共23頁第頁基于51單片機(jī)的人體傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要隨著信息技術(shù)的日益革新，將電子產(chǎn)品和信息技術(shù)進(jìn)行相結(jié)合，不僅帶動(dòng)電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，也可以使電子產(chǎn)品所具備的功能變得豐富多彩。這些電子產(chǎn)品的產(chǎn)生不僅為人們的日常生活提供了許多的便利，也逐漸的成為日常生活中不可缺少的必需品。

隨著我國人口的日益增長，住房用地面積的日益緊張，高層小區(qū)的建設(shè)逐步成為常態(tài)化建設(shè)。樓宇小區(qū)的高層化雖然會緩解用地面積的緊張性，但也會隨著居住人口的增加帶來許多的安全隱患。對于小區(qū)安全防護(hù)措施也必須得到提高，從而保證居住人員的人身財(cái)產(chǎn)安全?；谏鲜鰡栴}本文設(shè)計(jì)出一款基于STC89C51單片機(jī)作為控制芯片，采用紅外熱釋人體傳感器檢測是否有人經(jīng)過，然后通過STC89C51單片機(jī)控制蜂鳴器及LED顯示屏報(bào)警。此外為了使本系統(tǒng)可以在不同的生活情景下使用，所以在設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)采用不同工作方式進(jìn)行報(bào)警，第一，當(dāng)系統(tǒng)處于緊急報(bào)警工作方式時(shí)系統(tǒng)不會根據(jù)人體紅外傳感器進(jìn)行監(jiān)測行人就可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；第二，當(dāng)系統(tǒng)處于檢測工作模式時(shí)系統(tǒng)會根據(jù)人體紅外傳感器進(jìn)行檢測是否有行人經(jīng)過，若有行人經(jīng)過則通過控制芯片控制蜂鳴器和LED報(bào)警，反之則不會實(shí)現(xiàn)報(bào)警；第三，當(dāng)系統(tǒng)處于停止報(bào)警工作方式時(shí)，無論人體紅外傳感器是否檢測到行人經(jīng)過系統(tǒng)都不會發(fā)生報(bào)警。通過對該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試，驗(yàn)證了系統(tǒng)的功能模塊基本可以實(shí)現(xiàn)上述功能，所以該系統(tǒng)可應(yīng)用在實(shí)際場景中起到一定的安防作用。

關(guān)鍵詞：人體紅外傳感器；STC89C51；LED顯示屏；報(bào)警目錄TOC\o"1-2"\h\u118771緒論 1112261.1本課題研究背景 1190241.2國內(nèi)外人體傳感器的發(fā)展 212502系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案 3174072.1主控模塊選擇 3266542.2STC89C51的電路設(shè)計(jì) 534652.3顯示模塊設(shè)計(jì) 613752.4報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 8197872.5傳感模塊設(shè)計(jì) 9287172.6系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電路 11155533系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 1219943.1系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 12253633.2加軟件總體設(shè)計(jì) 13125874系統(tǒng)的裝配與調(diào)試 16105834.1系統(tǒng)測試 16295144.2人體傳感器的仿真分析 1633235總結(jié) 1920165參考文獻(xiàn) 211緒論1.1本課題的研究背景隨著科學(xué)和科技的開展，在現(xiàn)今的社會生活速度節(jié)奏不斷加快，關(guān)于人們?nèi)粘Ｈ兆又械募彝ギa(chǎn)品的要求和質(zhì)量要求越發(fā)的高級起來，智能個(gè)性化以及人性化的產(chǎn)品規(guī)劃理念的要求導(dǎo)致了傳感器技術(shù)越來越普遍的在樓宇防盜系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用和開展。