基于51單片機的自動人體感應斷電器的設計與制作

湖南商務職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計

目錄

1產(chǎn)品功能分析.....................................................5

2設計框圖.........................................................5

3產(chǎn)品硬件設計.....................................................5

3.1系統(tǒng)原理圖及工作原理........................................5

3.2單片機核心電路設計.........................................6

3.3人體紅外感應電路............................................7

3.4繼電器工作電路..............................................7

4產(chǎn)品軟件設計.....................................................8

5產(chǎn)品使用說明書...................................................8

5.1產(chǎn)品配置圖..................................................8

5.2產(chǎn)品調(diào)試....................................................9

附錄..............................................................10

附錄1元器件清單..............................................11

附錄2電路原理圖.............................................11

附錄3PCB設計圖..............................................12

附錄4作品實物照.............................................14

附錄5軟件程序代碼...........................................16

參考資料..........................................................18

湖南商務職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計

基于51單片機的自動人體感應斷電器的設計與制作

1產(chǎn)品功能分析

目前大多數(shù)的斷電器都是被動斷電，不能夠及時的產(chǎn)生保護措施，為了能

夠及時的保護人身安全，減少因為觸電而導致的死亡，因紅外系統(tǒng)的發(fā)展與壯

大，于是依靠紅外系統(tǒng)的檢測，自動人體感應斷電器的設計與制作完成，旨在

及時的進行斷電，減少因為觸電而產(chǎn)生傷亡乃至死亡的人數(shù)。

2設計框圖

自動人體感應斷電器系統(tǒng)框圖如下

人體紅外感應

單片機核心電路

繼電器工作電路LED指示電路

圖1系統(tǒng)設計框圖

基于51單片機的自動人體感應斷電器由人體紅外感應、單片機核心電路、

繼電器工作、LED指示等模塊組成，利用全自動感應在人進入其感應范圍，繼電

器閉合，斷電；人離開感應范圍，繼電器斷開。

3產(chǎn)品硬件設計

3.1系統(tǒng)原理圖及工作原理

1.系統(tǒng)原理圖

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圖2系統(tǒng)原理圖

2.工作原理

J1為人體紅外感應器，當有人時，感應器感應，感應信號送入單片機核心

電路，通過單片機核心電路使繼電器閉合，電路斷電，同時通過發(fā)光二極管指

示有人；當無人時，感應器沒有感應，電路不斷電，同時通過發(fā)光二極管指示

無人。

3.2單片機核心電路設計

單片機核心電路就是單片機最小系統(tǒng)，稱為最小應用系統(tǒng)，它是指由最少

部件構(gòu)成的單片機能夠運行的系統(tǒng)。最小系統(tǒng)通常應包含：單片機，晶振電

路，復位電路等

圖3單片機核心電路設計

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3.3人體紅外感應電路

圖4人體紅外感應電路

它有一個熱敏元件，當它檢測到周圍環(huán)境溫度變化時，就會產(chǎn)生一定的電子信

號。當它檢測到人體熱量時，它就會產(chǎn)生一定數(shù)量的電子信號，然后將這些信

號發(fā)送給控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)自動控制。

3.4繼電器工作電路

圖5繼電器工作電路

當電磁線圈外部供入的控制電壓達到一定的閾值時，磁鐵和鐵芯會有外功

率作用，從而來控制繼電器的開合。

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4產(chǎn)品軟件設計

程序流程圖如下

開始

初始化

N

有人？

Y

繼電器閉合

N

20秒到？

Y

繼電器斷開

結(jié)束

圖6程序流程圖

紅外感應系統(tǒng)開始感應，有人則繼電器閉合輸入，沒人則延時繼電器斷開

5產(chǎn)品使用說明書

5.1產(chǎn)品配置圖

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圖7作品正反面實物圖

5.2產(chǎn)品調(diào)試

檢查產(chǎn)品的焊接情況，查看是否焊接好所有元器件，檢查有沒有焊接錯誤

的地方，然后用萬用表檢查是否出現(xiàn)短路、短路的現(xiàn)象，然后通電查看是否一

切正常。

檢查編寫好的程序，沒有問題之后燒錄單片機。

1.將焊接好的元器件通上電，檢查電源顯示燈和狀態(tài)顯示燈

圖8通電狀態(tài)圖

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2.按下復位鍵檢查是否正常

圖9驗證復位狀態(tài)圖

3.將手放在紅外感應器上面,查看有人警示燈是否閃爍

圖10人體感應狀態(tài)圖

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附錄

附錄1元器件清單

基于51單片機的自動人體感應斷電器的設計與制作20互聯(lián)1班趙平波

序號元件標號元件名稱規(guī)格數(shù)量備注

1C1電解電容2.2uF1

2C2,C3瓷片電容30pF2

3C4瓷片電容1041

4C5電解電容100uF1

5D1二極管1N40071

6IC1單片機STC89C521配40PIC座

配3P座和杜邦

7J1人體紅外模塊HC-SR5011

線

8J2開關(guān)SW1

9J3KF端子CON21

10J4電源接口POWER1

11K1繼電器RELAY-SPDT1

12R1,R2,R3插件電阻AXIAL0.43

13R4,R5插件電阻AXIAL0.42

14R6,R7插件電阻AXIAL0.42

15Q1三極管TO-92C1

16Q2三極管TO-92C1

LED1,LED

17LED燈LED55

2,LED3

18Y1晶振JZ1

19S1按鍵BUTTON1

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設計圖

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附錄4作品實物照

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附錄5軟件程序代碼

#include<reg52.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitLED=P3^7;//狀態(tài)燈接口

sbitJDQ=P2^7;//繼電器接口

sbitTRIP=P0^2;//人體紅外端口

uintTimer_Counter;//倒計時20s中斷計數(shù)

ucharMiao;//倒計時20s

voidtimerinit(void)

{

TMOD=0x11;//設置定時器0為工作方式1

TH1=(65536-50000)/256;//50MS定時

TL1=(65536-50000)%256;

EA=1;//開定時器T0的中斷總中斷

ET1=1;

//TR1=1;//開啟定時器

}

/************************************************人體檢測

****************************************************/

voidTRIP_Check(void)

{

if(TRIP==0)//檢測有人

{

JDQ=0;//開啟繼電器

LED=0;//開燈

Miao=0;//延時參數(shù)清零

Timer_Counter=0;

TR1=0;//關(guān)閉定時器倒計時

}

if(TRIP==1)//沒人情況下

{

TR1=1;//啟動計時20s

}

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}

/*******************************************************************

************************************/

voidmain()

{

timerinit();//定時器初始化

while(1)

{

TRIP_Check();//人體檢測

}

}

voidTimer1()interrupt3//定時器T0中斷函數(shù)

{

TH1=(65536-50000)/256;//賦初值=50ms

TL1=(65536-50000)%256;//TH0=3C,TL0=B0

Timer_Cou