基于DSP的图象处理系统设计
摘要:文章提出一种基于丁工公司数字信号处理芯片TMS32OC6211的将模拟视频进行
数字化处理的设计方案，其中视频解码模块完成复合视频信号的数字化。该平台使用
p日工L工ps公司的专用视频输入处理芯片SAA71llA和「工「O存储器及CpLD实现了高速连
续的视频帧数据采集，满足了后继图像处理的需要。
关键词:数字信号处理芯片(OSp);视频采集
1引言
数字信号处理(Digit滋51罗alproeessing)是
利用计算机或专用处理设备，以数字形式对信号
进行采集、变换、滤波、估值、增强、压缩、识别等处
理，以得到符合人们需要的信号形式。
数字信号处理的实现方法有多种，但专用的
DSP芯片以其信号处理速度快、可重复性好、成本
低、性能优越得到首肯。
2系统功能概述
本文提出一种基于TI公司数字信号处理芯
片TMS320C6211的将模拟视频进行数字化处理
的设计方案，其中视频解码模块完成复合视频信
号的数字化。该系统具有接口方便、编程方便、精
度高、稳定性好、集成方便的优点。
本系统采用TI公司C6000系列DSP中的
TMS320C6211作为系统的cPu。图像数据通过外
部设备采集并输出模拟图像信号。这些信号经视
频解码芯片转换为数字信号;再经FIFO输人DSP
进行图像的增强、分割、特征提取和数据压缩等;
系统的控制逻辑由CpLD(ComplexP。『amm曲Ie
肠giCDeviee)控制器实现。系统结构如图l所示。
3系统硬件设计
3.1视频解码芯片
模拟视频信号中不仅包含图像信号，还包含
行同步、行消隐、场同步、场消隐等信号。视频解码
的目的就是将复合视频、YC分量等模拟视频信号
进行AD转换以获取图像的数字信号，同时提取
其中的同步和时钟信号。PhihPs公司的视频解码
芯片SAA7111A，支持对NTSC和PAL制视频信
号的自动转换，自动进行50/6OH:场频的检测，可
对NTS(认PAL、sEcAM制式视频信号的亮度和色
度进行处理。它拥有4路模拟输人、4路复合视频
(cvBs)或2路YC或一路YC和2路CvBs输
人。可设置CvBS或YC通道为静态增益控制或
自动增益控制(AGC)。拥有2路亮度和色度梳状滤
波器，可对亮度、对比度、光圈和饱和度进行控制。
可支持以下输出格式:4:2:2(16位)、4:2:2(CCIR6ol
8位)、4:1:l(12位)YUV格式或8:8:8(24位)、5:6:5
(l6位)RGB格式。这种多格式的数据总线形式为
设计者提供了灵活的选择空间。
系统中采集的图像信号采用PhihPs公司的
SAA71IA完成A用转换，如图2所示。SAA71]A
允许四路模拟视频输入，具有两个模拟处理通道，
支持四路CVBS模拟信号或二路Y/C模拟信号或
二二路CVBS信
一
号和一路Y汉二信号。SAA7llA对摄
像头输人的标准PAL格式的模拟图像信号进行
A/D转换，然后输出符合CCIR601格式的4:2:2
的16位YUv数据到FIFO。其中亮度信号Y为8
位、色度信号C:和Cl)合为8位数据。
3
.
