红外线遥感距报警器学士学位毕业论文.doc

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1、学士学位毕业设计（论文） 红外线感距报警仪 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文） ，是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别 加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过 的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位 或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人 或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存

2、、使用毕业设计（论 文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和 电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并 提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其 它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论 文的部分或全部内容。 作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行 研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明

3、的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书指导教师评阅书 指导教师评价：指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优

4、良 中 及格 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格 5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、

5、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 指导教师：指导教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 评阅教师评阅书评阅教师评阅书 评阅教师评价：评阅教师评价： 一、论文（设计）质量一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）水平二、论文（设计）水平 1、

6、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 建议成绩：建议成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 评阅教师：评阅教师： （签名） 单位：单位： （盖章） 年年 月月 日日 摘要 I 教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）及教学系意见 摘要 II 教研室（或答辩小组）评价：教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良

7、 中 及格 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格 二、论文（设计）质量二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格 三、论文（设计）水平三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格 评定成

8、绩：评定成绩： 优优 良良 中中 及格及格 不及格不及格 （在所选等级前的内画“”） 教研室主任（或答辩小组组长）：教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年年 月月 日日 教学系意见：教学系意见： 系主任：系主任： （签名） 年年 月月 日日 摘要 III 摘要 本文介绍了一种基于 AT89C2051 单片机控制的红外线测距及报警系统，由 555 和反向器 cc4069 配合红外传感器有效组成了红外发射电路和红外对管接收电 路。本文主要阐述了红外线测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法。 该系统硬件结构简单、节能抗干扰，工作可靠,有良好灵敏度。 关键字：关键字：红外线 单片机 红外

9、发射接受对管 报警器 ABSTRACT IV ABSTRACT One kind of infrared sensor cooperating with opposite direction implement cc4069 owing to that infrared ray distance measurement and warning system that the AT89C2051 monolithic machine controls, from 555 the main body of a book has been introduced has an effect to ha

10、ve been composed of the infrared launch a circuit and infrared pair of tubes receiving circuit. The hardware circuit having set forth infrared ray distance measurement system mainly composes the main body of a book , operating principle and the software design method. This system the hardware struct

11、ure simplicity , energy conservation anti-interference , the fine sensitiveness working reliably , having fine sensitivenes. Keywords: Infrared ray Monolithic machine The infrared launch is accepted to Alarm 目录 V 目录 摘要I ABSTRACT.II 前言.IV 1 绪论1 1.1 选题背景及研究意义 1 1.2 研究步骤、方法 1 2 方案论证2 2.1 红外线探测原理 2 2.2

12、系统的工作原理 4 3 系统硬件电路的设计5 3.1 AT89C2051 单片机.5 3.3 声光报警电路.9 3.3 直流稳压电源12 4 系统软件设计13 4.1 主程序软件设计13 4.2 中断程序软件设计14 结论.16 参考文献.17 致谢.18 附录.19 前言 IV 前言 随着科技的迅猛发展越来越多科技成果被广泛的运用到人们的日常生活当中, 给我们的生活带来了诸多方便。本设计利用红外线特有的特性不能被肉眼察觉， 当人在一定的距离内报警起就回发出声音，这一设计为各种需要安全保障的设备 安上了一道电子锁。 红外线是位于可见光中的红色光外的光线，是一种人眼看不见的光线。但是 这种光和其

13、他任何光一样，也是一种客观存在的物质。红外线与可见光、紫外线、 X 射线、r 射线、和微波等无线电磁波构成无线连续的电磁波谱。在电磁波谱中， 通常将波长范围为 0.761000 微米的区域称为红外光谱区。他相对应的频率范围 大致在 4101431011HZ。红外线与可见光，无线电波一样，在真空中的传播速 度也是以光的速度（2.9971014cm/s）.在红外技术中，为了对不同的波长的红外 光线进行研究，一般将红外辐射分为四个区域：近红外（波长=0.763m）,中红 外（波长=36m），z 中远红外（波长=620m），远红外（波长 =201000m）。 本设计使用红外发光二极管获得红外光。在使用

