畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告題目紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)系別專業(yè)班級(jí)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2013年4月無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)紅外線人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)摘要紅外報(bào)警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù),其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式、熱釋電型紅外報(bào)警器,也即是本文將研究的產(chǎn)品。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器,超聲波防盜報(bào)警器,紅外線防盜報(bào)警器,高靈敏紅外報(bào)警器,觸摸式延時(shí)防盜報(bào)警器,觸摸式防盜報(bào)警器,紅外報(bào)警器,紅外線聲先報(bào)警器報(bào)警器能探測人體發(fā)出的紅外線，由紅外線傳感器、信號(hào)放大電路、電壓比較器、延時(shí)電路和報(bào)警指示電路等組成。當(dāng)人進(jìn)入報(bào)警器的監(jiān)視區(qū)域內(nèi)，即可發(fā)出報(bào)警信號(hào)，適用于家庭、辦公室、倉庫、實(shí)驗(yàn)室等比較重要場合防盜報(bào)警。概述了紅外輻射的知識(shí)、熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。利用熱釋電紅外傳感器設(shè)計(jì)了一種被動(dòng)式紅外報(bào)警電路,分析了該電路的功能和工作原理。熱釋電紅外傳感器具有很多的優(yōu)點(diǎn),在防盜、警戒等裝置中應(yīng)用較廣。關(guān)鍵詞被動(dòng)式紅外報(bào)警器、熱釋電紅外（PIR）、傳感器、熱釋電效應(yīng)無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)IDESIGNOFINFRAREDALARMABSTRACTINFRAREDALARMINMOSTCASES,THEFOREIGNADVANCEDTECHNOLOGY,ANDITSFUNCTIONISVERYADVANCEDINCLUDINGPASSIVEPYROELECTRICINFRAREDALARM,THATIS,THEPRODUCTSTHATARETOBESTUDIEDINTHISARTICLEINFRAREDMONITORINGWIRELESSALARMSYSTEM,ULTRASONICBURGLARALARM,INFRAREDBURGLARALARM,HIGHSENSITIVITYINFRAREDALARM,THETOUCHDELAYBURGLARALARM,THETOUCHBURGLARALARM,INFRAREDALARM,INFRAREDSOUNDTHEFIRSTALARMDETECTORSCAPABLEOFDETECTINGINFRAREDRAYSEMITTEDBYTHEBODY,PROVIDEDBYTHEINFRAREDSENSOR,THESIGNALAMPLIFICATIONCIRCUIT,AVOLTAGECOMPARATORCIRCUITANDOTHERCOMPONENTSOFTHEDELAYCIRCUITANDTHEALARMINDICATIONWHENPEOPLEENTERTHEALARMMONITORINGAREA,YOUCANSENDANALARMSIGNAL,SUITABLEFORHOMES,OFFICES,WAREHOUSES,LABORATORIESANDOTHERIMPORTANTOCCASIONSBURGLARALARMANOVERVIEWOFTHESTRUCTUREANDWORKINGPRINCIPLEOFTHEKNOWLEDGEOFINFRAREDRADIATION,THERMALPYROELECTRICINFRAREDSENSORPYROELECTRICINFRAREDSENSORDESIGNEDAPASSIVEINFRAREDALARMCIRCUITANALYSISOFTHEFUNCTIONSANDWORKINGPRINCIPLEOFTHECIRCUITPYROELECTRICINFRAREDSENSORHASMANYADVANTAGES,AWIDERAPPLICATIONOFTHEANTITHEFTWARNINGDEVICEKEYWORDSPASSIVEINFRAREDALARM、PYROELECTRICINFRAREDPIR、SENSOR、PYROELECTRICEFFECT無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