2HFO存储器模块
F’IF()采用IDT公司的IDT72VZ15LB芯片，
FIFO的深度为512x18bit，支持STANDARD(标
准)和Fw衅(FirstwordFall一Through，首字直接
通过)两种工作模式。按照CCIR601格式，Yuv
图像分辨率为720x576象素，当按行输出时，
SAA7一IA输出数据流大小为:720x16=1440卜I
因为DSP通过32位的SBSRAM接日与FlI;()通
信，故YUV数据写人FIFO时需要在FIFO之间
实现乒乓切换。这时一行720x16bit的数据在两
片FIFO中存储变为360x32bit，两片FIF()行r以
满足上述要求。FIFO的初始化及时序由CP[力实
现，FIFO连接见图3。
3.3DsP图像处理模块
TMS320C6211是Tl公司发布的面l台]视拓!处
理领域的新款高速数字处理芯片，适用于移动通
信基站、图像监控、雷达系统等对速度要求高和高
度智能化的应用领域。存储空间分两部分:运行过
程的临时数据存在SDRAM中;系统程序则固化
在FLASH存储器中。Flash存储器具有在线重写
人功能。这对系统启动程序的修改和升级都带来
了很大的方便。
TMS320C6211DSP的高速性能主要体现在
以下方面:①TMS320C62ll的存储空间最大可扩
展到1CB，完全可以满足各种图像处理系统所需
的内存空间，而且其最高时钟可达167Mllz，峰值
性能可达1333MIPS(百万条指令/秒)。②并行
处理结构。TMS32OC62ll芯片内有8个并行处理
单元，分为相同的两组，并行结构大大提高芯片的
性能。③芯片体系采用veloc，rrI结构。vel。八rJ’l是
一种高性能的甚长指令字(VIJW)结构，单指令
字字长为32hit，8个指令组成一个指令包，总宇长
为256bit。即每秒钟可以执行8条指令。Velo‘、、『rl
结构大大提高了DSP芯片的性能④采用流水线
操作实现高速度、高效率。TMS32OC62川只有石-
流水线充分发挥作用的情况下，才能达到最高的
峰值性能。与其他系列DSP相比，优势在于简化
了流水线的控制以消除流水线互锁，并增加流水
线的深度来消除传统流水线的取指、数据访问和
乘法操作上的瓶颈。
本系统DSP主要完成从FIFO读出数据的处
理以及压缩等。数据处理由自行编写的算法实现，
数据压缩算法采用JpEG(JointphotoGraphieEx-
pertGroup)标准。当摄像头采集速度为每秒25帧
图像时，它留给DSP处理的时间最多为每帧
40ms。如果考虑系统有一定的延时以及处理后
图像的存储时间，那么DSP处理一幅图像时间不
能超过30ms。按照C6211的处理速度，在
30ms内可以处理4OM(0.03x1333MIPS)条指
令。DSP读出FIFO中的行数据并存人SDRAM，一
帧图像有576行，在最后一行时会收到系统的帧
中断，这时SDRAM中的图像数据总共有1440x
576=sloKB。让C62一l用36M条指令周期的时
间处理810KB的数据显然绰绰有余。粗略的计算
过程如下:
系统采用快速DCT(离散余弦变换)，每sx
8矩阵需要11次乘法、29次加法，因此一帧图像
的FDCT，共需要(11+29)x720x576xZ/
64=518400个指令周期;对于量化模块，每8xs
矩阵需要64个量化指令周期，一帧需要64x
720x576xZ/64=829440个指令周期;对于编
码部分，假设编码后非0元素占25%，对每8xs
矩阵进行219一zag扫描、编码估计需要120个指
令周期，则共需120x720x576xZ/64=
1555200个指令周期。按以上计算，在系统中进行
JPEC编码大约需要2903040个指令周期，耗时
19.3536ms(TMS320C62lll作在15OMHz时)。
