毕业设计（论文）开门自动灯及防盗报警器

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1、毕业设计（论文）开门自动灯及防盗报警器学 院、系： 电子电气工程系 专 业： 生产过程自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 201 年 5开门自动灯及防盗报警器Automatism lamp of Open the door And alarm system摘 要随着社会的不断发展，人们对室内财产以及保密工作的安全要求也越来越高，而比较普遍的防盗措施是安装防盗报警装置，因此防盗报警装置的灵敏度和可靠性是非常重要的。本系统采用了扫描探测传感器，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。同时它的信号经过单片机系统处理后方便

2、和PC机通信，便于用户统一管理。设计利用压电陶瓷片作为声光传感器获得信号并将其转换为电压信号，经场效应管放大后触发由NE555集成芯片构成的单稳态触发器和多谐振荡器,输出电压驱动蜂鸣器工作。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。经过调试，实现课程要求。关键词:防盗报警器；扫描探测传感器；数据采集；报警电路；单片机AT89C51。AbstractWith the development of society, people are payin

3、g more attention to their indoor property security. In this case, installing an anti-theft alarm devices in a room is the prevalent measure to meet peoples need .So sensitivity and reliability of anti-theft alarm device are very important. This system used Pyroelectric infrared sensor. Its manufactu

4、re is simple, and its cost is low, and fixing is convenient. Besides, the system has many merits, such as steady guard against theft, and strong antijamming ability, and high thesensitivity, and high reliability. with PC, which is convenient for uniform management.which is discovered easily by crack

5、sman. After has been processed by SCM, the signal of alarm communicates ，designs using as acoustic sensor gain signals and convert to voltage signal, the mosfet amplification triggered by NE555 integrated chips constitute the single and multiple harmonic oscillator steady-state flip-flop, output vol

6、tage driver buzzer work，This design includes hardware part and software part. The hardware part includes the control circuit of SCM, and the infrared probe circuit,and the alarm circuit, and LED control circuit. The SCM uses AT89C51, the overall system works under the control of the systemsoftware.

7、After commissioning, realizing course requirements.Key words: Alarm；infrared sensor; data collection; alarm circuit；SCM AT89C51. 目录Automatism lamp of Open the door And alarm system-2摘 要-3Abstract-4目录-5第一章 基础知识介绍-71.1 防盗报警器的构成-71.2 课题研究背景、目的和意义-71.3课题要求实现的功能有-8第二章 基础知识介绍-92.1 热释电红外传感器简单介绍-92.2 AT89C5

8、1单片机简单概述-10第三章 系统总体方案设计-143.1总体设计思路-143.2 系统原理图设计-15第四章 单元模块的设计-174.1 控制单元设计-174.2 红外检测单元设计-194.3 A/D转换电路模块-204.4 单片机时钟电路-214.5 单片机最小系统-224.6 报警部分单元设计-24第五章 系统调试-295.1硬件调试-295.2 系统综合调试-305.3 软件调试-315.4应用ISIS软件仿真-315.5 软件的程序实现-325.6 调试方法过程-355.7 调试所遇问题及问题的解决-35总结与体会-37致 谢-39参考文献-40附录一 程序清单-41附录二 电路原理

9、图-47附录三 PCB板图-48附录四 CS9803集成电路介绍-49附录五 NE555集成电路介绍-51附录 六 实物图-53 第一章 基础知识介绍1.1 防盗报警器的构成防盗报警系统通常由报警器、传输通道、报警控制器三部分构成。报警器是由传感器和信号处理组成，用来探测入侵者的入侵行为，由电子和机械部件组成，是防盗系统的关键，其中传感器是报警气的核心元件。采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。1）报警器按工作原理主要分为红外报警探测器、微波报警探测器、被动式红外/微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器

10、、磁控开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测器等许多种类。2）报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器3）报警探测器按探测范围的不同又可分为点控式报警探测器、线控式报警探测器、面控式报警探测器和空间防范式报警探测器。除了以上区分外，还有其他方式的划分。在实际应用中根据使用情况不同，合理选择不同防范类型的报警探测器，才能满足不同的安全防范要求。1.2 课题研究背景、目的和意义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。本设计中所使用的红外线是不可见光，有很强的隐蔽性和保密性，因