14、红外发光二极管获得红外光 是相当简便。红外发光二极管是一种由 PN 结构成注入电流型发光器件，在加上合 适的正向偏置电压后，就可以发出一定的波长的红外光。在与接收光电极管，组 成发射，接收一体化的检测、报警电路。 1 1 绪论 1.1 选题背景及研究意义 1.1.1 选题背景 此设计的要点在于红外线信号的发射与接收部分，由于目在市场上常用的红 外线发射器件和接收器件都具有频率选择性，因此要想得到较好的传输距离和稳 定的性能，必须将驱动红外线发射管工作的振荡电路频率调整在红外发射器件的 工作频率附近，至于接收电路，没有像红外线通讯那样要精确地还原出发射端发 射的每一个数据，因此相对来说，要求可以

15、放宽一些，设计时可以通过低通滤波， 稳压整流等措施，将发射的红外线信号转变成用于控制的直流控制电压，可以理 解为：当有红外线信号收到时输出一个高电平信号，如果有人阻断了红外线信号， 单片机就会输出一个低电平信号，后续电路通过这个低电平信号启动报警。 1.1.2 研究意义 本设计是红外线测距，报警装置,该装置是集发射、接收一体的光耦合传感 和 80 系列单片机微处理器。采用红外线分时工作于发射和接收,首先由发射机发 射红外线，当这些射线被一定距离的物体反射或遮掩时，接收管接收不到发射的 红外线就会触发报警器发出报警声。这一设计可以用于需要安全保护的商场、酒 店、家庭等。 1.2 研究步骤、方法

16、第一：理论准备阶段，理解题目，研究题目所涉及到的内容，能够较好的掌 握有关题目的知识。 第二：确定系统各个模块，理清各个模块与单片机之间的关系。并开始进行 相关硬件电路的资料收集。 第三：规划课题，确定组成结构，提出大体系统框架并在结构框架的基础上 提出原理框图。 第四：完成硬件设计部分并画出各部分电路图，将系统部件通过接口电路集 合在一起，并画出电路图。 第五：根据系统控制过程完成软件设计部分，绘制出主流程图。 第六：硬件电路的生成，各部分软件与硬件的结合、调试。 第七：检查要求的控制目的，能够按照要求实现控制功能。整理论文。 2 2 方案论证 2.1 红外线探测原理 红外探测器的种类很多，

17、且不断有新的探测器涌现。按探测机理的物理效应 可以分为两大类：一类是器件的某些性能参数随入射的辐射的通量作用而引起温 度变化的热探测器；另一类是指入射到探测器上的红外辐射能，以光子的形式与 光电探测器材的束缚电子相互作用而释放出自由电子和自由空穴参与导电的器件。 光子探测器与热探测器的工作机理不同，主要区别在与对红外辐射的响应不同。 光子探测器是将入射的红外光子直接转换变为器件的传导电子或空穴，或同时转 换变为电子、空穴对，没有引起材料的发热的中间过程。 本设计属第二类，使用光电二极管把光信号转换成电信号。光电二极管基于 光伏特效应原理制作的光探测器。按照半导体 PN 结构和参杂的杂质浓度不同

18、，有 硅光电二极管、PIN 光电二极管等。常用的是硅光电二极管，本设计使用的也是 硅光电二极管。硅光电二极管有两种基本的结构：P+N 型结构和 N+P 结构。前者使 用 N 型单晶硅及硼扩散工艺，后者采用 P 型单晶硅及磷扩散工艺。 当入射光照 PN 结部位时，如果光子的能量禁带宽度能量 Eg时，光被吸收并 使电子由价带激发到导带，分别在导带和价带生成电子和空穴，并在耗尽 层内产生电子空穴对。由于电场得作用，电子和空穴分别向 N 侧和 P 侧移动，在 外电路获得反向电流，即形成光生电流。此外，P 层和 N 层中远离耗尽层区域中 产生的电空穴对，因自动复合而不产生电流。 当 PN 结上加上反向偏

19、压时，外加电场的方向与耗尽层里电场方向相同，外 加电场使势垒加强，就形成了能量带，此时当入射到 PN 结上的光子能量大于 Eg 条件下，光生电流就会随入射功率的变化呈线性变化，便把光信号转换成电流信 号。一般是在光电二极管上加上反向电压，即让光电二极管处于反偏的状态下， 在光电二极管处于这种情况下，它的反向电流将随光射的强度变化而变化，即返 乡电流将随红外光脉的作用而变化。 2.1.1 红外驱动原理 红外发光二极管是由 PN 结构成的注入电流型发光器件，按照对发光管的驱 动方式的不同，发光二极管的驱动方式分为直流驱动、交流电流驱动、和脉动电 流驱动。单个发光二级管常见驱动电路如图 1 所示，图