規(guī)劃理念的改變它不僅僅是關(guān)于人們生活方式進(jìn)行了升級優(yōu)化，也關(guān)于人們的住宅居住環(huán)境的合理化。當(dāng)經(jīng)社會發(fā)展千變?nèi)f化，國民生活水平也逐日上升，現(xiàn)代社會對傳感器的安全可靠性性能的要求越來越高，傳感器的安防主導(dǎo)地位比以往任何一個(gè)時(shí)候都更加重要。傳統(tǒng)的人體傳感器只會在有人靠近時(shí)發(fā)出局部報(bào)警，然而傳感器內(nèi)部沒用控制器。但是該傳感器設(shè)計(jì)的主控芯片由單片機(jī)控制，可以方便有效地?cái)U(kuò)展到多功能智能家居系統(tǒng)中。防盜報(bào)警都是增加信號，它將在電路中被檢測到，由傳感模塊檢測到異常信號，再通過傳輸電路將異常信號轉(zhuǎn)換為報(bào)警信號發(fā)送到報(bào)警模塊，從而達(dá)到防盜的目的。通過傳感檢測模塊接收到特殊信號，再由傳輸電路將特殊信號轉(zhuǎn)換為報(bào)警信號，經(jīng)過蜂鳴器識別發(fā)出報(bào)警。1.2國內(nèi)外人體傳感器的發(fā)展在全世界的傳感器市場不斷的快速增長，各個(gè)發(fā)到國家對傳感器技術(shù)越來越重視。從上個(gè)世紀(jì)80年代起，日本的傳感器技術(shù)已經(jīng)成為了世界第一，美國等西方國家越來越看重這門技術(shù)，后繼也投入了大量的人力物力進(jìn)行研發(fā)。傳感器市場報(bào)告顯示，2018年時(shí)全球傳感器市場已經(jīng)達(dá)到了1500億美元以上。調(diào)查顯示，歐洲、亞洲地區(qū)的傳感器市場是傳感器市場上升速度最快的地區(qū)，而美國、德國、日本以及一些發(fā)達(dá)國家依然是傳感器市場的“巨頭”。國外人體傳感器如圖3.1所示。圖3.1國外人體傳感器國外的人體傳感器還更多運(yùn)用在汽車、電子等領(lǐng)域，在安防這一方面還沒有完全投入使用，所以國外入室盜竊案件層出不窮。相比于國內(nèi)，雖然人體傳感器在有些樓宇小區(qū)已經(jīng)投入使用，但是其傳感系統(tǒng)較差，反應(yīng)速度緩慢，使用太過單一。如圖3.2所示為我國小米公司最新研發(fā)的人體傳感器。圖3.2國內(nèi)人體傳感器人體傳感器的工作原理是通過熱釋電效應(yīng)，在溫度升高時(shí)，會引起內(nèi)部電路的表面出現(xiàn)極化電荷。而對于紅外線而言，熱傳感效應(yīng)會變得更強(qiáng)，物體通過本身就會發(fā)出紅外線，發(fā)射到內(nèi)部電路的極化電荷上，再將電荷放大即可判斷是否有物體通過?，F(xiàn)如今市場上傳感器的靈敏度太低，由于沒有內(nèi)部控制器，主控電路容易短路，因此本課題設(shè)計(jì)了一款基于51單片機(jī)的人體傳感器，相比傳統(tǒng)的人體傳感器，反應(yīng)更靈敏。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)為一種基于單片機(jī)的人體傳感器設(shè)計(jì)，其主要硬件有主控模塊、報(bào)警模塊、顯示模塊、復(fù)位電路模塊和晶振電路模塊。本設(shè)計(jì)將STC89C51是認(rèn)定為主要控制芯片，接收到由人體熱釋傳感器發(fā)送的電信號。主控芯片由復(fù)位電路控制開始工作時(shí)間，當(dāng)開啟時(shí)單片機(jī)獲得供電。晶振電路控制單片機(jī)內(nèi)部頻率跳動(dòng)，防止掉包。電源電路控制單片機(jī)開關(guān)。獨(dú)立按鍵電路控制單個(gè)I/O連接單個(gè)電路，以防電路發(fā)生短路現(xiàn)象。當(dāng)主控芯片接收到異常信號時(shí)，通過電路傳輸而引發(fā)蜂鳴器報(bào)警。同時(shí)，LED警示燈會不停的閃爍。系統(tǒng)方案如圖3.3所示。圖3.3系統(tǒng)方案2.1主控模塊設(shè)計(jì)主控單元的由單片機(jī)模塊、晶振模塊、獨(dú)立按鍵模塊、電源模塊和復(fù)位模塊組成。其中單片機(jī)目前型號很多，如STC89C51單片機(jī)、MSP430單片機(jī)等眾多控制芯片。