可以看出，实际需要的指令远小于36M条，而时
间也远小于3Oms，DSP完全可以实时处理从FI-
FO传过来的数据。
3.4利用DSP芯片进行图像压缩
如图4所示，图像数据通过FO接口送人数
字信号处理板，由DSP芯片中的DMA控制器负
责将数据放人输人缓冲区中，DSP对缓冲的图像
数据进行压缩后，通过HPl接口将压缩数据送
出。
4总结
图像采集系统的关键在于如何对大容量的信
息进行暂存、压缩和传输等问题进行处理。本系统
主要是解决这三个难题。在图像信息暂存方面充
分利用DSP存储空间的可扩展性，保证系统可暂
存的信息量足够大;信息压缩是DSP最擅长做的
事情，可以在很短的时间内完成大量的信息压缩
工作。该平台使用专用视频输人处理芯片
SAA7lll和FIFO存储器及CPLD实现高速连续
的视频帧采集，满足后继图像处理的需要。该平台
既可以作为视频图像采集使用，也可以进行视频
压缩、匹配等图像处理算法验证工作。
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应用机电一体化技术,对于提升煤矿生产操作的自动化处理水平,避免造成更大的损失与危害,提高了工作效率方面起到了重要作用。下面是我为大家整理的煤矿机电一体化毕业论文，供大家参考。
摘要： 文章首先介绍了煤矿机械产品的机电一体化要求，然后对机电一体化的参数化模型展开分析，同时根据煤矿机械产品的表达模式的机电一体化分析FlexRIA法。
关键词：煤矿机械;机电一体化
1关于机电一体化技术
1.1我国机电一体化技术研究历程
从过去几十年的研究历史可以看出，我们可以把机电一体化技术的研究在我国分为四个阶段：上世纪六十年代以前，由于中国的内部问题以及战争，促使煤矿机械和电子技术的集成处理系统，这也体现出我们国家在这个问题上的机电一体化产品发展，在很大程度上是自我发展的水平，这也导致了我国发展自己的技术限制，已开发成功的产品难以获得大范围，导致下一个努力工作得到进一步发展;七十年代初，受到世界飞速的传播与发展，计算机通信控制技术为中国的机电一体化产品的发展提供了良好的外部技术基础。例如，技术的发展和国际大规模集成电路，计算机，研究我国机电一体化技术以外部物质条件。第三阶段始于九十年代初，由于光学技术的渗透，微加工技术，新型机电一体化技术越来越多地开始出现，最后的决定机电一体化技术是向智能化方向发展。
1.2机电一体化技术概述
目前最先进的机电一体化技术功能对比传统机电技术最大的特点是极大地加强了控制系统，以主菜单与机电一体化相结合以及源函数为基础，利用高端智能软件技术和微电子技术，引进多个相互融合、相互渗透的领域，以此新兴机电一体化注入新的活力。但在这一过程中，也可能面临多项技术的简单的、不集中的相加，这也给当前机电一体化增加了不少困难。研究发现，机电一体化技术在信息、计算机、煤矿机械加工、微电子技术等领域中可以寻求到最佳匹配。现在的机电一体化产品的发展是一个系统———智能化和小型化，以此达到煤矿机械加工与机电一体化技术能够共同操作，极大地满足了煤矿安全生产的需求、有效降低劳动紧张程度，并提高最终救援人员的安全度，极大地保护了矿区原生态环境，以此达到降低生产能耗的目的，使机电一体化得到长期有效稳定的发展。
1.3煤矿机械加工中机电一体化产品
伴随着全球资源日益紧缺，各国对能源问题的越来越关注，煤矿作为我国战略资源不可或缺的成员，其开采的重要性可见一斑。如今，伴随着越来越先进的机电一体化产品应用到煤矿机械加工中来，煤矿企业的开采效益越来越高。如今，以计算机控制为主的国产供电设备、提升机、电牵引采煤机、掘进机和输送机等煤矿机械加工都具备了全程监控、自动报警、图景扫描、信息控制等先进功能。这使得在我国的煤矿机械加工管理工作中，机电一体化产品的应用尤为广泛，也确保了煤矿开采工作中的高安全性、高效益性与高技术性。
