51单片机家庭防盗报警系统设计+电路图+仿真图+源码(5)
平时传感器输出低电平，当有人在探测区范围内移动时输出低电平变为高电平。
图6 热释电红外传感器原理图
2.2.4 放大电路
当非法人员在防范区域内移动时，就会引起红外辐射变化，使得报警系统产生报警信号，即完成报警功能。由于热释电红外传感器输出的电压信号十分的微弱(通常只有1mV左右)，而且还是一个变化的信号。而且通过光学透镜聚焦后输出的电压信号呈现脉冲信号，该脉冲电压的频率是由被测物体的移动速度来决定，通常为0.1~10Hz左右。因此，需要对热释电红外传感器输出的电压信号进行放大[8]。
本防盗报警系统所用的放大电路设计如图7所示，这是一个基本的放大电路，其中Vi和Vo分别代表了输入的电压信号以及经过放大后的输出电压信号。
图7 放大电路
2.3 声光报警电路模块
2.3.1 发光二极管报警电路
当热释电红外传感器将检测到的外部信息传送至单片机后，单片机接收触发信号并经内部程序处理，驱动发光二极管发光，即执行报警电路，实现报警功能。该发光二极管报警电路是由4个发光二极管(D3-D6)分别接上电阻(R7-R10)后，接在单片机的P3.0(RXD)引脚上，外接VCC，如图8所示。当单片机的P3.0(RXD)引脚被置低电平后，发光二极管工作[9]，起到报警的作用。
图8 发光二极管报警电路
2.3.2 声音报警电路
当热释电红外传感器将检测到的外部信息传送到单片机后，单片机接收触发信号并经内部程序处理，驱动声音报警电路执行，即实现报警功能。本系统采用晶体管驱动的蜂鸣器报警电路。该声音报警电路是由电阻、晶体管和蜂鸣器(BUZZER)，接到单片机的P3.1(TXD)引脚上，外接VCC，如图9所示。当单片机的P3.1(TXD)引脚被置高电平后，蜂鸣器工作，达到报警的目的[10]。
图9 声音报警电路
2.4 电源电路模块
单片机AT89C51由+5V直流电源供电，本系统采用L7805CV来做稳压芯片，因为其输出电流可达1.5A，可满足本系统+5V供电电压。具体电路设计如图10：
图10 电源电路图
3. 系统软件设计
系统软件设计主要由单片机程序来完成。软件设计包括主程序设计和中断程序设计两个部分。下面分别介绍这两个设计所能实现功能以及各自的流程图。
3.1 系统主程序流程图
主程序实现的功能是：当有人体在监控区域范围内移动时，单片机检测到传感器送来的脉冲信号后，经内部程序处理，驱动声光报警电路报警，持续10s后自动停止报警，然后开始循环工作，继续检测是否还有下次触发信号，等待报警。从而使系统进入连续工作状态[11]。主程序流程图如图11所示。
图11 主程序工作流程图
3.2 系统中断程序流程图
中断程序实现的功能是：系统正常工作期间，当报警持续时间未到10秒时，或者是消除误报信息，可利用按键S2产生外部中断信号，达到用手工按键停止声光报警的作用。中断服务程序工作流程图，如图12所示：
图12 中断程序流程图
仿真过程中用到的主程序和中断程序见附录2。
4. 系统调试和仿真
Proteus提供了简单的文本编译器，用它作为源程序的编译环境，即可以绘制硬件原理图，并实现硬件调试。KeilC51是目前较好的51单片机开发工具之一，可以用来编译C源代码和汇编源程序，连接和重定位目标文件和库文件，创建HEX文件，调试目标程序，是一种集成化的文件管理编译环境。在Proteus中，可以直接与KeilC51编程软件进行联调，进而实现对所设计电路的验证[12]。