11、此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可用于制动控制、接近开关、遥测等领域。科学技术的进步和普遍应用，进一步推动了智能化社区的建设步伐，社区安全技术防范系统已经从本地向远程监控发展，从社区的周边防范向家庭内部防控逐渐靠拢，社会化联网家庭防盗系统在人们对美好生活的追求中迅速崛起。一个完善的智能化社区，具有便捷、安全、舒适、高档的生活环境，确保每一个家庭住户的生命财产安全，是建设本系统的最大意义和根本目的。 1.3课题要求实现的功能有（1）探测传感器在人体距离天线3m

12、左右就能检测出来，从而自动开启电灯；（2）具有足够的响应灵敏度，可以识别外界持续噪声干扰；（3）当监控过程中有人进入红外探头的扫描范围时，警示灯亮起，发声电路发出报警声；（4）电路白天休息，晚上自动投入工作。(5)红外线具有隐蔽性，设计一束红外线可以方便地检测到是否有人出入。此类装置设计的要点是能有效判断是否有人员进入。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。 第二章 基础知识介绍2.1 热释电红外传感器简单介绍热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种

13、自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路2。如图1示为热释电红外传感器的内部电路框图。图1 热释电红外传感器的内部电路框图热释电红外传感器原理本设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图2示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。图2热释电红外传感器原理图2.2 AT89C51单片机简单概述2.2.

14、1 AT89C51单片机的结构 AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大3。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。图3 AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I

15、/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。振荡器和时序OSC程序存储器4 KB ROM数据存储器256 B RAM/SFR定时器/计数器 2 16 AT89C51CPU64 KB总线 扩展控制器可编程 I/O可编程全双工串行口内中断外时钟源 外部事件计数 外部中断 控制 并行口 串行通信图3 AT89C51 功能方块图2.2.2 AT89C51管脚说明ATMEL公司的AT89C51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P

16、0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓

17、冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将

18、输出电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 INT0（外部中断0）P3.3 INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 （外部数据存储器写选通）P3.7 （外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在

19、平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。PSEN：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/VP：当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；当端

20、保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。第三章 系统总体方案设计3.1总体设计思路本设计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、报警等子模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器、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、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也

21、是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图4设计框图所示：探测传感器被检测信号采样信号处理模数转换器AT89C51单片机外部报警装置 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。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

22、至AT89C51单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警4。3.2 系统原理图设计 该装置由红外线传感器、信号放大电路、电压比较器、延时电路和音响报警电路等组成。红外线探测传感器IC1 探测到前方人体辐射出的红外线信号时，由IC1 的脚输出微弱的电信号，经三极管VT1 等组成第一级放大电路放大，再通过C2 输入到运算放大器IC2 中进行高增益、低噪声放大，此时由I

23、C2脚输出的信号已足够强。IC3 作电压比较器，它的第脚由R10、VD1 提供基准电压，当IC2脚输出的信号电压到达IC3 的脚时，两个输入端的电压进行比较，此时IC3 的脚由原来的高电平变为低电平。IC4 为报警延时电路，R14 和C6 组成延时电路，其时间约为1 分钟。当IC3 的脚变为低电平时， C6 通过VD2 放电，此时IC4 的脚变为低电平，它与IC4 的脚基准电压进行比较，当它低于其基准电压时，IC4 的脚变为高电平，VT2 导通，讯响器BL 通电发出报警声。人体的红外线信号消失后，IC3 的脚又恢复高电平输出，此时VD2 截止。由于C6 两端的电压不能突变，故通过R14向C6

24、缓慢充电，当C6 两端的电压高于其基准电压时， IC4 的脚才变为低电平，时间约为1 分钟，即持续1 分钟报警。由VT3、R20、C8 组成开机延时电路，时间也约为1 分钟，它的设置主要是防止使用者开机后立即报警，好让使用者有足够的时间离开监视现场，同时可防止停电后又来电时产生误报。该装置采用912V 直流电源供电，由T 降压，全桥U 整流，C10 滤波，检测电路采用IC5 78L06 供电，交直流两用，自动无间断转换。二、元器件选择IC1 采用进口器件Q74，波长为910um。IC2 采用运放LM358，具有高增益、低功耗。IC3、IC4 为双电压比较器LM393，低功耗、低失调电压。其中C

