基于单片机的红外防盗报警毕业论文

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1、毕业设计（论文）报告题 目 基于单片机的红外防盗报警 系统设计 系 别 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2013年 4 月无锡科技职业学院毕业设计（论文） 基于单片机的红外防盗报警系统设计基于单片机的红外防盗报警系统设计摘要：本文主要研究了目前主流的彩色液晶显示器件的构造及工作原理，并以此为基础，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。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

2、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。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AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。系统程序可以划分为以下几个模块： 数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数。关键词：单片机、红外传感器、数据采集、报警电路In

3、frared burglar alarm design controls which basedon the monolithicintegrated circuitAbstract：Along with societys unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin u

4、nceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to design.At present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the swit

5、ch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of securi

6、ty installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and thieves.Simultaneously its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification management.This design designs two parts includin

7、g the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, t the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmodules: The data acquisitio

8、n, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard function.Key Words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuiti目录前言1第1章 方案选择论证2 1.1单片机的选择21.2显示器工作原理及其选择21.3液晶显示和数码显示21.4 防盗报警选择传感器的选择3第2章 单片机系统的硬件设计42.1硬件系统总体设计42.2 AT89C

9、51芯片的介绍42.3 单片机复位设置52.4 8255A芯片介绍62.4.1 8255A的引脚和结构62.4.2 8255的工作方式62.4.3 8255的控制字82.5 AT89C51与8255的接口电路92.6 显示部分102.6.1七段显示译码器102.6.2 单片机与7448译码驱动器及LED的连接112.6.3外部地址锁存器12第3章 检测信号放大电路设计143.1红外线探测信号放大电路设计143.2光电耦合器驱动接口153.3集成电路运算放大器173.4 精密多功能运算放大器INA105173.5 低功耗、双运算放大器LM35819第4章 电源设计214.1 单片机系统电源214

10、.2检测部分电源21第5章 软件设计225.1 主程序设计225.2 核对子程序设计225.3 中断子程序设计235.4 读数子程序设计245.5 程序设计说明245.6 程序清单25致谢30参考文献31原理图32iii前言单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好

11、的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。 通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点。当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警3

12、。周界报警系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全。第1章 方案选择论证1.1单片机的选择本设计采用低功耗，高性能的89C51单片机,北京集成电路设计中心推出的BIATu89C51的单片机。是一种低功耗，高性能的含有4K字节快檫写可编程檫除只读存储器（EEPORM）的8位CMOS单片机，时钟频率高达24MHZ，与8031的指令系统和引脚完全兼容。芯片上的EEPROM允许在线（5V）电檫除，点写入或采用通用的非易失存储器对程序存储器重复编程。此外，BIATu89C51还支持由软件选择的二种掉电工作方式。非常适用于电池供电或其他要求低供耗场

13、合。由于芯片内的4程序存储器可在线或用编程器重复编程，受到了应用设计者的欢迎，并得到较为广泛的应用。1.2显示器工作原理及其选择点亮显示器有静态和动态两种方法。所谓静态显示就是当显示器显示某一个字符时，相应的发光二级管恒定地导通或截止，例如7段显示器a,b,c,d,e,f导通,g截止，显示0。这种显示方式每一位都需要有一个8位输出口控制，静态显示时，较小的电流可以得到较高的亮度且字符不闪烁，所以可以采用8255A的输出口直接驱动。在单片机串行口方式0应用中，也是采用静态显示方法。当显示器位数较少时采用静态显示的方法是适合的。当位数较多是，用静态显示所需I/O口太多，一般采用动态显示方法。所谓动

14、态显示就是一位一位地轮流点亮显示器各个位（扫描），对于显示器的每一位来说，每隔一段时间点亮一次。利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示，但必须保证扫描速度足够快，字符才不闪烁。显示的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示的位数不大于8位，则控制显示器公共位只需要一个I/O口（称为扫描口），控制显示器的各位所显示的字型也需一个8位口（称为段数据口），为了防止闪烁，显示的时间在12ms。1.3液晶显示和数码显示LED是一种离子注入型全固体半导体发光器件，它的电压低，正好与TTL电路匹配，发光效率高，寿命最长，是目前仪表数字显示的主体。

