基于單片機的人體紅外感應系統(tǒng)論文

1、基于單片機的人體紅外感應系統(tǒng)（湖南師范大學物理與信息科學學院）摘要：本設(shè)計是以AT89C52單片機作為控制核心，譯碼器、鎖存器、人體紅外傳感器、LED（發(fā)光二極管）共陰數(shù)碼管、時鐘電路、GSM模塊相結(jié)合的的監(jiān)控報警系統(tǒng)。是對人體紅外感應模塊應用的一個極好例子，具有硬件電路簡單、軟件功能完善、控制系統(tǒng)可靠等特點。0引言MCS-51單片機以其典型的結(jié)構(gòu)和完善的總線專用寄存器的集中管理，眾多的邏輯位操作功能及面向控制的豐富的指令系統(tǒng)，堪稱為一代“名機”，在工業(yè)測控、通信系統(tǒng)和家用電器控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應用，提高了生產(chǎn)效率，也提高了各種電器的性能，給人們的生活和工作帶來了很大的便利。迄今為止，單片

2、機系統(tǒng)和模塊主要用于工業(yè)控制、科學研究和教學實驗等領(lǐng)域，實現(xiàn)各類系統(tǒng)在線信號采集和監(jiān)控功能。本文嘗試將MCS-5件片機應用在監(jiān)控系統(tǒng)中。本裝置可以檢測某一區(qū)域內(nèi)人員的有無，例如應用在對保安人員在崗與否的監(jiān)測，當保安人員擅離職守時，該裝置可以檢測到，并記錄離開時間，當達到預設(shè)時間時該裝置可以給上級管理人員發(fā)送短信，告知人員離職情況，使管理人員能夠?qū)ぷ魅藛T進行更好的監(jiān)督管理1系統(tǒng)總體設(shè)計根據(jù)本設(shè)計需實現(xiàn)的功能，考慮到硬件電路的復雜性、性價比和軟件實現(xiàn)的難易程度等情況?？刂破饔蓚鞲衅髂K、控制功能模塊、顯示功能模塊和GS魄信發(fā)送模塊組成。傳感器模塊由人體紅外感應器構(gòu)成，控制功能模塊由單片機構(gòu)成，顯

3、示功能模塊由74LS13驛碼器、74HC57頷存器和七段數(shù)碼管構(gòu)成。該系統(tǒng)的工作原理如下：系統(tǒng)啟動后，檢測P3.0口是否為高電平，為高電平說明檢測到范圍內(nèi)有人員存在，數(shù)碼管不顯示，當檢測到P3.0為低電平的時，系統(tǒng)進入計時狀態(tài)，數(shù)碼管顯示時間，該時間即為檢測不到人員存在的時間，當?shù)竭_預設(shè)時間（如30分鐘）時，單片機控制GS膜塊發(fā)送短信到指定手機號碼，繼續(xù)計時，再過一個預設(shè)時間再發(fā)送一次短信，直到檢測到P3.0口為高電平或者收到指定短信內(nèi)容（如A）停止計時同時關(guān)數(shù)碼管。2系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖硬件設(shè)計采用單片機最小系統(tǒng)，有傳感器模塊，計時模塊，顯示模塊，GS蟆塊，控制模塊等組成。（如圖一）圖一2.1傳

4、感器模塊傳感器模塊由HC-SR50普通型人體紅外感應模塊構(gòu)成。全自動感應：當有人進入其感應范圍則輸入高電平，人離開感應范圍則自動延時關(guān)閉局電平。輸出低電平。人體紅外感應模塊的的技術(shù)指標如下：1 .工作電壓：DC5£20V2 .靜態(tài)功耗：65微安3 .電平輸出：高3.3V,低0V4 .延時時間：可調(diào)（0.3秒18秒）5 .封鎖時間：0.2秒6 .觸發(fā)方式：L不可重復，H可重復，,默認值為H7 .感應范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)8 .工作溫度：-15+70度9 .PCB7卜形尺寸：32*24mm螺絲孔距28mm螺絲孔徑2mm感應透鏡尺寸：（直徑）：23mm（t認）2.2控制功能模塊控

5、制功能模塊由單片機AT89C5及晶振復位電路構(gòu)成。AT89C5是一個低電壓、高性能CMOS位單片機，片內(nèi)含4kB的可反復擦寫的讀程序存儲器（PEROM和128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-5指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。AT89C52個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口。AT89C5卻以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。具將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復擦寫的

6、Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本復位電路采用按鍵電平復位方式通過使復位端電阻和電容與VCCBS而實現(xiàn)。選擇的電阻、電容參數(shù)適宜與12MHZ勺晶振,能夠保證復位信號高電平持續(xù)時間大于2個機器周期。本設(shè)計的晶振電路采12MH據(jù)振。HC-SR50普通型人體紅外感應模塊的信號輸出端Sffi過接到AT89C52P3.0腳上。(如圖二)人體紅外感應模塊:EALI同口小0口AD.IJADlPD.2/AD2JCTAUPD.4AAD4RD.5/AD5RO.O/ADURSTFg.TAg7的加M的.廿四F2陋WPSENP2.即司1ALU為.串同才a口!5g13F2J/A14；pieoiP«1/T5BE

7、PJ|QXD>P31/TWpa.arffrrrPl.3Pi.4P工4/TOPl.3F3.5H1PISF$.曲頃RPl.7FIT市芍16U22=道1±-4一±±U8-7ft-5THf/l-lrJ-Is78n-I23-4?_n-.M-.M-3B-_ir."l-lJ.T-2上MA222I-IIIII-I-I圖二2. 3顯示功能模塊顯示功能模塊由74LS138譯碼器、鎖存器74HC573和共陰極數(shù)碼管HS410561K勾成。74LS138的3個輸入分別接單片機的P2.2,P2.3,P2.4,8個輸出分別接8個數(shù)碼管的位選線，在顯示模塊中74LS138用作為位選。74HC57媯高性能硅門CMOS器件,8個輸入接AT89C51的P0口，在顯示模塊中74HC573乍為段選。（如圖三）圖三2.4GSMII塊GSMI塊通過串口線與系統(tǒng)連接，當計時電路計時到指定時間的時候單片機通過AT指令控制GSMI塊發(fā)送短信到指定手機.3系統(tǒng)軟件設(shè)計開始口系統(tǒng)初始化”3L計時顯示心發(fā)送消息一圖四結(jié)束語本文設(shè)計的單片機系統(tǒng)是對人體紅外感應模塊的一個很好的應用。該系統(tǒng)除用作工作人員在崗與否的監(jiān)測外，還可以作為防盜報警系統(tǒng)，當主人外出時，如有盜賊闖入住宅，該裝置便可及時通知主人及時報警。該系統(tǒng)體積小，成本