25、2、C5 一定要用漏电极小的钽电容，否则调试会受到影响。R12 是调整灵敏度的关键元件，应选用线性高精度密封型。其它元器件按电路图所示选择即可。三、制作和调试方法制作时，在IC1 传感器的端面前安装菲涅尔透镜，因为人体的活动频率范围为0.110Hz，需要用菲涅尔透镜对人体活动频率倍增。安装无误，接上电源进行调试，让一个人在探测器前方710m 处走动，调整电路中的R12，使讯响器报警即可。其它部分只要元器件质量良好且焊接无误，几乎不用调试即可正常工作。本机静态工作电流约10mA，接通电源约1 分钟后进入守候状态，只要有人进入监视区便会报警，人离开后约1 分钟停止报警。如果将讯响器改为继电器驱动其

26、它装置即作为其它控制用。第四章 单元模块的设计4.1 控制单元设计控制电路采用NE555定时器控制电路，防盗报警器的关键部分是报警控制电路，由控制电路控制声、光信号的产生。本设计中红外线发射部分就是有NE555及其外围电路组成自激多谢振荡器发出窄脉冲信号，接收报警部分是由NE555和外电阻组成单稳态电路，实现延时报警。控制电路可采用运算放大器、双稳态触发器或者逻辑门等部件进行控制。比较简单的办法是采用三极管控制，无偷盗情况时，三极管处在截止状态，则被控制的声、光信号产生电路不工作；一旦有偷盗情况，立即使三极管导通，被控制的声、光信号产生电路产生声、光报警信号，呼叫值班人员采取相应的措施。集成5

27、55定时器是一种多用途的单片集成电路, NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的.NE555主要有如下特点：1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。图4.2 NE555外部引脚图：图4.1 NE555内部功能框图：NE555管脚说明：Pin 1 (接地)

28、-地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。 Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出脚，位移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期结束输出回到O伏左右的低电位。位于高电位时的最大输出电流大约为200 mA ，可将继电器、小电动机及指示灯等负载的一端与它相连，另一端接地或电源的正极。Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压

29、改变触发和闸限电压，即主要是用来调节比较器的触发电位。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式

30、又有很多个不同的电路。在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳、双稳和无稳的组合等。这样一来,电路变的更加复杂。为了便于分析和识别电路,更好的理解555电路,这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。为了方便识别、分析555电路。4.2 红外检测单元设计本系统采用RE200B热释电红外传感器，用于采集红外线信号。以集成电路CS9803GP为核心，辅以少量的外围元件构成信息处理单元，当探头检测到环境中有红外

31、信息变化时，芯片的第11脚由低电平变为高电平，输出保持高电平的时间可通过与第8脚所连的电位器调节。2第9脚可接光敏电阻，用于在光线强的时候屏蔽芯片第11脚的信号输出。3具体电路如下图所示。4.3 A/D转换电路模块A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，电路如图5所示。气体传感器的输出分别接到ADC0809的IN0至IN7。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0.0P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图

32、中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。4.4 单片机时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。电路中电容C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围为（2040）pF。晶振这里选择12MHz。4.5 单片机最小系统 图4.6 单片机最小系统1.单片机系统的工作原理：当接收到传感器处理芯片传来的信号后经单片机判断是否为异常信号，若是就控制编码发射，并显示发生

33、异常情况的地方，然后再接收解码后又经单片机控制，最后通过中断定时系统控制声光报警器报警。这里的硬件要求非常重要，所以采用40个引脚的STC89C52芯片就能够完全满足要求，并且价格便宜。在辅助电路方面主要有复位电路和晶振电路。能保证单片机的有效运行。P1.0 和P1.1用来进行程序存储器的扩展，与AT24C512的SCL和SDA相连可以在编程的时候实现程序存储器的外扩。P3.2口与红外传感芯片的V0输出端相连，通过中断来判断是否有异常信号。从而来控制后续电路的编码等。P0口用来控制显示电路的显示，P2口用来实现编码和解码的地址同步，在整个电路中单片机是核心控制部分。2.复位电路：复位时单片机的

