【正文】 兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。發(fā)射管和接收管分別安裝在門和窗的適當(dāng)位置，當(dāng)有人闖入時(shí)遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，經(jīng)反相器 CC4069 的驅(qū)動(dòng)作用， 位高電平。 紅外線接收系統(tǒng) 紅外線接收二極管工作原理同發(fā)射管相似，但也有不同點(diǎn)。 紅外二極管的最大輻射強(qiáng)度一般在光 軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高 ( 包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高 ) 會(huì)使其輻射功率下降。 當(dāng)電壓越過正向閾值電壓（約 左右）電流開始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線，表明其工作電流對(duì)工作電壓十分敏感。一般來說，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因 電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。其最大的優(yōu)點(diǎn)是可以完全無紅暴，（采用 940 ～ 950nm 波長紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見紅光）和壽命長。 25 紅外線發(fā)射系統(tǒng) 紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵）制成 PN 結(jié)，外加正向偏壓向 PN 結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。 電磁輻射不是一種熱介質(zhì)，而是被受體吸收后引起受體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的一種熱效應(yīng) 紅外輻射作為一種電磁輻射，具有波動(dòng)性和量子性雙重屬性，因此，紅外輻射即遵從波動(dòng)規(guī)律，又以紅外光量子的形式存在，并同樣簡稱為光子 218μ m 的波段涵蓋了遠(yuǎn)紅外的全部波段及極小部分中紅外和甚遠(yuǎn)紅外波段。但他并沒有特別的熱性質(zhì)，而與其他的熱輻射一樣，能在其射程范圍內(nèi)被物體吸收并轉(zhuǎn)換成熱。 紅外輻射也具有光量子的特征，這種微粒我們稱為光子。 紅外輻射是電磁波譜中的一段，具有電磁輻射的波動(dòng)性和量子性雙重特征。 24 第三章 紅外線發(fā)射和接收系統(tǒng) 紅外線簡介 一切物體在高于絕對(duì)零度時(shí)都會(huì)發(fā)射 熱輻射。 電路中 R10的作用是給 T10管的 ICEO10和 T11管的 ICBO11一條分流通路，以改善溫度穩(wěn)定性。當(dāng)某種原因（過載或環(huán)境溫升）使芯片溫度上升到某一極限值時(shí)， R3上的壓降隨 DZ2的工作電壓升高而升高，而 T14的發(fā)射結(jié)電壓 VBE14下降，導(dǎo)致 T14導(dǎo)通， T13也隨之導(dǎo)通。 過熱保護(hù)電路 電路由 DZ T T14和 T13組成。 VBE12的值為 經(jīng)整理后得 顯然，（ VI – VO）越大，即調(diào)整管的 VCE值越大，則 IO越小，從而使調(diào)整管的功耗限制在允許范圍內(nèi)。圖 1中 DZ DZ4和 R1 R15所構(gòu)成的支路就是為實(shí)現(xiàn)上述保護(hù)目的而設(shè) 置的。這種簡單限流保護(hù)電路的不足之處是只能將輸出電流限制在額定值以內(nèi)。當(dāng)輸出電流急劇增加，例如輸出端短路時(shí)，輸出電流超過極限值（ IO(CL)=PCM/VI=）時(shí)，即當(dāng) 時(shí)，使 T12管導(dǎo)通。假設(shè)圖 1 中的 DZ DZ4和 R14不存在， R15兩端短路。保護(hù)的目的主要是使調(diào)整管（主要是 T11）能在安全區(qū)以內(nèi)工作，特別要注意使它的功耗不超過額定值 PCM。這樣就減 輕了 T8的過多負(fù)擔(dān)，使 IC8的變化范圍縮小。 