)II目錄前言1第一章緒論211電路設(shè)計(jì)背景212紅外報(bào)警器分類及原理213熱釋電紅外傳感器的原理特性414設(shè)計(jì)意義及要求5第二章電路組成及框圖6第三章單元電路設(shè)計(jì)831電源電路設(shè)計(jì)8311整流濾波電路8312穩(wěn)壓電路1032放大電路的設(shè)計(jì)12321反相交流放大器12322同相交流放大器12第四章整機(jī)電路及工作原理14第五章電路制作及調(diào)試1651電路仿真16511MULTISIM仿真軟件介紹16512PROTEL99SEPCB軟件介紹16513仿真與驗(yàn)證1852電路的制作與調(diào)試20521元件介紹20522集成運(yùn)放的基礎(chǔ)知識(shí)24523集成電路的檢測24524元器件的測試與篩選25525元器件的焊接要點(diǎn)25526電路測試26致謝27無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)III參考文獻(xiàn)28附錄31附錄1程序31附錄2電路圖48附錄3元件表48附錄4PCB安裝圖50無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)0前言隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，對私有財(cái)產(chǎn)的保護(hù)意識(shí)在不斷的增強(qiáng)，因而對防盜措施提出了新的要求。本設(shè)計(jì)就是為了滿足現(xiàn)代住宅防盜的需要而設(shè)計(jì)的家庭式電子防盜系統(tǒng)。它在以前的防盜器基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的改進(jìn)，不但可以用于單一的住宅區(qū)，也可以用于較大規(guī)模住宅區(qū)的防盜系統(tǒng)。它的工作性能好，不易出現(xiàn)不報(bào)和誤報(bào)現(xiàn)象，安全可靠。不僅如此，它使用了單片機(jī)做信號(hào)處理器，這樣有利于與計(jì)算機(jī)相連接。利用計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理，使整個(gè)小區(qū)的住戶基本情況、資料等在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)起來，方便來訪人的查詢和保安人員的統(tǒng)一管理。在科技日益發(fā)展的今天，防盜的概念經(jīng)發(fā)生根本的變化，傳統(tǒng)的人防由于人的弱點(diǎn)偷懶、打瞌睡、疏忽及投資回報(bào)等問題，已漸由技防所取代。一個(gè)電子防盜系統(tǒng)可以包括移動(dòng)探測器、門磁探測器、玻璃破碎探測器、振動(dòng)探測器、煙霧探測器、緊急按鍵等各種探測器，從多個(gè)方面保護(hù)您的安全。在系統(tǒng)布防時(shí)，上述各種探頭探測到任何異動(dòng)，如有人進(jìn)入房間，或打破玻璃，或撬門，或企圖破壞保險(xiǎn)箱，甚至翻越圍墻等，都將會(huì)發(fā)出聲光警報(bào)，提醒人們的注意與行動(dòng)，從而有效地保護(hù)了人民的生命財(cái)產(chǎn)的安全。本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、安全可靠。這種防盜器安裝隱蔽，不易被盜賊發(fā)現(xiàn)。同時(shí)它的信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理后方便和PC機(jī)通信，便于多用戶統(tǒng)一管理。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)1第一章緒論11電路設(shè)計(jì)背景近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，電子電器的飛速發(fā)展人民的生活水平有了很大提高。各種高檔家電產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。這點(diǎn)就是看到了大部分人防盜意識(shí)還不夠強(qiáng)，造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財(cái)產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。報(bào)警器這時(shí)正為人們解決了不少問題。但是市場上的報(bào)警器大部分都是用于一些大公司及財(cái)政機(jī)構(gòu)。價(jià)格高昂，一般人們難以接受。如果設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一種價(jià)廉、性能靈敏可靠的防盜報(bào)警器，必將在防盜和保證財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。