单片机红外线防盗报警器的设计毕业论文
目录
一、引言 1
二、系统原理总框图 1
（一）功能要求 1
（二）系统框图设计 1
三、系统单元模块设计 2
（一）单片机模块 2
1．STC89C52单片机简介 2
2．单片机应用系统 2
（二）红外遥控模块 3
1．红外通信发展简介及基本原理 3
2．红外发射/接收模块设计 4
（三）信号接收处理模块 6
1. 热释电红外传感器 6
2. 菲涅尔透镜 6
3. BISS0001集成芯片 7
4. 信号采集处理电路 8
（五）按键控制模块 9
（六）声光报警模块 9
（六）电源模块 10
四、软件设计 10
（一）流程图设计 10
（二）编写程序与调试 11
1．建立工程编写程序 11
2．使用Debug进行调试 12
五、硬件调试 12
（一）实物的检查 12
（二）实物调试 12
六、总结评价 16
致谢 18
参考文献 18
附录一原理图 19
附录二仿真图 20
附录三实物图 22
附录四源程序 23
一、引言
改革开放的号角吹响以来，人们收入逐渐增多，对于生活质量也更加的关注。以电子电器为代表的高新产品走入了人们的生活。人们在家庭中购买了各种高档家电和贵重物品，引起了不法分子的注意。如何保护家庭财产及防盗也变成一个重要的问题，但许多家庭防盗意识不强，防盗手段单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
一简陋，一把铁将军无法遏制偷盗者的盗窃行为，报警系统应运而生。
人是恒温生物，体温约在37度左右，身体会散发出红外线，使传感器接收到散发的信号。红外线属于不可见光，红外线探测技术也已成熟，广泛应用于各种安保装置中。此次就是要设计一种利用红外线探测技术结合单片机所做的红外防盗报警器。单片机因其集成度高、功能强、体积小、功耗低、使用方便等特点，在测控系统、智能仪表、通信系统、家用电器等领域的应用日益广泛。
国内也有各种红外传感器研发机构，红外报警装置也是他们的一个重要方面。他们所设计的报警系统大部分应用于大型工厂、重点单位、公司等，制作成本高、价格不菲，是无法为普通家庭能负担起的。因此若是有一种价格便宜、可靠性高，适用于家庭的报警装置，将会受到人们的欢迎。
本文将基于STC89C52单片机作为处理器，外接传感器、声光报警电路、红外遥控电路等来设计一款自动发出报警的防盗系统。
二、系统原理总框图
（一）功能要求
本次设计的是基于单片机的红外线防盗报警器，设计的系统应具备以下功能；
监控功能
在人员外出的情况下，可按下监控键将报警装置设置为外出监控模式，探测器开
始运行，对采集感应范围内的信号加以运算处理，确保无外来信号；
2. 报警功能
在有人闯入的状态下，红外探测器接收到感应范围内的信号后，红色发光二极管将会亮，蜂鸣器发出尖锐鸣叫；
3．遥控功能
除了手动按键之外，还可以实现遥控器远程控制。
（二）系统框图设计
本系统以单片机STC89C52 作为控制芯片，片外配合是用红外遥控模块、信号接收处理模块、电源模块、按键控制模块、以及由LED显示灯和蜂鸣器组成的声光报警模块为一体构成的红外线防盗报警。系统原理总框图设计如图2-1所示。
图2-1系统原理总框图
系统工作的基本流程如下：首先把红外探头安装在监控点上，它的功能是进行光电转换；其次热释电红外传感器会把TTL电平输出，在经过单片机对送来的信号分析处理后，单片机控制器将会输出信号；最后声光报警电路接收到信号，蜂鸣器与显示灯将会运行，发出报警。
三、系统单元模块设计
（一）单片机模块
1．STC89C52单片机简介
本系统采用的单片机芯片为STC89C52，这是一种CMOS8位微控制器，具有功耗低、性能高的特点。与80C51指令、引脚相互兼容，从而在各类嵌入式控制应用系统里都得以广泛的应用。
STC89C52具有以下标准功能： 8K字节存储空间、256K字节数据存储空间、内带4K字节EEPROM只读数据存储空间。在空闲状态下，除CPU以外其他部分可以不停运行；该单片机除空闲状态外，还有掉电保护的工作机制，在此情况下，RAM数据存储器内的数据将会被保存，不会丢失，单片机无法继续运行。
2．单片机应用系统
根据配置和外部拓展的不同，单片机应用系统可以分为最小系统，典型应用系统和最小功耗系统等。本次设计采用的是单片机最小系统，最小系统是指能让系统正常运行的最少配置的系统，如图3-1所示，只要在单片机外部配置电源、振荡电路和复位电路即可运行。
