【文章內(nèi)容簡介】 。 光報警電路 發(fā)光二 極管 簡稱為 LED，發(fā)光二極管 由鎵 (Ga)與砷 (AS)、磷 (P)的化合物制成，當電子與 空穴 復合時能 發(fā) 射出 人眼可見的光線 ，因而可以用來制成發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管經(jīng)常用 在電路及儀器中作指示燈 用 。 不同化合物 制成的二極管能發(fā)出不同顏色的可見光，如 磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光 ，用戶可根據(jù)不同的應用需要選擇不同的發(fā)光二極管，報警時一般采用紅色的。發(fā)光二極管的特性與 紅外發(fā)光二極管有很多相似之處，在此不詳細介紹。發(fā)光二極管也需要加限流電阻，以免被燒毀，限流電阻的計算公式與紅外發(fā)光二極管的限流電阻公式相同，本設計采用的連接電路方式為下圖 所示。 圖 發(fā)光二極管電路 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 19 頁 共 51 頁 蜂鳴器電路 蜂鳴器在市場上有兩種類型，一種是電壓型，一種是脈沖型，電壓型的只有對蜂鳴器送電它 便會發(fā)出聲音，它的發(fā)聲頻率是固定的。脈沖型 的必須加入脈沖才會發(fā)出聲音，并且它的發(fā)聲頻率是加入脈沖的頻率， 本設計采用了脈沖型的蜂鳴器。 下 圖 為低電平驅(qū)動蜂鳴器的電路圖。 圖 低電平驅(qū)動蜂鳴器電路 圖中 R7 為限流電阻，以防止蜂鳴器被燒毀。 R6 為泄放電阻，目的是讓三極管從飽和到截止時提供一個泄放基極和發(fā)射極間的少數(shù)載流子的路徑，以加速切換，防止拖音。 七段 LED 數(shù)碼管 數(shù)碼管用于顯示報警的次數(shù)，方便查看。數(shù)碼管一般分為共陽極和共陰極。本設計采用共陰極七段 LED 數(shù)碼管，將其對應引腳 直接接到單片機的 P0 口和 P2 口，分 別用于顯示個位和十位。下圖 分別為共陰極數(shù)碼管的引腳圖和原理圖。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 20 頁 共 51 頁 圖 共陰極數(shù)碼管的引腳圖和原理圖 從圖中可以看出數(shù)碼管 [9]的工作原理， 引腳圖的兩個 COM 端連在一起，是公共端，共陰數(shù)碼管要將其接地，共陽數(shù)碼管將其接正 5 伏電源。一個八段數(shù)碼管稱為一位，多個數(shù)碼管并列在一起可構成多位數(shù)碼管，它們的段選線 (即 a,b,c,d,e,f,g,dp)連在一起，而各自的公共端稱為位選線。顯示時，都從段選線送入字符編碼，而選中哪個位選線，那個數(shù)碼管便會被點亮。數(shù)碼管的 8 段，對應一個字節(jié)的 8 位， a 對應最低位， dp 對應最高位。所以如果想讓數(shù)碼管顯示數(shù)字 0，那么共陰數(shù)碼管的字符編碼為 00111111，即 0x3f；共陽數(shù)碼管的字符編碼為 11000000，即 0xc0。可以看出兩個編碼的各位正好相反。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 21 頁 共 51 頁 4 軟件部分 設計 紅外防盜報警器的軟件設計主要是對單片機編寫程序，使單片機能在接收到入侵信號后發(fā)出報警信號。 程序總體設計 圖 為主程序的工作流程圖， 由圖可見，本課題的程序編寫并不是太復雜，主要功能就是等待中斷信號，發(fā)出報警信號。 圖 主程序工作流程圖 程序 的編寫 本設計若采用匯編語言會比較繁瑣，故采用 C 語言進行編寫，主要思路是利用外部中斷采集入侵信號，主程序為無限循環(huán)，等待入侵信號產(chǎn)生的中斷，當中斷產(chǎn)生時，進入中斷子程序，利用 端口交替輸出高低電平，利用延遲函數(shù)進行軟件延遲。中斷發(fā)出報警信號 30s 后，回到主程序，繼續(xù)等待下一次入侵信號。報警結束時，有數(shù)碼管顯示報警次數(shù)。 C 語言 [10~15]是一種計算機程序設計語言。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。 它可以作為工作系統(tǒng)設 計語言，編寫系統(tǒng)應用程序，也可以作為應用程序設計語言，編寫不依賴計算機硬件的應用程序。 它的應用范圍廣泛，具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類開 始 循環(huán)程序 轉(zhuǎn)向報警程序 x = x = x = 有入侵？ Y x =1 x=1 x=1 N H / m H / m H / m H / 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 22 頁 共 51 頁 科研都需要用到 C 語言，適于編寫系統(tǒng)軟件 。 是 單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā) 中的主流語言 。 C 語言優(yōu)點 如下： (1) 簡潔緊湊、靈活方便 C 語言一共只有 32 個關鍵字， 9 種控制語句，程序書寫形式自由，區(qū)分大小寫。把高級語言的基本結構和語句與低級語言的實用性結合起來。 C 語言可以像匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作，而這三者是計算機最基本的工作單元。 (2) 運算符豐富 C 語言的運算符 種類很多，包含了許多數(shù)學中的運算符。 C 語言 中 共有 三十多種 種運算符。 C 語言把括號、賦值 等都作為運算符處理 ， 從而使 C 語言的運算類型極其豐富，表達式類型多樣化。靈活 運 用 C 語言中豐富的 運算符可以實現(xiàn)其它高級語言 難以實現(xiàn)的功能 。 (3) 數(shù)據(jù)類型豐富 C 語言的數(shù)據(jù)類型有：整型、實型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結構體類型、共用體類型等。能用來實現(xiàn)各種復雜的數(shù)據(jù)結構的運算。并引入了指針概念，使程序效率更高。 (4) 它 是結構式語言 結構式語言的顯著特點是代 碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結構化方式可使程序?qū)哟吻逦阌谑褂?、維護以及調(diào)試。 C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結構化。 (5) 語法限制不太嚴格，程序設計自由度大 C 語言 的語法非常靈活，思維邏輯非常人性化，可以最大程度的發(fā)揮人的想象力，允許編寫者有大的自由度。 (6) 允許直接訪問物理地址，對硬件進行操作 由于 C 語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進行操作，因此它既具 有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，能夠像匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作，而這三者是計算機最基本的工作單元，可用來寫系統(tǒng)軟件。 (7) 生成目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高 一般只比匯編程序生成的目標代碼效率低 10~20%。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 23 頁 共 51 頁 (8) 適用范圍大，可移植性好 C 語言有一個突出的優(yōu)點就是適合于多種 操作系統(tǒng) ，一般流行的操作系統(tǒng)都可適用，由于 C 語言的廣泛應用各廠家生產(chǎn)的設備 做了統(tǒng)一規(guī)定， C 語言適用于各種機型，移植性很好。 紅外防盜報警器的軟件設計所使用的 C 語言都是很簡單的 語句，用主函數(shù)進行中斷的掃描，當中斷產(chǎn)生后進入中斷子函數(shù)，進行聲光報警，在子函數(shù)中又嵌套了延遲函數(shù)，產(chǎn)生頻率一定的脈沖，使發(fā)光二極管閃爍。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 24 頁 共 51 頁 5 實物制作與調(diào)試 實物的制作過程就是理論轉(zhuǎn)化為實踐的過程，主要分為兩步：實物的電路圖搭建與電路的調(diào)試。 電路的搭建 由于條件限制及考慮到電路比較簡單本設計采用面包板來搭建。 首先，選擇一塊大小合適的面包板，復習面包板的連線規(guī)律與技巧。然后開始挑選購買實物，先統(tǒng)計好各類元件的種類及所需數(shù)目，然后選定其型號。所需 主要 元 件表如下表 所示。 表 實物元件表 購買好所需元件后，先在面包板上以主要元件布局，然后按照電路圖進行搭建電路。