34、初始化操作，只需给单片机的复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平就可使单片机复位。本设计中采用的是手动复位电路，复位电路可以在程序出错或系统处于死锁状态时，按下复位键可使单片机重新启动。3.晶振电路：单片机个功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。4.程序存储器扩展电路的工作原理：在设计片外程序存储器之前，首先要决定EA引脚的电平。EA=0,单片机只访问外部程序存储器,对于8031单片机此引脚必须接地.EA=1,单片机访问内部程序存储器,对于内部有程序存储器的8XX51单片机,此引脚应

35、接高电平,但若地址值超过4KB范围,单片机将自动访问外部程序存储器。设定好EA后，单片机自动按程序所设定的次序执行。 STC89C52单片机的内部集成了CPU、RAM、程序存储器、定时计数器、I/O接口以及串行通信接口等、使用非常方便，对于简单的控制及检测系统利用一片单片机就够了，但对于一些较大的复杂应用系统，往往还需要扩展一些外围芯片，如存储器、A/D、D/A以及各种接口芯片等以补充片内硬件资源的不足.在本次设计中用两片AT24C512进行扩展，可以加大程序存储器的储存空间4.6 报警部分单元设计1)报警电路总体设计指示灯可以采用红外发光二极管，NE555的3和4引脚输出控制信号使其发光，3

36、引脚控制继电器，有控制信号时，3引脚输出低频振荡信号，使VL2闪烁发光，K间歇吸合。在K吸合时，其常开触点将报警器HA的一端接地，HA通电工作继电器吸合，扬声器发出警报。无控制信号时，继电器分离。显示终端可以按照不同的设防地点进行编号。2)红外线接收电路红外线接收电路采用TK1836一体化红外接收集成电路+5V电源由三端稳压器提供，其输出端的电流经三极管放大后送至IC4中。图4.8 TK1836引脚图发光二极管报警电路的设计由4个发光二极管接上电阻后连上单片的RXD的引脚，外接VCC，当单片机的RXD引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，起到报警作用8。图7所示为发光二极管报警电路。图7 发光二

37、极管报警电路图声音报警电路的设计如下图所示，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8示为声音报警电路。图8 声音报警电路图图9 直流供电电路根据模拟电路知识，(R1+Rp+R2)/(Rp+R2)UzUo(R1+Rp+R2)/ R2Uz;可选用R1=Rp=R2=100K；Uz=5V的器件，那么Uo应在7.515V之间，可以满足使用要求。红外线一体化接收集成电路所需的5V电源由三段稳压电源LM7805提供，其管脚图10。图10 LM7805引脚图表10-1 LM7805的极限参数：参数符号数值单位输入电压VI35VVo=(5-8V);Vo=24V40结到

38、空气热阻RJA65/W结到壳热阻RJC5/W工作温度Topr0+125贮存温度Tstg-65+165表10-2 LM7805具体电参数：参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输出电压VoTj=254.855.2V5mAIo1A,Po15W4.7555.25VVi=7.5V to 20V线性调整率voTj=25,Vi=7.5V to 25V4100mVTj=25,Vi=8V to 12V1.650mV负载调整率voTj=25,Io=5mA to 1.5A9100mVTj=25,Io=250mA to 750mA450mV静态电流IQTj=2558mA静态电流变化率IQIo=5mA to 1.0A

39、0.030.5mAVi=8V to 15V0.30.8mA输出电压温漂vo/TIo=5mA0.8mV/输出噪音电压VNf=10Hz to 100KHz,Ta=2542uF纹波抑制比RRf=120Hz,Vi=8V to 18V6273db输入输出电压差VoIo=1.0A,Tj=252V输出阻抗RoF=1KHz15m短路电流IscVi=35V，Ta=2525230mA峰值电流IpkTj=252.2A第五章 系统调试本次设计的调试方式采用的是实物调试，由于很多硬件的动作需要软件实现，故本次调试按常规分为软件调试和硬件调试最后再进行综合调试5.1硬件调试5.1.1 调试工具测试本设计的各项性能指标，需