20、 1 由四个基本的发光二极 管驱动电路组成，由图可以看得出来单个二级管的驱动只要给定发光二极管一个 偏值电压就可以驱动。一般的要给发光二级管恒定的电流驱动才能保证它的稳定 的工作。 3 IRLED LED IRLED IRLED IRLED VT1 VT2 VT1 VT2 Rs GB R1 VDW Ec VT Rc GND R1 GNDGND （a）（b）（c）（d） 图图 1 1 单个发光二极管驱动电路单个发光二极管驱动电路 由图 1（a）可以看出其中 Rs 为限流电阻，改变 Rs 的阻值大小，使驱动红 外发光二级管的电流为最佳电流，从而使输出红外功率尽可能的大。限流电阻 Rs 的阻值大小可

21、由下式估算： Rs= （1） F Fc I UE 式中：E 为供电电源 GB 的电压;U 为红外发光二极管的正向压降；I 为红外发 CFF 光二极管的工作电流。 发光二极管的辐射强度随着工作电流 I 增大而加大。设计电路时，应使 I F 限定的在给定的电流范围内。I 的大小会影响管子的正向压降 U 。管型不同 FFF ，U 的值也不同。对于小功率的红外发光二极管，在 I =10mA 时，其 U 的值为 FFF 0.11.1V；对于大功率的红外发光二极管，在 I =500mA 时，U 的值为 FF 1.41.6V。而常见的可见光二极管，当 I =10mA 时，其正向的压降在 2V 左右。 F 由

22、图 1（b）所示的驱动的电路是由稳压二极管 VDW 和三极管 VT 组成的恒流源。 VDW 的类型可以根据所加电源的电压 E 的高低来选用。恒流源的电流可以按下式 C 估算： I = （mA） （2） F e beZ R UU 式中：U 为稳压二极管的稳压值；U为三极管发射 be 的电压，通常 U在 Zbebe 4 0.65V 左右；R 的为射极串联的阻值。e 若电源电压 E 较大，选用的驱动 R 的值应稍大些。小功率的稳压二极管的 C e 电流一般取 510mA。在图 1（c） ， （d）中是利用三极管的驱动。还可以用达林顿 型放大起来驱动红外发光二极管，因为人眼无法确认红外发光二极管是否工

23、作， 故在电路可以接上一个可以发可见光的二极管来提示电路的工作状态。有这样接 法的电路我们称为动作指示驱动电路。 2.2 系统的工作原理 系统的工作过程是由软件和硬件的配合完成。先由单片机驱动红外管发射红 外光，这些发射的红外光被光电二极管接收，转换为电信号。如果在这一过程中 有物体闯进设计所在的范围内，使得发射光线被挡住致使接收管没有接收到红外 信号，这时由单片机就会触发 555 定时器去驱动扬声器和 LED 发光二极管，使扬 声器发出一高一底的报警声，同时使得 LED 发光二极管不断的闪烁，从而达到声 与光同时报警的结果。系统设计框图如图 2 所示。 微处理器 89C2051 LED 显示

24、 红外线发射 红外线接收 报警声 5V 电源 图图 2 2 红外线探测系统组成框图红外线探测系统组成框图 5 3 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 硬件电路主要分为单片机系统、报警电路、红外线发射电路、红外线接收电 路、直流稳压电源等五部分组成。 3.1 AT89C2051 单片机 AT89C2051 是关国 ATMEE 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片 内含 2k bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和 128 bytes 的随机存 取数据存储器(RAM ),器件采用 ATMEE 公司的高密度、非易失性存储技术生产， 兼容标准 MCS-51 指令系统

25、，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元。图 3 为 AT89C2051 引脚图。 主要性能参数: 与 MCS-51 产品指令系统完全兼容 2k 字节可重擦写闪速存储器 1000 次擦写周期 2.7-6V 的工作电压范围 全静态操作:OHz-24MHz 两级加密程序存储器 128k8 字节内部 RAM 15 个可编程 I/0 口线 两个 16 位定时/计数器 6 个中断源 可编程串行 UART 通道 可直接驱动 LED 的输出端口 内置一个模拟比较器 低功耗空闲和掉电模式 AT89C2051 RST 1 VCC 20 P3.0 2 P1.7 19 P3.1 3 P1.6 18 X