由于紅外線是不可見光，有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，此外，在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。紅外報(bào)警器大多數(shù)采用國外的先進(jìn)技術(shù)，其功能也非常先進(jìn)。其中包括被動(dòng)式熱釋電型紅外報(bào)警器，也即是本文將研究的產(chǎn)品。還有紅外監(jiān)控?zé)o線報(bào)警器，超聲波防盜報(bào)警器,紅外線防盜報(bào)警器，高靈敏紅外報(bào)警器,觸摸式延時(shí)防盜報(bào)警器,觸摸式防盜報(bào)警器，紅外報(bào)警器，紅外線聲光報(bào)警器。其外，可用紅外報(bào)警器原理控制各種電器的運(yùn)行。12紅外報(bào)警器分類及原理紅外報(bào)警器分為主動(dòng)紅外報(bào)警和被動(dòng)紅外報(bào)警，主動(dòng)紅外入侵報(bào)警器是由發(fā)射機(jī)和接收機(jī)組成，發(fā)射機(jī)是由電源、發(fā)光源和光學(xué)系統(tǒng)組成，接收機(jī)是由光學(xué)系統(tǒng)、光電傳感器、放大器、信號(hào)處理器等部分組成。主動(dòng)紅外報(bào)警器是一種紅外線光束遮擋型報(bào)警器，發(fā)射機(jī)中的紅外發(fā)光二極管在電源的激發(fā)下，發(fā)出一束經(jīng)過調(diào)制的紅外光束（此光束的波長約在08095微米之間），經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)的作用變成平行光發(fā)射出去。此光束被接收機(jī)接收，由接收機(jī)中的紅外光電傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)過電路處理后傳給報(bào)警控制器。由發(fā)射機(jī)發(fā)射出的紅外線經(jīng)過防范區(qū)到達(dá)接收機(jī)，構(gòu)成了一條警戒線。正常情況下，接收機(jī)收到的是一個(gè)穩(wěn)定的光信號(hào)，當(dāng)有人入侵該警戒線時(shí)，紅外光束被遮擋，無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)2接收機(jī)收到的紅外信號(hào)發(fā)生變化，提取這一變化，經(jīng)放大和適當(dāng)處理，控制器發(fā)出的報(bào)警信號(hào)。目前此類報(bào)警器有二光束、三光束還有多光束的紅外柵欄等。一般應(yīng)用在周界防范居多，最大的優(yōu)點(diǎn)就是防范距離遠(yuǎn)，能達(dá)到被動(dòng)紅外的十倍以上探測距離。被動(dòng)紅外報(bào)警器主要是根據(jù)外界紅外能量的變化來判斷是否有人在移動(dòng)。人體的紅外能量與環(huán)境有差別，當(dāng)人通過探測區(qū)域時(shí)，報(bào)警器收集到的這個(gè)不同的紅外能量的位置變化，進(jìn)而通過分析發(fā)出報(bào)警。人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，會(huì)發(fā)出特定波長10M左右的紅外線，被動(dòng)紅外報(bào)警器就是靠探測人體發(fā)射的10M左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10M左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。被動(dòng)紅外報(bào)警器是以探測人體輻射為目標(biāo)的，所以熱釋電元件對波長為10M左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是報(bào)警器無信號(hào)輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。用它制作的防盜報(bào)警器與目前市場上銷售的許多防盜報(bào)警器材相比，具有如下特點(diǎn)1不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源。2靈敏度高、控制范圍大。3隱蔽性好，可流動(dòng)安裝。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)313熱釋電紅外傳感器的原理特性研究設(shè)計(jì)的框圖如圖所示。