單片機控制的紅外線防盜報警器

2020-12-22 華強電子網

單片機控制的紅外線防盜報警器

來源：電子發燒友 作者：華強電子網 時間：2019-01-23 12:54

防盜 紅外線 單片機

單片機控制紅外線防盜報警器
一、硬體電路
電路原理圖如圖1所示。可將該電路分為以下三個部分。

用當今最流行的AT89C2051單片機控制，體積小，成本低；用紅外線收發管進行檢測，安裝隱蔽，不易被發現；探測信號採用脈衝信號，節能且抗幹擾；當有人試圖闖入室內時，能自動進行聲光報警。現將該報警器原理介紹如下，供廣大單片機愛好者參考。

1、單片機系統。U1為AT89C2051單片機。C1，R0，R1和復位按鈕RESET組成手動電平復位和上電自動復位電路；C2，C3以及晶振JT1組成時鐘電路；C4，C5為+5V電源濾波電容。U2為CMOS6反相器CC4069，起驅動作用。VD1~VD6為紅外發射管，其負極端接與P1口，P1口設置為輸出狀態，當P1口為「0」時，VD1~VD6發紅外光。VD7~VD12為紅外接收管，當接收到紅外光時導通，+5V電源通過VD7~VD12加到反相器CC4069的輸入端，經反相為低電平，這時P3.0~P3.5為低電平。發射管和接收管分別安裝在門和窗口的適當位置，當有人闖入時遮擋了紅外線，接收管截止，反相器輸入端為低電平，這時U1的P3.0~P3.5為高電平。當在一定時間內檢測到位於不同位置的光束被遮擋時，則由P3.7口輸出報警信號（高低電平間隔1S的脈衝信號）。驅動聲光報警電路，進行聲光報警，直至按復位按鈕RESET或電源開關S1。由於紅外收發管之間沒有遮擋時為正常，有遮擋時為異常，則當P1口輸出00H時，P3口的正常狀態數據為00H。

2、電源電路。220V交流市電經變壓器T降壓，橋式整流器D1整流，電解電容C7濾波，三端穩壓器78L05穩壓，最後得到整機要求的+5V穩定直流電源。
3、聲光報警電路。555定時器U4，揚聲器BY，普通紅色發光二極體VD13等組成聲光報警電路。其中555定時器接成了一個低頻多諧振蕩器，其控制電壓輸入端5腳與單片機AT89C2051的P3.7腳相連，受P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈衝信號控制。當P3.7為高電平時控制電壓Uco較高，閾值電壓UT+（=Uco）和UT-（=1/2Uco）也較高；當P3.7為低電平時UT+和UT-也較低。當UT+較高時，電容C9充、放電的電壓幅度較大，因而振蕩頻率較低。反之，當UT+較低時，電容C9充、放電過程中電壓變化幅度較小，充、放電過程完成得較快，故振蕩頻率較高。即當P3.7=1時，555輸出脈衝的振蕩頻率較低；當P3.7=0時，555輸出脈衝的振蕩頻率高。該輸出脈衝經過隔直電容C8加到揚聲器上，揚聲器將交替發出高、低不同的兩種叫聲。同時，P3.7腳輸出的高低電平間隔1S的脈衝信號經電阻R8加到紅色發光二極體VD13上，VD13將閃爍發光。達到聲光同時報警的效果。
二、軟體設計
我們的目標是，當檢測到有人闖入時就由P3.7口輸出高低電平間隔1S的脈衝信號去驅動聲光報警電路，產生聲光報警。這可通過使P3.7口每隔1S取反一次實現。而1S時間可通過讓定時器T0（工作於定時方式1）重複定時100ms十次實現。用工作寄存器R1作循環計數器，初值為10（0AH）。採用中斷方式編程，整個軟體由主程序和中斷服務程序兩部分構成。

1、主程序。主要功能是對系統進行初始化和對系統進行監視。看是否有人闖入。其程序流程圖如圖2所示。
   
   程序清單如下：
      ORG  0000H
      AJMP  MAIN     ；轉向主程序        
      ORG  000BH     ；定時器T0中斷入口
      LJMP  BJ       ；轉向中斷服務程序
      ORG  0030H
MAIN：MOV  SP，#50H  ；設置堆棧棧底
      MOV  R1，#0AH  ；設置循環計數器初值
      MOV  P3，#00H  ；設置P3口為正常狀態
      MOV  P1，#00H  ；使VD1~VD6發紅外光
MOV  TMOD，#01H；設T0為定時方式1
      MOV  TH0，#3CH ；設置定時100ms初值
      MOV  TL0，#0B0H
      SETB  EA        ；CPU開中斷
      SETB  ET0       ；定時器0允許中斷
  JS：MOV  A，P3      ；監視是否有人闖入
      CJNE  A，#00H，LP
      AJMP  JS
  LP：SETB  TR0       ；啟動T0定時100ms
      SJMP  $         ；等待定時100ms完成

2、中斷服務程序。主要功能是判斷定時1S是否完成，從而決定是否對P3.7口取反。其程序流程圖如圖3所示。
   
   程序清單如下：
      ORG  0060H
BJ：PUSH  Acc       ；現場保護
      PUSH  PSW
      MOV  TH0，#3CH  ；重設定時初值
      MOV  TL0，#0B0H
      DJNZ  R1，FH    ；1S未到返回
      MOV  R1，#0AH   ；重設計數器初值
      CPL  P3.7       ；P3.7口取反
  FH：POP  PSW        ；恢復現場
      POP  Acc
      RETI            ；中斷返回
      END
三、系統調試

1、硬體調試（1）檢查線路應焊接無誤。（2）電源電路調試。斷開負載，用萬用表測量78L05的3腳應有+5V電壓。（3）先不裝入AT89C2051單片機，用短路線把U1插座的12腳接地，調整VD1和VD7的安裝位置和角度，測量U1插座的2腳電壓。當VD1和VD7之間無遮擋時2腳電壓為0伏，有遮擋時為+5伏。用相同方法反覆調整其他幾對紅外收發管的位置和角度。使U1插座的3、6、7、8、9各腳的電壓符合要求。（4）將固化好程序的AT89C2051插入電路中的U1插座上，接上電源即可工作。
2、軟體調試。先在Keilc51環境中進行軟體調試，再利用編程器將調試好的程序固化到AT89C2051單片機中。

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