单片机光电报警器课程设计.doc

武汉理工大学华夏学院

课程设计报告书

课 程 名 称 单片机原理与应用课程设计
课程设计总评成绩
学生姓名、学 号 熊自师 10211812206
学 生 专 业 班级 电信1122
指 导 教 师 姓名 廖传书
课程设计起止日期 2015/3/2—2015/3/13

课程设计基本要求
课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课程设计报告是科学论文写作的基础，不仅可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综合分析能力和文字表达能力，也是规范课程设计教学要求、反映课程设计教学水平的重要依据。为了加强课程设计教学管理，提高课程设计教学质量，特拟定如下基本要求。
1. 课程设计教学一般可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节，每个环节都应有一定的考核要求和考核成绩。
2. 课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求，该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培养；该项目有一定的实用性，且学生通过努力在规定的时间内是可以完成的。课程设计项目名称、目的及技术要求记录于课程设计报告书一、二项中，课程设计项目的选题考核成绩占10%左右。
3. 项目设计方案论证主要包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确定最佳方案，实施最佳方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。项目设计方案论证内容记录于课程设计报告书第三项中，项目设计方案论证主要考核设计方案的正确性、可行性和创新性，考核成绩占30%左右。
4. 项目设计结果分析主要包括项目设计与制作结果的工艺水平，项目测试性能指标的正确性和完整性，项目测试中出现故障或错误原因的分析和处理方法。项目设计结果分析记录于课程设计报告书第四项中，考核成绩占25%左右。
5. 学生在课程设计过程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献，培养自己的阅读兴趣和习惯，借以启发自己的思维，提高综合分和理解能力。文献阅读摘要记录于课程设计报告书第五项中，考核成绩占10%左右。
6. 答辩是课程设计中十分重要的环节，由课程设计指导教师向答辩学生提出2～3个问题，通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技能掌握的程度，以及对问题的理解、分析和判断能力。答辩考核成绩占25%左右。
7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节，按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。课程设计指导教师应认真指导学生课程设计全过程，认真评阅学生的每一份课程设计报告，给出课程设计综合评阅意见和每一个环节的评分成绩（百分制），最后将百分制评分成绩转换为五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）总评成绩。
8. 课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料，应按课程、班级集成存档交实验室统一管理。

单片机课程设计任务书

题 目: 基于单片机的光电式可编程报警器电路设计
初始条件：
1. 采用红外接收、发射管收集信号；
2. 采用单片机组成数据分析系统；
3. 采用555定时器作为声光报警器。
要求完成的主要任务:
1) 理解红外线对射防盗报警器的基本原理；
2) 列举其元件种类、特性参数等详细的数据，并比较其特性和应用条件；
3) 设计红外线对射防盗报警电路原理图，验证电路并优化电路参数；
4) 制作PCB版并调试电路；
5) 说明书内容要求设计方案正确、表达清楚，设计思路、论证方法科学合理。

时间安排：

序号
阶 段 内 容
所需时间（周）
1
方案选择及电路设计
假期进行
2
制作、编程、调试
1
3
撰写课程设计报告及答辩
1
合 计
2

指导教师签名： 年 月 日

基于单片机的光电式可编程报警器系统设计
作者：熊自师
武汉理工大学华夏学院电信
摘要：
本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、报警等子模块。电路结构可划分为：热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。

关键词： 单片机 数码管 汇编编程 红外传感器

1. 从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图总体设计框图所示：

89c52

复位电路
信号检测电路
报警执行电路
LED发光显示
驱动
驱动

总体设计框图
整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号放大并推动声光报警设备完成相应动作。
2. 硬件电路设计
2.1单片机复位

单片机系统。AT89C52RC单片机，C3,R8和复位开关SW1手动电平复位。

2.2信号采集电路
D1为红外接收管。红外接收电路主要由红外线接收管和反相器组成，主要功能是接收红外发射电路 发射的红外线，并将接受到的光信号（不可见光红外线）转换为电信号（高低电平）， 经过反相器取反后在输入单片机P1口。接通电源后，正常情况能接受到红外线，此 时电流通过红外接收管将高电平加到反相器74LS04 的输入端，经过反相器后为低电 平输出管脚接到P1.0 脚，P1.0为低电平。若有人闯入被遮挡，红外线被 中断，红外线接收管因检测不到红外线而截止，反相器输入端为低电平，反相后输出 高电平。这时单片机系统判断是那一路的光线被挡，进入中断系统。
D2为红外发射管 。 红外发射电路由红外线发射管组成将电信号转换为光信号（不可见光红外线）， 当接通电源就会立即产生连续的红外线。

2.3 .声光报警电路
声光报警电路主要由NE555、蜂鸣器、发光二极管组成。利用NE555 接成低频多谐振荡电路，振荡的频率为 ：
f=1／T=1/[(R1+2R3)C ㏑2]=1HZ
当单片机引脚 P3.7 输出高电平脉冲时，振荡电路产生多谐振荡驱动报警系统。 随着NE555 的输出引脚3 的信号通断。发光二极管闪烁、蜂 鸣器也会发出断续的声音 ，声光并用同时报警。

2.4总体电路

3.软件设计
3.1主程序流程图

3.2主程序
主程序的功能是对系统进行初始化和监视，判别哪一路有人闯入。并显示那 一路的数字。

程序清单如下：

ORG 0000H
JMP MAIN ;转向主程序
ORG 000BH ;定时器T0 中断入口
LJMP ALARM ;转向中断服务程序
ORG 0030H

/***********主程序***********/

MAIN: MOV SP, #70H ;设置堆栈栈底
MOV R7, #0AH ;设置循环计数器初值
MOV P1, #00H ;设置P1 口为正常状态
MOV P3, #00H
MOV TMOD, #01H ;设T0 为定时方式1
MOV TH0, #3CH ;设置定时100ms 初值
MOV TL0, #0B0H
SETB EA ;CPU 开中断
SETB ET0 ;定时器0 允许中断

/************监视程序********/

MONITOR: MOV A, P1 ;监视是否有人闯入
CJNE A, #00H, JS1 ;不相等转到JS1
AJMP MONITOR
JS1:
MOV A, P1
SETB TR0 ;启动T0 定时100ms
SJMP $ ;等待定时100ms 完成

/***********中断服务程序********/

ORG 0100H
ALARM: PUSH ACC ;现场保护
PUSH PSW
MOV TH0, #3CH ;重设定时初值
MOV TL0, #0B0H
DJNZ R7, REC ;1S 未到返回
MOV R7, #0AH ;重设计数器初值
CPL P3.7 ;P3.7 口取反
REC:
POP PSW ;恢复现场
POP ACC
RETI
END

4. 参考文献
[1] 江月松主编，光电技术与实验，北京理工大学出版社，2000年。
[2] 赵广林，protel99 SE电路设计与制版，电子工业出版社，2005年。
[3] 康华光，模拟电子技术基础，高等教育出版社，2004年。
[4] 彭虎, 周佩玲, 傅忠谦.《单片机原理与接口技术》（第二版）.电子工业出版社.出版年份：2008年

[5] 李群芳,张士军等.《单片微型计算机与接口技术》（第三版）.电子工业出版社.出版年份：2008年

附件：
课程设计评分表
评 分 项 目
评分成绩
1．选题合理、目的明确（10分）

2．设计方案正确，具有可行性、创新性（30分）

3．项目工艺水平及测试性能达到技术要求（25分）

4．参考文摘不少于5篇（10分）

5．答辩（25分）

总 分（100分）

答辩记录：

指导教师综合评语：

指导教师（签名）

日 期： 年 月 日