對于本設(shè)計(jì)，由于對軟件開發(fā)、存儲、運(yùn)營成本方面有特別要求，所以對符合的單片機(jī)STC89C51、單片機(jī)MSP430兩種型號的單片機(jī)進(jìn)行對比選擇。2.1.1單片機(jī)的選擇（1）STC89C51單片機(jī)STC89C51是美國某公司21年代初期自主生產(chǎn)的處理器，其耗費(fèi)較少能量和優(yōu)異的工作能力作為獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。STC89C51內(nèi)部具有一個(gè)獨(dú)立8核CPU支持其優(yōu)異的工作性能，由控制部分和運(yùn)算部分組成。在使用過程中，通過控制部分與各個(gè)分支電路相連接，降低了各個(gè)電路之間相互干擾。在運(yùn)算部分對各個(gè)硬件資源進(jìn)行調(diào)配，使內(nèi)部電路傳輸通順。51單片機(jī)系列并不具有其指令功能，例如該單片機(jī)的內(nèi)部還具有8k的指令可編程只讀數(shù)據(jù)存儲。在單片機(jī)內(nèi)部可以直接拿來使用，這個(gè)時(shí)候就已經(jīng)達(dá)到單片機(jī)掉電量來存儲內(nèi)部。51單片機(jī)是在52單片機(jī)上的升級版，改進(jìn)了52單片機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定的缺陷。相比于市場上大量同等價(jià)位的單片機(jī)而言，其程序開發(fā)便利在市場上就受到廣大用戶喜愛。（2）MSP430單片機(jī)MSP430又稱為新型智能混合模擬數(shù)字信號邏輯處理器，它指的是要泛指一種可以將多個(gè)不同具有信號集成功能的新型混合數(shù)字模擬信號集成電路。MSP430單片機(jī)于20世界90年代由美國某公司自主制造生產(chǎn)，并于同年市場推廣。該系列產(chǎn)品新型直流單片式充電電機(jī)多廣泛應(yīng)用于那些通常需要由單片蓄電池驅(qū)動(dòng)進(jìn)行直流供電的便捷式小電動(dòng)車儀器表盤中。由于其性能非常好，一般被使用在某些緊密儀器當(dāng)中，因此價(jià)格相比之下更高。以上兩個(gè)單片機(jī)相比之下，51單片機(jī)具備8K以內(nèi)的超高性能和八位數(shù)字存儲器可編程性。STC89C51支持2種可選擇節(jié)電模式。掉電模式時(shí)，單片機(jī)一切工作即刻停止，直到復(fù)位電路重新開啟為止。最高額定速度運(yùn)作頻率38MHZ，8T/16T可選。綜合以上分析，本設(shè)計(jì)選取STC89C51單片機(jī)為主控芯片。2.1.2單片機(jī)引腳設(shè)計(jì)51單片機(jī)產(chǎn)品芯片上的連接器可以安裝在任何高溫焊接操作中。有時(shí)，它是直接焊接到用戶的新芯片和直接焊接到IC插座。避免高溫或高速焊接非常重要。通常，用戶必須在不指定控件本身的輸入或輸出的情況下寫入控件，并且通常，用戶必須將端口值分配給I/O。新I/O分配將自動(dòng)管理此操作，所選值將轉(zhuǎn)換為I/O輸入。對于需要新I/O輸入的用戶，它們會自動(dòng)更改以允許播放控制。2.1.3晶振電路設(shè)計(jì)晶振電路包括XTAL1和XTAL2，它們之間相互獨(dú)立。XTAL1控制晶振輸入，XTAL2控制晶振輸入。它們兩個(gè)器件之間可以被直接分別配置，同時(shí)使用兩個(gè)高頻石英晶振控制時(shí)鐘電路。及時(shí)內(nèi)部引腳中沒用設(shè)定定時(shí)振蕩器，但是及時(shí)沒用也能發(fā)生激振蕩。通常情況下，晶振電路頻率控制在1.2～12Mhz左右。但在特殊情況下，最高可突破到24MHz以上。晶振電路如圖3.4所示。圖3.4晶振電路圖2.1.4復(fù)位電路設(shè)計(jì)復(fù)位電路如圖3.5所示。通電時(shí)，電容器兩端電壓不應(yīng)突然變化，電阻采用負(fù)電壓和電容器復(fù)位電壓。輸入電壓高，芯片復(fù)位，電阻上的電壓逐漸下降，最終達(dá)到0左右，芯片工作正常。按下復(fù)位按鈕后，那么第一個(gè)引腳將會出現(xiàn)高電平現(xiàn)象，正常情況下，只要RST管腳能夠一直保持在10ms左右，單片機(jī)可以被有效復(fù)位。設(shè)定復(fù)位電阻和電容為典型設(shè)計(jì)數(shù)值，在實(shí)際情況中可由相同數(shù)量級的電阻和電容進(jìn)行替換。