15、 LCD是低电压驱动，极微小功耗，与CMOS功耗电路可直接匹配，是LSI的孪生兄弟，此外其极薄的扁平结构立刻眼在极亮的环境光下使用，以及信息容量大，生产容易等等，都充分显示了它的优越性能。但是液晶显示一个最大的缺点，是工作温度范围较窄，特别是低湿范围不够，液晶显示器不宜施加直流电压，一般来说，使用液晶显示信息，需要液晶材料或器件，相应的驱动系统和控制系统三者统一。在本设计中只需要使用几个数字来表示被盗地点，用液晶显示就显得浪费了，而数码显示就简单便宜了。1.4 防盗报警选择传感器的选择目前，用于防盗报警的传感器,市场上大多为红外线或微波类产品，分为主动式和被动式二种。由于误报等原因本设计采用被

16、动式探头。它的工作原理比较简单：发射器按一定的频率发射出脉冲式的红外波束和微波，对方的接收器则按相同的频率接收红外波束或微波。当一发一收的频率经中心控制器判别一致时，表明波束行进的方向没有物体存在。反之，光束行进路径上有异物遮挡，光束被反射、散射，接收器接受的信号就会丢失，从而发出报警信号。 而本设计输入部分主要是各种各样的传感器。不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为，如人体的移动、物体的震动、玻璃的破碎和门窗的开关等，系统将所得的信号进行逻辑判断，发出警报。常用的传感器有对射红外探测器、磁控管（门磁）、震动开关、被动红外探测器（PIR）、双鉴探测器、烟感、温感探测头等。这些传感器不仅

17、可以对室内的门、窗、敞开的阳台、固定玻璃、保险箱等的异常情况进行监测，而且还能对家中的火警进行监测。在家中无人的情况下还具有探测有无物体移动的功能，以发现家中是否有偷窃等异常情况。这些器件有效地各施其则，为控制单元传送现场的资料，提供报警控制。本设计采用热释红外线传感器，通过探测人体特有的红外线来检测盗情。第2章 单片机系统的硬件设计2.1硬件系统总体设计硬件结构图如图2-1所示，主机选用89C51单片机，地址锁存器选用74LS373，数码显示部分选用共阴极数码管，放大器、扬声器及多点检测电路选用8255并行I/O口。由于8255每片3个口，每个有8个点，故每片8255可监测24个房间，若需要

18、，还可以增加8255的数量。 图2-1：系统结构硬件总图2.2 AT89C51芯片的介绍 AT89系列单片机（简称89系列单片机）是ATMEL公司的8位Flash单片机。这个系列单片机最吸引人的特点就是在片内含有Flash存储器，因此它有着十分广泛的用途，特别是在便携式和需要特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。89系列单片机是以8031核构成的，所以与8051系列单片机相互兼容。这个系列对于以8051为基础的系统来说，进行取代和构造十分容易。89系列单片机的内部结构与80C51相近，主要含有以下几个部件：l 8031CPU；l 振荡电路；l 总线控制部件；l 中断控制部件；l 片内Flas

19、h存储器；l 片内RAM；l 并行I/O接口；l 定时器；l 串行I/O接口； 图2-2：AT89C51引脚图2.3 单片机复位设置RST引脚是复位输入信号，高电平有效。在振荡器稳定工作时，在RST引脚施加两个机器周期（即24个晶振周期）以上的高电平，将器件复位。接口电路如图2-3所示。 图2-3：MAX708与89C51的接口电路图图2-3中的时钟复位电路现在用的是一块MAX708芯片，因为8255也需要复位，用该芯片可以使单片机和8255同时复位。所以,MAX708与AT89C51及8255的接口电路如2-31：所示。 图2-31：MAX708与89C51及8255A的接口电路图2.4 8

20、255A芯片介绍8255A是INTEL公司生产的可编程输入输出接口芯片，它具有3个8位的并行I/O口分别称为PA口、PB口、PC口又分为高4位口（PC7PC4）和低4位（PC3PC0），它们都可以通过软件编程来改变I/O口的工作方式。8255A可以与单片机直接接口。2.4.1 8255A的引脚和结构 8255A的引脚如图a所示。8255A的结构框图如图b所示。它由以下几个部分组成： a b 2.4.2 8255的工作方式8255有3中工作方式，即方式0、方式1、方式2，如图2-42所示。1、方式0（基本输入/输入方式）。这种方式不需要任何选通信号。两个8位端口（口A和口B）和两个4位端口（口C

