红外报警实验报告

西安邮电大学

实验报告

课程名称：光电系统嵌入式开发与应用实验

院系名称：电子工程学院光电子技术系

学生姓名：郭欣（27）

专业名称：光电信息科学与工程

班级：光电1308

指导教师：余娟

时间：2015年月日至2015年月日

实验三：红外报警系统

一、实验目的

1、了解发光二极管的具体应用；

2、练习自拟简单的光电系统试验；

3、了解主动式和被动式光电报警系统设计原理；

4、利用单片机进行数据采集与分析并进行声音和光报警。

二、实验器材

1、51开发板一套；

2、TSAL6200为红外发光二极管；

3、HS0038B红外一体化接收头。

三、实验原理

1、主动式红外报警

主动红外入侵报警器是由发射部分和接收部分组成，发射部分是由发光源、光源驱动组成；接收部分是由光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。

工作思路为：由接收部分中的红外光电传感器把光信号转换成电信号，经过电路处理后传给报是一种红外线光束遮挡型报警器，发射部分中的红外发光二极管在驱动的激发下，发出一束经过调制的红外光束(此光束的波长约在0.8～0.95微米之间)，经过防范区到达接收部分，构成了一条警戒线。正常情况下，接收部分收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收部分收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。

2、应用器件介绍

发射部分和接收部分均采用单片机进行控制，红外发射和接收采用与红外遥控相同的红外发射接器件。发射部分主要器件为TSAL6200，接收部分主要器件为HS0038B。

（1）TSAL6200为红外发射二极管，波长为940nm。

（2）HS0038B为一红外一体化接收头，其内部接收红外信号频率为38kHz，周期约26μs，它同时对信号进行放大、检波、整形得到TTL 电平的编码信号，再送给单片机。管教图如下

四、实验步骤

（一）整体思路

1.无障碍物，不报警；

2.出现障碍物，报警；

3.障碍物离开，停止报警；

4.系统上电时有障碍物，应不报警，障碍物离开后应能正常工作；

5.发射部分未上电，不报警，上电后应能正常工作。

单片机平台

红外

发射电路

红外

接收电路

单片机平台报警装置

红外接收装置

红外发射装置

红外发射装置：由单片机控制部分和红外发射电路组成，红外发射电路以红外发光二极管为核心。通过单片机控制红外发射电路是否发射红外信号，以及发射什么样的信号。

红外接收装置：由单片机控制部分和红外接收电路组成。红外接收电路以红外一体化接收头（HS0038）为核心，实现红外光信号到电信号的转换。单片机部分实现红外信号的有无判断，以确定是否需要报警。

（二）硬件设计：

1. 发射电路：

其发射电路有多种设计方案，最简单就是就是通过单片机一IO口直接控制二极管一端，二极管另一端接地或者接电源，为了保护二极管，一般会串一个阻值较小的电阻。二极管一般有标定的工作电流，最好是设计的电路和二极管的工作电流一致。当然也可以让二极管工作在某些工作电流下以适应不同的工作距离。如图（左）1管脚接单片机某一IO口，2脚接电源VCC。

发射电路接收电路

2.接收电路：

Hs0038b可以直接和单片机相连，hs0038b的电源和地直接和单片机的电源和地相连，OUT连接单片机某一IO管脚。参考电路如上图（右）：

3.报警部分

报警电路以蜂鸣器为核心，电路如下：

4.硬件连接图

P3.6

P3.2(INT0）

P1.5

发射端单片机

红外发射电路 接收端单片机GND VO VCC

报警电路

HS0038

（三）软件设计：

1.软件思想

该系统软硬件设计主要遵循nec 编码协议。该协议主要部分介绍如下： 头码： 9ms 高电平 + 4.5ms 低电平 码0： 0.56ms 高电平 + 0.56ms 低电平 码1： 0.56ms 高电平 + 1.68ms 低电平 结束位: 0.56ms 高电平

发码顺序为先发低位再发高位

单键码 ：头码 + 16位系统码 + 8位数据码 + 8位数据码反码 连续键码（发简码）：9ms 高电平 + 2.25ms 低电平 + 结束位 简码重复周期：108ms

引导码 + 系统码（16位）+ 数据码（8位）+ 数据码反码（8位）+ 结束码

引导码由一个9ms 的载波波形和4.5ms 的关断时间构成

地址碼共16bit,低8位在前，高8位在后

8bit命令碼及其反碼

编码采用脉冲位置调制方式（PPM），利用脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。

重复发送，如果第一次指令传输結束后，还检测到该按键仍然按着，則每隔108ms 重复发送一次，但代码变了，如下：

载波频率为38KHz，占空比可以是1/3、1/4或者1/5,如下图：完整波形：

2.发射部分

红外报警发射流程图

3.接收程序

红外报警接收流程图

4.添加计数功能

每当报警一次，液晶显示器就显示一次，一直记录报警的次数，程序如下：

while(1)

{

if(TF0==1)

{

sum++;

}

while(TF0==1)

{

Beep= 1;

DelayMs(5);