DHT11溫濕度傳感器STC89C52單片機(jī)外部EEPROM溫濕度上限溫度、濕度數(shù)據(jù)LCD顯示溫濕度值聲光報(bào)警按鍵輸入DYPME003紅外人體傳感器DS1032時(shí)鐘電路熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號(hào)，并不能直接使用因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式該電阻阻抗高達(dá)104M，故引入的N溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。雙探測元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)。使用時(shí)D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來使傳感器得到補(bǔ)償。對于輻射至傳感器的紅外無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)4輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測波長范圍為0220M。為了對某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長范圍的紅外輻射通過外，還能將燈光、陽光和其它紅外輻射拒之門外。14設(shè)計(jì)意義及要求通過對紅外線報(bào)警器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，用集成運(yùn)放LM324、紅外傳感器、二極管等器件設(shè)計(jì)電路，可監(jiān)視幾米到幾十米范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)的人體，當(dāng)有人在該范圍走動(dòng)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。并且運(yùn)用MULTISIM軟件對電路進(jìn)行仿真和PROTEL99SE軟件畫原理圖以及制作電路板，制作實(shí)物并調(diào)試、展示功能。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)5第二章電路組成及框圖本設(shè)計(jì)軟件主程序流程圖如圖21所示數(shù)據(jù)初始化定時(shí)器初始化顯示初始化進(jìn)入后臺(tái)WHILE循環(huán)查詢報(bào)警信號(hào)有報(bào)警否溫濕度測量顯示聲光報(bào)警有無時(shí)鐘中斷入口RHCOUNTER累加置時(shí)間顯示標(biāo)志返回當(dāng)前時(shí)間顯示鍵盤響應(yīng)入口取鍵值設(shè)置、上調(diào)、下調(diào)、查詢鍵處理返回報(bào)警時(shí)間存儲(chǔ)鍵盤響應(yīng)程序有回波否有無圖21軟件主程序流程隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展和日益普及，電子報(bào)警器已經(jīng)在各企業(yè)事業(yè)單位和人們的日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，紅外線報(bào)警器可監(jiān)視幾米到幾十米范圍內(nèi)移無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)6動(dòng)的人體，當(dāng)有人在該范圍內(nèi)走動(dòng)時(shí)，發(fā)出報(bào)警。其電路的組成框圖如圖22所示。DHT11溫濕度傳感器STC89C52單片機(jī)外部EEPROM溫濕度上限溫度、濕度數(shù)據(jù)LCD顯示溫濕度值聲光報(bào)警按鍵輸入DYPME003紅外人體傳感器DS1032時(shí)鐘電路圖22報(bào)警器電路的組成圖中STC89C52單片機(jī)隨時(shí)監(jiān)控DYPME003紅外人體傳感器送來的報(bào)警信號(hào)。當(dāng)1電源通過交流電經(jīng)變壓器的變壓、橋式二極管的整流、電容的濾波、穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓得到5V的直流電壓。2傳感器傳感器主要是用來采集人體的紅外線信號(hào)并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。3放大濾波是由集成運(yùn)算放大器LM324和電容構(gòu)成對傳感器的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波供下一級(jí)電路使用。4比較器這里采用的是雙限電壓比較器，把電路中的基準(zhǔn)電壓U1和U2作為參考電壓（U1U2）與比較器輸出的電壓作比較控制指示電路指示是否有人進(jìn)入的情況。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)7第三章單元電路設(shè)計(jì)31電源電路設(shè)計(jì)直流電源（DCPOWER）有正、負(fù)兩個(gè)電極，當(dāng)兩個(gè)電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負(fù)極的電流來為電路工作提供能量。