【正文】 ......................................2 PIR 傳感器簡單介紹 ....................................2 PIR 的原理特性 ........................................2 PIR 結構特性 ..........................................3 3. AT89S51 單片機概述 ...........................................6 AT89S51 單片機的結構 ..................................6 管腳說明 .........................................8 主要特性 .......................................11 振蕩器特性 .....................................11 AT89S51 單片機的工作周期 .............................12 AT89S51 單片機的工作過程和工作方式 ...................13 AT89S51 的指令系統(tǒng) ...................................16 4. 方案設計 ....................................................18 系統(tǒng)概述 ..............................................18 總體設計 ..............................................19 系統(tǒng)硬件選擇 ..........................................19 硬件電路實現(xiàn) ..........................................20 軟件的程序實現(xiàn) ........................................21 5. 結論概述 ....................................................27 主要結論 ..............................................27 結束語 ................................................27 致謝 ..........................................................28 參考文獻 .....................................................29 基于單片機控制的紅外防盜報警器的設計 姓名： 學號： 9 班級： 1. 緒 論 前 言 隨著社會的不斷進步和科學技術、經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對私有財產的保護意識在不斷的增強，因而對防盜措施提 出了新的要求。 就目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)，同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和ＰＣ機通信，便于多用戶統(tǒng)一管理和用戶操作。模塊劃分為 數(shù)據(jù)采集、鍵盤控制、報警和顯示等模塊子函數(shù)。 用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設定、本地顯示、本地報警等功能。 （ 3）系統(tǒng)可實現(xiàn)功能。當有人闖入時， 熱釋電紅外傳感器 將探測到動作， 設置在監(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，打開門限閥門送出 ＴＴＬ 電平至 AT89S51 單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅動執(zhí)行報警電路使 警號發(fā)聲。此類裝置設計的要點：其一是能有效判斷是否有人員進入；其二是盡可能大地增加防護范圍。至于報警可采用聲光信號。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。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路，如作電源開關控制、防盜防火報警、自動覽測等。根據(jù)工作原理，紅外傳感器分為熱型和量子型兩類，熱型紅外傳感器也稱熱釋電紅外傳感器或被動紅外傳感器。量子型與熱型的特點相反，而且要求冷卻條件。及非接觸溫度測量等領域應用最廣泛的傳感器。 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)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2*1mm 的探測元件。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內的場效應管放大后向外輸出。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產生一個交替變化的“ 盲區(qū) ” 和 “ 高靈敏區(qū) ” ，以提高它的探測接收靈敏度。 3 人體輻射的紅外線中心波長為 9~10um，而探測元件的波長靈敏度在~20um范圍內幾乎穩(wěn)定不變。 一旦人侵入探測區(qū)域內 ， 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。被動紅外報警器的特點是能夠響應入侵者在所防范區(qū)域內移動時所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報警器產生報警信號，從而完成報警功能。使用時Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負極，Ｓ端為信號輸出。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為０．２ ～２０μｍ。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外 。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 ０．１～１０Ｈｚ 左右），所以應對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號進行放大。 本設計所用的熱釋感器就采用這種 雙探測元的結構 。當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 的轉化，輸 出 OUT 為低電平 。價格低廉。 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。 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。 5 抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合 GB10408 中 要求， 一般手機電磁干擾不會引起誤報。 紅外線熱釋電傳感器的安裝要求 紅外線熱釋電人體傳感器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關系 .。 紅外線熱釋電傳感器遠離空調 , 冰箱，火 爐等空氣溫度變化敏感的地方。 紅外線熱釋電傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。 紅外線熱釋電傳感器對人體的敏感程度還和人的運動方向關系很大。 6 3. AT89S51 單片機概述 AT89S51 單片機的結構 AT89S51 單片機是美國 Atmel 公司生產低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 4k bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器（ EPROM）和 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存取技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強大。 圖 31 為 AT89S51 單片機的基本組成功能方塊圖。下面介紹幾個主要部分。 AT89S51 的 CPU 是一個字長為 8 位的中央處理單元，即它對數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進行的。 3. 內部程序存儲器（內部 ROM） AT89S51 共有 4 KB 掩膜 ROM，用于存放 程序、原始數(shù)據(jù)等。 5. 并行 I/O 口 AT89S51 共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3 口），可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入、輸出。 7. 時鐘電路 AT89S51 單片機內部有時鐘電路，但晶振和微調電容需要外接。 8. 終端系統(tǒng) AT89S51 的中斷系統(tǒng)功能較強，可以滿足一般控制應用的需要。 由上所述， AT89S51 雖然是一塊芯片，但它包括了構成計算機的基本部件，因此可以說它是一臺簡單的計算機。 8 圖 32 AT89S51 內部結構框圖 管腳說明 ATMEL公司 的 AT89S51 是一種高效微控制 器 。 AT89S51 單片機是高性能單片機，因為受引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。 GND：接地。當P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當FIASH 進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1口被 10 外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 P2口： P2口為一個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故 。 RST：復位輸入。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許 端 的輸出電平用于鎖存地址的地 址 字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要 注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否 有內部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 與 MCS51 兼容 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 128*8 位內部 RAM 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 可編程串行通道 片內振蕩器和時鐘電路 振蕩器特性 （ 1） XT