通過對充電時(shí)間或工作環(huán)境的實(shí)質(zhì)測量，可以保證復(fù)位電路的正常運(yùn)行。圖3.5復(fù)位電路圖2.1.5電源電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)電源電路由USB插口連接供電，在實(shí)驗(yàn)過程中，可以連接電腦插口，也可以通過手機(jī)充電器連接插板進(jìn)行通電。如圖3.6所示。圖3.6電源電路圖2.2顯示模塊設(shè)計(jì)目前的顯示器件有LED數(shù)碼管和液晶屏等種類，對本設(shè)計(jì)開展了選擇分析。（1）LED數(shù)碼管LED數(shù)碼顯示管是采用動(dòng)態(tài)掃描的方式進(jìn)行顯示，LED數(shù)字管無論是從價(jià)格方面考慮，還是性能方面考慮都比較適合，而且本設(shè)計(jì)對于顯示的要求并不高，只需要滿足英語數(shù)字或簡單的英語字母符號，因此本設(shè)計(jì)選用LCD1602液晶顯示屏作為顯示模塊。本裝置需要對LCD1602液晶顯示器和控制芯片的I/O口的直接連接。但是控制芯片的I/O端口輸出電流不足，所以就需要小型整流電路。通過驅(qū)動(dòng)整流電路來對輸出的電流起放大作用，流出的放大后的電流可以控制自動(dòng)二氧化管。另外，為了顯示信息，可以通過自動(dòng)控制數(shù)碼管技術(shù)，顯示更多信息但是焊接錯(cuò)誤發(fā)生的概率會升高，焊接電路的設(shè)計(jì)就變得比較困難，焊接的過程也比較困難，容易出現(xiàn)一些錯(cuò)誤。液晶屏LCD1602液晶顯示屏可以同時(shí)滿足自動(dòng)輸入顯示和直接輸出字符兩大功能，同時(shí)還可以對數(shù)字、字母、符號或者自定義和其他特殊字符進(jìn)行顯示。LCD1602采用無線線或并行實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號傳輸也就是用戶可以直接通過采用無線線或串行線對視頻文字?jǐn)?shù)據(jù)信號進(jìn)行傳輸，控制簡單，和目前現(xiàn)場市面上的大多基于數(shù)控HD44780液晶的無線視頻數(shù)字控制顯示系統(tǒng)工作原理及其功能幾乎完全相同。液晶屏的顯示功能經(jīng)過對比，比LED數(shù)碼管增加了很多功能，該顯示屏可以顯示出阿拉伯?dāng)?shù)字、字母等，價(jià)格廉價(jià)。經(jīng)過對比可得，因此在本系統(tǒng)顯示模塊選擇LCD1602液晶顯示屏。LCD1602液晶顯示屏實(shí)物外觀如圖3.7所示。圖3.7LCD1602液晶顯示屏當(dāng)LED1602液晶顯示屏連接到控制芯片對應(yīng)的I/O端口時(shí)，需要將一個(gè)限制電流的電阻添加到LED1602液晶顯示模塊的晶體管基座上。在發(fā)射極上接通電流時(shí)，繼電器將連接到數(shù)碼管的位置選擇器上，控制芯片的I/O端口輸出高電平，三極管斷開，LCD液晶顯示模塊的選位口處于較低的等級，數(shù)碼管上沒有任何顯示。當(dāng)控制芯片的I/O端口輸出較低的電時(shí)，三段硅控制管處于導(dǎo)通狀態(tài)，LED1602液晶顯示模塊選到較高的位選口，數(shù)碼管就會顯示。如圖3.8所示為數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖。圖3.8數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路圖2.3報(bào)警模塊設(shè)計(jì)報(bào)警模塊有有源蜂鳴器、無源蜂鳴器兩大類。（1）有源蜂鳴器有源蜂鳴器在加通直流電下工作最合適，通常這些都有VDC和VDD的標(biāo)注。因?yàn)橥ㄟ^電磁脈沖傳過來的信號，導(dǎo)致磁場改變，從而導(dǎo)致本設(shè)計(jì)所用的高頻蜂鳴器的內(nèi)部電路發(fā)生改變從而使內(nèi)部的鉬片產(chǎn)生震蕩從而發(fā)出聲音。（2）無源蜂鳴器無源蜂鳴器正常運(yùn)行工作的一種理想方式是使用無源的信號方波。如果不用芯片給預(yù)直流電機(jī)語音提供信號而是經(jīng)過對兩個(gè)方案進(jìn)行對比分析，有源蜂鳴器的交流電壓更適合此硬件電路傳輸。有源蜂鳴器于無源蜂鳴器相比，安裝更便捷，從價(jià)格和性能方面來講更高。