26、T AL2 4 P1.5 17 XT AL1 5 P1.4 16 P3.2 6 P1.3 15 P3.3 7 P1.2 14 P3.4 8 P1.1 13 P3.5 9 P1.0 12 GN D 10 P3.7 11 图图 3 3 AT89C2051AT89C2051 单片机引脚单片机引脚 6 3.1.1 时钟电路 计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍的进行的，这个脉冲是 由单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是 CPU 在执行指令时所需 控制信号的时间顺序。为了保证各部件间的同步工作。单片机内部电路就在惟一 的时钟信号控制下严格的按时序进行工作。要给单片机提供时序要有相关

27、的硬件 电路，即振荡器和时钟电路。因此选择了内部时钟方式。利用芯片内部的振荡器， 然后在引脚 XTAL1 和 XTAL 两端跨接晶体或陶瓷谐振器，就构成了稳定的自激振荡 器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路如图 4 所示，图 5 表示了单片机的外部 时钟驱动电路。当外接晶振时，C1 和 C2 值通常选择石英晶体时:C1、 C2=30pF1 士 10pF，陶瓷滤波器:C1、 C2=40pF 士 10pF 左右。在实际连接中，为了减少寄生 电容，更好地保证振荡器稳定。可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单 片机芯片靠近。 XTA L2 XTA L1 GND C2 C1 图图 4 4 单片机的内

28、部振荡电路单片机的内部振荡电路 XTA L2 XTA L1 GND NC 入入入入入入 图图 5 5 外部时钟驱动电路外部时钟驱动电路 7 3.1.2 红外驱动芯片 cc4069 CC4069 是由六个 COS/MOS 反相器电路组成，此器件主要用作通用反相器，即 用于不需要中功率 TTL 驱动和逻辑电平转换的申路中。本设计应用它驱动红外接 受管。CC4069 有 14 引线多层陶瓷双列直插，熔封陶瓷双列直插,塑料双列直插和 陶瓷片状载体 4 种封装形式。图 6 所示为本设计应用的封装。 电压工作条件： 电源电压范围：3V15V 输入电压范围：OVVDD 工作作温度范围： M 类：-55 0C

29、125 0C E 类：-40 0C85 0C 极限值: 电源电压：-0.5V18V 输入电压：-0.5VDD+O.5V 输入电流：10m 储存温度：-650C1500C 引出端符号: 数据输入端：1A6A 正电源:VCC 地:VSS 数据输入端:1Y6Y 图图 6 6 CC4069CC4069 双列直插双列直插 1 1A 2 1Y 3 2A 4 2Y 5 3A 6 3Y 7 VSS 8 4Y 9 4A 10 5Y 11 5A 12 6Y 13 6A 14 VD D 8 CC4069 的逻符号：如图 7 图图 7 7 CC4069CC4069 的逻符号的逻符号 逻辑图：见图 8 图图 8 8 C

30、C4069CC4069 逻辑图逻辑图 逻辑表达式：Y= A 6Y6A 1A1Y4Y4A 3A3Y 2Y2A5A5Y 11 11 11 1A 2A 3A 4A 5A 6A 1Y 2Y 3Y 4Y 5Y 6Y 9 3.1.3 7805 稳压芯片 在众多的稳压芯片中 7805 是比较便宜，它的实际使用也电路也比较简单。它 的外围电路可以更加容易的实现设计。7805 可以根据设的要求调整电压的输出。 它的一般特性如下： 输出最大电流：100mA 可以输出可调电压：3.3V、5V、6V、8V、9V、12V、15V、18V、24V 如图 9 7805 常用电路 L7805 VinVout C2 0.1uF

31、 C1 033uF 图图 9 9 78057805 常用电路常用电路 3.3 声光报警电路 声光报警电路如图 10：555 定时器，扬声器，普通红色发光二极管等组成声 光报警电路。其中由 555 定时器组成一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端 5 脚与单片机 AT89C2051 的 P3.7 脚相连，受 P3.7 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲 信号控制。当 P3.7 为高电平时，控制电压 Uc 也较高，阀值电压 UT+=Uco 和 UT- =1/2Uco 也较高；当 P3.7 为低电平时，UT+和 UT-也较低。当 UT+较高时，电容 C9 充、放电的电压幅度较大，因而振荡频率较低。反之