21、）。A口、B口及C口的高4位和低4位都可以设定为输入或输出。作为输出口时，输出的数据都被锁存；作为输入口时，输入数据不锁存。在方式0时，各个端口的输入、输出可有16种不同的组合。2、方式1（选通输入/输出方式）。在这种方式下,A、B、C三个口分为两组：A组包括A口和C口的高4位，A口可由编程设定为输入口或输出口，若悬河C口的高4位用来作为输入/输出操作的控制和同步信号；B组包括B口和C口的低4位，B口同样由编程设定输入或输出口，C口的低4位用来作为输入/输出操作的控制和同步信号；任何一个端口都有可做为输入或输出；若只有一个端口工作于方式1，余下的13位，可以工作在方式0下；A口和B口的输入数据

22、输出数据都被锁 表2-3 8255A端口选择及功能A0 A1操 作0 00 11 00 00 11 01 1X X1 1X X0 1 00 1 00 1 01 0 01 0 01 0 01 0 0X X 10 1 01 1 0A口 数据总线B口 数据总线C口 数据总线数据总线 A口数据总线 B口数据总线 C口数据总线控制寄存器数据总线为三态非法状态数据总线为三态3、方式2（双向总线方式）。在这种方式下，A口为8位双向总线，C口的PC3PC7用来作为输入/输出的同步控制信号。在这种情况下，B口和C口的PC0PC2只能编程方式为0或方式1工作。B C APB7PB0控制控制PA7PA0B组A组方式

23、1 I/OI/ObB C APB7PB0控制控制PA7PA0I/OI/O双向A口控制方式2c 图2-42：8255的三种工作方式 A 方式0 b 方式1 c 方式22.4.3 8255的控制字8255有两种控制字，即控制A口、B口、C口的工作方式的方式控制字和控制C口各位置位/复位控制字，两种控制字写入的控制寄存器相同，只是用D7位来区分哪一种控制字。D7=1时为C口置位/复位控制字。两种控制字的格式和定义如下图所示: a b a方式选择控制字 b C口置/复位控制字2.5 AT89C51与8255的接口电路在89C51单片机上扩展一片8255A芯片，无需外加任何逻辑电路，其接口如图2-5所示

24、。图中8255A的PA口地址为7CH，PB口地址为7DH，PC口地址为7EH，控制字寄存器地址为7EH。这里8951单片机对8255采用了线性选址法。 图2-5：89C51与8255A的接口电路图2.6 显示部分在数字测量仪表和各种数字系统种，都需要将数字量直观地显示出来，一方供人们直观读取测量和运算的结果；另一方面用于监视数字系统的工作情况。因此数字显示是许多数字设备不可缺少的部分，本设计中发生盗情时要让主人知道具体发生在哪点，所以直观地用LED显示数字1、2、3、4，表示相对应的地点，很是一目了然。并且采用7448译码驱动,为软件提供了方便。2.6.1七段显示译码器数字显示通常由译码器、驱

25、动器和显示器等部分组成，如图2-6:所示。下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。数码显示器是用来显示数字、文字或符号的器件，现在已有各种不同类型的产品，广泛应用于各种数字设备中，目前数码显示器件正朝小型、低功耗、平面化方向发展。常用的LED显示器有七段，这种显示器有共阴极和共阳极两种。当某个发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应的段被显示。计数器译码器驱动器显 示 器脉冲信号KHZ图2-6： 数字显示电路组成框图图2-61表示七段数字显示器利用不同发光段组合，显示015等阿拉伯数字。在实际应用中，1015并不采用，而是两位数字显示器进行显示。a. 分段布置图 b.段组合图 c. 共阳

26、极 d.共阴极图2-61：七段数字显示发光段组合图2.6.2 单片机与7448译码驱动器及LED的连接现直接用7448译码驱动LED显示数字，直观明了，在软件方面也有优点。7448的输入接单片机一般I/O口，电阻起限压作用。单片机与7448译码驱动器及LED的接口电路如下所示。 图2-62 单片机与7448译码驱动器及LED的连接图2.6.3外部地址锁存器单片机中的16位地址，分为高8位（A15A8）和低8位（A70）。高8位由P2口输出，低8位由P0输出。而P0口同时又是数据输入/输出接口，故在传送时采用分时方式，先输出低8位地址，然后再传送数据。但是，在对外部存储器进行读/写操作时，地址必

