基于单片机光电报警系统.docVIP

基于单片机光电报警系统 　　【摘要】随着超大规模数字集成电路、单片机技术的飞速发展，利用单片机及其它外围芯片实现防盗报警成为一种发展趋势。它具有探测效果好、易于装配、体积小、操作简单等优点，而且性能价格比也很高。对于人们日益关注的安全问题，报警器逐渐崭露头角，做出了很大的贡献。本文设计了一种基于单片机的光电报警系统，详细说明了报警系统的各个功能部件。并利用电路仿真软件Protus对系统电路进行了验证。 【关键词】单片机；电路结构设计；数码管；声光报警 1.前言 随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到广泛的应用。为了防止非法的入侵和各类破坏活动，传统的防范手段已难以适应安全保卫工作的需要。为此，报警器的出现使得人们的安全得到大幅度的改善。而光电报警器就是其中的佼佼者，深受人们的青睐[1]。 单片机在一块小小芯片上集成了运算器、控制器、储存器、输入/输出接口五个部分，在电路设计中占有了极大的优势[2]。目前单片机正朝着高性能和多产品方向发展，它将向低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格、高速化、高可靠方向进一步发展。基于单片机的报警器将成为引领报警系统的潮流。 2.电路结构设计 本系统设计一种基于单片机的红外光电报警器，该报警器通过光电转换器件，将接收到的光信号转换成电信号，并通过以AT89S52单片机为核心控制部件的系统电路，从而实现7段数码管的报警显示功能，以及分别由蜂鸣器和发光二级管组成的声光报警模块的报警功能。系统原理框图如图1所示。 本设计采用AT89S52单片机，稳压电源+5V。其中，AT89S52的P1.0为输入口，而P0口为驱动数码管显示数字的输出口，P2.7口为控制数码管显示与否的输出口，P1.1口为驱动光报警模块的输出口，P3.6口为控制声音报警模块的输出口。 P1.0口连接经过光电转换的红外接收电路，当P1.0口为高电平时，电平到达单片机CPU后，CPU不做任何反应，此时不报警；而当光线被认为挡住而使接收电路无法接收到光信号时，P1.0输入口输入为低电平，继而由P3.6和P1.1口输出报警信号，驱动声光报警电路进行报警，并由P0口驱动数码管显示电路输出数字显示信号。 2.1 单片机控制模块 该控制模块利用AT89S52单片机实现对本光电报警系统的控制和调制功能，其结构图如图2所示。 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K内存在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚是完全兼容的。片上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和系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供了高灵活、超有效的解决方案[2]。 2.2 红外发射模块 红外发射模块发挥主要作用的是红外发射二极管D1，它与+5V电源、地、1K的保护电阻和开关共同组成该模块。当开关闭合时，电路处于导通状态，此时发出红外光。发射模块电路如图3所示[3][4]。 2.3 红外接收模块 红外接收模块由接收器件外接保护电阻、滤光电容组成。正常情况下光线没有被遮挡时，接收到的光信号经光电转换器件转换成低电平输入单片机的P1.0口；当有人闯入，光路被遮挡时，接收端没有接收到光信号，光电转换输出高电平到单片机的P1.0口，此时驱动声光报警电路工作[3][4][5]。接收模块电路如图4所示。 2.4 数码显示模块 该数字显示模块采用7段数码显示管显示。7段数码管一般由8个发光二极管组成，其中由7个细长的发光二极管组成数字显示，另外一个圆形的发光二极管显示小数点。 7段数码管每段的驱动电流和其他单个LED发光二极管一样，一般为5～10mA；正向电压随发光材料不同表现为1.8～2.5V不等。7段数码管中的每个发光二极管的阳极连在一起的称为共阳极数码管，阴极连在一起的称为共阴极数码管，本设计采用共阳极数码管。如图5所示。当发光二极管内部有电流通过时，发光二极管导通，相应的一个点或一个笔画发光。控制相应的二极管导通，就能显示出各种字符[6]。 以上为数码管的内部构造介绍。基于单片机的报警系统的数码显示模块的电路[2]如下图6所示。 电路无报警时7段数码显示管显示“0”，当光路被遮挡时7段数码显示管显示“1”。 2.5 声光报警模块 声光报警模块由蜂鸣器电路和发光电路组成，其中蜂鸣器电路与单片机P3.6口相连，当单片机的P3.6口输出一系列脉冲方波，开始驱动报警电路报警；发光电路与单片机P1.1口连接，当P1.1口输出高电平时驱动发光电路报警。当有人闯入时，报警信号发出，发