基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计概要

本科毕业论文（设计）题目:基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计院系：物理与电子信息科学系专业：电子信息科学与技术姓名：学号：指导教师：周鸿武教师职称：讲师填写日期：2011年5月10日贵阳学院本科毕业论文（设计）I摘要本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。人体都有恒定的体温，一般在37度左右，所以会发出特定波长的红外线，人体辐射的红外线的中心波长为9～10um，而热释电红外传感器的波长灵敏度在0.2～20um范围内几乎稳定不变，所以实际系统中常采用的是热释电红外传感器。热释电传感器主要是以非接触的形式对人体辐射的红外线进行检测，将检测到的红外光谱转变成微弱的电信号，然后通过放大电路将微弱的电信号放大，最后经单片机处理以达到驱动电路从而使感应灯发光的效果。本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行发光电路、发光器控制电路等部分组成。软件部分主要是延时程序的设计，处理器采用51系列单片机AT89C51，整个系统是在系统软件的控制下工作的。关键词：单片机；红外传感器；数据采集；发光电路贵阳学院本科毕业论文（设计）IIAbstractThissystemusesapyroelectricinfraredsensor,itsmakesimple,lowcost,installationaremoreconvenientandmorestableperformance,stronganti-jammingcapability,highsensitivity,safeandreliable.Thehumanbodyhasaconstanttemperature,beincommonly37degreesorso,sowillissuecertainwavelengthsofinfraredradiationinfraredcenterfor9~10umwavelength,andpyroelectricinfraredsensorsensitivityinthewavelengthof0.2~20umrangealmostconstant,soactualsystemoftenUSESispyroelectricinfraredsensors.Pyroelectricnon-contactsensorismainlybytheformofhumanradiationofinfraredtesting,detecttheinfraredspectrumintoaweaksignal,andthenbyamplifyingcircuitwillweaksignalamplifier,finallySCMprocessingtoachievedrivingcircuitisthusmakeinductionlampgloweffect.Thisdesignincludestwopartsandthedesignofhardwareandsoftware.Hardwarepartincludessingle-chipmicrocomputercontrolcircuit,infraredsensorcircuit,driveexecutionshinecircuit,lightercontrolcircuitcomponents.Softwarepartmainlydelayprogramdesign,theprocessorby51seriesmicrocontrollerAT89C51,thewholesystemisundercontrolworkinthesystemsoftware.Keywords:PIC,Infraredsensor,Dataacquisition,Luminouscircuit贵阳学院本科毕业论文（设计）III目录第一章前言..................................................................1第二章设计基础知识的介绍....................................................2第一节热释电红外传感器....................................................2一、热释电红外传感器的简介............................................2二、热释电红外传感器的原理及特性......................................2三、热释电红外传感器的优缺点...........................................3第二节AT89C51单片机简单概述...............................................3一、AT89C51单片机的结构简介...........................................3二、AT89C51管脚说明...................................................4第三章红外感应家用小夜灯的设计...............................................6第一节红外感应家用小夜灯的设计............................................6一、设计任务与要求....................................................6二、设计方案及设计思路................................................6第四章直流稳压源的设计.......................................................9第一节设计内容及要求......................................................9第二节电路设计原理........................................................9一、降压部分...........................................................9二、整流部分..........................................................10第五章红外感应家用小夜灯的具体电路模块......................................14第一节热释电红外传感器的原理.............................................14第二节小夜灯具体的电路模块的设计.........................................14一、放大电路的设计...................................................14二、时钟电路的设计...................................................15三、复位电路的设计...................................................15四、发光电路的设计...................................................16第三节系统硬件电路的选择及说明...........................................17第四节软件的程序实现.....................................................17一、主程序工作流程图.................................................17二、中断服务程序工作流程图............................................18三、软件仿真.........................................................19第六章设计总结及展望.......................................................20致谢.........................................................................21参考文献.....................................................................22附录.........................................................................23贵阳学院本科毕业论文（设计）1第一章前言当今社会不断进步，科学技术和经济不断发展，人们的生活水平得到了很大提高，即便如此，在很多落后的偏远山村，硬件设施还是很落后，黑夜时人们在屋内、走廊等地方行走时都很不方便，因而对紧急的照明措施提出了很高的要求，本设计就是为了满足落后偏远山村的紧急照明需求而设计的家庭式电子照明系统，根据不同的要求，通过软件延时程序来设计所需的持续照明时间。就目前市面上的感应照明设备而言，主要是声控灯占据了整个市场，而目前的声控灯适合于硬件设施较好的地区，仍然不能满足落后的偏远山村，然而红外感应家用小夜灯恰恰弥补了这一空缺，而且它具有方便、快捷、实惠的特点，一旦上市，将会在偏远山村得到广泛的应用。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，热释电红外传感器既可用于照明装置，还可用于防盗报警装置、制动控制、接近开关、遥测等领域。贵阳学院本科毕业论文（设计）2第二章设计基础知识的介绍第一节热释电红外传感器一、热释电红外传感器的简介热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。它是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，本身不发任何类型的辐射，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大，便可驱动各种控制电路。如图2-1所示为热释电红外传感器的内部电路框图。图2-1热释电红外传感器的内部电路框图二、热释电红外传感器的原理及特性热释电红外线传感器主要是由一种高热电系数制成的探测元件，在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。人体一般都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10um左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10um左右的红外线而进行工作的。传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为7～10um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，人体发射的10um左右的红外线通过贵阳学院本科毕业论文（设计）3菲尼尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。一旦有人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，但是两片热释电元件接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而输出电压信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。其特性有以下几点：(1