27、须保持不变，这就需要适当的寄存器存放低8位地址，这个外接的寄存器就称为地址锁存器。在进行外部存储器扩展时，凡具有输入/输出控制的8位寄存器均可作为地址锁存器8。目前常用的地址锁存器芯片有：74LS273、74LS373、8282等,引脚图分别如2-63所示。引脚说明：l STB:数据输入锁存选通信号,高电平有效.当该信号为高电平时,外部数据选通到内部锁存器,负跳变时,数据锁存。l /OE：数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平时，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平时，输出线为高阻态。l D0D7：8位数据输入线。l Q0Q7：8位数据输出线。（a）74LS273 (b) 7

28、4LS373 (c)8282 图2-63：地址锁存器引脚图89C51单片机P0口与地址锁存器的连接方法如图2.631所示。图2.631中的b图为74LS373的引脚图，/OE为使能控制端，G为锁存控制信号。74HC373有三种工作状态：（1）当/OE为低电平，G为高电平时，输出状态和输入状态相同，即输出跟随输入。（2）当/OE为低电平，G由高电平变为低电平时，输入端数据锁入内部寄存器中，内部寄存器中的内容与输出端相同。当G保持低电平时，即输入端数据变化也不会影响输出端状态，从而实现了锁存功能。（3）当/OE为高电平时，锁存器缓冲三态门封闭，即三态门输出为高组态，输入端D0D7和输出端Q0Q7隔

29、离，则不能输出。(a)使用74LS273 (b)使用74LS373 (c)使用8282图2.631 89C51单片机P0口与地址锁存器的连接方法 第3章 检测信号放大电路设计3.1红外线探测信号放大电路设计红外线探测信号放大电路设计中红外线探测器能探测人体发出的红外线，当人进入报警器的监视区域内，即可发出报警声，适用于家庭、办公室、仓库、实验室等比较重要场合防盗报警。 该设计电路原理见图3-1。由红外线传感器、晶体三极管、运算放大器、电压比较器、V/I转换器等组成。图3-1：微弱信号放大电路(1) 检测部分：传感器采用带菲涅耳透镜的热释电红外线传感器。U2-热释电红外线传感器U3-低功耗双运算

30、放大电路LM358U4-电压比较器LM393U5-低漂移高增益运算放大器OP27U6-V/I转换器芯片INA105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U2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U3中进行高增益、低噪声放大，此时由U3的7脚输出的信号已足够强。U3作电压比较器，它的第脚由R9、VD2提供基准电压，当U3的1脚输出的信号电压到达U3的5脚时，两个输入端的电压进行比较，此时U4的1脚由原来的高电平变为低电平。此时LM393的1脚输出的是一个方波信号，然后将之输入到一个V/I转换器INA105,它的输出将是一个4

31、20mA的电流信号，以便于远距离传输。U2采用进口器件Q74，波长为910um。U3采用运放LM358，具有高增益、低功耗。U4为双电压比较器LM393，低功耗、低失调电压。其中C2、C5一定要用漏电极小的钽电容，否则调试会受到影响。RP1是调整灵敏度的关键元件，应选用线性高精度密封型。制作时，在U2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。(2) 单片机系统部分检测信号入单片机接口图如图3-11所示。红外线探测放大电路与单片机的具体连接见附录总图。8255的每一个输入输出口都将接一个检测来的信号信号，也就是每一路输入都有一个检测

32、电路，它传过来的是一个420mA的电流信号，接一个250欧姆的电阻使其转换成1V5V的电压信号，此电路中只可能为1V和5V两种情况，再通过一个电压比较器LM393,当LM393（U7）的2脚为5V时，输出为高电平，光电耦合器导通，8255的输入口将为低电平（其余时刻为高电平），表示检测到有人。 图3-11检测信号与单片机接口图3.2光电耦合器驱动接口 晶体管输出型光电耦合器的受光器是光电晶体管。光电晶体管除了没有使用基极外跟普通晶体管一样，取代基极电流的是以光作为晶体管的输入。当电耦合器的发光二极管发光时，光电晶体管受光的影响在cb间和ce间有电流流过，这两个电流基本上受光的照度控制，常用ce

33、极间的电流作为输出电流，输出电流受Vce的电压影响很小，在Vce增加时，稍有增加。光电晶体管的集电极电流Ic与发光二极管的电流IF之比称为光电耦合器和电流传输比CTR。不同结构的光电耦合器的电流传输比相差很大。 晶体管输出型光电耦合器可做为开关运用,这时发光二极管和光电晶体管平常都处于关断状态。在发光二极管通过电流脉冲时，发光二极管在电流持续的时间内导通。光电耦合器也可做线性耦合器运用,在发光二极管上提供一个偏置电流,再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上,引起其亮度的变化,这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号。输出电流也就将随输入的信号电压线性变化。图3-2是使用4N25的

