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1、大庆石油学院应用技术学院毕业设计（论文）第一章 概 述1.1 报警器的设计思想随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况也变得日趋复杂，目前日趋严重的盗窃犯罪突出了低龄化、团体作案以及高素质犯罪等特点，人们的安全防范意识也随之不断增强。诸如家庭、学校、工厂、办公室等场所都应该健全自身的防盗系统。红外线报警器所采用的红外探测技术是检测物体自身发射的红外线的一种无源探测技术，具有极强的抗干扰能力，不产生辐射，隐蔽性好。红外探测器是红外探测技术的关键部件，可探测 0.10.05的温度，长波红外影像可穿透烟雾，分辨率高，空间分辨能力更可达 0.1 毫弧度。另外，红
2、外影像不受低空工作是地面和海面的多路径效应影响，具有多目标全景观察、追踪及目标识别能力，可整合微处理器实现对目标的热影像进行智慧型探测，具有良好的抗目标隐形能力。由于红外探测的这些特点就使得红外线报警器以其独特的优势被人们广泛应用于家居、商铺、办公室、工厂、仓库、银行、学校、医院等领域。本红外线报警器是由 AT89S52 单片机、KL-5D 型红外线探头开关、电子继电器、220V/15W 警示灯构成的单机报警系统，它具有精确的 24 小时制可调的电子时钟，智能化夜间报警，远程监视等功能，警示灯可以同时完成警报与闪灯，具有良好的报警效果。而且本系统便于安装和隐藏，反应灵敏、使用性强。其主要功能为
3、：1) 防盗：若有非法入室盗窃者，立刻现场报警，同时向外发送报警信号。 2) 防窃：若遭遇坏人入室抢劫，可即时发送报警信号。该报警系统的红外探头部分采用 KL-5D 型红外线探头开关，用 ATMEL 公司的AT89S51 单片机作为报警器的主控部分，220V/15W 红色警报灯作为报警部分，继电器驱动电路驱动 220V 警报灯工作。具体要求如下：由 AT89S51 单片机控制完成 24 小时制可调的电子时钟，用数码管显示小时与分，通过 P3 口的外设按扭完成时、分、秒的调节。在晚上八点到早上八点这段时间内检测是否有无非法入室盗窃者，若有立刻现场报警，同时向外发送报警信号；其余时间不报警。用单片
4、机的 P1.7 口接 KL-5D 型红外线探头开关，检测有无非法入侵者，若检测到信号 P1.7 口将由高电平变为低电平。用单片机的 P0.72口接继电器的驱动电路，若单片机的 P1.7 口检测到信号，则 P0.7 口会出现低电平驱动 220V/15W 警报灯报警。KL-5D 型红外线探头在没有检测到人体发出的红外线时，探头输出是高电平（即为+5V） ，但当红外探头探测到人体发出的红外线时，探头输出的电信号将由高电平变为低电平（即为 0） 。本红外线报警器最大的特点是既可以作为单机报警器，经过扩展后还可以完成多机报警；智能化夜间报警；可以远距离监视某场所；反应灵敏，抗干扰性强。还具有设计思想简单
5、，实用性强，价格低廉等特点，相信在不久的将来会被人们广泛应用在更为广阔的领域。第二章 元件简介2.1 AT89S51简介 1、AT89S51简介AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案
6、。2、主要特性 与MCS-51 兼容 4K字节的闪存记忆 支持1000次的存储擦除 4.05.5 V 工作电压 工作频率为33MHz、 具有双工UART串行通道、3 看门狗计时器、 、 双数据指示器 电源关闭标识 三态门记忆锁存功能 1288字节的RAM 32 位输入输出端口 2个16位的定时器/计数器 6个中断源 采用COMS设计，低功耗3、单片机管脚图图 2-1 单片机管脚图4、管脚说明：VCC： 供电电压。 GND： 接地。 4P0口： P0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
7、义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH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
8、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口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表所示： P3口管脚备选功能： P3.0
9、 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 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（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5间。 ALE/PROG： 当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此
10、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。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN： 外部程序存储器的选通信号。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。 /EA/VPP： 当/EA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
11、。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，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（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。5、振荡器特性 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 2.2 红外探头简介1、工作原理和性能、KL-5D
12、型红外线探头开关是根据人体红外光谱而工作，因为人体都有恒定的体温，一般在 37，所以会发出特定波长 10m 左右的红外线，这种被动式红外探头就是靠6探测人体发射的 10m 左右的红外线而工作的。当人体发射的 10m 左右的红外线，通过菲泥尔滤光片增强后，聚集到红外感应源上时，红外感应源所采用的热释电元件温度就会发生变化，失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 它的红外探头部分采用报警器用传感器和红外专用处理 IC。高频发射部分采用最新声表面（SAW）稳频技术，配合成熟的外围电路，使得产品具有红外探测灵敏度好、误报率低、高频发射频率稳定、发射功率大的特点。红外广角型探
13、头的防范区域是以其透镜始点，向前散发 110，长 8m 的圆锥形的探测区域，在这区域内，只要是热能动物在区域内活动，其散发的红外热能将被吸收。2、探头参数 报警时间： 3060s 报警音量： 100dB（可调） 红外控测范围： 距离 810m 角度 110 度*26 度3、技术参数1）红外部分 探测角度： 水平 110，垂直 26 探测距离： 中心 810m（环境温度 20） 开启时间： 1.5 秒2）高频部分 发射频率： 3150.2MHz 发射电流： 810mA 发射距离： 空阔地为 600m3）静态功耗 功耗： 55A（典型值）4、红外安装要求红外探头应尽量安装在室内的角落以取得最理想的
14、探测范围，而且其误报率与安装的位置有极大的关系。正确的安装位置应离地面 2.0-2.2m，远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方。其探测角度：水平 120，垂直 60，探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物。75、优缺点1）优点 本身不发任何类型的辐射 器件功耗很小 隐蔽性好 价格低廉2）缺点 容易受各种热源、光源干扰 被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收； 易受射频辐射的干扰 环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵2.3 继电器简介一、继电器结构原理继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回
15、路） ，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关” 。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器的种类较多：如电磁式继电器、舌簧式继电器、启动继电器、限时继电器、直流继电器、交流继电器等。但应用于电子电路的，用得最广泛的就是电磁式继电器了。1、电磁继电器的工作原理和特性 通常，电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的.只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁
16、就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸8合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点” ；处于接通状态的静触点称为“常闭触点” 。其实，电磁式继电器又可分为直流与交流两种。区分如下：凡是交流电磁继电器，其铁芯上都嵌有一个铜制的短路环.而直流继电器是没有的。2、热敏干簧继电器的工作原理和特性 热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。 3、固态继电器（SSR）的工作原理和特性 固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四
