红外光电报警系统
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三峡大学
2014届本科生毕业论文答辩
红外光电报警系统与技术研究
姓 专 名： 业：电子信息科学与技术
指导教师：
1
论文章节
绪论 总体设计方案 硬件电路设计
软件设计
2/20
硬件电路设计
总结
2
论文主要工作
第2章 第3章 第 4章 第5章
3/20
针对课题的要 求,初步确定 可行性的设计 方案。
明确红外线防 盗报警器的组 成部分（例如 电源电路、声 光报警电路、 红外线发射和 接受电路等） ，并分别完成 各部分的电路 设计。
21
最后
22/20
谢谢各位老师给与指导！
22
10/20
10
3.报警器的硬件电路设计
红外线接收电路
11/20
11
3.报警器的硬件电路设计
3.4声光报警电路
12/20
声光报警电路与单片机 P3.7口相连，当单片机的 P3.7口输出 一系列脉冲方波，开始驱动报警电路报警。声光报警部分主要由 NE555、三极管9014、蜂鸣器、发光二极管组成，当报警开始时， 发光二极管闪烁，蜂鸣器发出声响，声光并用，同时报警。
单片机控制 电路设计
主控 单片 机系 统控 制部 分电 路图
7/20
红外线发射 电路设计
主要 红外 功能 线发 负责 射部 红外 分电 线的 路图 发射
红外线接收
电路设计
主要 功能 负责 红外 线的 红外 线接 收部 分电
声光报警器百度文库电路设计
主要 声光 报警 器部 分电 路图
LED显示
部分
主要 功能 显示 哪一 路被 阻挡
全问题十分担忧。
4
1. 绪论
目的与内容
5/20
为了有效保护人们的财产安全不受不法分子所侵
害， 因此，设计一种区别于传统报警器应用范围窄、 安全性能不是很可靠的光电报警器系统。课题针对基 于红外二极管的光电报警系统，进行理论分析，并设 计出包括调制电源电路、红外发射电路、接收系统、 报警电路、LED显示电路等单元电路的整个系统。因 而可以大大提高小区的安全程度，有效保证了居民的
7
LED
显示 电路 图
芯片
的主 要结 构和 功能
功能
二极 管发 光蜂 鸣器 报警
路图
接收
3.硬件电路设计
3.1单片机电路系统
8/20
AT89S52单片机P1口P1.0、P1.1连接红外接收电路，P3.7引脚与声光报 警电路系统相连，输出方波脉冲信号驱动报警。 P2口外接显示电路， 引脚18、19与晶振相连接，用于单片机内部定时计数，以形成1秒周期 方波脉冲信号；引脚9接复位电路。另外系统复位电路也在此部分，设 有人工按钮。复位电路图如下
14/20
14
4.软件设计
报警器的软件部分模块图
系统的主流程部分
系统
的主 程序 流程 图 脉冲 信号 产生 程序 流程 图 中断 服务 程序
15/20
系统的主程序部分
系统 的主 程序
流程
图
15
5.系统调试
现在Keile51环境进行软件调试，再利用编程器将调试好的程序固 AT89S52单片机，并进行调试，当两路都被挡住时报警显示3如图
人身财产安全。
5
2. 总体设计方案
6/20
以单片机AT89S52系列为核心，采用红外线发射管和红外线接收 管为发射和接收装臵，由反相器芯片反相间接控制CPU工作。在 CPU程序运行以后控制输出口电平使得蜂鸣器与发光二极管组成 的声光报警电路以及LED显示相应阻挡位臵。
6
3. 硬件电路设计框架图 硬件电路部分模块图
12
3.报警器的硬件电路设计
3.5LED显示电路
13/20
LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件。在单片机 系统中通常使用的是七段LED显示器，这种显示器有共阴极和共阳极两 种，如图 3-4所示。共阴极 LED显示器的发光二极管的阴极接地，如图 3-7（a）所示，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共 阳极LED显示器的阳极接+5V电源
8
3.硬件电路设计
3.2红外发射电路设计
红外发射电路由红外线发射管组成将电信号 转换为光信号，当接通电源就会立即产生连续的 红外线。红外线发射电路如下图
9/20
9
3.报警器的硬件电路设计
3.3红外线接收电路设计
红外接收电路主要由红外线接收管和反相器组成，主要 功能是接收红外发射电路发射的红外线，并将接收到的光信 号（不可见光红外线）转换为电信号（高低电平），经过反 相器取反后再输入单片机P0口。接通电源后，正常情况能接 收到红外线，此时电流通过红外线接收管将高电平加到反相 器 CD4069 的输入端，经过反相器后为低电平输出管脚接到 P1.0、P1.1脚，P1.0、P1.1为低电平。若有人闯入被遮挡，红 外线被中断，红外线接收管因检测不到红外线而截至，反相 器输入端为低电平，反相后输出高电平。这时单片机系统判 断是哪一路的光线被挡，进入中断系统。红外线接收电路如 图所示。
16/20
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5.系统调试
当只有第二路被物体挡住时，报警同时显示2如图5-2
17/20
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5.系统调试
当只有一路被挡住时，报警同时显示1如图5-2
18/20
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5.系统调试
正常情况下没有被挡住，不报警显示0如图5-4
19/20
