1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業廣東工業大學華立學院 課 程 設 計（論文）課程名稱 單片機及應用原理教程 題目名稱 紅外聲光報警系統 學生系部 機電工程學部 專業班級 12自動化1班 學號 5112290212040142 學生姓名 張展通 指導教師 王 赟 2015年06月6日廣東工業大學華立學院課程設計（論文）任務書題目名稱紅外聲光報警系統學系學部機電工程學部專業班級12自動化1班姓 名張展通學 號5112290212040142一、課程設計（論文）的內容設計一種紅外聲光報警系統主要功能有：防盜

2、的安保措施；白天和黑夜都能執行其功能；聲光監控與紅外線監控同時進行；警報解除，監控繼續；能發出警報信息聲。二、課程設計（論文）的要求與數據方案論證；系統原理圖或各功能模塊的硬件電路原理框圖；主程序流程圖；系統調試與分析；源程序清單。三、課程設計（論文）應完成的工作完成方案論證；完成器件選型；給出硬件電路原理圖；給出程序流程圖；完成源程序設計及調試；完成課程設計報告的撰寫。四、應收集的資料及主要參考文獻1 劉海成.單片機及其應用M.中國電力出版社，2012.7 發出任務書日期： 年 月 日 指導教師簽名：計劃完成日期： 年 月 日 教學單位責任人簽章：摘 要圍繞單片機紅外聲光報警系統的設計與開發

3、進行研究和實踐，詳細介紹了紅外聲光報警系統的整體結構，硬件設計，軟件設計，系統方案以及其它的開發和具體實現。介紹一種基于在系統可編程技術和AT89C51編譯器配有集成開發的新型紅外聲光報警的設計方法，闡述其工作原理和軟硬件設計。在硬件上，用C51大規模集成芯片對其外圍電路進行集成，用一片AT89C51芯片實現了幾十片分離元件才能實現的功能，幾乎將整個系統下載于同一芯片，實現了所謂的片上系統，從而大大簡化了系統結構，增強了系統結構的可靠性和性價比。該紅外聲光報警可以適用于家庭及一般機構，起到防盜報警的效果。關鍵字： 紅外聲光報警系統 AT89C51芯片 Proteus軟件 蜂鳴器 發光二級管 按

4、鍵 目 錄 TOC o 1-3 h z u 1紅外聲光報警系統總體設計1.1系統設計背景 隨著國民經濟的發展，社會安全保障的需要，電子報警這門綜合技術的正在不斷的發展。與此同時，紅外技術已成為先進科學技術的重要組成部分，由于紅外線是不可見光，因此用它進行紅外探測監控，具有良好的隱蔽性，白天和黑夜都可以使用，而且其抗干擾能力強。防盜報警系統利用單片機控制技術，自動探測發生在布防區內的侵入行為，產生報警信號，一旦發生突發事件，就會向人們發出報警提示，從而讓人即使采取應對措施，達到保護人身財產安全的目的。1.2方案的論證與選擇根據設計的基本要求，經過多方面的查證與對比，以充分發揮資源和提高系統性價比

5、為原則，本系統采用AT89C51單片機為控制電路，使用紅外檢測及蜂鳴器電路來實現功能。具體設計方案的論證如下：方案一：采用數字電路控制用以555芯片構成的數字邏輯電路作為報警系統的核心控制，通過檢測信號及改變RC電路來控制報警時間，實現目的。采用數字電路設計的方案好處就是設計簡單，但控制的準確性和靈活性差，故不采用。方案二：采用以單片機為核心的控制方案選用單片機作為系統的核心部件，實現控制與處理的功能。單片機具有資源豐富、速度快、編程容易等優點。利用單片機內部的隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）及其引腳資源，外接LED燈，揚聲器，鍵盤等實現數據的處理傳輸和顯示功能，具有較好的靈活性，能

6、很好地實現設計指標。因此綜合考慮，本系統采用方案二。1.3 系統設計思路處理器采用51系列單片機AT89C51。整個系統是在系統軟件控制下工作的。當紅外檢測裝置檢測到有人時，信號經放大電路和非門將相應的電平送至單片機的P1.3端口，在單片機內，經軟件查詢、識別判決等環節實時發出入侵報警狀態控制信號，控制聲光報警設備完成相應動作。當報警被觸發后，如果觸發信號一直維持，則可人工手動解除報警信號；若是觸發后返回原來狀態，則在報警一段時間后自動解除。同時，當警情觸發或消除后可用復位電路使系統復位。另外，在一直維持聲光報警時，若發現為意外觸發，可以按下按鍵使P3.2產生控制信號，觸發中斷來消除報警，恢復