所以此次設(shè)計(jì)選擇有源蜂鳴器安裝在報(bào)警模塊。 本設(shè)計(jì)選擇了5V的有源電磁高頻蜂鳴器作為報(bào)警模塊，由于有源蜂鳴器的最大工作功率和電流相對較大，無法直接被整個(gè)控制芯片的I/O端口所控制。本設(shè)計(jì)所選用的三級晶閘管作為處理裝置是一個(gè)PNP三極導(dǎo)管，本設(shè)計(jì)在這個(gè)模塊上選擇了8550三極管。當(dāng)單片機(jī)連接I/O端口時(shí)，支架與1K的DC電阻串聯(lián)，并將連接發(fā)到I/O接口，I/O端口電源的輸出電壓低于高電平時(shí)，3極連接管斷開，蜂鳴器自動(dòng)響，同時(shí)I/O端口功率低于高功率時(shí)，三極管導(dǎo)通截止，關(guān)閉后，蜂鳴器會自動(dòng)停止，繼續(xù)發(fā)出聲音。圖3.9蜂鳴器電路2.4傳感模塊設(shè)計(jì)人體傳感器可用于檢測人或動(dòng)物的紅外輻射，檢測時(shí)可獲得信號指示器。如果紅外探測器接收到紅外輻射，則可以激活紅外終端，自動(dòng)發(fā)送大于輸出電流的紅外信號。HC-SR501是一種在紅外檢測領(lǐng)域新應(yīng)用而開發(fā)的獨(dú)立控制電源系統(tǒng)，其具備新研發(fā)的LHI778探頭。并具有靈敏度高、工作電流小、工作電壓高、自動(dòng)控制元件可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。特別是在自動(dòng)控制元件中，可靠性高，最新研發(fā)的干電池供電模塊直接用作備用控制元件，因此HC-SR501已經(jīng)投入市場大量使用。人體傳感系統(tǒng)一般由紅外接收人體傳感器、89C51單片機(jī)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警器組成。實(shí)物圖如圖4.1所示。圖4.1人體傳感器實(shí)物圖這幾大模塊由驅(qū)動(dòng)電路相互連接，當(dāng)人體傳感器識別出人體信息后，后將傳感信號轉(zhuǎn)換為電信號輸送到單片機(jī)系統(tǒng)識別。當(dāng)有人進(jìn)入傳感器周圍時(shí)，電氣指令將會觸發(fā)；當(dāng)人離開時(shí)，會再次觸發(fā)電氣指令。由電器指令導(dǎo)致的傳感信號觸發(fā)，再發(fā)送到蜂鳴器引發(fā)報(bào)警。人體傳感器電路原理如圖4.2所示。圖4.2人體傳感器原理框圖人體熱釋傳感器是有一定的感應(yīng)范圍。在普通的樓宇中，上下方向可檢測范圍在3-4米左右，前后可達(dá)5-7米。以傳感器為中心畫圓，半徑也可達(dá)5-7米。如圖4.3所示。圖4.3感應(yīng)范圍2.5系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電路基于以上分析，系統(tǒng)硬件電路原理圖如圖4.4所示。圖4.4系統(tǒng)硬件電路原理圖

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在完成硬件原理框圖和電路圖的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并開發(fā)了系統(tǒng)軟件。在程序設(shè)計(jì)和創(chuàng)建過程中，必須實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)功能，特別是對單片機(jī)程序組件的設(shè)計(jì)，使微型控制器部件程序的運(yùn)行這是非常必要的。3.1系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境本設(shè)計(jì)采用KeilμVision4進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。Keilc51是51系列單片機(jī)中一種具備優(yōu)異兼容性的大型虛擬主機(jī)，由美國KeilSoftware科技公司自主研制并生產(chǎn)。是一款以C語言編程設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，進(jìn)行軟件開發(fā)和應(yīng)用管理維護(hù)系統(tǒng)。