19
系统总电路图
20/20
20
总结
21/20
本人设计的课题是红外光电报警系统，通过对课 题的设计，大大提高了自己各方面的能力，例如对书 本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，自己的 动手能力，使自己用PROTEL99SE软件制作电路图更 加熟练，使自己从中也学到了好多东西，最后几个月 的毕业设计也是对我所学专业知识、技术、技能各方 面的一个总结。由于个人能力有限，因此毕业设计还 存在一些问题，也有很多不完善的地方。此次毕业设 计是我大学四年最难忘的一件事，也是给各位老师的 一个汇报，在以后的路上，我会更加充满信心向更深 处学习。 魏老师在我做论文的整个过程中给予充 分而细致的指导，在此表示感谢，同时感谢我们整个 毕业论文小组以及所有老师对我们的辛苦付出。
完成对红外 线防盗报警 器系统的软 件设计和程 序的编写， 并加以及调 试，发现其 中问题，及 时加以解决。
对整个系统 进行仿真调 试，并且对 实际应用中 可能出现的 问题的简单 解决办法。
3
1. 绪论
研究背景
4/20
近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞 速发展，人民的生活水平有了很大提高。同时，人们也 拥有了更多的物质财富，例如各种高档家电产品和贵重 物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越 多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷 盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安
13
4. 软件设计
报警器系统的软件设计
系统的软件设计，主要集中在单片机功能流程的设计 上，主要监视是否有人闯入，当系统红外线探测器部 分探测到红外线接收部分没有被中断，那么，系统确 定一起正常，报警控制器不会发出报警信号。当系统 红外线探测器部分探测到红外线接收部分被中断，这 时红外线报警系统确定有人闯入，通过传输系统将信 号送入报警控制器，从而发出报警信号。
2014届本科生毕业论文答辩
红外光电报警系统与技术研究
姓 专 名： 业：电子信息科学与技术
指导教师：
1
论文章节
绪论 总体设计方案 硬件电路设计
软件设计
2/20
硬件电路设计
总结
2
论文主要工作
第2章 第3章 第 4章 第5章
3/20
针对课题的要 求,初步确定 可行性的设计 方案。
明确红外线防 盗报警器的组 成部分（例如 电源电路、声 光报警电路、 红外线发射和 接受电路等） ，并分别完成 各部分的电路 设计。
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最后
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谢谢各位老师给与指导！
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3.报警器的硬件电路设计
红外线接收电路
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3.报警器的硬件电路设计
3.4声光报警电路
12/20
声光报警电路与单片机 P3.7口相连，当单片机的 P3.7口输出 一系列脉冲方波，开始驱动报警电路报警。声光报警部分主要由 NE555、三极管9014、蜂鸣器、发光二极管组成，当报警开始时， 发光二极管闪烁，蜂鸣器发出声响，声光并用，同时报警。
单片机控制 电路设计
主控 单片 机系 统控 制部 分电 路图
7/20
红外线发射 电路设计
主要 红外 功能 线发 负责 射部 红外 分电 线的 路图 发射
红外线接收
电路设计
主要 功能 负责 红外 线的 红外 线接 收部 分电
声光报警器百度文库电路设计
主要 声光 报警 器部 分电 路图
LED显示
部分
主要 功能 显示 哪一 路被 阻挡
全问题十分担忧。
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1. 绪论
目的与内容
5/20
为了有效保护人们的财产安全不受不法分子所侵
害， 因此，设计一种区别于传统报警器应用范围窄、 安全性能不是很可靠的光电报警器系统。课题针对基 于红外二极管的光电报警系统，进行理论分析，并设 计出包括调制电源电路、红外发射电路、接收系统、 报警电路、LED显示电路等单元电路的整个系统。因 而可以大大提高小区的安全程度，有效保证了居民的
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LED
显示 电路 图
芯片
的主 要结 构和 功能
功能
二极 管发 光蜂 鸣器 报警
路图
接收
3.硬件电路设计
3.1单片机电路系统
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AT89S52单片机P1口P1.0、P1.1连接红外接收电路，P3.7引脚与声光报 警电路系统相连，输出方波脉冲信号驱动报警。 P2口外接显示电路， 引脚18、19与晶振相连接，用于单片机内部定时计数，以形成1秒周期 方波脉冲信号；引脚9接复位电路。另外系统复位电路也在此部分，设 有人工按钮。复位电路图如下
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4.软件设计