40、要不同的仪器设备。根本系统测试指标的具体要求，也要使用精度要求不同的仪器。本设计要求精度较高，需要一些高精度的仪器，以减少测试不准所带来的误差。设计用到的测试内容见表5.1。 表 5.1 测试工具和测试内容编号测试工具工具型号测试内容1Keilc51Keil uVision3测试电路2示波器Tektronix TDS5034检测传感器输出波形3数字万用表DT9205测量电压、电流值5.1.2 调试方法在电路的调试和修改过程中，采用循序渐进的方法和部分调试的方法。本设计在完成制作后进行如下检查的测试：1、电路组装、焊接和检查。先对照电路原理图检查一遍，直至无误后方可焊接。2、搜集元器件、焊接电路

41、。电路中所用到的元器件比较多，且种类复杂，故应提前准备好一些不常用的元件，包括控制芯片。焊接时要对号入座，不要焊错位置，不要虚焊，避免电路的电气故障。3、对各个模块进行分开调试，调试顺序为：传感器模块、单片机最小系统、显示报警模块、收发模块。5.1.3 调试内容显示电路的调试在进行显示电路的调试之前，需要对LED好坏进行验证，如果上电就可以显示0000就说明LED是正常的。当下载显示程序到单片机后，感受到有异常信号后如果仍然没有显示，就必须检查显示电路附近的电容电阻值，以及驱动芯片MAX7219与单片机的联接是否有错。然后再检查LED与MAX7219的联接是否正确，检查无误后再进行调试验证。如

42、果硬件电路没有问题仍然不能显示成功，那么就进行软件程序的调试，可以在仿真软件中进行反复的修改知道达到要求，最后下载程序，使显示电路显示成功。显示电路调试结束。显示有一路异常信号发生显示0001蜂鸣器报警电路的调试蜂鸣器电路需要有三极管放大信号，在没有正常的报警的情况下，首先用万用表检查三极管的管脚特性确保电路联接正确，如果出现报警声音很大的情况可以在蜂鸣器与电源之间加一个限流电阻，使通过蜂鸣器的电流减小。在进行实物调试的时候一定要确定的蜂鸣器的极性接法正确，如果在硬件接法正确的时候仍然不能正常报警。就可以进行软件程序的调试，用仿真程序验证。最后下载程序使报警电路报警成功，至此报警电路调试成功。

43、5.2 系统综合调试在进行程序的下载实物调试之前，需用工具检查电路的连接口是否正常，电路每部分的都焊接正确，并仿真验证程序的正确，最后下载程序，进行实物调试，实现显示和报警电路，系统电路调试完成。5.3 软件调试单片机部分调试工作的完成主要应用Keil uVision3软件来完成，这一部分工作首先将系统中的各个模块计算程序中的显示部分程序调试好，不断调试，不断修改直到正确为止。uVision3软件是一种非常实用的多窗口编辑、调试软件。程序调试过程：整个程序是一个主程序调用各个子程序实现功能的过程，要使主程序和整个程序都能平稳运行，各个模块的子程序的正确与平稳运行必不可少，所以在软件调试的最初阶

44、段就是把各个子程序模块进行分别调试。首先在仿真软件中进行仿真验证程序的正确性，然后用STC单片机程序下载软件把程序下载到实物单片机中，带程序下载完毕，进行实物验证，如果在有警情发生的情况下LED将显示0001，同时蜂鸣器会发出声音报警。如果不能达到预期效果，可以跟踪一步一步程序的验证，首先检查信号采集模块送入单片机INT0口是否为高电平，当此时输出电平为高电平时，检查显示电路程序，检查是否可以驱动MAX7219显示0001。最后测验报警电路程序，检验P3.4口输出是否为高电平，如为高电平则可以驱动蜂鸣器发声报警。5.4应用ISIS软件仿真在ISIS软件中画出各单元原理图，设置好元件参数，便可以

45、进行调试。图11 是由NE555构成的低频振荡电路仿真电路。图12是遥控发射电路仿真电路，这个遥控发射电路的仿真结果图如图13所示。图11低频无稳态振荡器仿真电路5.5 软件的程序实现5.5.1 主程序工作流程图系统复位后，首先要进行初始化，包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。程序流程图如图所示。 开始系统初始化被检测信号数模转换器信号处理人体距离3m内报警装置报警返回YN3.4.2 中断服务程序工作流程图本主程序实现的功能是：当单片机检测到外部热释电传感器送来的脉冲信号后，表示有人闯入监控区，从而经过单片机内部程序处理后，驱动声光报警电路开始报警，报警持续

