由發(fā)射電路部分通過(guò)紅外線發(fā)射管發(fā)射紅外線,然后通過(guò)紅外線接收電路中的紅外接收管接收紅外線,正常的情況下,發(fā)射與接收活動(dòng)正常進(jìn)行,一旦有人闖入,使得接收中斷,此時(shí)就通過(guò)線路連接反映給單片機(jī)系統(tǒng)電路,通過(guò)軟件設(shè)計(jì)部分來(lái)使單片機(jī)及時(shí)掌握是否有人闖入使紅外線接收受阻的信息,從而控制報(bào)警器電路的發(fā)光管與蜂鳴器部分同時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。以上是該紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)過(guò)程。該系統(tǒng)所使用的都是一些新型實(shí)用的芯片,性能優(yōu)良價(jià)格便宜,軟件設(shè)計(jì)方面 也十分簡(jiǎn)單,適用于開(kāi)發(fā)實(shí)用型家庭防盜報(bào)警器,且系統(tǒng)適用于一般家庭的 220V 電壓,原理簡(jiǎn)易,安裝和使用都非常方便。 21 故障引起的誤報(bào)及處理意見(jiàn) 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、規(guī)定的時(shí)間內(nèi),不能完成規(guī)定的功能,稱(chēng)為故障。故障的類(lèi)型有損壞性故障和漂移性故障。損壞性故障包括性能全部失效和突然失效。這類(lèi)故障通常是由元器件的損壞或生產(chǎn)工藝不良 (如虛焊等 )造成。漂移性故障是指元器件的參數(shù)和電源電壓的漂移所造成的故障。例如:溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致電阻阻值的變化,此時(shí)設(shè)備表現(xiàn)為時(shí)好時(shí)壞。事實(shí)上, 環(huán)境溫度、元件制造工藝、設(shè)備制造工藝、使用時(shí)間、儲(chǔ)存時(shí)間及電源負(fù)載等因素都可能導(dǎo)致元器件參數(shù)的變化,產(chǎn)生漂移性故障。 無(wú)論是損壞性故障還是漂移性故障都將使系統(tǒng)誤報(bào)警,要減少由此產(chǎn)生的誤報(bào)警必須提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平和工藝水平,在作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí),還需作可行性設(shè)計(jì),如冗余設(shè)計(jì)、三防設(shè)計(jì) (防潮、防鹽霧、防霉菌 )等。在此基礎(chǔ)上,提高產(chǎn)品制造過(guò)程的可行性,如對(duì)元器件質(zhì)量的嚴(yán)格篩選。 安裝引起的誤報(bào)及處理意見(jiàn) 報(bào)警器安裝位置、安裝角度、防護(hù)措施以及系統(tǒng)布線等方面。例如:將被動(dòng)紅外入侵探測(cè)器對(duì)著空調(diào)、換氣扇安裝時(shí),將會(huì)引起系統(tǒng)的誤報(bào)警;室外用主動(dòng)紅外探測(cè)器如果不作適當(dāng)?shù)恼陉?yáng)防護(hù) (有遮陽(yáng)罩的最好也作防護(hù) ),勢(shì)必會(huì)引起系統(tǒng)的誤報(bào)警;報(bào)警線路與動(dòng)力線、照明線等強(qiáng)電線路間距小于 時(shí),而未加防電磁干擾措施,系統(tǒng)亦將產(chǎn)生誤報(bào)警。 要減少此類(lèi)誤報(bào),在安裝前要準(zhǔn)確設(shè)定安裝位置、安裝角度以及系統(tǒng)線路走向,避免安裝紅外探測(cè)器時(shí)面對(duì)空調(diào)、換氣扇,同時(shí)若在室外安裝應(yīng)該做好遮陽(yáng)防護(hù)。 環(huán)境引起的誤報(bào)及處理意見(jiàn) 由于環(huán)境引起的 誤報(bào)警是指報(bào)警系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)下產(chǎn)生的,從原理上講是不可避免的,而事實(shí)又是不需要的,屬于誤報(bào)警。例如:老鼠在防范區(qū)出沒(méi);寵物在居室內(nèi)走動(dòng)等。 隨著傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,大規(guī)模集成電路的推廣應(yīng)用,報(bào)警系統(tǒng)智能化程度將不斷提高,環(huán)境噪聲干擾引起的誤報(bào)警現(xiàn)象必將隨之降低。 22 總結(jié) 本人設(shè)計(jì)的課題是紅外線防盜報(bào)警器,經(jīng)過(guò)幾 個(gè)月的思考和準(zhǔn)備,通過(guò)對(duì)課題的設(shè)計(jì),大大提高了自己各方面的能力,例 如對(duì)書(shū)本基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度,對(duì)資料的查找方法,對(duì)自己知識(shí)面的擴(kuò)展都有相 對(duì)的提高,但在這其中,也有自己茫然和不知所措的一面,當(dāng)初決定做此課題時(shí) ,不知該從何下手,頭腦中也一片空白,后來(lái)經(jīng)過(guò)老師對(duì)課題的剖解,頭腦中才 逐漸有了輪廓。 