STC89C52 单片机的工作电压范围：4V-5.5V,本系统采用直流+5V进行供电。其中40脚VCC接+5V，而20脚GND接地。
图3-1单片机最小系统
复位电路是用来设置单片机的初始工作状态，在上电的瞬间，系统自动被复位一次。复位电路由于STC89C52单片机在RST管脚为低电平时能正常工作，而高电平时其系统被复位，所以产生了STC89C52单片机复位电路，其工作原理为当按键S1处于断开时，RST端通过R6接地，RST为低电平；而当S1被按下时，RST的电平为VCC高电平。在运行过程中，单片机出现锁死等无法正常运行问题按下复位键S1使单片机产生复位信号，芯片回到初始状态，单片机重新运行。
振荡电路也称为时钟电路、晶振电路。石英晶体振荡器Y1简称晶振，是整个振荡电路的核心。晶振电路是的单片机的关键部分，对于整个系统的节奏起决定性作用，一般在一定范围内，想要提高单片机的主频可以通过提高晶振电路的频率来提高其频率，所以本控制系统中频率采用12MHZ，则1个机器周期为1 us，1个状态周期为1/6us，一个振荡周期为1/12us。
（二）红外遥控模块
1．红外通信发展简介及基本原理
红外线被发现于19世纪，距今已有超过200多年的历史。限于当时的科技水平红外线技术发展缓慢，直至二战中因战争需要有了长足发展。红外线也被称之为红外光波，是电磁波的种类之一，它的波长在760nm~1mm之间，属于不可见光。按照其波长可以将其划分为极远红外、远红外、中红外、近红外这四种类型，而红外线遥控器是利用波长为760nm~1500nm的近红外光来发送指令传递信息。此外，红外遥控还拥有着电路简单，易于编码和解码，功耗低，抗干扰能力强，不容易被发现，隐藏性好，低成本的优势，鉴于其优点，适合用于控制电路。
图3-6菲涅尔透镜实物图
3. BISS0001集成芯片
BISS0001集成芯片运算速度快，处理性能高，与热释电感应器相连接然后再加上一些组合电路可以构成完整的一个传感器，在芯片内部可以对热释感应器收集到的信号进行处理、分析。适用于多个场合，如家庭、工厂等。该芯片一共有16个功能不同的管脚，各个管脚功能详见表3-1，芯片内部构造如图3-7所示。
一、引言 1
二、系统原理总框图 1
（一）功能要求 1
（二）系统框图设计 1
三、系统单元模块设计 2
（一）单片机模块 2
1．STC89C52单片机简介 2
2．单片机应用系统 2
（二）红外遥控模块 3
1．红外通信发展简介及基本原理 3
2．红外发射/接收模块设计 4
（三）信号接收处理模块 6
1. 热释电红外传感器 6
2. 菲涅尔透镜 6
3. BISS0001集成芯片 7
4. 信号采集处理电路 8
（五）按键控制模块 9
（六）声光报警模块 9
（六）电源模块 10
四、软件设计 10
（一）流程图设计 10
（二）编写程序与调试 11
1．建立工程编写程序 11
2．使用Debug进行调试 12
五、硬件调试 12
（一）实物的检查 12
（二）实物调试 12
六、总结评价 16
致谢 18
参考文献 18
附录一原理图 19
附录二仿真图 20
附录三实物图 22
附录四源程序 23
一、引言
改革开放的号角吹响以来，人们收入逐渐增多，对于生活质量也更加的关注。以电子电器为代表的高新产品走入了人们的生活。人们在家庭中购买了各种高档家电和贵重物品，引起了不法分子的注意。如何保护家庭财产及防盗也变成一个重要的问题，但许多家庭防盗意识不强，防盗手段单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
一简陋，一把铁将军无法遏制偷盗者的盗窃行为，报警系统应运而生。
人是恒温生物，体温约在37度左右，身体会散发出红外线，使传感器接收到散发的信号。红外线属于不可见光，红外线探测技术也已成熟，广泛应用于各种安保装置中。此次就是要设计一种利用红外线探测技术结合单片机所做的红外防盗报警器。单片机因其集成度高、功能强、体积小、功耗低、使用方便等特点，在测控系统、智能仪表、通信系统、家用电器等领域的应用日益广泛。
国内也有各种红外传感器研发机构，红外报警装置也是他们的一个重要方面。他们所设计的报警系统大部分应用于大型工厂、重点单位、公司等，制作成本高、价格不菲，是无法为普通家庭能负担起的。因此若是有一种价格便宜、可靠性高，适用于家庭的报警装置，将会受到人们的欢迎。