32、，当 UT+较低时，电容 C9 充、 放电过程中电压变化幅度较小。充、放电过程完成得较快，故振荡频率较高。即 当 P3.7=1 时，555 输出脉冲的振荡频率较低；当 P3.7=0 时，555 输出脉冲的振荡 频率高。该输出脉冲经过隔直电容 C8 加到扬声器上，扬声器将交替发出高、低不 同的两种叫声。同时，P3.7 脚输出的高低电平间隔 1S 的脉冲信号经电阻 R8 加到 红色发光二极管 VD13 上，VD13 将闪烁发光，达到声、光同时报警的效果。 TRIG 2 DISCHG 7 R 4 CV olt 5 OU T 3 TH OLD 6 VCC 8 GND 1 U4 555 R8 470 R

33、910K R10100K V D13 C9 0.01uF C8 30uF RST P3.7 VCC 10 图图 1010 声光报警电路声光报警电路 3.2.1 多谐振荡器 555 如图 11：采用 555 构成多谐振荡器可以实现脉宽范围占空比可调节，并且电 路设计简单、成本低廉、占用面积小。在声光报警电路中，可以根据设计者需要 的报警时间间隔长短来选择电阻，电容的大小。基算法如下：接通电源后，电容 C 被充电，VC 上升，当 VC 上升到 2/3Vcc 时，触发器被复位，同时放电 BJT T 导 通，此时 Vo 为低电平，电容 C 通过 R2 和 T 放电，使 VC 下降。当 VC 下降到 1

34、/3Vcc 时，触发器又被置位，Vo 翻转为高电平。电容器 C 放电所需的时间为： （3）CRCR tpl 27 . 0ln2 2 当 C 放电结束时，T 截止，Vcc 将能过 R1，R2 向电容器充电，VC 由 1/3Vcc 上升到 Vcc 所需的时间为： （4）CRRCRRtPH217 . 0ln21 2 当 VC 上升到 2/3Vcc 时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得 到一个周期性的方波，其频率为： （5） 由于 555 内部的比较器的灵敏度较高，而且采用差分电路形式，它的振荡频 率受电源电压的温度变化的影响很小。 CRRtt f PLPH 221 43 . 1 1 11

35、 VO T 3 DISCHG 7 R 4 TRIG 2 CV olt 5 TH OLD 6 VCC 8 GND 1 555 VO R2 R1 0.01uF 0.01uF VCC VC 图图 1111 555555 基本应用电路基本应用电路 Vc PH t PL t V o 2/3vcc 1/3vcc 图图 1212 555555 的工作波形图的工作波形图 从图 12 555 的工作波形图，可看出占空比是固定不变的。为了调解的方便， 我把 R1 和 R2 都换成了电位器，就形成了占空比可调的电位器。以便于我们可以 随时调节报警声的间隔时间。 12 3.3 直流稳压电源 在电源部分，为了电源的统一

36、性和电路的可靠性，所有的芯片都选了 5V 电源。 小功率稳压电源的组成是应用电源变压器，整流，滤波和稳压电路等四部分组成。 电源部分的硬件接线图如图 13 所示。 由图 13 可知，为了硬件电路的的方便和成本，选择了 12V 的电源变压器。 220V 将交流电压经过变压器变压，再经过单项桥式整流桥变成脉动的直流电压。 由于此脉动的直流电压还含有较大的波纹，必须通过滤波电路加以滤除，从而得 到平滑的直流电压。为了保险，要在电源输入端加入保险丝，防止后续电路短路 造成烧坏电路。 T1 FUSE1 Vin 1 GND 3 +5V 2 U3 78L05 SW 220v入入 1 2 3 4 D1 C6

37、0.33uF C4470uF C7 1100uF + + C50.1uF vo+ vo- 图图 1313 直流稳压电源硬件电路直流稳压电源硬件电路 13 4 系统软件设计系统软件设计 系统软件部分包括主程序、中断子程序和其他子程序。主程序完成系统初始 化后。子程序主要是中断程序。在编程时要注意不同单片机之间的差别，本设计 应用的是 AT89C2051 它在编程时要知道它的一些约束条件，它含有 2KB 的 Flash 闪速程序存储器，指令系统与 MCS-51 完全兼容，可使用 MCS-51 指令系统对其进 行编程。但是在使用某些有关指令进行编程时，程序员须注意一些-事项，跳转或 分支有关的指令有