在設(shè)計(jì)采用的是5V的芯片，所以電路設(shè)計(jì)為5V的電源。311整流濾波電路1整流電路晶體二極管是由兩種具有不同導(dǎo)電性能的N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合形成的PN結(jié)構(gòu)成的，如圖31（A）所示，PN結(jié)具有單向?qū)щ姷奶匦?，常用符?hào)表示如圖31（B）。圖31二極管的PN結(jié)構(gòu)及符號(hào)圖32二極管的特性曲線無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)8當(dāng)PN結(jié)加上正向電壓（P區(qū)接正、N區(qū)接負(fù)）時(shí)，外電場使PN結(jié)的阻擋層變薄，形成比較大的電流，二極管的正向電阻很??；當(dāng)PN結(jié)加上反向電壓時(shí)，外電場使PN結(jié)的阻擋層變厚，形成極小的反向電流，表現(xiàn)為反向電阻非常大。晶體二極管的正反向特性曲線如圖32所示，即二極管具有單向?qū)щ娦?。利用二極管的單向?qū)щ娦?，可將交流電變成脈沖直流電，其過程稱為整流。如圖33是橋式整流濾波電路，其整流過程如下當(dāng)交流電為正半周時(shí)，M點(diǎn)電壓高于N點(diǎn)電壓，D2、D4截止，而D2、D5導(dǎo)通，電流將從交流電源依次通過D2、RL、D5回到電源；當(dāng)交流電為負(fù)半周時(shí)，N點(diǎn)電壓高于M點(diǎn)電壓，D2、D5截止，而D3、D4導(dǎo)通，電流將從交流電源依次通過D3、RL、D4回到電源。這樣通過RL的電流方向是固定的，UA始終大于UB，且UAB隨交流電的起伏而波動(dòng)。如果將RL兩端接入示波器會(huì)觀察到如圖34的整流波形。整流電路是把交流電變成直流電的電路，電路是二極管的單向?qū)щ娦杂伤膫€(gè)二極管構(gòu)成橋式整流電路，如圖33所示。圖33橋式整流無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)9圖34交流、整流及濾波波形2濾波電路電容（或電容量,CAPACITANCE）指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量；記為C，國際單位是法拉（F）。一般來說，電荷在電場中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上；造成電荷的累積儲(chǔ)存，最常見的例子就是兩片平行金屬板，也是電容器的俗稱。在負(fù)載RL兩端并接上電容值較大的電解電容，如圖33所示，可將脈沖直流電過濾成較平穩(wěn)的直流電，稱為濾波。波形將會(huì)變得較為平滑或成一條直線。濾波的基本原理電容C兩端的初始電壓為0。接入交流電源U后，當(dāng)U為正半周時(shí)，D2、D5導(dǎo)通，U通過D2、D5對電容充電；當(dāng)U為負(fù)半周時(shí)，D3、D4導(dǎo)通，U通過D3、D4對電容充電。由于充電回路等效電阻很小，所以充電很快，電容C迅速被充到交流電壓的最大值UMAX。此時(shí)二極管的電壓始終小于或等于0，故二極管均截止，電容不可能放電，故輸出電壓恒為UMAX。綜上所述，交流電通過整流、濾波可以變成直流電，這就是一般穩(wěn)壓電源的基本原理。312穩(wěn)壓電路LM317是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。LM317的輸入最同電壓為30多伏，輸出電壓1532V電流15A不過在用的時(shí)候要注意功耗問題注意散熱問題。LM317有三個(gè)引腳，一個(gè)輸入一個(gè)輸出一個(gè)電壓調(diào)節(jié)。輸入引腳輸入正電壓,輸出引腳接負(fù)載,電壓調(diào)節(jié)引腳一個(gè)引腳接電阻200左右無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)10在輸出引腳,另一個(gè)接可調(diào)電阻幾K接于地。輸入和輸出引腳對地要接濾波電容。圖35穩(wěn)壓電路圖典型線性調(diào)整率001，典型負(fù)載調(diào)整率01。80DB紋波抑制比，輸出短路保護(hù)，過流、過熱保護(hù)，調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)，標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。穩(wěn)壓電路的原理圖如圖35所示。當(dāng)外部電容應(yīng)用于任何集成電路穩(wěn)壓時(shí)，有時(shí)必須加保護(hù)二極管以防止電容在低電流點(diǎn)向穩(wěn)壓器放電，LM317的引腳如圖36所示。