34、光电耦合器的接口电路图。4N25起到耦合脉冲信号和隔离单片机系统与输出部分的作用，使两部分的电流信号独立。输出部分的地线接机壳或接大地，而8031系统的电源地线浮空，不与交流电源的地线相接。这样可以避免输出部分电源变化对单片机电源的影响，减少系统所受的干扰,提高系统的可靠性。由于光电耦合器是电流输出型，不受输出端工作电压的影响，因此可用于不同电平的转换。 图3-2：光电耦合器4N25的接口电路光电耦合器常用于较远距离的信号隔离传送。一方面可以起到隔离两个系统地线作用，使两个系统的电源相互独立，消除地位不同所产生的影响。另一方面，光电耦合器的发光二极管是电流 驱动器件，可以形成电流环路的传送形式

35、。由于电流环电路是低阻抗电路，它对噪声的敏感度低，因此提高了通迅系统的抗干扰能力。3.3集成电路运算放大器集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多极直接耦合器放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，图3-31表示集成运放的内部电路组成框图。图3-32集成电路运算放大器代表符号。图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成，输出级一般由电压跟随放大器或互补

36、电压跟随器组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等。3.4 精密多功能运算放大器INA105INA105精密多功能运算放大器是集成运放与外围元件有机结合、并利用集成工艺与激光调阻技术相结合所形成的不同于常规集成运放的放大器件。利用这种新器件的不同组合连结，可以组成各种很有特色的精密应用电路。该器件核心部分是一个精密运算放大器，其失调电压典型值仅为50V，共模抑制比大大于86dB，失调电压漂移5V/。与常规集成运放不同的是，它在芯片上同时制作了四个电阻，分别连接运放的两个输入端，如图3.41所示

37、。这四个电阻通过激光调阻技术将它精确到25K。这样利用四个电阻的不同连接，就能组成很有特色的应用电路，而且一般无需再外接精密电阻。图3-31： 集成电路运放大器内部组成原理框图 图3-32：集成电路运算放大器代表符号 由于激光调阻值精度极高，用它组成增益为1的电压跟随器（缓冲器）时，其增益误差小于0.01%,非线性误差小于0.001%。该器件最大工作电压为18V,工作温度范围为070(后缀为P及U)及2585(后缀为M)。1、具有差动输入的电压电流变换器电路图3.42是具有差动输入的电压电流变换器电路.输入的差动电压分别为V1 、V2。输出的电流I0=（V1 V2）（1/25K+1/R）。式中

38、R为外接电阻，改变不同的R值可获得不同的I0值。2、精密420MA电流变送器电路图3.43是一种由010V变化的电压（由传感器经放大器输出的电压）经本电路转变为420mA的变换器电路。电路设计成在0V时为4mA电流，而在10V为20mA电流的电压-电流变换电路。其中REF为10V的基准电源。 图3-41：INA105精密多功能运算放大器电路 图 3-42：具有差动输入的电压电流变换器电路 图3-43：精密420MA电流变送器电路3.5 低功耗、双运算放大器LM3581、概述LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作

39、模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。引脚图如图3-5所示。 图3-5：LM358引脚图2、LM358的特性(1)内部频率补偿 (2)直流电压增益高(约100dB) (3)单位增益频带宽(约1MHz) (4)源电压范围宽：单电源(330V)；双电源(1.5一15V) (5)低功耗电流，适合于电池供电 (6)低输入偏流 (7)低输入失调电压和失调电流 (8)共模输入电压范围宽，包括接地 (9)差模输入电压范围宽，等于电源电压范围(10)输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V)第4章 电源设计4.1

40、单片机系统电源AT89C51的工作电源电压为5（10.2）V且典型值为5V。该装置采用912V直流电源供电，由T降压，全桥U整流，C6滤波，检测电路采用IC6 7806供电。本装置交直流两用，自动无间断转换，无后顾之忧。原理图如图4-1所示。 图4-1：单片机系统电源原理图 当交流停电时，打开主机背后的直流电源开关即可（要在主机的电池盒内按电池极性装好电池）。4.2检测部分电源 原理同单片机电源，如图4-2所示。 图4-2:检测电源原理简图第5章 软件设计5.1 主程序设计读A口状态左移1位至CC=1？8位检测完？读下一个口状态开T0，开中断3口检测完？初始化本设计是利用单片机对防盗报警系统进