7、正常工作狀態。該紅外聲光報警系統可以適用于家庭及一般機構，起到防盜報警的效果。1.4 系統總體框圖 系統框圖如下圖1-1所示，各模塊設計如下：(1) 單片機的P1.3口接檢測電路，用于實現報警觸發信號的檢測。 (2) 單片機的P1.0口以及P3.0口接LED燈，用于顯示系統當前工作狀態。單片機的P3.1口接蜂鳴器報警電路，可以發出聲響，起到報警作用。(4) 單片機的P3.2口接按鍵，用于觸發中斷，起到控制報警電路的作用。 復位電路 振蕩電路AT89C51單片機LED狀態顯示電路蜂鳴器報警電路按鍵中斷電路 檢測電路 LED狀態顯示電路圖1-12紅外聲光報警系統硬件設計2.1芯片介紹（AT89C5

8、1） 單片機是電子密碼保險箱系統的核心部件，面它接收來自矩陣鍵盤的信號，控制后續電路的相應工作，完成大部分開鎖及報警的工作。目前的單片機有很多的品種，但是比較流行的是由美國INTEL公司生產的MCS-51系列單片機，這個系列的單片機有很多的品種，不過其它的單片機都是在最原始的單片機的基礎上或加或減一些功能組成的。目前，在我國比流行的是89C51單片機，它是由美國開發生產的。 AT89C51的管腳圖如圖2-1所示： 圖2-1AT89C51芯片管腳說明圖管腳說明：VCC:這個管腳是用來給單片機供電的，接的是+5V電源 。GND:這個管腳是單片機的接地端口。RST：這個管腳是復位端口，當這個管腳兩個

9、周期以上的高電平時，就可以使單片機復位，也可以當備用電源。/EA：這個端口是控制單片機取指的。當它的電平為低時，它只從片外程序存儲器取指；當它是高電平的時候，它從片內取指，不過當超過片內時，它就從片外取指。如果單片機無片內存儲器的話，那么這個端口就應該始終接低電平。/PSEN：當這個端口的電平為低時，就可以用單片機外部的存儲器上進行讀的操作。ALE：可以當外部時鐘脈沖使用，也可以用來擴展系統。P0:這個端口比較特殊，它作為I/O口使用時，要外接上拉電阻，不然的話無法拉高輸出電平。當它作為地址/數據總線使用時，它是一個雙向口，我們不必外接上拉電阻。P1:它只能作為I/O口使用，是一個標準的雙向口

10、。P2:這個端口和P0和P1這兩個端口相似，但又不一樣。它可以作為I/O口使用，也可以作為高8位的地址線A8到A15輸出口使用。P3:這個端口跟前三種也不一樣，它有兩種功能，第一種功能是作為I/O口使用，這個很普通。第二種功能是一些比較特殊的功能，它的具體的特殊功能如下表2-1所示： 表2-1P3口的特殊功能管腳備選功能名稱P3.0RXD串行輸入口P3.1TXD串行輸出口P3.2/INT0外部中斷0P3.3/INT1外部中斷1P3.4T0記時器0外部輸入P3.5T1記時器1外部輸入P3.6/WR外部數據存儲器寫選通P3.7/RD外部數據存儲器讀選通XTAL1，XTAL2：這兩個端口是用來設定單

11、片機的時鐘信號的。作為外部時鐘時，用于外接時鐘信號；當作為內部時鐘時，常見的接法是接兩個電容和一個晶振。各個模塊電路的設計2.2.1 復位電路模塊說明：該電路上電單片機自動復位，按下按鍵手動復位。2.2.2 晶體振蕩電路模塊說明：本設計采用外部振蕩電路。在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器(簡稱晶振)就構成了內部振蕩方式。2.2.3 LED電路模塊 說明：LED燈采用灌電流方式連接。系統正常工作時，P1.0口的綠燈（D1）亮；產生報警時，P3.0口的紅燈（D2）亮。2.2.4 按鍵電路模塊說明：按鍵電路接了上拉電阻。在按鍵按下時，P3.2為高電平，使中斷觸發，報警消除，電路恢復正常工作狀