圖36LM317引腳如圖36所示1腳為調(diào)節(jié)腳、2腳為輸出腳、3腳為輸入腳，其中2腳與散熱片的表面是連接的。電源指示電路是由一個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，利用發(fā)光二極管的發(fā)光作用，指示電路的工作情況，當(dāng)發(fā)光時(shí)說明電路正常工作，不發(fā)光時(shí)說明電路不工作，如果電路電流過大會(huì)把發(fā)光二極管燒毀這是就可以檢查電源電路是否用開路或者短路的情況。電源指示電路如圖35所示。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)1132放大電路的設(shè)計(jì)321反相交流放大器此放大器可代替晶體管進(jìn)行交流放大,可用于擴(kuò)音機(jī)前置放大等,電路無需調(diào)試。圖37反相交流放大器放大器采用單電源供電,由R1、R2組成U偏置,C1是消振電容。如圖3721所示放大器電壓放大倍數(shù)AV僅由外接電阻RI、RF決定。負(fù)號(hào)表RIFAV示輸出信號(hào)與輸入信號(hào)相位相反。按圖中所給數(shù)值,AV10。此電路輸入電阻為RI。一般情況下先取RI與信號(hào)源內(nèi)阻相等,然后根據(jù)要求的放大倍數(shù)在選定RF。CO和CI為耦合電容。322同相交流放大器同相交流放大器的特點(diǎn)是輸入阻抗高。其中的R1、R2組成U分壓電路,21通過R3對運(yùn)放進(jìn)行偏置。電路的電壓放大倍數(shù)AV也僅由外接電阻決定,電路輸入電阻為R3、R4的阻值范圍為幾千歐姆到幾十千歐姆，如41RFAV圖38示。無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)12圖38同相交流放大器無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)13第四章整機(jī)電路及工作原理通過對電路的分析設(shè)計(jì)完成了整機(jī)電路的總體設(shè)計(jì)原理圖如附錄1所示其中包括電源部分和報(bào)警電路部分，電源部分主要是通過對交流電的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓輸出一個(gè)5V的直流電壓為后面的報(bào)警電路的正常工作提供電壓；報(bào)警電路主要是由熱釋電紅外傳感器、LM324集成運(yùn)算放大器、發(fā)光二極管、電阻電容構(gòu)成。傳感器主要的工作就是把采集到的人體紅外線轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，由于此時(shí)的電壓比較微弱所以要經(jīng)過LM324的放大后的電壓輸入到電壓比較器進(jìn)行比較來控制相應(yīng)的發(fā)光二極管指示燈工作。下面是報(bào)警電路的工作流程與及電路的參數(shù)計(jì)算過程在電路中采用KP506B型熱釋電人體紅外線傳感器，當(dāng)人體進(jìn)入該傳感器的監(jiān)視范圍時(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交流電壓（幅度約為1MV），該電壓的頻率與人體的移動(dòng)速度有關(guān)。在正常行走速度下，其頻率約為6HZ。電路中，R3、C4、C5構(gòu)成退耦電路，R1為傳感器的負(fù)債，C2為濾波電容，以濾掉高頻干擾信號(hào)。傳感器的輸出信號(hào)加到運(yùn)算放大器A1的同相端，A1構(gòu)成同相輸入式放大電路，其放大倍數(shù)取決于R4和R2，其大小為AUF11280241RA1放大后的信號(hào)經(jīng)電容C6耦合至放大器A2反相輸入端，A2構(gòu)成反相輸入式放大電路。電阻R6、R7將A2同相端偏置于電源電壓的一半,A2的增益取決于R8、R5，其大小為AUF2427058R因此，傳感器信號(hào)經(jīng)兩級(jí)運(yùn)放總共放大了AUF1AUF2112（42）4704倍，當(dāng)傳感器產(chǎn)生一個(gè)幅度為1MV交流信號(hào)時(shí)，A2的理論輸出值為4704V。A3和A4構(gòu)成雙限電壓比較器，A3的參考電位為U353V247A4的參考電位為U452V無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)14在傳感器無信號(hào)輸出時(shí)，A1靜態(tài)輸出電壓為041V之間；A2在靜態(tài)時(shí)，由于同相端電位為25V，其直流輸出電平為25V。