41、行控制，系统要求能对16以上个点进行自动监测。利用8255A扩展I/O口，8255A有三个位并行口，程序对PA、PB和PC，依次进行循环检测。因8255A每个位并行口又有8个输入输出口，所以一片8255可扩展24个I/O口，程序对24个I/O口进行巡回监测。一旦有盗情，调用中断子程序发出报警信号。主程序流程图如图5-1所示。NYNYYN 图5-1:主程序流程图5.2 核对子程序设计当有盗情时，立即进行声光报警，并显示被盗地点。为防止误报警，当检测到某点有盗请时该系统应延时再进行检测一次，若确有盗情方可报警，并用数字指示出被盗地点。核对子程序的流程图如5-2所示。 开 始N保存第一次读数延时重读

42、相同口调用报警子程序 有警否？Y结 束 图5-2:核对子程序流程图5.3 中断子程序设计 （1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时这个半周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。定时时间为1s 报警蜂鸣声音为1KHZ=(1/(500us*2)。所以中断为500us，中断一次21H加1，直到256*500us，22H加1，到22H.3为1，即256*500us*8=1.024s。约1秒间隔会使LED反转一次，而蜂鸣则一秒鸣一次，得到“嘀.嘀.”的报

43、警声，同时LED闪烁，声光报警。 （2）利用89C51的内部定时器使其工作在计数模式MODE2下。 中断子程序流程图如图5-3所示。NYY21H加1C=1？22H.3=0？P2.0=1，CPL P2.1P2.0=022H加1中断返回INT0入口N 图5-3:中断子程序流程图5.4 读数子程序设计控制字送8255读入数据结束读过程入 口子程序返回读数子程序主要用来读入8255输入口的信息,并检测是否有报警信号。其流程图如图5-4所示。 图5-4：子程序流程图5.5 程序设计说明8255方式控制字为 10011011 bit7 1为置方式标志有效bit6，5 00为A口方式0，基本输入输出方式bi

44、t4 1为A口为输入方式bit3 1为C口上半部PC4PC7为输入方式bit2 0为B口方式0，基本输入输出方式bit1 1为B口为输入方式 bit0 1为C口下半部PC0PC3为输入方式 8255 片选端接P2.7，地址A0，A1接单片机A0，A1（P0.0，P0.1）A口地址为7FFCH （0111 1111 1111 1100）B口地址为7FFDH （0111 1111 1111 1101）C口地址为7FFEH （0111 1111 1111 1110）控制寄存器地址为7FFFH（0111 1111 1111 1111）T0选择定时方式2 控制字为 00000010 定时时间为500us

45、 报警蜂鸣声音为1KHZ=(1/(500us*2)定时常数TC=6 fosc=6MHZ TC=256-(6M*500us)/12=256-250=630H 为存放盗情地点数 124 21H22H 为控制LED闪烁 和间断蜂鸣声报警 原理：中断为500us，中断一次21H加1，直到256*500us，22H加1，到22H.3为1，即256*500us*8=1.024s。约1秒间隔会使LED反转一次，而蜂鸣则一秒鸣一次，得到“嘀.嘀.”的报警声，同时LED闪烁，声光报警。5.6 程序清单ORG 0000H ;程序起始地址 LJMP MAINORG 000BH ;中断INT0起始地址LJMP INT

46、T0ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#02H MOV TH0,#6MOVTL0,#6CLRTR0 ;关T0CLRET0 ;关T0中断CLREA ;关中断CLR P2.0 ;关LEDMOVA, #10011011节 ;送8255方式控制字MOV DPTR,#7FFFH ;控制寄存器地址MOVXDPTR,A MOV30H,#0MOV21H,#0MOV 22H,#0MOVP1, 30H ;显示00，无盗情CHECK:MOVDPTR,#7FFCHMOVR7, #3 ;PA,PB,PC,3个口CHECK1:MOVXA,DPTRMOVR0, #8 ;一次要检测8位MOVR4,#0 ;移位次数

