基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器毕业设计论文.docx

1、基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器毕业设计论文SHAN DONG 毕业设计说明书多点室内外报警系统设计学 院： 电气与电子工程学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2011年6月基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器摘 要随着国民经济的飞速发展，人民整体生活水平的逐步提高，人们对其住宅的要求也越来越高，表现在不仅希望居室温馨、舒适，而且对其安全性、智能化方面也提出了更高的要求。安全防范技术是保护国家和人民利益与安全的重要手段，为有效防止偷盗事件的发生，必须有自己的安防系统，仅靠人防的保安方式已难以适应我们的需要，利用新技术、新科技的智能报警系统己成

2、为当前发展的趋势。本系统是基于AT89S52单片机控制的红外线防盗报警器，主要由红外线对射收发电路、热释电红外传感器、无线门磁传感器、单片机、显示电路以及声光报警电路组成。可通过发射电路发射的红外线被遮挡、门窗被打开等来控制报警系统报警，通过单片机控制报警电路的运行，并能同时进行声光报警，用红外线对射收发管、热释电红外传感器、无线门磁传感器进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰。系统可以探测到一定范围内的人的闯入，可以应用在安防范围比较确定的情况下。采用这种方法设计的防盗报警器具有成本廉价和探测效果好的优点，有着广阔的市场前景。关 键 词：单片机，红外线防盗报警器，

3、声光报警 AbstractWith the rapid development of the national economy and the gradual raising of peoples whole living standard, the requirements for a house have changed from only the living space to high-quality,mufti-function, safety, intelligence and so on. The technologies ofsecurity are important mea

4、ns to protect the benefit and safety of state and people.Inorder to prevent the events of steal efficiently, we have to own the security system of ourselves. The security mode only by people cant meet our requirement again; the intelligent alarm system depending on new science and technology has bee

5、n currently developmental trend.The system is a infra-red anti-theft alarm controled by single-chip AT89S52, including infra-red part of the launch, part of the infrared receiver, Pyroelectric infrared sensor,Wireless door magnetic, sensor microcontroller, as well as part of sound and light alarm.Th

6、e system will alarm when infrared ray has been blocked and the door or window has been opened, through the single-chip microcomputer to control the operation of alarm circuit, and at the same time sound and light alarm, with infrared transceiver test tube, Pyroelectric infrared sensor, Wireless door

7、 magnetic sensor. install hidden, can not easily be found; detection signal using pulse signal, energy-saving and anti-jamming. This system can detect a certain person within the scope of the intrusion, security can be applied to determine the scope of the case. Designed using this method of anti-th

8、eft alarm and detection in a cost-effectiveness of low-cost best advantages, has broad market prospects.KEY WORDS: Single chip microcomputer；Infrared anti-theft alarm; Sound and light第一章 引言1.1 课题研究目的和意义随着社会经济的发展和人们生活水平的不断提高，人们都迫切希望在一种安全而舒服的环境下生活，随着城市人口的急剧增加，人们的居住环境发生了根本变化。楼宇住宅向高层化、单元封闭式、住宅小区化发展。而经济的

9、飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出了增长趋势，人们越来越渴望有一个安全生活的空间，但是犯罪分子的作案手段越来越高明，他们甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种依靠安装防盗门窗、或者依靠人防的防范方式越来越不能满足人们日常安全防范的要求。所以人们迫切需要一种智能型的家居智能安全报警系统，能可靠的进行日常安全防范工作，及时发现各种盗情并通知户主，以便将盗情消灭在萌芽状态，这样人们便可安心工作，同时也保证了居民的生命财产不受损失。 室内的智能化报警系统的建设已成为当前的发展趋势，随着科学技术的不断进步，尖端科学技术的应用也越来越

10、普遍，国内外的先进技术，先进经验在各行各业中得到了广泛的应用，安全防范工作也不例外。于是有关家庭等处的安全防范和自动报警系统的开发研制日益被科研单位和生产厂家所重视，现在市场上也出现了各种名目繁多的报等装置，但大多由于可靠性较差、功能单一、造价高而难于普及。而随着电子通讯技术的飞速发展，单片机以其具有体积小、价格低、集成度高、性价比高等突出优点已在工业控制、智能仪表、数控机床、数据采集以及各种家用电器等方面得到了广泛应用。因此利用单片机和一些简单的外围器件来开发一种适合于家庭等重要场所的低价位、运行可靠的室内智能型安全防范报警系统，已经势在必行。系统通过前端的安全检测设备对室内出现的各种盗情进

