【文章內(nèi)容簡介】 ，輸入和輸出 電路設(shè)計 、功能設(shè)定等 電路設(shè)計 組成。 （ 3） 系統(tǒng)可實現(xiàn)功能。當(dāng)人員外出時，可把報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)探測器工作起來。當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射 的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，打開門限閥門送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。 處理器方案選擇 方案一： 現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性， PLC 編程正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 邏輯控制器具有以下鮮明的特點。 (1) 使用方便，編程簡單。 (2) 功能強，性能價格比高。 (3) 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強 。 (4) 可靠性高，抗干擾能力強。 （ 5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少 。 （ 6）維修工作量小，維修方便。 2 方案論證與設(shè)計 5 方案二： AT89C51 是一種低功耗高性能 CMOS 8 位單片機， 40 個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 2個 16 位可編程定時計數(shù)器， 2個全雙工串行通信口，片內(nèi)含 4KB 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲器 (ROM)和 128 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 。 AT89C51 采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)。 AT89C51 可以按照常規(guī)方法進行編也可以在線編程。 方案三：采用 TI 公司 MSP430 系列單片機。 MSP430 系列的單片機擁有有業(yè)界最低功耗，其中 F149 活動模式在 160uA，因此在性價、功耗、速度上都有優(yōu)勢 。 根據(jù)要求，本設(shè)計不屬于工業(yè)設(shè)計，從經(jīng)濟角度考慮，我們選擇方案二。 防盜報警傳感器選擇 PIR 傳感器簡單介紹 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，如作電源開關(guān)控制、防盜防火報警、自動覽測等。 雙探測熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點 : 優(yōu)點：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好 ， 價格低廉。 抗干擾性能： 防小動物干擾：探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內(nèi)地面上地小動物， 一般不產(chǎn)生報警。 抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合 GB10408 中 的 要求，一般手機電磁干擾不會引起誤報。 抗燈光干擾：探測器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受 3米外 H4 鹵素?zé)敉高^玻璃照射 ,不產(chǎn)生報警。 缺點： （ 1） 容易受各種熱源、光源干擾。 2 方案論證與設(shè)計 6 (2） 被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 (3) 易受射頻輻射的干擾。 (4) 環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度降低，有時造成短時失靈。 顯示 方案選擇 方案一： LED 數(shù)碼 顯示 LED 是一種離子注入型全固體半導(dǎo)體發(fā)光器件，它的電壓低，正好與 TTL 電路匹配，發(fā)光效率高，壽命最長，是目前儀表數(shù)字顯示的主體。 LED 是低電壓驅(qū)動，極微小功耗，與 CMOS 功耗電路可直接匹配，是 LSI 的孿生兄弟，此外其極薄的扁平結(jié)構(gòu)立刻眼在極亮的環(huán)境光下使用，以及信息容量大，生產(chǎn)容易等等，都充分顯示了它的優(yōu)越性能。 方案二 。液晶顯示 液晶顯示是工作溫度范圍較窄，特別是低濕范圍不夠，液晶顯示器不宜施加直流電壓，一般來說，使用液晶顯示信息，需要液晶材料或器件，相應(yīng)的驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三者統(tǒng)一。 在本設(shè)計中只 需要使用幾個數(shù)字來表示被盜地點，用液晶顯示就顯得浪費了，而數(shù)碼顯示就簡單便宜了。 系統(tǒng)方案圖 圖 21 系統(tǒng)方案圖 3 硬件電路設(shè)計 7 3 硬件電路設(shè)計 硬件電路圖包括了熱釋電紅外傳感電路，晶振和復(fù)位電路， LED 數(shù)碼顯示電路， 手工暫停電路，報警電路。 硬件單元 電路設(shè)計 信號檢測與放大 電路設(shè)計 針對紅外輻射信號的探測，設(shè)計了一種實用化的基于單片機 AT89C51 檢測放大電路 。 (1)熱釋電紅外傳感器 實現(xiàn)功能 當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時，電路中的傳感器將輸 出電壓信號，然后使該信號先通過一個由 C C R R2 組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為 16Hz，下限截止頻率為 。由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測信號電壓十分微弱（通常僅有 1mV 左右），而且是一個變化的信號，同時菲涅爾透鏡的作用又使輸出信號電壓呈脈沖形式（脈沖電壓的頻率由被測物體的移動速度決定，通常為 左右），所以應(yīng)對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號進行放大。本設(shè)計運用集成運算放大器 LM324 來進行兩級放大，以使其獲得足夠的增益。 本設(shè)計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)計電路如圖 31所示 , 在 VCC 電源端利用 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。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 1 2vOUT 圖 31熱釋電紅外傳感器原理圖 3 硬件電路設(shè)計 8 (2)電路實現(xiàn)功能 當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，然后經(jīng)放大電路將電信號放大傳給單片機 。 圖 32 信號檢測與放大 電路 (3)反相器 74LS04 介紹 反相器 74LS04（ 反相器是最簡單的門電路，它只有一個輸入端和一個輸出端，輸入和輸出都只有高電位和低電位 (在數(shù)字電路中稱之為高電平和低電平 )兩種相反的狀態(tài)，如果高電平用“ 1”表示，低電平用“ 0”表示，反相器輸出與輸入之間特定的邏輯關(guān)系就是輸入為 1，則輸出為 0；輸入為 0，則輸出為 1，輸出總是輸入的否定）。 信號， 經(jīng)放大電路、比較電路送至門限開關(guān)，再通過反向器 74LS04 送出 TTL 電平至 AT89C51 單片機。 LED 顯示 電路設(shè)計 (1)電路實現(xiàn)功能 針對報警次數(shù)的 顯示，設(shè)計了一種實用化基于單片機 AT89C51的 LED 顯示電路。此電路實現(xiàn)的功能是顯示報警次數(shù)信號。當(dāng)查詢 P1 有高電平時，進行報警處理， 7段 LED 3 硬件電路設(shè)計 9 數(shù)碼管顯示報警 房間號 ，當(dāng)報警 時，小區(qū)保安室可以接收信息 。同時通過 和 口設(shè)置進行聲光報警。 圖 33 LED 顯示電路 (2)數(shù)碼管 介紹 共陰數(shù)碼管 DS1（數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元（多一個小數(shù)點顯示）；按能顯示多少個“ 8”可分為 1位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。 報警執(zhí)行 電路設(shè)計 (1) 電路實現(xiàn)功能 針對聲光報警實現(xiàn)，設(shè)計了一種實用化基于單片機 AT89C51 報警執(zhí)