元件名稱 元件型號 數(shù)量 555 集成定時器 NE555P 1 紅外發(fā)射對管 2 紅外接收探頭 352 1 晶振 12Mhz 1 蜂鳴器 SEAL 1 發(fā)光二極管 1 八段 LED 數(shù)碼顯示管 共陰 2 按鈕 1 電容 10 30 各 2 個 滑動變阻器 1K 3 單片機 AT89C52 1 比較器 LM323 1 反相器 HLF1008 1 電阻 2 電阻 1K 12 電阻 10K 2 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 共 51 頁 所搭建的電路圖如下圖 所示。 圖 紅外防盜報警器的 實物電路圖 電路的調(diào)試 電路的調(diào)試是至關重要的， 可以進一步驗證設計的正確性 。在電路的調(diào)試中，由于面包板與導線接觸不良 經(jīng)常 產(chǎn)生 故障，所以要注意運用萬能表檢測電路 故障 。 在用示波器調(diào)試 38kHz 脈沖信號進行調(diào)試時，一邊觀察示波器上的波形，一邊輪流調(diào)節(jié)兩個滑動變阻器。 紅外發(fā)射管應與接收管對齊，不然便不能準確 的檢測 入侵 信號， 并會引起誤報警。 用接收頭接收時，由于它只接收 38kHz 左右的紅外信號，所以可以防止外界光線的干擾，適合用在防范距離短的地方。用接收二極管接收時，要外加處理電路，外界光線的干擾會引起誤報警，需要加外罩，防止外界的干擾。 經(jīng)過調(diào)試，電路完成了所要求的功能。當紅外對管之間有障礙物經(jīng)過時，發(fā)光二極管閃爍，蜂鳴器發(fā)出報警 ，報警時間可由程序中的延遲函數(shù)來調(diào)節(jié)，報警結束后由數(shù)碼管顯示報警次數(shù)， 報警中也可通過復位鍵停止報警，使數(shù)碼管清零。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 26 頁 共 51 頁 6 總結 在 制作紅外防盜報警器 的過程中 我學到了 很多知識。拿到課題 后，我先利用網(wǎng)絡和圖書館進行了相關資料的搜集，了解了紅外線防盜報警器的歷史及相關信息。然后選定了 制作被動式紅外防盜報警器。 在制作報警器過程中，首先確定了其各個功能模塊，然后對每一部分進行電路設計，設計好后，利用軟件進行模擬仿真，論證其理論的正確性，最后購買元件，在面包板上搭建實物。 在實物制作過程中遇到了很多問題，通過老師的指導， 找出了很多理論與實踐相矛盾的地方，進行了改正。 本設計只是在面包板上進行了理論驗證， 在具體安裝 被動式紅外 防盜報警器時， 要注意 把 紅外對管放 置 在 恰當?shù)?高度， 以 仿真動物等經(jīng)過時 引起的 誤 報警。若安防要求很高，則應該多設計幾束紅外線，提高防盜系統(tǒng)的 檢測范圍和 可靠性。 通過這次畢業(yè)設計體會到了理論與實踐相結合的重要意義，在設計中，運用到了許多基本理論課程中的相關知識，更深刻的體會到了大學教育的重要性 、 基礎性，為以后的工作學習奠定了基礎。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 27 頁 共 51 頁 結束語 紅外線技術的發(fā)展越來越成熟，單片機及通信功能也得到了大大的應用，紅外防盜報警器必然會越來越智能化、人性化， 可更加方便可靠的幫助人們完成監(jiān)視的任務。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，越來越多的場合需要提高安防級別，紅外防盜報警器必將會滿足這些場所的要求，其應用市場會越來越廣闊。紅外防盜報警器會約束盜賊的違法行為，同時盜賊也必會采用干擾措施逃脫紅外線的監(jiān)控，所以必須深入實際，不斷研發(fā)更加隱蔽防干擾的措施，使紅外防盜報警器不斷更新?lián)Q代，讓人們用的更放心。 本課題采用紅外接收探頭接收紅外線，使系統(tǒng)更加的可靠，監(jiān)視范圍也大大調(diào)高，系統(tǒng)靈敏度也上升到一個高的層次。單片機的引入使紅外防盜報警器具備了向智能化方向發(fā)展的基礎，可以利用單片 機的各種優(yōu)秀的處理功能使紅外防盜報警器具有更多的功能，比如可以將很多監(jiān)控地點通過單片機的通信系統(tǒng)集中管理，也可實現(xiàn)無線通信等功能。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 28 頁 共 51 頁 致 謝 首先要感謝指導我畢業(yè)設計的張文老師對我的細心指導，在張文老師的精心指導下我得以順利完成了畢業(yè)設計的各個步驟。畢業(yè)設計每個階段都有每個階段的任務，每個任務都有具體要求，經(jīng)過老師對每個任務的審閱，提出建議和要求，然后由我進行修正，才得以完成整個畢業(yè)設計課題。在這期間我感受到了張文老師認真嚴謹?shù)膽B(tài)度，豐富的理論知識和實踐經(jīng)驗。在張文老師耐心的指導下，我首先對畢