北 华 航 天 工 业 学 院
课程设计报告（论文）
设计课题： 基于单片机的红外线报警器 专业班级： B09212 学生姓名： 指导教师：
设计时间： 2012.5.20
北华航天工业学院电子工程系 单片机技术 课程设计任务书
姓 名： 指导教师： 专 业： 电子信息工班 级： B09212 程 职 称： 副教授 课程设计题目：基于单片机的红外线报警器 已知技术参数和设计要求： 1. 8路传感器自动报警 2．LED显示8路报警数值 3．按键设置传感器的开启 所需仪器设备： 计算机、电源、示波器、万用表 1.演示实现八路报警功能 2.讲解设计原理 参考文献： 《单片机原理与应用》 十周：原理设计 时间 安排 十一周：做实物 十三周：验收 指导教师：胡辉 教研室主任：
2012年 5 月 20 日
注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。
课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。
内 容 摘 要
摘 要：本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件控制下工作的。
关键词：单片机；红外传感器；数据采集；报警电路
目 录
一 概 述 ………… ……………………………………………………1 二 方案设计与论证……………………………………………………………2 三 单元电路设计………………………………………………………………3
1、 2、 3、
数据采集模块……………………………………………………4 报警模块…………………………………………………………5 显示模块 ………………………………………………………6
四 总原理图及元器件清单……………………………………………………7 五 心得体会……………………………………………………………………9 六 参考文献……………………………………………………………………10
一、 概述
随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。
本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。
就目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，很容易失报和误报，其可靠性低。（二）开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时若遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。还有，就闭路监控电路防盗系统而言：它的安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理和用户操作。
二、方案设计与论证
1）该设计主要包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警和显示等模块子函数。
（2）本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、智能报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地显示、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。
（3）系统可实现功能。为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消。但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0 ,从而达到了探测移动人体的目的。因此可把报警系统设置在外出布防状态，使探测器工作。当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89S51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。
（4）红外线具有隐蔽性，在露天防护的地方设计一束红外线可以方便地检测到是否有人。此类装置设计的要点：其一是能有效判断是否有人员活动；其二是尽可能大地增加防护范围。当然，系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采用声光信号。
三、单元电路设计
1．数据采集
热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面荷电的现象。热释电传感器是对温度敏感的传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有ΔT的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ，即在两电极之间产生一微弱的电压ΔV。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，ΔT=0，则传感器无输出。当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，则有ΔT输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出了。所以这种传感器检测人体或者动物的活动传感。 由实验证明，传感器不加光学透镜(也称菲涅尔透镜)，其检测距离小于2m，而加上光学透镜后，其检测距离可大于7m。
HC—SR501 人体红外感应模块
2． 报警模块
如下图所示，用一个Speaker和三极管、电阻接到单片机的TXD引脚上，构成声音报警电路，如图示为声音报警电路。
如下图所示，用四个红色发光二级管构成光电报警电路。
3． 显示模块
如下图所示，用一个编码器哦74LS47驱动一个共阳极数码管。
74LS47简介
74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，表示出了它与数码管之间的关系。
表1<74LS47功能表> 输 入 输 出 显示数字符号
LT(——) RBI(——-) A3 A2 A1 A0 BI(—)/RBO(———) a(—) b(—) c(—) d(—) e(—) f(—) g(—)
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
2．元件清单
元件序号 型号 R1 T1 单片机 编码器 数码管 LED 蜂鸣器 色环电阻 8050 AT89C52 74LS47 红色 主要参数 4K7、100R、220R 共阳极 数量 9 1 1 1 4 1 备注
五、 心得体会
通过这次单片机课设我收获颇多。真正的将课上的理论知识与实践相结合，在制作实物的过程中，不仅将知识掌握的更加扎实；而且，在制作中所遇到的问题，更锻炼了我们解决问题的能力以克服困难的意志。 六、参考文献
[1]高频电子线路[M].高教出版社. [2] 《单片机原理与应用》。、中国水利水电出版社、胡辉主编
电子工程系 单片机原理与应用 课程设计成绩评定表
专业： 电子信息工程 班级： 学号： 姓名： 课题名称 设计任务与要求 1. 8路传感器自动报警 2．LED显示8路报警数值 3．按键设置传感器的开启
基于单片机的红外线报警器 指导教师评语 建议成绩： 指导教师： 评定成绩： 课程负责人： 课程小组评定 年 月 日
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容