C語言跟其他的設(shè)計(jì)語言相比，在軟件開發(fā)難易程度、結(jié)構(gòu)環(huán)境、程序可讀、軟件維護(hù)等方面都占據(jù)上風(fēng)，在國際領(lǐng)域也使用廣泛，深得各編程人員青睞，且學(xué)習(xí)起來十分容易使用也非常方便。Keil已經(jīng)為其提供了一系列C語言腳本編譯器、匯編整理、連接軟件、數(shù)據(jù)庫管理。為實(shí)際軟件編程開發(fā)解決了許多問題，通過一個(gè)完全集成的軟件開發(fā)環(huán)境結(jié)合了這些組件。運(yùn)行諸如wikeill等系列應(yīng)用軟件后您可能還會需要重新安裝包括win98、nt、win2000、winxp等多種版本操作系統(tǒng)。Kile環(huán)境如圖4.5所示。圖4.5圖4.5Kile編譯器

3.2軟件總體設(shè)計(jì)軟件部分首先對硬件部分進(jìn)行初始化，接著進(jìn)行編寫引腳定義函數(shù)，定義各個(gè)引腳可實(shí)現(xiàn)的功能，然后為取消按鍵抖動(dòng)而帶來的誤差，就編寫了按鍵檢測函數(shù)。最后開始編寫主函數(shù)，主函數(shù)通過串口來檢測外部是否有信號輸入，若有外部信號輸入，將啟動(dòng)聲光報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警，聲音報(bào)警時(shí)間長達(dá)十秒；若無外部信號輸入，則主函數(shù)將繼續(xù)等待下次檢測的發(fā)生。總體流程圖如圖4.6所示。圖4.6軟件總體設(shè)計(jì)流程圖3.2.1傳感器模塊程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)具有人體紅外感應(yīng)模塊，此模塊根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊提供的時(shí)間作為基準(zhǔn)，判斷傳感器是不是處于工作模式。若路燈處于工作模式，則通過開啟人體紅外檢測器作為傳感器調(diào)節(jié)工作模式的標(biāo)準(zhǔn)；否則關(guān)閉人體紅外檢測器。再通過人體紅外檢測器檢測樓宇是否有行人經(jīng)過，若檢測到樓宇上有行人經(jīng)過，傳感器則由原來的節(jié)能模式調(diào)節(jié)為正常工作模式。當(dāng)行人經(jīng)過后人體紅外檢測器沒有檢測到還有行人通過樓宇時(shí)，傳感器則調(diào)節(jié)成節(jié)能模式。人體紅外感應(yīng)模塊程序流程圖如圖4.7所示。圖4.7人體傳感器流程圖人體紅外感應(yīng)模塊具體程序代碼的實(shí)現(xiàn)如下所示。當(dāng)傳感器模塊接收到人體紅外信號時(shí)，識別信號是否有效，若有效，向電路發(fā)送電信號；若無效，則繼續(xù)待機(jī)工作。3.2.2報(bào)警模塊程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)具有報(bào)警模塊，該模塊的主要功能是通過啟動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警。主控模塊開始執(zhí)行程序后，系統(tǒng)開始初始化之后，主控模塊通過人體紅外檢測器監(jiān)測是否有行人通過，如果有行人主控模塊會對人體紅外模塊的程序進(jìn)行執(zhí)行，通過執(zhí)行人體紅外模塊的程序再次進(jìn)行出判斷，判斷系統(tǒng)是否需要通過報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警，若需要報(bào)警主控模塊則控制蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，反之系統(tǒng)繼續(xù)執(zhí)行程序，進(jìn)行主程序的初始化。報(bào)警模塊流程圖如4.9所示。圖4.9報(bào)警模塊流程圖具體的程序代碼如下所示。當(dāng)蜂鳴器接收到報(bào)警信號時(shí)，觸發(fā)緊急報(bào)警，按下案件取消報(bào)警。通過延時(shí)函數(shù)消抖，再次判斷案件是否按下。若按下則開啟定時(shí)器，繼續(xù)開啟報(bào)警；若沒用按下，則關(guān)閉定時(shí)器和LED燈。重新開啟蜂鳴器，并清除布網(wǎng)標(biāo)志。