报警器的软件部分模块图
系统的主流程部分
系统
的主 程序 流程 图 脉冲 信号 产生 程序 流程 图 中断 服务 程序
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系统的主程序部分
系统 的主 程序
流程
图
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5.系统调试
现在Keile51环境进行软件调试，再利用编程器将调试好的程序固 AT89S52单片机，并进行调试，当两路都被挡住时报警显示3如图
人身财产安全。
5
2. 总体设计方案
6/20
以单片机AT89S52系列为核心，采用红外线发射管和红外线接收 管为发射和接收装臵，由反相器芯片反相间接控制CPU工作。在 CPU程序运行以后控制输出口电平使得蜂鸣器与发光二极管组成 的声光报警电路以及LED显示相应阻挡位臵。
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3. 硬件电路设计框架图 硬件电路部分模块图
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3.报警器的硬件电路设计
3.5LED显示电路
13/20
LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器件。在单片机 系统中通常使用的是七段LED显示器，这种显示器有共阴极和共阳极两 种，如图 3-4所示。共阴极 LED显示器的发光二极管的阴极接地，如图 3-7（a）所示，当发光二极管的阳极为高电平时，发光二极管点亮；共 阳极LED显示器的阳极接+5V电源
8
3.硬件电路设计
3.2红外发射电路设计
红外发射电路由红外线发射管组成将电信号 转换为光信号，当接通电源就会立即产生连续的 红外线。红外线发射电路如下图
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3.报警器的硬件电路设计
3.3红外线接收电路设计
红外接收电路主要由红外线接收管和反相器组成，主要 功能是接收红外发射电路发射的红外线，并将接收到的光信 号（不可见光红外线）转换为电信号（高低电平），经过反 相器取反后再输入单片机P0口。接通电源后，正常情况能接 收到红外线，此时电流通过红外线接收管将高电平加到反相 器 CD4069 的输入端，经过反相器后为低电平输出管脚接到 P1.0、P1.1脚，P1.0、P1.1为低电平。若有人闯入被遮挡，红 外线被中断，红外线接收管因检测不到红外线而截至，反相 器输入端为低电平，反相后输出高电平。这时单片机系统判 断是哪一路的光线被挡，进入中断系统。红外线接收电路如 图所示。
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5.系统调试
当只有第二路被物体挡住时，报警同时显示2如图5-2
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5.系统调试
当只有一路被挡住时，报警同时显示1如图5-2
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5.系统调试
正常情况下没有被挡住，不报警显示0如图5-4
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系统总电路图
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总结
21/20
本人设计的课题是红外光电报警系统，通过对课 题的设计，大大提高了自己各方面的能力，例如对书 本基础知识的掌握程度，对资料的查找方法，自己的 动手能力，使自己用PROTEL99SE软件制作电路图更 加熟练，使自己从中也学到了好多东西，最后几个月 的毕业设计也是对我所学专业知识、技术、技能各方 面的一个总结。由于个人能力有限，因此毕业设计还 存在一些问题，也有很多不完善的地方。此次毕业设 计是我大学四年最难忘的一件事，也是给各位老师的 一个汇报，在以后的路上，我会更加充满信心向更深 处学习。 魏老师在我做论文的整个过程中给予充 分而细致的指导，在此表示感谢，同时感谢我们整个 毕业论文小组以及所有老师对我们的辛苦付出。
完成对红外 线防盗报警 器系统的软 件设计和程 序的编写， 并加以及调 试，发现其 中问题，及 时加以解决。
对整个系统 进行仿真调 试，并且对 实际应用中 可能出现的 问题的简单 解决办法。
3
1. 绪论
研究背景
4/20
近年来，随着改革开放的深入发展，电子电器的飞 速发展，人民的生活水平有了很大提高。同时，人们也 拥有了更多的物质财富，例如各种高档家电产品和贵重 物品为许多家庭所拥有。然而一些不法分子也是越来越 多。这点就是看到了大部分人防盗意识还不够强.造成偷 盗现象屡见不鲜。因此，越来越多的居民家庭对财产安
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4. 软件设计
报警器系统的软件设计
系统的软件设计，主要集中在单片机功能流程的设计 上，主要监视是否有人闯入，当系统红外线探测器部 分探测到红外线接收部分没有被中断，那么，系统确 定一起正常，报警控制器不会发出报警信号。当系统 红外线探测器部分探测到红外线接收部分被中断，这 时红外线报警系统确定有人闯入，通过传输系统将信 号送入报警控制器，从而发出报警信号。