T R9的作用說明如下：如果沒有 T R9，恒流源管 T5的電流 IC5=IC8+IB10，當(dāng)調(diào)整管滿載時(shí) IB10最大，而 IC8最?。欢?dāng)負(fù)載開路時(shí) IO=0， IB10也趨于零，這 時(shí)IC5幾乎全部流入 T8，使得 IC8的變化范圍大，這對(duì)比較放大電路來說是不允許的，為此接入由 T R9級(jí)成的緩沖電路。同時(shí)，對(duì)穩(wěn)壓管 DZ2采用恒流源供電，從而保證基準(zhǔn)電壓不受輸入電壓波動(dòng)的影響。 （ 2）基準(zhǔn)電壓電路 基準(zhǔn)電壓電路由 T DZ T R R3及 D D2組成，電路中的基準(zhǔn)電壓 為 式中 VZ2為 DZ2的穩(wěn)定電壓， VBE為 T D D2發(fā)射結(jié)（ D D2為由發(fā)射結(jié)構(gòu)成的二極管）的正向電壓值。 T4的集電極電流通過 DZ2以建立起正常工作電壓，當(dāng) DZ2達(dá)到和 DZ1相等的穩(wěn)壓值，整個(gè)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電路啟動(dòng)完畢。啟動(dòng)電路由 T T DZ1組成。 22 （ 1）啟動(dòng)電路 在集成穩(wěn)壓器中，常常采用許多恒流源，當(dāng)輸入電壓 V1接通后，這些恒流源難以自行導(dǎo)通，以致輸出電壓較難建立。 穩(wěn)壓電路 圖 R11由輸出電流檔次決定， R12由輸出電壓檔次決定 電路如圖所示，三端式穩(wěn)壓器由啟動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護(hù)電路等部分組成。因此，對(duì)于不同的 C 值，又不同的輸出電壓 0V ，對(duì)于單相橋式整流電容濾波電路當(dāng)滿足的關(guān)系，并且整流電路的內(nèi)阻不太大時(shí)， 0V與 2V 的關(guān)系約為 ? ?021 .1 ~ 1 .2VV? 總之，電容濾波電路簡單，負(fù)載直流電壓較高，紋波也較小。當(dāng) C一定， LR?? （負(fù)載開路）時(shí)，輸出電壓最大為 22V 。變壓器副邊電流有效值 2I 與 0I 負(fù)載電流平均值 一般按下式計(jì)算： 2 ( ~ 2) LII? (3)外特性 整流 濾波電路中，輸出直流電壓 VO隨負(fù)載電流 IO的變化關(guān)系曲線如圖所示。為了得到平滑的直流電壓，一般選擇有極性的大電解電容，并?。? ( 3 ~ 5 ) 2L TRC? ?? 式中 T為輸入交流電壓的周期 二極管的導(dǎo)電角 度 ? 縮短了， 0180?? ，且時(shí)間常數(shù) LRC 越大，導(dǎo)電角 ? 越小。當(dāng) LR??（負(fù)載開路）時(shí)，濾波效果最佳，紋波電壓為 0。當(dāng) 2V 過了峰點(diǎn)之迅速下降，電容電壓 Ｖ c 仍為 22V ，因此二極管承受反壓而截至，電容 C無放電回路不可能放電，故輸出電壓恒為 22V 。圖 電容濾波電路波形 20 當(dāng) v2處于負(fù)半周，二極管 2D 、 4D 導(dǎo)通，變壓器次端電壓 v2給電容器 C 充電。 圖 電容濾波的效果 有 Ｃ 無 Ｒ L即空載，此時(shí)設(shè)空載時(shí)電容兩端的初始電壓Ｖ c為零。反之，當(dāng) Ｒ L很大，即 IL很小時(shí)，盡管 C較小 , RLC仍很大 ,電容濾波的效果也很好，見濾波曲線中的 3。顯然。電容濾波過程見圖。在超過 ?t=?/2 后的某個(gè)點(diǎn)，正弦曲線下降的速率越來越快，當(dāng)剛超過指數(shù)曲線起始放電速率時(shí)，二極管關(guān)斷 。 在剛過 ?t=?/2 時(shí)，正弦曲線下降的速率很慢。先假設(shè)二極管關(guān)斷，電容 C 就要以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載 Ｒ L放電。此時(shí) C相當(dāng)于并聯(lián)在 v2上，所以輸出波形同 v2 ，是正弦波。電容濾波電路如圖所示，在負(fù)載電阻上并聯(lián)了一個(gè)濾波電容 C。輸入經(jīng)過濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量，改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動(dòng)系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。 