11、行智能化报警，如发生入室盗窃等自动发出报警信息并通知户主。本课题尝试用AT89S52单片机设计一个利用红外线对射收发管、热释电红外传感器、无线门磁传感器的光电式多路智能报警器。当有不明物体经过某一发射器与接收器中间、门窗被非法打开、房间被非法闯入时，会有控制信号输入单片机，进而输出刺耳的报警声来引起相关人员的注意，同时利用显示器来显示不明物体的地理位置，这样很大程度上减少了搜索时间，从而提高了实效性。达到了信号接收灵敏度高，显示反映快，报警声音响的效果。希望在保证人们财产安全方面达到实用的效果。1.2 多点室内外报警系统的发展现状随着信息技术的普及和发展，尤其是在跨入新千年以后，红外技术得到了

12、迅猛的发展，红外线探测技术已经渗透到国民经济的各行各业和人们生活的方方面面，在安全防范方面，基于红外探测技术的红外入侵报警器又称为红外防盗报警器，作为一种新的技术，它已经越来越得到社会各界的重视和广泛的应用1。红外防盗报警技术是21世界人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，最早的非可见光束入侵物探测器，用发射机将一个编码信号馈送到一只IR LED中。此LED的输出聚焦成一束很窄的光束，并使其对准远距离仿制的接收机中的一只匹配的IR光敏探测器。整个系统的工作就是这样的：当光束到达接收机时接收机的输出就处于“关”的状态，但是如果光束被人，动物或其他的物品遮挡住时，接收机的输出就开启并触发外部报警

13、器或继电器。此系统是以针尖视线的原理来工作的，它可以被任何一个进入到发射机与接收机透镜之间瞄准直线上的大于针尖的物体所触发。因此，这种简单系统的弱点就是它可能被一只飞入光束或落在某一透镜上的苍蝇或飞蛾之类的昆虫所触，所以误报的可能性非常大，后来改用双光束系统，随后又出现了给予被动式红外传感器技术的被动式红外入侵报警器，被动式红外传感器技术是利用红外光敏期间将活动生物体发出的微量红外线转换成相应的电信号，并进行放大，处理，再利用电路输出报警信号，它能可靠的将运动着的生物体（人）和飘落的物体加以区别，同时它还具有监控范围大，隐蔽性好，抗干扰能力强和误报率低等特点。但上述两种类型的光电防盗报警器装置

14、都有很高的误报率，而多技术复合入侵报警器误报率则很低，除了双探测技术报警器产品外，目前三探测技术和四探测技术的复合报警器均有产品上市。例如英国的帕朗尼斯四探测技术报警器，它包括微波、红外、IFT及微波鉴控等技术。其本质是热释电红外-微波双探测技术的发展和完善。对于国外安防，通过研究国外美安防产业100年的发展历史，从报警方式来看，可以看出国外安防以前是以单有线报警、（电话线）报警、本地视频监控为主，现在变成了有线/无线双路报警、远程视频监控为主。可见国外安防技术发展之迅速及不断完善，其必将促进我国的安防技术的进一步发展。我国智能住宅安防系统相对国外来讲，是有较大差距的。我国的安防技术早在60年

15、代初就开始了，那时候由于形势所迫，博物馆、银行都自发地采用了各式各样的防范手段，这是我国技术防范的初级阶段。当时主要采用的手段是声控报警。罪犯撬玻璃的声音、砸展柜的声音传到了值班室。值班人员判断出罪犯在行窃，及时报告了领导和有关部门，组织保卫人员和警力将罪犯包围后将其擒获。进入90年代，人们注意到周界防范的重要性，要利用周边的围墙，铁栅栏等屏障建立周界防范，如果没有条件形成大周界也要利用建筑物的墙体、窗户、门建立小周界，因地制宜地选用探测器构成周界防线，将入侵者拒之于窗、门和建筑物之外。在防护区和禁区内采用3种以上不同探测原理的探测器构筑多道防线，与此同时防遮挡功能的探测器也问世了，促进了入侵