47、MOVR1, A ;保存状态NEXT:INC R4 ;移位次数INC 30HMOVA, 30HDA A ;组合BCD码MOV30H,ACLRCMOVA, R1RLCA ;左移一位 CMOVR1,A ;保存移位后状态JCTURNONALARM ;为1 报警JMPGONEXTTURNONALARM:MOV A,R4MOV24H, A ;保存移位次数LCALLDELAY1 ;延时再检测MOVXA,DPTR ;重新读状态SHIFT:RLCADJNZR4,SHIFT ;检测JC ALARM ;仍然为1 报警MOVA,24HMOVR4,A ;不为1 重载移位次数JMPGONEXTALARM:MOV A，R

48、4MOV 24H，ASETBEA ;开中断SETBET0SETB TR0MOVP1，30H ;显示地点LCALL DELAY ;延时 可保证多个地点有盗情，每次有段时间显示GONEXT:DJNZR0,NEXT ;8位未完继续检测INCDPL ;地址加1，检测下一个口DJNZR7,CHECK1 ;3口未检测完MOV30H, #0JMPCHECK ;下一轮检测DELAY： ;延时MOVR2,#200DE1:MOVR3,#200DE2:DJNZR3,DE2DJNZR2,DE1RETDELAY1: ;延时1MOVR5,#40DE3:DJNZR5,DE3RETINTT0:INC 21HJNCGOCMPI

49、NC 22HGOCMP:JNB22H.3,REVERSAL ;约1秒CLRP2.0 ;关LEDRETI REVERSAL:SETBP2.0 ;开LEDCPLP2.1 ;取反，1KHZ频率RETI ;中断返回END致谢 首先要在这里感谢张春艳老师，本文是在她的悉心指导下完成的。张老师强烈的责任心，认真的治学态度，严谨的科学工作方法给我留下了深刻的印象，也始终感染和激励着我, 并且使我得到很多有益的启示。在此谨向张老师表达我真诚的谢意。要特别感谢本专业的师哥，从他们那里我学到了很多东西，得到了许多良好的建议。没有他们的帮助，我的课题存在很多的细节问题都将难以解决。另外，还要感谢我的班主任杨老师及其

50、他的老师在三年中为我们付出的辛勤劳动，感谢朝夕相处的室友。三年来我们互相帮助、共同学习、共同进步。在生活、学习的过程中，你们给予我的关怀和帮助让我永远难忘，这份友情将陪伴我走过今后的每一天。还有要衷心地感谢计算机系朋友张为强的帮助，还有大学里所有的老师、我的同班同学，在论文的完成过程中，得到了他们的大力协助，在此一并表示感谢。 最后，衷心感谢所有支持和帮助过我的老师、朋友以及我的家人。参考文献1李虎山,潘牟.防盗报警系统的设计与实现J.电子工程师.2002,28(4):462谭克俊,栾秀珍,房丽萍,范劲玻.基于单片机的数字视频监控系统键盘及报警控制卡设计J.电子技术.2004.7:80813鲁

51、青胶.新颖实用的红外探测防盗报警器J.电子技术.1994.2:78804鲁青胶.15路人体遥感无线防盗报警器J.电子技术.1995.3:33355吴英才,林华清.热释红外传感器在防盗系统中的应用J.传感技术2002.21(7):47486刘辉.智能小区防盗报警系统的可靠性设计J.电器时代.2002.7:74757蒸燕春.智能化住宅小区安防电子系统的常用手段J.现代电子技术.2002.9:39418雷旭,何万强.新型家用防盗报警系统J.现代电子技术.2003.4:82839郑长风,程光伟,郭军.一种基于探测无线报警监控系统J.现代电子技术.2003.4:848610于长军,张秀珍,杨向明,杨魁,

52、王辉.多路红外防盗报警器J.传感技术.1993年.增刊:343611张羲,李文元,丁润涛.基于CPLD防盗报警系统的设计J.电子测量技术.2004.3:202112任致程.智能经典电路300例M.北京.机械工业出版社,2002.813吴柄胜,王桂梅.8051单片机原理与应用M.北京:冶金工业出版社,2001.914周明德.微型计算机系统原理及应用M.北京.清华大学出版社,2001.115张俊谟,何立民.单片机中级教程M.北京.北京航天航空大学出版社，2000.616张毅刚,彭喜源,谭小昀,曲春波.MCS-51单片机应用设计M.哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社1997.817余载泉，李玉和.Prot

53、el实战演练M.北京.人民邮电出版社.2000.6原理图EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U1AT89C51D034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC014PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS6U28255OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19U574LS373VCC2RST7PF14RST8GND3MR1PFO5NC6D7C1B2A6LT3BI/RBO4RBI5a13b12c11d10e