資料搜集花費(fèi)了大量時(shí)間,在此過(guò)程中我了解 到采集的資料不能從頭至尾的抄寫(xiě),而要取己所需,認(rèn)為有價(jià)值的材料才能引 用,通過(guò)對(duì)材料和自己構(gòu)思的組織整理,漸漸有了頭緒。萬(wàn)事開(kāi)頭難,只要把前 段 的準(zhǔn)備工作做好了,后面的工作自然就可以順利很多了。 梅花香自苦寒來(lái),經(jīng)過(guò)幾個(gè)月不斷的修改及創(chuàng)新終于看到了自己的勞動(dòng)成果,終于完成了紅外線防盜報(bào)警器的設(shè)計(jì),一種勝利感油然而生。經(jīng)過(guò)這一次設(shè)計(jì),體會(huì)頗多,感覺(jué)到平時(shí)的粗心大意,以及不完善的理論知識(shí)讓我錯(cuò)過(guò)了一次就要成功的那種感覺(jué),而是做了很多次的修改,但在制作電路的過(guò)程中感覺(jué)到了一種力量,那種力量可以讓我廢寢忘食的不斷改善調(diào)試電路,可以讓自己興奮的久久的為了電路而深思,可以讓自己在深夜寫(xiě)著畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),回顧自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過(guò)程時(shí),心中油然而生一陣感慨,有失落 ,有興奮,有喜悅,有苦惱,但我覺(jué)得它值得我這樣去做,因?yàn)樗粌H讓我有了一次對(duì)于電子技術(shù)的實(shí)踐機(jī)會(huì),更讓我學(xué)會(huì)怎樣去面對(duì)制作過(guò)程中遇到的困難,怎么去解決困難,讓我學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考,讓我隱隱約約記憶起以前學(xué)過(guò)的知識(shí),原來(lái)不知道有何實(shí)用性的枯燥電路原理的知識(shí),現(xiàn)在我在實(shí)際應(yīng)用卻覺(jué)得少了解了好多東西,心中無(wú)限后悔。但這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我的是很真、很純的感受,親身體會(huì)其制作的艱難路程,這不僅加深了我以前因?yàn)榉N種迷惑不知道的電路知識(shí)的認(rèn)識(shí),而且為我將來(lái)的人生也奠定了一定的基礎(chǔ),相信通過(guò)以后的學(xué)習(xí)鍛煉 ,理論結(jié)合實(shí)踐,為社會(huì)作貢 獻(xiàn)。 23 謝 辭 在本次論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中,參考了各方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料,使本人對(duì)單片機(jī)的使用和設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。為了完成這份論文,梁老師付出了很多心血,給予了我很大的幫助,設(shè)計(jì)過(guò)程中,她從多方面進(jìn)行指導(dǎo),不斷對(duì)文章提出建議,要求密切地把理論用于實(shí)驗(yàn)加以論證,使設(shè)計(jì)更具有可靠性,在此,深表感謝。其次,本人要感謝自己的所有任課老師,感謝他們?cè)诖髮W(xué)四年里的關(guān)心和培養(yǎng),并使本人掌握了高深的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和熟練的專(zhuān)業(yè)技能。最后,要感謝對(duì)這次論文有所幫助的所有老師和同學(xué), 時(shí)光如逝,四年的大學(xué)生活就快結(jié)束了,最后幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)我所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技術(shù)、技能各方面的一個(gè)總結(jié)。由于個(gè)人能力有限,因此畢業(yè)設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題,也有很多不完善的地方。但我懂得在以后的工作中要全面考慮事情,不能急于求成。此 次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)四年最難忘的一件事,也是給各位老師的一個(gè)匯報(bào),在以后的路上,我會(huì)更加充滿(mǎn)信心向更深處學(xué)習(xí)。 24 參考文獻(xiàn) [1] 吳政江 . 單片機(jī)控制紅外線防盜報(bào)警器 [J]. 錦州師范學(xué)院學(xué)報(bào) , 2020, 4(5): 4~ 6. 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