16、探测器技术的发展。目前全国的安全技术已经很先进了，基本和国际接上了轨。在现代计算机技术、自动控制技术和现代通信技术的支持下，安防系统也是一个很完善的计算机控制系统，防盗报警系统，电视监控系统，声音系统，门禁系统和巡更系统统一由一台计算机进行管理，标志着我国的安防事业进入了一个新阶段。在我国，以北京、深圳、上海、广州等较发达的城市为龙头在近几年内也形成了一股智能化住宅热。目前，公安部、建设部均要求智能住宅小区必须具有安防系统。大连市华乐一环海花园全部住宅均设计有国内一流的家居安防系统，家居安防系统包括四部分功能：幕帘式电子栅窗、智能门禁管理、紧急呼救和误报自解除功能。该系统采用独立的不间断电源供

17、电，当住户家居安防系统断电时，自检系统会自动向保安中心报警。保安中心计算机还会始终记录每一户住宅的家居安防系统是否处于设防状态，室内装有震动报警，报警控制器以MCU为核心，可以检测两个报警头输入信号，可以设置新密码，可以接收遥控器输入信号，可以实现声、光报警或把报警信号通过电话线送到110。系统中还配备了8A的充电电池，以保证在断电或电源被破坏时系统正常工作。可以预见，智能住宅、智能小区将成为21世纪建筑业的发展主流。特别是在我国，随着人们生活水平的日益提高，住宅小区是否智能化，安防系统是否完备、可靠将成为评价住宅小区的重要指标。第二章 总体设计原理及框图2.1 设计要求（1）、采用多种探测器

18、进行实时监控，当有盗情发生时，进行报警。（2）、采用液晶显示电路进行显示。（3）、室外检测距离不小于20m。（4）、室内检测距离不小于10m。（5）、具有一定的抗干扰能力。（6）、遥控设防、撤防。（7）、采用5V供电电源。2.2 总体设计原理综合考虑制作、功能、实现、造价等因素，本系统在设计中，主要采用了AT89S52单片机作为整个多点室内外报警器的控制系统。众所周知，单片机是目前应用较为广泛的控制元器件，其在工业控制、交通运输、家用电器、仪器仪表等多种领域取得了大量应用成果。因此在智能报警系统中，单片机的应用也有着它的独特之处。本设计除应用单片机作为控制芯片外，还运用了IBSS0001、PT

19、2262、PT2272、F05P、J05P、LF2038、X5045、NE555、LCD1602、DS1302、LM7805CT、RE200B等芯片组成了以下外围电路：（1）、震荡电路：提供所需的单片机时钟频率。（2）、复位电路：实现单片机的复位控制。（3）、报警电路：主要用于报警声、光提示。（4）、显示模块：主要用于显示时间及报警地点。（5）、时钟电路：主要用于报警主机的时钟显示。（6）、室外防盗检测电路：检测室外盗情。（7）、电源电路：为系统供电。（8）、遥控电路：进行设防、撤防。（9）、热释电传感器电路：检测室内的盗情。（10）、门磁传感器电路：检测门窗的盗情。在显示模块中，主要用到了L

20、CD1602作为液晶显示芯片。报警电路则由NE555构成的多谐振荡器、蜂鸣器、三极管、发光二极管及若干电阻电容组成。室外防盗检测电路，即红外对射收发电路部分，由NE555构成的多谐振荡器、红外发射二极管、LF2038红外一体化接收探头及若干电阻电容组成。复位电路采用X5045为记忆存储元件连同电阻、开关等来实现单片机的复位控制。电源电路采用LM7805CT来产生5V电压为系统供电。遥控电路采用PT2262、PT2272、F05P、J05P芯片构成发射接收电路进行对整个系统的设防、撤防。时钟电路采用DS1302来提供报警主机的时钟显示。热释电传感器电路由IBSS0001、RE200B及若干电阻电

21、容组成。AT89S52单片机模块主要用于响应盗情检测电路的信号和进行显示、报警程序控制，具体设计方案如下：首先，主要是从响应盗情检测电路获取控制信号，其次，在单片机中进行数据处理及其控制，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警。将显示数据输出到显示电路进行显示等。T89S52电路系统单片机P1口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3连接室外防盗检测电路，P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.3、P2.4接无线门磁接收电路，P0口、P2.0、P2.1、P2.2接显示电路，P2.5、P2.6、P2.7接时钟电路，XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）与晶振相连接，用于

22、单片机内部定时计数，以形成1秒周期方波脉冲信号；P3.0、P3.1、P3.4、P3.5、RST/VpD(9脚)接复位电路；P3.2引脚接遥控电路，P3.3连接热释电传感器，P3.7引脚与声光报警电路相连，输出高电平信号驱动报警。单片机的引脚分配如表2-1所示：表2-1 单片机引脚分配一览表单片机引脚连接说明P1.0、P1.1、P1.2、P1.3与室外防盗检测电路相连P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.3、P2.4无线门磁接收电路RST/VpD(9脚)、P3.0、P3.1、P3.4、P3.5复位电路P2.0、P2.1、P2.2、P0口显示电路P2.5、P2.6、P2.7接时钟电路P3.