重置進(jìn)入布網(wǎng)標(biāo)志，LED不顯示，觸發(fā)緊急報(bào)警。4系統(tǒng)的裝配與調(diào)試完成對人體傳感器的硬件和軟件的設(shè)計(jì)后，對其各個(gè)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行仿真和分析。使用EDA工具軟件Protues8Professinoal對人體傳感器進(jìn)行仿真演練，并分析其仿真結(jié)果。4.1系統(tǒng)測試系統(tǒng)測試分析硬件電子集成電路的基本性能測試，主要工作目的也就是通過對電路板進(jìn)行焊接，檢查電路元器件安裝是否正確。如果沒有焊接成功，元件的定位不正確，檢查電路并照著PCB圖的線路，是否有元件和電纜。如果組件和電纜的位置不正確，應(yīng)及時(shí)檢查其位置。在在焊接電路板時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)事項(xiàng)：對新的PCB電路板進(jìn)行檢查，觀察是否存在短路的現(xiàn)象。在焊接之前，提前將所需要用到的工具、元器件準(zhǔn)備好。有些小元器件太小容易丟失，應(yīng)該用一個(gè)小盒子先裝起來，使用時(shí)用鑷子輕輕夾起，防止破壞。焊接時(shí)小心烙鐵，每次焊完一個(gè)元器件時(shí)，及時(shí)清理焊接頭，防止第二次焊接將焊絲低落在電路板上。焊接時(shí)應(yīng)該選擇元器件從低到高、從小到大的順序焊接，并且注意元器件正負(fù)極。焊接完成后，妥善保管電路板，正放置在水平桌面上，倒放會導(dǎo)致焊接好的元器件脫落。實(shí)物圖如圖5.2所示。圖5.2人體傳感器實(shí)物圖4.2人體傳感器的仿真分析根據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)人體傳感器仿真圖，通過對單片機(jī)的選型和各個(gè)電路的連接對仿真圖進(jìn)行仿真演練。如圖5.3所示。圖5.3人體傳感器仿真圖點(diǎn)擊開啟運(yùn)行仿真，初始為撤網(wǎng)模式，數(shù)碼管顯示‘C’，不管有沒有人靠近都不會發(fā)出報(bào)警。如圖5.4所示。圖5.4人體傳感器仿真圖當(dāng)處于布網(wǎng)模式時(shí)候有人靠近時(shí)候，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警提示。如圖5.5所示。圖5.5人體傳感器仿真圖按‘緊急報(bào)警’鍵后數(shù)碼管閃爍，不管有沒人靠近系統(tǒng)一直報(bào)警，如圖5.6所示。圖5.6人體傳感器仿真圖經(jīng)過系統(tǒng)仿真演示，人體傳感器可以正常運(yùn)行。5總結(jié)本課題主要設(shè)計(jì)基于51單片機(jī)控制的人體傳感器，其中主要由系統(tǒng)硬件電路和應(yīng)用軟件兩大部分構(gòu)成。其系統(tǒng)硬件電路主要由STC89C51單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)對傳感模塊、電路傳輸模塊、報(bào)警模塊進(jìn)行控制。應(yīng)用軟件由C語言編寫，再由軟件Protues8Professinoal進(jìn)行仿真演練。由于該傳感器使用了有源蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警，并且由51單片機(jī)直接控制，不但大大減少了掉包的可能，還具有體積小、反應(yīng)快、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)。本文主要完成以下幾個(gè)方案設(shè)計(jì)：選擇合適的主控芯片，因?yàn)镾TC89C51單片機(jī)系統(tǒng)具有的軟件開發(fā)簡單、可直接進(jìn)行編程、成本低等特點(diǎn)，所以選擇它為主控芯片是個(gè)很不錯(cuò)的選擇。選擇合適的LED顯示器件，由于LDC1602液晶顯示全屏功能齊全，價(jià)格合適，因此選擇其為主要顯示器件。選擇合適的報(bào)警模塊，使用源蜂鳴器安裝便捷，體積小，信號來源穩(wěn)定。使用STC89C51單片機(jī)控制硬件電路和HS-SR501人體傳感器。使用軟件Protues8Professinoal進(jìn)行仿真演練對系統(tǒng)程序進(jìn)行仿真演練。在調(diào)試硬件電路版的時(shí)候沒有按照