本文将基于STC89C52单片机作为处理器，外接传感器、声光报警电路、红外遥控电路等来设计一款自动发出报警的防盗系统。
二、系统原理总框图
（一）功能要求
本次设计的是基于单片机的红外线防盗报警器，设计的系统应具备以下功能；
监控功能
在人员外出的情况下，可按下监控键将报警装置设置为外出监控模式，探测器开
始运行，对采集感应范围内的信号加以运算处理，确保无外来信号；
2. 报警功能
在有人闯入的状态下，红外探测器接收到感应范围内的信号后，红色发光二极管将会亮，蜂鸣器发出尖锐鸣叫；
3．遥控功能
除了手动按键之外，还可以实现遥控器远程控制。
（二）系统框图设计
本系统以单片机STC89C52 作为控制芯片，片外配合是用红外遥控模块、信号接收处理模块、电源模块、按键控制模块、以及由LED显示灯和蜂鸣器组成的声光报警模块为一体构成的红外线防盗报警。系统原理总框图设计如图2-1所示。
图2-1系统原理总框图
系统工作的基本流程如下：首先把红外探头安装在监控点上，它的功能是进行光电转换；其次热释电红外传感器会把TTL电平输出，在经过单片机对送来的信号分析处理后，单片机控制器将会输出信号；最后声光报警电路接收到信号，蜂鸣器与显示灯将会运行，发出报警。
三、系统单元模块设计
（一）单片机模块
1．STC89C52单片机简介
本系统采用的单片机芯片为STC89C52，这是一种CMOS8位微控制器，具有功耗低、性能高的特点。与80C51指令、引脚相互兼容，从而在各类嵌入式控制应用系统里都得以广泛的应用。
STC89C52具有以下标准功能： 8K字节存储空间、256K字节数据存储空间、内带4K字节EEPROM只读数据存储空间。在空闲状态下，除CPU以外其他部分可以不停运行；该单片机除空闲状态外，还有掉电保护的工作机制，在此情况下，RAM数据存储器内的数据将会被保存，不会丢失，单片机无法继续运行。
2．单片机应用系统
根据配置和外部拓展的不同，单片机应用系统可以分为最小系统，典型应用系统和最小功耗系统等。本次设计采用的是单片机最小系统，最小系统是指能让系统正常运行的最少配置的系统，如图3-1所示，只要在单片机外部配置电源、振荡电路和复位电路即可运行。
STC89C52 单片机的工作电压范围：4V-5.5V,本系统采用直流+5V进行供电。其中40脚VCC接+5V，而20脚GND接地。
图3-1单片机最小系统
复位电路是用来设置单片机的初始工作状态，在上电的瞬间，系统自动被复位一次。复位电路由于STC89C52单片机在RST管脚为低电平时能正常工作，而高电平时其系统被复位，所以产生了STC89C52单片机复位电路，其工作原理为当按键S1处于断开时，RST端通过R6接地，RST为低电平；而当S1被按下时，RST的电平为VCC高电平。在运行过程中，单片机出现锁死等无法正常运行问题按下复位键S1使单片机产生复位信号，芯片回到初始状态，单片机重新运行。
振荡电路也称为时钟电路、晶振电路。石英晶体振荡器Y1简称晶振，是整个振荡电路的核心。晶振电路是的单片机的关键部分，对于整个系统的节奏起决定性作用，一般在一定范围内，想要提高单片机的主频可以通过提高晶振电路的频率来提高其频率，所以本控制系统中频率采用12MHZ，则1个机器周期为1 us，1个状态周期为1/6us，一个振荡周期为1/12us。
（二）红外遥控模块
1．红外通信发展简介及基本原理
红外线被发现于19世纪，距今已有超过200多年的历史。限于当时的科技水平红外线技术发展缓慢，直至二战中因战争需要有了长足发展。红外线也被称之为红外光波，是电磁波的种类之一，它的波长在760nm~1mm之间，属于不可见光。按照其波长可以将其划分为极远红外、远红外、中红外、近红外这四种类型，而红外线遥控器是利用波长为760nm~1500nm的近红外光来发送指令传递信息。此外，红外遥控还拥有着电路简单，易于编码和解码，功耗低，抗干扰能力强，不容易被发现，隐藏性好，低成本的优势，鉴于其优点，适合用于控制电路。
图3-6菲涅尔透镜实物图
3. BISS0001集成芯片
BISS0001集成芯片运算速度快，处理性能高，与热释电感应器相连接然后再加上一些组合电路可以构成完整的一个传感器，在芯片内部可以对热释感应器收集到的信号进行处理、分析。适用于多个场合，如家庭、工厂等。该芯片一共有16个功能不同的管脚，各个管脚功能详见表3-1，芯片内部构造如图3-7所示。
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