23、7连接声光报警电路P3.2连接遥控电路P3.3连接热释电传感器XTAL1（19脚）、XTAL2（18脚）与晶体振荡器相连P1口的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3作为接收信号的输入口，上电后，红外线发射电路开始工作，发射出红外线（电信号转化为光信号），接收电路接收到红外线并转化为电信号输入单片机内。系统开始判断信号是高电平还是低电平，当为高电平时，显示电路显示时间，报警电路不报警；当低电平时，当只有其中一路的红外被挡住时，显示电路显示相应报警地点（第1路的红外被挡住显示1，第2路的红外被挡住显示2等），报警电路发出报警；当多路红外都被挡住时，显示电路显示各自对应的报警地点，报警电路发出报警

24、信号。只有当主人复位后系统恢复正常运行状态。同时系统会记住事件的发生时间，以便查询。P3口的P3.3连接热释电传感器，当有人进入热释电红外传感器探测范围时，传感器输出正向电压至单片机P3.3从而启动单片机按设定的程序工作。同时显示电路显示报警地点。同时系统会记住事件的发生时间，以便查询。P1.4、P1.5、P1.6、P1.7、P2.3、P2.4接无线门磁接收电路，当单片机接收到PT2272解码电路输出的高电平信号后判断是哪一路门磁发出的报警信号。同时显示电路显示报警地点。同时系统会记住事件的发生时间，以便查询。这样的设计使安装和调试工作可以并行进行，极大地缩短了总体设计和制造的时间。系统原理框

25、图如图2-1所示。由以上系统基本原理框架图可以看出，本系统的外围电路相对比较简单，功能的实现主要是从外部获取控制信号之后在单片机中进行数据处理，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示。所以本系统的单片机数据处理方面的程序相对比较复杂一些，所有的感应信号和显示数据的处理和输入控制都是在单片机中进行处理，这就要求在设计程序的时候要认真思考单片机存储空间的合理分配和管脚的分配问题。第三章 硬件电路设计3.1 单片机AT89S52系统AT89S52单片机是一种低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel

26、公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80S51产品指令和引脚完全兼容。片上的Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提高灵活、有效的解决方案2。3.1.1 AT89S52的性能以及功能1、主要性能3：（1）、与MCS-51单片机产品兼容。（2）、8K字节在系统可编程Flash存储器。（3）、1000次擦写周期。（4）、三级加密程序存储器。（5）、32个可编程I/O口线。（6）、三个16位定时器/计数器。（7）、八个中断源。（8）、全双工UART串行通道。（9）、全静态操作：03

27、3HZ。（10）、低功耗空闲和掉电模式。（11）、掉电后中断可唤醒。（12）、看门狗定时器。（13）、双数据指针。（14）、掉电标识符。2、功能：AT89S52具有以下功能：8K字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至静态逻辑操作，支持两种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3.1.2 AT

28、89S52的主要结构及引脚功能1. 单片机AT89S52的引脚如图3-1所示：图3-1 AT89S52引脚图2. 主要管脚功能介绍：1. 输入输出引脚（1）、P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节，需要外部上拉电阻。（2）、P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写

29、“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表3-1所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。表3-1 P1口的引脚及第二功能引脚号第二功能P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5MOSI（在系统编程用）P1.6MISO（在系统编程用）P1.7SCK（在系统编程用）

30、表3-2 P3口的引脚及第二功能引脚号第二功能P3.0RXD（串行输入）P3.1TXD（串行输出）P3.2（外部中断0）P3.3（外部中断1）P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1（定时器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）（3）、P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器使用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR）

31、时，P2口送出高8位地址。在这种应用中，P2使用很强的内部上拉发送1在使用8位地址（如MOVX R1）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在Flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和控制信号。（4）、P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，在Flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。如表3-2所示。2. 其他引脚（1）、VCC（40脚）：电源正极、为+5V。 GND（20脚）：电源负极。（2）、RST/VpD(9脚)：RST：复位输入。晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST脚输出96个晶振周期的高电平，特殊寄存器AUXR（地址8EH）上。（3）、（30脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE以晶振1/6的固定频率输出脉冲，可用作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需