12、態。2.2.5 蜂鳴器電路模塊說明：報警時輸出的控制信號是得電路工作，蜂鳴器鳴叫，起到報警作用。 整體電路模塊的設計紅外聲光報警系統的軟件設計3.1總程序的功能設計當單片機檢測到外部傳感器送來的脈沖信號后，表示有人闖入監控區，從而經過單片機內部程序處理后，驅動聲光報警電路開始報警，蜂鳴器持續發聲。檢測是否還有觸發信號在保持，若保持，則繼續鳴叫；否則停止鳴叫，恢復正常工作。若有按鍵按下，則產生中斷信號，消除報警，蜂鳴器停止鳴叫，恢復正常工作。3.2總程序流程圖的設計3.3中斷程序的應用紅外聲光報警系統的測試與分析 上電后初始化，系統正常工作，綠燈亮，蜂鳴器不叫（圖4-1）：圖（4-1）系統檢測到

13、有人闖入，即P1.3為低電平，開始報警，紅燈亮，蜂鳴器鳴叫（圖4-2）：圖（4-2）按下按鍵，恢復正常工作狀態，綠燈亮，紅燈滅，蜂鳴器不叫，同圖（4-1）。同樣，按下復位鍵，可以是系統恢復正常工作狀態，同圖（4-1）。分析：以上為紅外聲光報警系統的測試內容，運用protues進行硬件仿真和軟件測試，結果均為正確，能夠實現報警功能，即P1.3由高電平變為低電平時（有人闖入），觸發報警系統，紅色LED燈亮，蜂鳴器鳴叫，按下中斷按鍵，停止鳴叫，恢復。結論本次設計的紅外聲光報警系統以AT89C51為核心，用LED燈及蜂鳴器來表現實驗效果，通過按鍵來實現對報警系統的控制。通過對硬件的仿真及軟件測試，實現

14、了設計功能的要求。在設計本系統的過程中，對于類似匯編的單片機編程實現，是一個十分有趣的過程。我不僅學到了很多的知識，也對單片機課程有了更大的興趣。總之，通過本次單片機應用系統的匯編程序設計，我受益匪淺。元件清單器件功能 參數說明芯片AT89C51可編程芯片8位單片機石英晶振X1產生一定的時鐘信號11.0592MHz電阻R5、R11起上拉電阻的作用1k電容C1，C2幫助起振及微調晶振頻率33pf三極管2N1711用于放大信號NPN管LED燈D1、D2顯示系統當前工作狀態/反相器74LS04使輸出電平反相/光敏電阻TORCH替代紅外檢測裝置/其余電阻控制電流大小/蜂鳴器SPEAKER發出聲響，其報

15、警作用/按鍵Button復位電路開關/中斷觸發按鍵/附錄（程序）ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 0200HMAIN: MOV IE,#81H ;CPU開放中斷，INT0允許中斷 SETB IT0 ;外部中斷為邊沿觸發方式 MOV SP,#30H ;指針入口地址 SETB P3.0 CLR P3.1 CLR P1.0LP: JNB P1.3,LA ;監測輸入信號，是否有輸入信號LA: ACALL DELAY ;延時消抖 JNB P1.3,ALARM ;再次監測輸入信號，若有輸入信號轉入報警子程序 AJMP LPALARM: SETB P1

16、.0 ;開始報警使運行正常綠指示燈熄滅，紅燈和聲報警啟動 CLR P3.0 SETB P3.1 MOV R0,#0FFH ;循環次數 MOV R3,#0FFH MOV R4,#30 MOV TMOD,#01H ;定時器T0定時方式1 MOV TL0,#0FFH ;置定時初值 MOV TH0,#0FBH SETB TR0 ;啟動T0L1: MOV TL0 ,#0FFH MOV TH0 ,#0FBH CPL P3.1L2: JBC TF0,L1 ;查詢記數溢出 DJNZ R0,L2 ;循環次數繼續循環 DJNZ R3,L2 DJNZ R4,L2PINT0: CLR EX0 ;外部中斷0服務程序開始

17、，屏蔽外部中斷 PUSH PSW PUSH ACC JNB P3.2,LN ;監測是否有中斷輸入LN: LCALL DELAY ;延時消抖 JNB P3.2,LN1 AJMP LN2 ;無中斷輸入,中斷返回LN1: CLR TR0 SETB P3.0 CLR P3.1 CLR P1.0 ;使報警結束，綠指示燈亮 POP ACC POP PSW SETB EX0 ;開放外部中斷0 SJMP $LN2: RETIDELAY: MOV R1,#10DELAY1: MOV R2,#255 DJNZ R2,$ DJNZ R1,DELAY1 RET END心得體會 通過這次設計，我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結合的重要意義，學會了堅持、耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出了最好的榜樣。我覺得作為一名自動化專業的學生，單片機的課程設計是很有意義的。更重要的是如何把自己平時所學的東西應用到實際中。