电子毕业实习日志

71红外现场防盗报警器由红外探测电路及报警电路组成，是一种实用的自卫性威慑报警工具。在防范的区域装上报警器后，一旦有盗贼进入红外探测电路的防范区域，报警器立即周期性发出刺耳的警报声，起威慑及警示作用。基本要求1）工作电压：DC6V，即4节7号干电池；工作电流：静态0.072mA；报警电流：10mA；使用环境：相对温度-20～＋38度；相对湿度80%；输出音频功率85db。2）报警器装上4节7号干电池，将它挂在离地面约2米处（室内），使透镜对准监视场所，打开开关，延时一分钟后，立即进入工作状态。这时如有人进入，红色指示灯亮，并周期性发出刺耳的警报声10秒，间歇6秒。②发挥部分可使用手动遥控器打开、关闭报警装置。根据设计要求，和我四年来所学习的专业知识，我决定选用单片机作为主控制芯片，采用红外技术的热释电红外传感器作为主探测器组成的家用红外现场报警器。2通过这段时间的学习，我设计了两个方案来完成我的设计，其中方案一：采用红外探测、报警、无线传输信号模块组成，通过这些模块的设计可以通过红外探测传感器来探测是否有盗贼进入检测区，报警模块可以实现当有盗贼进入检测区后进行报警，无线传输信号模块可以方便的将探测器放置在要探测的位置，无须线路的安装，无线模块可以将信号传至单片机，实现报警功能。方案二：采用红外探测、报警、遥控模块组成，该方案中的红外探测模块和报警模块的设计方案实现功能与方案一中相同，方案二将无线传输信号模块换成遥控模块，不采用单片机与红外探测器分离的方案，可以将探测器与单片机以及报警模块集成在一个板子上，通过红外遥控器来控制该系统的开启与关闭，依然可以方便的将装置放置在要探测的位置，实现无线控制。通过两种方案的对比，由于方案一中的无线模块的电路复杂，需要器件较多，而方案二在使用器件较少，同样可以实现将探测器挂在探测区的上方，无需线路连接即可实现红外遥控控制设备的开启与关闭。简化了设计，又提高了装置的性价比，所以本设计我采用方案二的思路。3经过分析，选用单片机作为主控制芯片，采用红外技术的热释电红外传感器作为主探测器组成的家用红外现场报警器。我将系统分成三个模块，分别为红外探测模块、报警模块、遥控模块。主控制芯片采用STC89C52单片机，该单片机性价比较高、功能齐全、使用方便，可以完成系统设计所需的所有功能。红外探测模块的核心器件我采用HC-SR501人体感应模块，该模块灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。该人体感应器可以实时检测探测区，当无人进入探测区时，红外探测模块的输出端输出低电平给单片机，当有盗贼进入探测区后，探测器输出高电平给单片机，经单片机处理后启动报警模块。报警模块我采用两个蜂鸣器组成，蜂鸣器可以实现报警的功能且成本低。当单片机接收到红外探测模块输出的高电平时，会立刻从输出端输出低电平，该信号电平经9012三极管放大后送入蜂鸣器，从而启动蜂鸣器，报警模块开始报警。报警器的间歇报警时间可由单片机控制，也可以由人工手动解除报警信号。4遥控模块我采用红外遥控器和VS1838B探头组成，红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段，由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。VS1838B探头是集接收和放大一体化的接收管，该接收管体积小，内置专用IC，抗干扰能力强，能抵挡环境干扰光线，可实现宽角度及长距离接收，最远可接收距离达20m。该装置的管脚也十分简单，只有地、＋5V电源、解调信号输出端三个引脚，可以实现低电压工作。当用户按下遥控器上的按键时，红外遥控器会发出相关的信息码字，接收机接收到遥控器发出的信息码字后，利用单片机内部的中断和定时功能，完成红外解码过程，根据解码后的信息可以确认出是遥控器上哪个按键按下，随后在单片机的控制下装置执行按键功能，开启或者关闭该家用红外现场报警装置。框图。5总体方案定下来后，今天开始设计红外探测模块。家用红外现场防盗报警装置的核心功能是通过红外探测模块完成的，在该模块中，探测器是核心功能器件，所以探测器的选择尤为重要，目前市面上主要的探测器有：压电传感器、光电传感器和热释电红外传感器。压电传感器是以电介质的压电效应为基础,在外力作用下,电介质表面产生电荷,从而实现外力与电荷量间的转换,达到非电量的电测目的。光电传感器是一种将光信号转换成电信号的装置。红外传感器可分为主动型和被动型。主动式红外反射式传感器主动发出红外线，红外线碰到障碍物，就会反弹回来，被报警器的探头接收。如果探头监测到，红外线是静止不动的，也就是不断发出红线线又不断反弹的，那么报警器就不会报警。当有会动的物体触犯了这根看不见的红线的时候，探头就会检测到有异常，就会报警。而被动式红外传感器是利用目标物体所发出的红外辐射信号实现被动探测的。热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。该传感器具有低噪声，高响应度，各种滤波器窗口供宽带或者窄带应用等特点。根据上述关于各种红外传感器的工作原理的介绍，由于本设计主要是对人体进行探测且对隐蔽性有较高要求，综合考虑经济、实用等各方面因素，本设计采用热释电红外传感器。6．HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备，尤其是干电池供电的自动控制产品。在HC-SR501人体感应模块中LHI778探头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。（为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就可以测出10~20米范围内人的行动。该装置的电气参数表如下表所示。）