濾波電路 濾波電路是利用電抗性元件對(duì)交、直流阻抗的不同，實(shí)現(xiàn)濾波。脈動(dòng)系數(shù) S 定義為二次諧波的幅值與平均值的比值 。 （ 2）參數(shù)計(jì)算 圖 橋式整流電路和波形圖 根據(jù)圖可知，輸出電壓是單相脈動(dòng)電壓，通常用它的平均值與直流電壓等效。 當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管 D D4導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在分析整流電路工作原理時(shí)，整流電路中的二極管是作為開關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦浴? 上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。2變化而變化。0，一部分為用來平衡 205。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過負(fù)載電流 205。 當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí)，一次側(cè)僅流過主磁通的電流（ 205。1 和 218。2，感應(yīng) 電勢公式為： E= 式中： E感應(yīng)電勢有效值 f頻率 N匝數(shù) 216。1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電 16 勢 201。1時(shí)，流過電流 205。變壓器只能改變交流電壓 ,不能改變直流電壓 ,因?yàn)橹绷麟姷姆较蚝痛笮∈遣蛔兊?,通過變壓器不會(huì)產(chǎn)生交變磁場 。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈?，F(xiàn)今，中國老百姓有房有車的“后消費(fèi)時(shí)代”已經(jīng)來臨，那么，智能防盜報(bào)警器安防消費(fèi)的春天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？ 15 第二章 電源電路設(shè)計(jì) 功能簡介 本設(shè)計(jì)中電源電路模塊主要是將 220V 交流市電經(jīng)變壓器降壓，橋式整流器整流，電解電容濾波，三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓濾波，最后得到整機(jī)要求的 +5V 穩(wěn)定直流電源。門和鎖具我們用了幾千年，直到 20 世紀(jì)八、九十年代，城市家庭才興起防盜門和防盜鎖，隨著社會(huì)的進(jìn)步和需要，人們的生活水平和安防意識(shí)的提高，更先進(jìn)的家用防盜產(chǎn) 品必將成為安防消費(fèi)的主流并最終取代舊的安防產(chǎn)品，這是社會(huì)進(jìn)步的必然。因此，我們完全沒有必要?jiǎng)偝粤藥最D飽飯，就產(chǎn)生如何減肥的憂慮。歐美等 發(fā)達(dá)國家，如果沒有建立在高科技技防基礎(chǔ)之上的安全防范系統(tǒng)，其社會(huì)犯罪率可能會(huì)比現(xiàn)在要高出幾倍乃至幾十倍?？梢哉f，社會(huì)只要還有犯罪和不安定因素存在，安防行業(yè)就會(huì)存在并發(fā)展。安全問題已成為整個(gè)國際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。然而，社會(huì)不安定因素和犯罪也在同時(shí)增加，并且隨著高新技術(shù)的發(fā)展，犯罪手段日漸現(xiàn)代化、智能化。鎖具這種不引人注目、常被人熟識(shí)無睹的安防產(chǎn)品，其實(shí)比任何一種家電或其它產(chǎn)品都更普及。同時(shí)， 腳輸出的高低電平間隔 1S的脈沖信號(hào)經(jīng)電阻加到綠色發(fā)光二極管上，綠色發(fā)光二極管將閃爍發(fā)光。 13 （ 4）聲光報(bào)警電路 圖 聲光報(bào)警電路 555 定時(shí)器、揚(yáng)聲器、普通綠色發(fā)光二極管等組成聲光報(bào)警電路。 P1口和 P3口為輸入端， 口為輸出端。