基于STC89C51单片机的防盗报警器设计

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　　摘 要 在我们的日常生活中，安全隐患随时都可能发生。而安全隐患的发生，具有突发性，难以预测性，它的发生有时候可能给我们带来毁灭性的打击，甚至造成生命和财产的损失。正因为此，才有了安防行业的出现，人们才会采取各种途径、采用各种设备和工具预防我们身边安全事故的发生。因此，为了更好地提高我们的防范措施，对防盗报警器的研究便有了更重要的意义。
　　关键词 单片机 防盗系统 报警系统
　　中图分类号：TP368 文献标识码：A
　　本设计采用STC89C51RC单片机为核心，热释电红外传感器为检测元件，由一位共阳数码管组成的显示电路，蜂鸣器与LED组成的声光报警部件，软件运用C语言编程。通过热释电红外传感器感应到入侵者的红外热辐射，并将其转换成超低频信号，经电路放大、输出，从而完成报警任务。检测器通过利用红外人体检测探头，检测预设范围内的情况，一旦发现危险便立即向单片机发出信号，经过单片机处理后，由数码管显示，并在同时控制蜂鸣器和LED，发出声光报警。该设计具有误报率较低、安装和配置容易、成本低、能量消耗少、使用非常方便的特点，可以应用于多种防盗场合，实用价值强，市场前景良好。
　　1系统的硬件电路设计
　　在STC89C51单片机中，最小系统能使单片机始终处于正常的运行状态，包括单片机在内以及其所必要的电源、时钟、复位等各部件。而电源、时钟等电路则是单片机正常运行的必备条件，可以将最小系统视为应用系统的核心部分，若想使单片机完成较复杂的功能，可以通过对其進行存储器扩展、A/D扩展等操作来完成。
　　在人体感应模块的电路设计中，通过利用三极管的放大原理，把信号放大，来驱动信号传递给单片机。在传感器方面我们采用PIR-D203S，这属于被动红外传感器的一种，它主要由锆钛酸铅系陶瓷及其他对红外敏感的材料制成。我们通常使用两个微感应原件反极性相接抑制自生引起的干扰。当这些材料受到红外辐射时候，由于其材料对红外线波长的光子有着较高的吸收峰值。由于光子会激发电子向高能态跃迁，不同原子对其电子的束缚能力改变，由于部分材料不具备这种吸收光子效应，使得电子有宏观的移动。这种微小电子定性移动会激发微弱的电信号，在经过场效应管放大后输出传感器就成为可以直接使用的电信号。由于传感器外有菲涅尔透镜，它对光有着特殊的折射方式，会在传感器上有着不同强度的聚焦，而且光强度差别较大。这样，当传感器前方红外辐射源移动时，传感器会接收到脉冲式的辐射，产生脉冲信号，这样就会在TX0001电路中的到反馈和进一步的放大，以把这种脉冲信息输出。具体的工作原理是：首先通过采用TX0001感应电路，对人体发出的红外线进行感应，而后以电信号的形式传出。TX0001电路的优势在于，它具有很好的兼容性，价格便宜，适合大规使用和广范围适用。它的快速反应，很好的用于各个及时电路中，我们用它的这点性质可以为整个传感器提供快速反应的功能。芯片TX0001具有高阻抗的放大器，有效的抑制一些低红外辐射的干扰。
　　在设计中的报警电路中，其工作原理是在布放情况下探测到有人体信号时，蜂鸣器与LED接收到指令产生声光报警，直到按下撤防键后报警停止。通过与单片机P1.3引脚相连来实现控制，三极管起到开关电路的作用，既实现了电流的放大，而且还保护了单片机。三极管发射极的导通与否，取决于基极此时的电平高低，低电平则导通、高电平则截止。
　　在设计的数码管显示电路中，显示电路由一位共阳数码管显示，数码管每段的高低电平由单片机控制，并由此实现数码管的显示。常用的七段显示器的结构，通过把发光二极管的阳极全部连在一起，组成共阳极显示器，而共阴极显示器则是异曲同工，把所有阴极连在一起所组成的。一位显示器是由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管a-g分别控制七个笔画（段）的明暗，剩下的第八个则控制一个小数点的亮暗，对于这种笔画式的七段显示器来说，优点是控制简单、使用方便，但不足的是能显示的字符较少，字符的开头有些失真，略有瑕疵。
　　2系统的软件设计
　　本文利用KeilC51软件对系统的源程序进行编译，该软件同时拥有编程和仿真的功能，支持汇编语言、C语言、PLM语言等多种编程方式。本设计则主要是使用C语言编译程序，其系统工作过程为当报警器接入电源后，各芯片和传感器开始工作，进入初始化。初始化结束后，此时单片机对接收到的信号进行检测，无信号输入时则重复检测过程，若有信号输入则进入下一步对信号进行判断。先判断是否为布防信号，若是则执行布防程序，若不是则进行是否为撤防信号的判断。如果是撤防信号则执行撤防程序，如果不是则立刻启动报警电路进行声光报警。在报警系统启动时，若我们按下撤防键，系统会停止报警并回到布防前且警报停止，如果没有，在设定的延迟时间内会持续进行声光报警。
　　3系统调试与测试
　　通过采用循序渐进寻找发现问题的方式以及分部分分模块调试的方法对电路的进行检查调试和修改。在完成制作焊接后，对实物进行如下的检查和测试：
　　（1）电路组装、焊接和检查，先对电路原理图检查一遍，无误后方可焊接。
　　（2）电路中使用到的元器件多样且种类复杂，所以要做好提前量，多备一些备用元件，以防焊坏元件阻碍进度的情况发生。焊接的时候要根据电路图，焊接在设计好的位置，要小心仔细防止虚焊，避免电路出现电气故障。
　　（3）对各个模块进行分开测试。测试顺序为：人体红外感应模块、电路模块、数码管显示模块及声光报警模块。
　　调试后，我们对系统进行了测试，结果显示系统的精确性较高，能够满足设计的要求，达到了预先的目的。
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