由于UB3V,因此A3輸出高電平，LED1亮；當(dāng)人體退出時(shí)，U3756輸出信號(hào)為22V7靈敏度為3300V/W8探測率為15108CMHZ1/2/W9噪聲（VPP）為INCLUDEINCLUDE“1602H“INCLUDE“DHTH“INCLUDE“2402H“INCLUDE“DS1302H“/定義管腳SBITLED_ALERTP36/報(bào)警燈SBITIN_ALERTP21/報(bào)警信號(hào)輸入SBITBEEPP20/蜂鳴器SBITKEY_UPP32SBITKEY_DOWNP35SBITKEY_SETP33SBITKEY_REVIEWP34/定義標(biāo)識(shí)VOLATILEBITFLAGSTARTRH0/開始溫濕度轉(zhuǎn)換標(biāo)志VOLATILEBITFLAGKEYPRESS0/有鍵按下標(biāo)志VOLATILEBITFLAGALERT0/報(bào)警狀態(tài)標(biāo)志VOLATILEBITFLAGREVIEW0/查詢標(biāo)志/定義溫濕度傳感器用外部變量EXTERNU8U8FLAG,KEXTERNU8U8COUNT,U8TEMPEXTERNU8無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)29U8T_DATA_H,U8T_DATA_L,U8RH_DATA_H,U8RH_DATA_L,U8CHECKDATAEXTERNU8U8T_DATA_H_TEMP,U8T_DATA_L_TEMP,U8RH_DATA_H_TEMP,U8RH_DATA_L_TEMP,U8CHECKDATA_TEMPEXTERNU8U8COMDATAEXTERNU8COUNT,COUNT_R/溫濕度傳感器用變量U16TEMPS16TEMPERATURE,HUMIDITYU16RHCOUNTER/按鍵響應(yīng)用變量U8KEYVALUE,KEYUP,KEYDOWN,KEYSET,KEYREVIEWU8FLAGSET/DS1302時(shí)鐘用變量SYSTEMTIMECURRENTTIMEUCHARYEAR,MONTH,DAY,HOUR,MINUTE,SECOND/報(bào)警及存儲(chǔ)用變量/CHARPSAVE/字符串顯示用變量UCHARSTR16“000000“UCHARALERTDATE9“000000“,ALERTTIME9“000000“UCHARHIDE/函數(shù)聲明VOIDINT2STRINTX,CHARSTRVOIDDELAY1MSUNSIGNEDINTCOUNTVOIDDATA_INITVOIDTIMER0_INITVOIDTIMER0_ISR無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)30VOIDSAVEALERTVOIDLOADALERTVOIDKEYPROCESSUINTNUM/整型轉(zhuǎn)字符串的函數(shù)，轉(zhuǎn)換范圍065536VOIDINT2STRINTX,CHARSTRINTI1INTTMP10WHILEX/TMP0ITMP10TMPXSTRI0WHILEI1STRI0TMP10TMP/10STR0TMP0無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)31VOIDDELAY1MSUNSIGNEDINTCOUNTUNSIGNEDINTI,JFORI0I450FLAGSTARTRH1RHCOUNTER0/設(shè)定閃爍標(biāo)志IFHIDE1HIDE0ELSEHIDE1/存入報(bào)警日期時(shí)間VOIDSAVEALERTWRTEEPROM0,YEARDELAY1500無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)33WRTEEPROM1,MONTHDELAY1500WRTEEPROM2,DAYDELAY1500WRTEEPROM3,HOURDELAY1500WRTEEPROM4,MINUTEDELAY1500WRTEEPROM5,SECONDDELAY1500/載入報(bào)警日期時(shí)間VOIDLOADALERTUCHARVALUEVALUERDEEPROM0ALERTDATE0VALUE/1048ALERTDATE1VALUE1048VALUERDEEPROM1ALERTDATE3VALUE/1048ALERTDATE4VALUE1048VALUERDEEPROM2ALERTDATE6VALUE/1048ALERTDATE7VALUE1048VALUERDEEPROM3ALERTTIME0VALUE/1048ALERTTIME1VALUE1048無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)34VALUERDEEPROM4ALERTTIME3VALUE/1048ALERTTIME4VALUE1048VALUERDEEPROM5ALERTTIME6VALUE/1048ALERTTIME7VALUE1048VOIDKEYPROCESSUINTNUMSWITCHNUMCASE1/UP鍵被按下SWITCHFLAGSETCASE0CASE1BREAKCASE2/年IFYEAR0YEARWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_YEAR,YEARWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAKCASE3/月IFMONTH0MONTHWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_MONTH,MONTHWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAKCASE4/日IFDAY0DAYWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_DAY,DAYWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAKCASE5/時(shí)IFHOUR0HOURWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_HOUR,HOURWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAK無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)37CASE6/分IFMINUTE0MINUTEWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_MINUTE,MINUTEWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAKCASE7/秒IFSECOND0SECONDWRITE13020X8E,0X00/寫入允許DS1302_SETTIMEDS1302_SECOND,SECONDWRITE13020X8E,0X80/禁止寫入BREAKBREAKCASE3/SET鍵被按下。FLAGSET0報(bào)警；1關(guān)報(bào)警；2設(shè)置年；3月；4日；5時(shí)；6分；7秒IFFLAGREVIEW0/只有不查詢時(shí)才能設(shè)定FLAGSETIFFLAGSET1L1602_STRING2,10,“A“ELSEL1602_STRING2,10,“IFFLAGSET8無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)38FLAGSET0BREAKCASE4/REVIEW鍵被按下IFFLAGREVIEW0FLAGREVIEW1LOADALERTL1602_STRING1,1,“L1602_STRING2,1,“L1602_STRING1,1,ALERTDATEL1602_STRING1,9,“ALERT“L1602_STRING2,1,ALERTTIMEL1602_STRING2,9,“ELSEFLAGREVIEW0BREAKDEFAULTBREAK/名稱MAIN無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)39功能主函數(shù)/VOIDMAINU16I,J,TESTNUMEA0TIMER0_INIT/定時(shí)器0初始化DATA_INITINITIAL_DS1302EA1L1602_INITL1602_STRING1,1,“WELCOMETOMY“L1602_STRING2,1,“INFRAMONITOR“/延時(shí)FORI0I1000IFORJ0J1000J/清屏L1602_STRING1,1,“TC“L1602_STRING2,1,“H“WHILE1/查詢報(bào)警信號(hào)無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)40/FLAGSET0為報(bào)警狀態(tài)，/FLAGSET1為關(guān)報(bào)警狀態(tài)，/FLAGSET2,3,4,5,6,7依次為設(shè)置年，月，日，時(shí)，分，秒狀態(tài)IFFLAGSET1FLAGALERT1BEEP0LED_ALERT0IFFLAGSET1LED_ALERT0ELSE/報(bào)警未打開或者無警可報(bào)FLAGALERT0BEEP1LED_ALERT1IFFLAGSTARTRH1/溫濕度轉(zhuǎn)換標(biāo)志檢查TR00TESTNUMRHFLAGSTARTRH0TR01無錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）紅外人體報(bào)警器的設(shè)計(jì)41/讀出溫濕度，只取整數(shù)部分HUMIDITYU8RH_DATA_HTEMPERATUREU8T_DATA_H/讀出日期時(shí)間值DS1302_GETTIMEYEARCURRENTTIMEYEARMONTHCURRENTTIMEMONTHDAYCURRENTTIMEDAYHOURCURRENTTIMEHOURMINUTECURRENTTIMEMINUTESECONDCURRENTTIMESECONDDATETOSTRTIMETOSTR/如果不處于查詢狀態(tài)則顯示當(dāng)前日期時(shí)間溫度濕度IFFLAGREVIEW0/清屏L1602_STRING1,1,“TC“L1602_STRING2,1,“L1602_S