由 270 和 1K 電阻、復(fù)位按鈕和 20UF電容組成手動(dòng)電平復(fù)位和上電自動(dòng)復(fù)位電路。紅外接收燈，當(dāng)接收到紅外光時(shí)導(dǎo)通， +5V電源通過紅外線接收燈加到反相器 CC4069 的輸入端，經(jīng)反相為低電平。 圖 電源電路模塊 11 （ 2） 紅外線發(fā)射： 圖 紅外線發(fā)射端 紅外線發(fā)射燈 陽極接 +5V電壓，陰極接單片機(jī) P1 口， P1 口設(shè)置為輸出狀態(tài)，當(dāng) P1 口為“ 0”時(shí)，紅外線發(fā)射燈發(fā)出紅外線。 電解電容：濾除電源電流中的雜波。 變壓器：本設(shè)計(jì)采用的是 12V/5W 變壓器，以便將 220V 交流市電降壓到12V。具備過流 ,過壓保護(hù) 。 10 紅外線防盜報(bào)警器的基本組成 紅外線防盜報(bào)警系統(tǒng)有四部分組成： （ 1） 電源電路 該電路包括：保 險(xiǎn)管、變壓器、橋式整流器、電解電容、三端穩(wěn)壓器。同時(shí)， 口輸出的高低電平間隔 1s 的脈沖信號(hào)經(jīng)電阻加到綠色發(fā)光二極管上。并通過單片機(jī)程序的設(shè)定使得紅外線發(fā)射頭和接收頭在無遮擋物時(shí)處于正常工作狀態(tài)，當(dāng)在一定時(shí)間內(nèi)檢測到位于不同位置的光束被遮擋時(shí)，則由 口輸出報(bào)警信號(hào)，驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路。 紅外線防盜報(bào)警器的技術(shù)追求和發(fā)展趨勢可以概括為以下幾個(gè) 方面： （ 1） 隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，百姓的收入水平不斷提高，私有財(cái)產(chǎn)的迅速積聚，從而使得安全與健康成為富裕起來的人們最為關(guān)注的兩大熱點(diǎn)，家庭安全保障首當(dāng)其沖 ,此為防盜產(chǎn)品風(fēng)火而起的第一機(jī)會(huì)點(diǎn) ； （ 2） 全國城市房地產(chǎn)業(yè)的持續(xù)火爆， 20%以上的增長速度，每年 800 億的開發(fā)總量，為智能安防產(chǎn)品進(jìn)入普通百姓的新居提供了巨大空間 ,此為準(zhǔn)確的市場評(píng)估量所帶來的最大商機(jī)點(diǎn) ； （ 3） 各地政府對(duì)安全問題（盜搶、火災(zāi)、突發(fā)事件等）的高度重視，以及為創(chuàng)建文明城市、花園城市、改善城市形象吸引投資等政府行為需要，出 臺(tái)拆除金屬防盜網(wǎng)的政策，為智能隱形防盜網(wǎng)打入市場提供了千載難逢的契機(jī) ,此為時(shí)下政策附與的商機(jī) 。同樣要感謝我的老師和同學(xué)，他們在精神和知識(shí)方面給于了很大的支持和幫助，在此，我向他們表示深深的謝意。本論文通過對(duì)紅外線防盜報(bào)警器的基本原理和基本電路的概述入手，介紹了紅外線防盜報(bào)警器的發(fā)展背景和國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r，并具體論述了在電源電路、紅外線發(fā)射和接受電路 和 單片機(jī)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過程中資料的收集和設(shè)計(jì)軟件的選擇同樣重要。防盜報(bào)警器對(duì)住宅各要害部位進(jìn)行監(jiān)測報(bào)警服務(wù)功能，防盜報(bào)警器包含的紅外探測器能在小偷進(jìn)來之時(shí)響起警鳴聲給屋主以提醒，給盜賊以震懾。傳統(tǒng)的機(jī)械式（防盜網(wǎng)、防盜窗）家居防衛(wèi)在實(shí)際使用中暴露出一些隱患，正如國務(wù)院下達(dá)的《關(guān)于住宅小區(qū)禁止安裝防盜網(wǎng)的建議》中指出 ,防盜網(wǎng)帶來的問題： ⑴ 影響樓房美觀，市容整潔； ⑵ 影響火災(zāi)救援通道； ⑶ 給犯罪分子提供便利的翻越條件； ⑷ 時(shí)間久了會(huì)有高空墜物的危險(xiǎn)； ⑸ 壓抑人性自由。 Infrared send and receive。 關(guān)鍵詞： 報(bào)警器， 51 單片機(jī)；紅外線發(fā)送與接受； 555 定時(shí)器 4 Infr