46、10秒钟后自动停止报警,然后程序开始循环工作，检测是否还有下次触发信号，等待报警从而使报警器进入连续工作状态。同时，利用中断方式可以实现报警持续时间未到10秒时，用手工按键停止的声光报警的作用。手工按键停止报警中断服务程序工作流程图，如下图11所示；中断源发出中断申请关中断、保护现场INTO端有输入信号关闭报警恢复现场、开中断中断返回图11 中断服务程序工作流程图调试步骤与说明：将程序写入WAVE程序编辑界面进行调试。调试步骤如下：1. 设置好程序入口00H，因为程序要用的单片机的INT0中断，所以要设置中断程序入口0013H。2.设置入栈指针SP,初始化R0,R7,赋值外部数据指针DPTR。

47、开放INT0和CPU中断。3. 运行主程序loop。4. 当主程序在运行时，当有外部中断时，程序进入中断服务程序,再重新设置初值，开放CPU和int0中断完后程序返回。控制的可燃气体有毒气体的浓度进行声光报警，并控制相应设备进行工作，以达到安全保护的作用。系统的气体传感器每时都对气体的浓度进行采集。将采集的浓度信号传A/D模数转换器转换成相应的数字信号，送于单片机系统判断。当所采集的有害气体的浓度超标时，单片机系统就做出正确的判断，产生闪光报警，以提示工作人员有险情产生，应该马上处理。当超标有害气体被处理完后在初始化单片机报警系统。此时整个系统又正常开始工作。5.6 调试方法过程按电路图焊接组

48、装好，可进行调整，主要调整电路的接收灵敏度。调整时一边发出声响，一边调节RP，使电路被触发，发出报警声。电路中的其他部分只要组装正确，一般不需调整即能正常工作。 （1）首先观察电路有无断点或可疑点，若有则用电烙铁进行焊接。在本次实验所印电路有一根断线，可能是在腐蚀的时候和其他电路板碰在了一起，使墨线断掉了； （2）用万用表测试所有线路，确保都为正常电路； （3）调节电源为15伏，用万用表测试电压，保证电压正常能够使扬声器工作； （4）先不接扬声器，将电源正确的接在电路的正负两端，测量扬声器的工作电压是否正常，测试为13V左右，能使扬声器工作正常； （5）正确接上扬声器后，接上压电陶瓷片，击掌，

49、看是否报警，报警为发声，如果没有信号指示证明电路没有工作，从前面开始检测电路，用示波器检测555是否产生振荡，确保在每部分电路都工作的情况下在测试，没有现象证明灵敏度不够，开始改变电阻的阻值，直到电路能够正常工作； （6）在确保电路连接正确的情况下，按设计的方案验证实现的功能。5.7 调试所遇问题及问题的解决 1.当没有报警的时候，首先怀疑芯片坏掉了，不能工作，特别是555，很容易被烧坏； 2.调试时电源接通，没有报警，开始怀疑是555没有工作，被烧坏了，但是检测后发现前面几部分电路都工作正常，蜂鸣器单独测试也正常，但是报警电路不工作，最后确定为稳压管工作不正常，经检查后发现稳压管被击穿，两端

50、电阻为0，可能是由于刚开始测试的时候万用表的表笔接触使短路，以上两种情况只能更换元件； 3.前面做过的声控报警电路不合理，始终没调试出来，分析原因如下： a. 参数不对，虽然都是用的单稳态和多谐振电路，但是前面的电路不能使这两部分电路触发工作，放大部分的电路电阻值没有正确设置，射极应该直接接地，如果有一个大电阻的话输出就不是低电平，不能触发单稳态工作，导致后面电路不能正常触发，改变电阻阻值，采用合理的接法，射极接地，集电极用大的电阻，保证反向放大器输出低电平； b. 有一些元件是多余的，甚至是副作用的，当时没有完全了解放大电路的具体结构，没能改出来，后面到图书馆借阅了关于放大电路的书籍，研究一

