光电子设计报告

课程设计报告

课程名称：光电子技术课程设计

设计题目：基于单片机的声光报警系统的设计

专业：电子科学与技术

班级：电科121

姓名：曹梦姣

学号: 1210705101

起止日期: 2015.6.8 - 2015.6.19 指导教师:王如刚

摘要

火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。随着现代社会的不断发展，现代家庭用火、用电量正在逐年增加，火灾发生的频率越来越高，火灾不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接或间接危害生命，给人们的心灵造成极大的危害。每年都有许多人被火灾夺去生命。由于人们的疏忽而发生的火灾与爆炸，不仅造成人员的大量伤亡，还承受着严重的经济损失。正是由于火灾的巨大危害，报警器才得以应运而生，报警器在火灾报警方面发挥人类本身无可比拟的优势，而声光报警器更是其中的佼佼者。声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。防爆声光报警器适用于安装在含有ⅡC级T6温度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光报警信号，完成报警目的。

关键词：光电传感器、数码管、报警器

目录

1、设计要求 (4)

2、设计方案 (4)

3、元器件简介 (4)

3.1、单片机STC89C52简介 (4)

3.2、温度传感器DS18B20 (6)

3.3、红外接收头HS0038B (7)

3.4、数码管 (8)

4、设计电路及原理 (9)

4.1、温度接收模块 (9)

4.2、红外发射模块 (9)

4.3、红外接收模块 (10)

4.4、数码管显示模块 (11)

4.5、蜂鸣器报警模块 (11)

4.6、LED报警模块 (12)

参考文献 (13)

设计总结 (13)

附录 (13)

1、设计要求

1）包括电信号转化成数字信号系统，数字显示系统，报警系统2）测量系统的性能特点等

3）利用光电传感器进行信号的采集及控制。

2、设计方案

本设计通过温度传感器DS18B20进行数据采集，采集到的信号经过单片机（STC89C52）处理及进行信号调制后，经红外发射管将将信号发出，再由红外接收头HS0038B接收红外信号。当温度超过某一特定温度时，经单片机处理最终来实现声光报警系统的功能。

红外发送编码参考了nec协议并稍作修改。定义了起始码为9ms低电平和

4ms的高电平。低电平‘0’定义为1ms的低电平和1ms的高电平，高电平‘1’定义为1ms的低电平和3ms的高电平。38k载波采用定时器0的8位自动重装模式，初值0xf4。在设计过程中，使用示波器测量发送接收的波形，基本一样，没有误差。收发有效距离为1米，超过1米数据显示错误，本方案还有很大的提高空间。

3、元器件简介

3.1、单片机STC89C52简介

图3-1 单片机引脚

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位

CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2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。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

·标准MCS-51内核和指令系统

·片内8kROM(可扩充64kB外部存储器)

· 32个双向I/O口

· 256x8bit内部RAM(可扩充64kB外部存储器)

· 3个16位可编程定时/计数器

·时钟频率3.5-12/24/33MHz

·向上或向下定时计数器·改进型快速编程脉冲算法

· 6个中断源

· 5.0V工作电压

·全双工串行通信口

·布尔处理器

—帧错误侦测

· 4层优先级中断结构

—自动地址识别

·兼容TTL和CMOS逻辑电平

·空闲和掉电节省模式

· PDIP(40)和PLCC(44)封装形式

3.2、温度传感器DS18B20

DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢

封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

1: 技术性能描述

①、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。

② 、测温范围－55℃～+125℃，固有测温误差（注意，不是分辨率，这里之前是错误的）1℃。

③、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。

④、工作电源: 3.0~5.5V/DC （可以数据线寄生电源）

⑤ 、在使用中不需要任何外围元件

⑥、测量结果以9~12位数字量方式串行传送

⑦ 、不锈钢保护管直径Φ6

⑧ 、适用于DN15~25, DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温

⑨、标准安装螺纹M10X1, M12X1.5, G1/2”任选