单片机控制红外线防盗报警器

　　笔者在业余时间设计制作了一台红外线防盗报警器。具有以下特点：用当今最流行的AT89C2051单片机控制，体积小，成本低；用红外线收发管进行检测，安装隐蔽，不易被发现；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰；当有人试图闯入室内时，能自动进行声光报警。现将该报警器原理介绍如下，供广大单片机爱好者参考。
一、硬件电路
　　电路原理图如图1所示。可将该电路分为以下三个部分。

  　　1、电源电路。220V交流市电经变压器T降压，桥式整流器D1整流，电解电容C7滤波，三端稳压器78L05稳压，最后得到整机要求的+5V稳定直流电源。 　　2、单片机系统。U1为AT89C2051单片机。C1，R0，R1和复位按钮RESET组成手动电平复位和上电自动复位电路；C2，C3以及晶振JT1组成时钟电路；C4，C5为+5V电源滤波电容。U2为CMOS6反相器CC4069，起驱动作用。VD1~VD6为红外发射管，其负极端接与P1口，P1口设置为输出状态，当P1口为“0”时，VD1~VD6发红外光。VD7~VD12为红外接收管，当接收到红外光时导通，+5V电源通过VD7~VD12加到反相器CC4069的输入端，经反相为低电平，这时P3.0~P3.5为低电平。发射管和接收管分别安装在门和窗口的适当位置，当有人闯入时遮挡了红外线，接收管截止，反相器输入端为低电平，这时U1的P3.0~P3.5为高电平。当在一定时间内检测到位于不同位置的光束被遮挡时，则由P3.7口输出报警信号（高低电平间隔1S的脉冲信号）。驱动声光报警电路，进行声光报警，直至按复位按钮RESET或电源开关S1。由于红外收发管之间没有遮挡时为正常，有遮挡时为异常，则当P1口输出00H时，P3口的正常状态数据为00H。 　　3、声光报警电路。555定时器U4，扬声器BY，普通红色发光二极管VD13等组成声光报警电路。其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压输入端5脚与单片机AT89C2051的P3.7脚相连，受P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号控制。当P3.7为高电平时控制电压Uco较高，阈值电压U_T+（=Uco）和U_T-（=1/2Uco）也较高；当P3.7为低电平时U_T+和U_T-也较低。当U_T+较高时，电容C9充、放电的电压幅度较大，因而振荡频率较低。反之，当U_T+较低时，电容C9充、放电过程中电压变化幅度较小，充、放电过程完成得较快，故振荡频率较高。即当P3.7=1时，555输出脉冲的振荡频率较低；当P3.7=0时，555输出脉冲的振荡频率高。该输出脉冲经过隔直电容C8加到扬声器上，扬声器将交替发出高、低不同的两种叫声。同时，P3.7脚输出的高低电平间隔1S的脉冲信号经电阻R8加到红色发光二极管VD13上，VD13将闪烁发光。达到声光同时报警的效果。 二、软件设计 　　我们的目标是，当检测到有人闯入时就由P3.7口输出高低电平间隔1S的脉冲信号去驱动声光报警电路，产生声光报警。这可通过使P3.7口每隔1S取反一次实现。而1S时间可通过让定时器T0（工作于定时方式1）重复定时100ms十次实现。用工作寄存器R1作循环计数器，初值为10（0AH）。采用中断方式编程，整个软件由主程序和中断服务程序两部分构成。

YES NO NO YES 开始 系统初始化 有人闯入？ 启动定时 时间到吗？ 转报警程序 图2 主程序流程图 等待时间到 1、主程序。主要功能是对系统进行初始化和对系统进行监视。看是否有人闯入。其程序流程图如图2所示。       程序清单如下：       ORG  0000H       AJMP  MAIN     ；转向主程序              ORG  000BH     ；定时器T0中断入口       LJMP  BJ       ；转向中断服务程序       ORG  0030H MAIN：MOV  SP，#50H  ；设置堆栈栈底       MOV  R1，#0AH  ；设置循环计数器初值       MOV  P3，#00H  ；设置P3口为正常状态       MOV  P1，#00H  ；使VD1~VD6发红外光 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   JS：MOV  A，P3      ；监视是否有人闯入       CJNE  A，#00H，LP       AJMP  JS   LP：SETB  TR0       ；启动T0定时100ms       SJMP  $         ；等待定时100ms完成

1S到吗？ P3.7取反 中断返回 保护现场 图3  中断服务程序流程图 重设定时初值 恢复现场 YES NO 2、中断服务程序。主要功能是判断定时1S是否完成，从而决定是否对P3.7口取反。其程序流程图如图3所示。        程序清单如下：       ORG  0060H BJ：PUSH  Acc       ；现场保护       PUSH  PSW       MOV  TH0，#3CH  ；重设定时初值       MOV  TL0，#0B0H       DJNZ  R1，FH    ；1S未到返回       MOV  R1，#0AH   ；重设计数器初值       CPL  P3.7       ；P3.7口取反   FH：POP  PSW        ；恢复现场       POP  Acc       RETI            ；中断返回       END 三、系统调试 　　1、软件调试。先在Keilc51环境中进行软件调试，再利用编程器将调试好的程序固化到AT89C2051单片机中。 　　2、硬件调试 （1）检查线路应焊接无误。（2）电源电路调试。断开负载，用万用表测量78L05的3脚应有+5V电压。（3）先不装入AT89C2051单片机，用短路线把U1插座的12脚接地，调整VD1和VD7的安装位置和角度，测量U1插座的2脚电压。当VD1和VD7之间无遮挡时2脚电压为0伏，有遮挡时为+5伏。用相同方法反复调整其他几对红外收发管的位置和角度。使U1插座的3、6、7、8、9各脚的电压符合要求。（4）将固化好程序的AT89C2051插入电路中的U1插座上，接上电源即可工作。