38、一定的空间约束，使目的地址能安全落在 AT89C2051 的 2kB 的 物里程序存储器空间内，程序员必须注意这一点。对于 2KB 存储器的 AT89C2051 来说，LJMP 7F0H 是一条有效指令，而 LJMP 900H 则为无效指令.还有就是分支 指令对于 LCALL, LJMP, ACALL, AJMP, SJMP, JMP A+DPTR 等指令，只要程序员 记住这些分支指令的目的地址在程序存储器大小的物理范围内(AT89C2051 程序地 址空间为:000H-7FFH 单元)，这些无条件分支指令就会正确执行，超出物理空间 的限制会出现不可预知的程序出错。例如，CJNE、DJNZ、J

39、B、JNB、JC、 JNC、JZ、JNZ 这些条件转移指令的使用与上述原则一样。同样，超出物理空间的 限制也会引起不可预知的程序出错。 还有 AT89C2051 是在擦除状态下(也即所有 单元内容均为 FFH 时)用 2K 字节的片内 PEROM 代码存储阵列进行封装微控制器， 其程序存储器是可反复编程的。代码存储阵列一次编程一个宇节，一但阵列被编 程，如需重新编程一非空，必须对整个存储器阵列进行电擦除。另外，AT89C2051 包含 128 字节的内部数据存储器，这样，AT89C2051 不支持外部数据存储器的访 问，也不支持外部程序存储器的执行，因此程序中不应有 MOVX指令。 另外，一般

40、的 80C51 汇编器即使在违反上述指令约束而在写入指令时仍对指 令进行汇编，用户应了解正在使用 AT89C2051 的微控制器的存储器物理空间和约 束范围，适当地调整所使用的指令寻址范围以适应 AT89C2051。AT89C2051 是在擦 除状态下，即所有单元内容均为 FFH 时。2KB 的片内 EPROM 代码存储阵列进行封 装微控制器，其程序存储器是可反复编程的。代码存储阵列一次编程一个字节。 一旦阵列被编程，如需重新编程，必须对整个存储器阵列进行电擦除。并非存储 区中所有的地址单元都被占用，未占用的地址单元亦不能使用，如果对其进行读 访问一般返回为随机数，写访问也不确定。这此单元是为

41、了以后利用这此未使用 的地址单元扩展新功能而设置，所以用户软件不要对它们写“1” ，在这种情况下， 新位的复位或不激活值总为“0” 。 4.1 主程序软件设计 主程序的设计要考虑到中断程序入口的设计，要在主程序中定义好各种变量。 主流程图如图 14 所示。 14 Y Y N 开始 系统初始化 有人闯入 等待时间 转报警程序 启动定时 时间到否 吗 图图 1414 主程序流程图主程序流程图 4.2 中断程序软件设计 中断程序设计的时候要注意中断现场的保护和恢复，中断的地优先级的设置， 中断允许位的设置，这些在主程序里面都要有定义，如果再主程序里面没有定义 好这些，那么以后的程序就不能按照设计者的

42、要求跳转到中断的位置，更不能够 去执行设计者设计的中断。主程序的初始化的编程在一个程序的执行过程中是相 当重要的一部分。该设计的中断不是太多，中断的入口也相应的比较少。其中断 程序流程图如图 15 所示。 15 P3.7 取反 恢复现场 保护现场 重设初值 中断返回 1s 到否 Y N 图图 1515 中断程序流程图中断程序流程图 结论 16 结论 系统测量范围较大,测量误差小,所用都是常规部件,具有较强的实用价值。另 外,由于其结构简单、体积小、抗干扰性能好,所以比较适用于保密物品的保案。 另外,如果要满足更高的精度要求,还须进行适当改进,例如可增加温度补偿单元; 增加红外线发射的角度，还可

43、以用较昂贵的发射、接受对管代替设计中的普通 LED。 如果要在感应方面有更大提高，可以用热释电红外传感器件代替本设计中的 普通对管，一般要在红外探头的外部添加一个干涉滤光片，因为热释电红外传感 器件辐射到的红外线与大气的红外线相结合。增加干涉滤光片以后就可以过滤掉 人体向外辐射的近红外在某些特殊场合的应用中,还要考虑的温度、电磁干扰以及 周围环境的条件。系统存在诸多不完善的地方，希望老师多提一些意见。 参考文献 17 参考文献 1陈永甫.红外线辐射及典型应用.北京：电子工业出版社.2004 2陈永甫.红外线探测及控制电路. 北京：人民邮电出版社.2004 3何立民.单片机应用技术选编（5）.北

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