51、下放大电路，发现没有必要用电容在放大电路中，减少了一些没有用的元件，用反向放大器使信号反向放大，触发单稳态电路及后面电路工作；c. 电容使用不当，造成自激，造成接通电源就会报警，但是不是正常的报警，声音不大，频率不对，像是噪声在驱动报警电路工作,经验证在不影响电路稳定及正常工作的情况下去掉多余电容就能使放大部分正常工作。总结与体会 本次毕业设计，我们仅仅做出的是一个小产品，简单实用，不但大大提高了我们的动手能力，还对于我们以后开发新的产品打下了一个基础，也给于我们一个启发，面临着就业，我将充分发挥我的主观能动性和在学校学到的一切知识。为母校添光加瓦，为自己的前程奋斗！这次毕业设计的顺利进行，我

52、深刻明白了理论知识与社会实践相结合的道理，从中得到了以前书本知识所不曾得到的知识。更加明白了如今信息时代电子技能知识的重要性。增强了我对对实际工艺技术、电子技术和设备技术等方面的认识，掌握了分析处理方法，调试、计算等基本技能的训练，具有一定程度的实际工作能力。面对如此激烈的市场竞争体系，只有努力掌握好电子技能知识放可在竞争中立于不败之地，我对从事电子产品的开发和研究充满了兴趣。希望自己以后通过自己的不段努力获得更多的工艺和电子技术。拿到这个课题的时候，我完全就懵了，感觉无从下手。尽管如此，我还是认真地去对待。当然我一开始就知道必须得借鉴前辈们的经验获得一点启迪。于是一布置完课题我就去图书馆网上

53、找资料，好不容易才找到一点相关的东西了，下载并打印出来仔细地阅读那些程序，在读懂了它后就开始思考自己要设计的课题，在和小组成员的共同努力下确定了一个设计方案，然后根据方案开始设计，先把每个子模块的流程图画好，根据流程图去编写每个子模块的程序，经过一个多星期的努力，总算有了些收获了！通过这次对报警器的设计,我从中受益匪浅。课程设计不光要懂得理论知识，更多的是要我们动手做，亲自去设计程序和电路图，好多东西看起来十分简单，一看书上的程序都懂，但没有亲自去设计它，你就不会懂理论与实践是有很大区别的，比如说设计显示模块，想起来很简单，设置显示缓冲区，将数据送到P0口再显示，其实并不是这么容易的，要把它要

54、显示的数据放到显示缓冲区，再将数据送到P0口，还要将位选通送给P2口，进行动态显示，否则，显示就不对了。又比如为了降低误报率，系统采用了多次采集、多次判断的方法。每次数据采集后根据得到的数据对现场情况进行判断，然后综合多次判断结果做出最终判断。 两周的课程设计，让我难忘的莫过于这最辛苦的程序设计，这些东西如果没有一定的耐心和清晰的思路还真是棘手，这次的课程设计就是要我们打破理论和实践之间的间隔，跨过理论和实践之间的鸿沟，或许是我们学习生涯中的又一次飞跃我觉得单片机课程设计是一个不错的课程，或者说是一个必须的环节它可以培养我们的动手能力，可以激发我们学生的学习兴趣，也可以使我们掌握基本的理论知识

55、，运用基本知识，训练基本技能，增强实践能力。这次课程设计虽然很辛苦，但我却乐在其中。致 谢 本论文设计在刘老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择到具体的写作过程，论文初稿与定稿无不凝聚着刘老师的心血和汗水，在我的毕业设计期间，刘老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议，刘老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度使我深受感动，没有这样的帮助和关怀和熏陶，我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向刘老师表示深深的感谢和崇高的敬意！ 我还要感谢在我参与设计期间，长沙航空职业技术学院的其他辅导老师，他们在此期间给了我很多无私的帮助，对我完成论文起了重要的作用。感谢学习期间的同窗好友以及我的朋友，他们在我的学习期间给予了我无私的帮助和支持。此外，我要特别感谢我的父母和家人，他们是我工作后能继续学习深造的动力和支持者，是我精神上的支柱。最后，向所有关心、帮助和支持我的老师、同学和朋友们表示最衷心的感谢！参考文献1林钢.常用电子元器件.机械工业出版社.第一版.2004年2曾建唐.电工电子基础实践教程.机械工业出版社.2002年3康光华.电子技术基础.高教育出版社.第四版.1999年4王俊峰.现代传感器应用技术.机械工业出版社.第一版.2007年5殷淑英.传感器应用技术.冶金工行业出版社.第一版.2008年7伍季松.电子实训与产品制作.北