基于STC89C51單片機的防盜報警器設計

劉雨佳

摘 要 在我們的日常生活中，安全隱患隨時都可能發(fā)生。而安全隱患的發(fā)生，具有突發(fā)性，難以預測性，它的發(fā)生有時候可能給我們帶來毀滅性的打擊，甚至造成生命和財產的損失。正因為此，才有了安防行業(yè)的出現(xiàn)，人們才會采取各種途徑、采用各種設備和工具預防我們身邊安全事故的發(fā)生。因此，為了更好地提高我們的防范措施，對防盜報警器的研究便有了更重要的意義。

關鍵詞 單片機 防盜系統(tǒng) 報警系統(tǒng)

中圖分類號：TP368文獻標識碼：A

本設計采用STC89C51RC單片機為核心，熱釋電紅外傳感器為檢測元件，由一位共陽數(shù)碼管組成的顯示電路，蜂鳴器與LED組成的聲光報警部件，軟件運用C語言編程。通過熱釋電紅外傳感器感應到入侵者的紅外熱輻射，并將其轉換成超低頻信號，經(jīng)電路放大、輸出，從而完成報警任務。檢測器通過利用紅外人體檢測探頭，檢測預設范圍內的情況，一旦發(fā)現(xiàn)危險便立即向單片機發(fā)出信號，經(jīng)過單片機處理后，由數(shù)碼管顯示，并在同時控制蜂鳴器和LED，發(fā)出聲光報警。該設計具有誤報率較低、安裝和配置容易、成本低、能量消耗少、使用非常方便的特點，可以應用于多種防盜場合，實用價值強，市場前景良好。

1系統(tǒng)的硬件電路設計

在STC89C51單片機中，最小系統(tǒng)能使單片機始終處于正常的運行狀態(tài)，包括單片機在內以及其所必要的電源、時鐘、復位等各部件。而電源、時鐘等電路則是單片機正常運行的必備條件，可以將最小系統(tǒng)視為應用系統(tǒng)的核心部分，若想使單片機完成較復雜的功能，可以通過對其進行存儲器擴展、A/D擴展等操作來完成。

在人體感應模塊的電路設計中，通過利用三極管的放大原理，把信號放大，來驅動信號傳遞給單片機。在傳感器方面我們采用PIR-D203S，這屬于被動紅外傳感器的一種，它主要由鋯鈦酸鉛系陶瓷及其他對紅外敏感的材料制成。我們通常使用兩個微感應原件反極性相接抑制自生引起的干擾。當這些材料受到紅外輻射時候，由于其材料對紅外線波長的光子有著較高的吸收峰值。由于光子會激發(fā)電子向高能態(tài)躍遷，不同原子對其電子的束縛能力改變，由于部分材料不具備這種吸收光子效應，使得電子有宏觀的移動。這種微小電子定性移動會激發(fā)微弱的電信號，在經(jīng)過場效應管放大后輸出傳感器就成為可以直接使用的電信號。由于傳感器外有菲涅爾透鏡，它對光有著特殊的折射方式，會在傳感器上有著不同強度的聚焦，而且光強度差別較大。這樣，當傳感器前方紅外輻射源移動時，傳感器會接收到脈沖式的輻射，產生脈沖信號，這樣就會在TX0001電路中的到反饋和進一步的放大，以把這種脈沖信息輸出。具體的工作原理是：首先通過采用TX0001感應電路，對人體發(fā)出的紅外線進行感應，而后以電信號的形式傳出。TX0001電路的優(yōu)勢在于，它具有很好的兼容性，價格便宜，適合大規(guī)使用和廣范圍適用。它的快速反應，很好的用于各個及時電路中，我們用它的這點性質可以為整個傳感器提供快速反應的功能。芯片TX0001具有高阻抗的放大器，有效的抑制一些低紅外輻射的干擾。

在設計中的報警電路中，其工作原理是在布放情況下探測到有人體信號時，蜂鳴器與LED接收到指令產生聲光報警，直到按下撤防鍵后報警停止。通過與單片機P1.3引腳相連來實現(xiàn)控制，三極管起到開關電路的作用，既實現(xiàn)了電流的放大，而且還保護了單片機。三極管發(fā)射極的導通與否，取決于基極此時的電平高低，低電平則導通、高電平則截止。

在設計的數(shù)碼管顯示電路中，顯示電路由一位共陽數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管每段的高低電平由單片機控制，并由此實現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。常用的七段顯示器的結構，通過把發(fā)光二極管的陽極全部連在一起，組成共陽極顯示器，而共陰極顯示器則是異曲同工，把所有陰極連在一起所組成的。一位顯示器是由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管a-g分別控制七個筆畫（段）的明暗，剩下的第八個則控制一個小數(shù)點的亮暗，對于這種筆畫式的七段顯示器來說，優(yōu)點是控制簡單、使用方便，但不足的是能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，略有瑕疵。

2系統(tǒng)的軟件設計

本文利用KeilC51軟件對系統(tǒng)的源程序進行編譯，該軟件同時擁有編程和仿真的功能，支持匯編語言、C語言、PLM語言等多種編程方式。本設計則主要是使用C語言編譯程序，其系統(tǒng)工作過程為當報警器接入電源后，各芯片和傳感器開始工作，進入初始化。初始化結束后，此時單片機對接收到的信號進行檢測，無信號輸入時則重復檢測過程，若有信號輸入則進入下一步對信號進行判斷。先判斷是否為布防信號，若是則執(zhí)行布防程序，若不是則進行是否為撤防信號的判斷。如果是撤防信號則執(zhí)行撤防程序，如果不是則立刻啟動報警電路進行聲光報警。在報警系統(tǒng)啟動時，若我們按下撤防鍵，系統(tǒng)會停止報警并回到布防前且警報停止，如果沒有，在設定的延遲時間內會持續(xù)進行聲光報警。

3系統(tǒng)調試與測試

通過采用循序漸進尋找發(fā)現(xiàn)問題的方式以及分部分分模塊調試的方法對電路的進行檢查調試和修改。在完成制作焊接后，對實物進行如下的檢查和測試：

（1）電路組裝、焊接和檢查，先對電路原理圖檢查一遍，無誤后方可焊接。

（2）電路中使用到的元器件多樣且種類復雜，所以要做好提前量，多備一些備用元件，以防焊壞元件阻礙進度的情況發(fā)生。焊接的時候要根據(jù)電路圖，焊接在設計好的位置，要小心仔細防止虛焊，避免電路出現(xiàn)電氣故障。

（3）對各個模塊進行分開測試。測試順序為：人體紅外感應模塊、電路模塊、數(shù)碼管顯示模塊及聲光報警模塊。

調試后，我們對系統(tǒng)進行了測試，結果顯示系統(tǒng)的精確性較高，能夠滿足設計的要求，達到了預先的目的。