表3.1HC--SR501电气参数表工作电压范围直流电压4.5-20V静态电流0.05mA电平输出高3.3V/低0V延时时间5-200S(可调)可制作范围零点几秒-几十分钟封锁时间2.5S(默认)可制作范围零点几秒-几十秒工作温度-15-+70度感应角度100度锥角先对湿度10~95%，不结露HC--SR501人体感应模块电气参数如表3.1所示，由该表可以看出，该人体感应模块的工作电压范围为直流电压4.5-20V，可由四节七号干电池来直接对其供电，工作电流小于0.072mA。工作环境的相对温度可以满足规定的-20~38度，相对湿度也在规定范围小于80%。感应模块在每一次感应输出后，会有一定的延时时间，保持蜂鸣器持续发出报警声音，延时时间完成后(高电平变为低电平)。该模块的探测最远距离为7米，也满足设计要求中挂在离地面约2米处的要求。综上可知，该人体感应模块的电气参数均符合系统的设计要求。7今天我学习了感应模块的功能特点，1.全自动感应：人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。②光敏控制：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。③温度补偿：可设置在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。④两种触发方式：（可跳线选择）1）不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平。2）可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。⑤具有感应封锁时间(默认设置：2.5S封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒—几十秒钟)。⑥工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。⑦微功耗：静态电流50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。⑧输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。81.今天开始设计探测模块的硬件连接图，按照设计中要求全天24小时工作，所以没有设置光敏控制，当夏天环境温度升高至30～32℃工作时可设置为温度补偿，来提高系统性能。本设计设定为可重复触发方式，来满足当人进入检测区内传感器输出高电平后，在延时时间段内又有人进入检测区依然报警的问题。物理学上告诉我们，当物体的温度高于0的时候，就会发出红外线，换句话说任何物体都能发出红外线。所以只要有盗贼进入监测去，人体感应模块就会监测到盗贼发出的红外线。HC--SR501人体感应模块可以由干电池供电，且根据电气参数表可知该模块的工作电压范围为直流电压4.5-20v，可由四节干电池直接向其供电，不需外加电源，电源供电方便。该模块有三个引脚，其中1管脚接电源正极，3管脚接电源负极，2管脚为红外传感器的信号输出端，该输出端接单片机的P2.7管脚，通过该管脚将传感器输出的表示有无人进入检测区的信号送入单片机，单片机可以根据该信号指示的信息，做相应的处理。2．HC--SR501人体感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此时间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。由于设计要求系统在开机后延时一分钟后进入工作状态，所以该装置的延时时间与感应模块的初始化时间相同，均可由装置的延时函数delay＿50ms来完成，无需外加延时程序。HC--SR501人体感应模块的经过一分钟左右的初始化时间后，进入工作状态，此时当有人进入探测区域后红外感应模块会输出高电平通过单片机的P2.7管脚进入单片机，单片机收到该信息后，开始报警，即报警指示灯亮，蜂鸣器响，若此时系统还处在等待状态时，单片机将强行关闭等待指示灯，先执行报警工作。如果在系统的工作状态中没有人进入检测区，则红外感应模块输出低电平，依然通过单片机的P2.7管脚将此信息传入单片机中进行处理，当单片机收到此信息时，关闭报警指示灯，此时蜂鸣器不响。3.昨天完成了探测模块的设计，今天开始进行报警模块的学习，报警模块由两个蜂鸣器和两个三极管组成，4．进行完两个功能模块的设计，开始主控制芯片的设计。目前市面上流行的两类单片机有宏晶公司生产的STC系列单片机和爱特梅尔公司生产的AT系列单片机，这两款单片机同种型号两种公司的单片机在接口上基本是一样的，接口功能一致，编程方法也一致。但这两款单片机内部硬件结构不一样，一般stc的同类型的单片机资源比at的多，执行速度也快。两芯片内部会由于公司设计有些许的差别，STC有特殊功能。关于编程烧写问题，stc使用串口对单片机进行烧写的，只需使用232接口芯片便可以直接烧写，较为方便。而at是利用并口进行烧写的，需要不同的烧写转换电路。两种芯片均可实现该设计的功能，本设计根据个人习惯采用STC系列的STC89C52单片机作为该家用红外现场报警器的主芯片。STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。5STC89C52单片机有40个引脚，采用双列直插方式封装，每个引脚都有其各自的功能。单片机的p0-p3口上的32个引脚，都可以作双向I/O口，其中p0口作为双向I/O口使用时，需要外加上拉电阻，为了使用方便，我采用p2.7作为输入端口，来接收红外探测模块的输出电平。当探测到。。。报警模块接p2.0和2.1单片机的P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低