2煤矿机械产品的机电一体化与生产流程的协同策略
机电一体化策略的主要内容有：其一、关系型产品模型;其二、与关系型产品模型相匹配的产品信息管理系统;其三、以实例推理为基础的智能技术。三方面是机电一体化策略的重要手段。以企业原有产品作为开发对象，开拓思路，对其进行重新改造与设计，充分重视与利用企业可再生的信息资源，提高交货效率及产品质量，节约成本的同时，增加了产品的环保性。企业想要在激烈的市场竞争中立于不败之地，就需要在机电一体化中积极寻求方法。
2.1零件分类及其变型模式
受制作成本限制，一般在定制煤矿机械产品零件事都是批量生产的，所以，首先应保证零件资源特性，其次要考虑不同客户的不同需求，对不同要求的零件进行单独处理。煤矿机械产品一般由标准件、通用件与定制件三类组成零件。机电一体化的模式受不同类型零件的影响其功能会产生差异。需要特别说明的是，在煤矿机械产品的机电一体化阶段，首先应该保证通用件的变型是根据已有实例做出的取代变形模型，当该模型已经不具备重用条件或是达不到变型所需要的条件时，零件变型主模型就必须通过参数化变型得到满足煤矿机械产品定制的需求。
2.2利用AutoCAD软件操作系统作为快速实现机电一体化产品信息的辅助工具
AutoCAD是指计算机的辅助设计，是设计者在设计过程中利用计算机技术或其他辅助设备帮助设计师工作时使用，使用它的画，抬高的过程，可以很简单按照各部分的大小、模式进行绘图，最终依据准确的命令完成煤矿机械的设计。由平面和高程AutoCAD绘制，在图纸中，利用软件充分表述设计者思想意图，并且可以产生三维立体模型，用最直观的方式在最大程度上表现出设计与施工。当然，任何软件都不可能完美无趣，AutoCAD绘制出来的图形同样也会存在一些软件系统难以完善的缺陷。因此，在设计部门经常使用PS图象处理软件。在煤矿机械产品的机电一体化开发中，利用几何数据模型和属性数据模型可建立煤矿机械产品的变型模型。
2.3煤矿机械几何数据模型
目前，在一体化煤矿机械产品中，操作者主要做到两项工作，一是数据化管理产品固有生成属性，二是要分析数据间的关系，此关系主要指层次分布关系。因此，分析机电一体化模型就要将其分为两部分：矿机械生产属性信息及零件图形信息。为了更好地体现零件图形信息，一般可以运用AutoCAD技术细致的体现煤矿机械零件的各个微小细节;相比之下，煤矿机械产品属性产生巨大的信息数据量，它对煤矿机械中各类零件特征进行采集归纳，以此为基础，才能实现生产煤矿机械零件实施信息化操控以及全程监控机电一体化过程等，具体到在几何数据模型中体现机电一体化工作则是由几何图形表示，为了便于从直观上观察数据，在几何数据模型中将通过点、线、面结合的方法展示。通过这些数据可以充分了解矿区环境下的所有煤矿机械产品和零件分别具有的不同属性特征与几何特征。首先，系统下的点线位置表示了几何特征;其次，属性特征则依据不同地物的分属类型进行层次归类。由前文所述可知，研究对象是几何集合构成，组成方式，为了更好地展开研究，我们可以将杂煤矿机械类的属性特征和几何特征分别分类并阐述其定义。一般情况下，具备几何特征的数据可以分为层次数据与几何数据两方面。几何数据是研究煤矿机械形状大小、空间位置及其拓扑关系等方面的基础数据。
2.4煤矿机械属性数据模型
一般情况下，属性特征可以对描述各物体要素特征、形态和分布关系等方面产生直接影响。煤矿机械产品属性与图形信息息息相关。实体对象与图层信息都拥有单向的属性数据。首先对属性数据和客观数据间的联系进行简要介绍。基本属性数据一般可以分成公共属性、独享属性、共名或共值属性、可否传播属性、传值属性和传名属性八种类型。然而如果以分类和层次关系为分类标准，那么又可将各属性数据分做两大类，例如：煤矿机械产品属性数据主要是由各设备的名称编号、赋予原值、生产状态、地理坐标等构成。
3结束语
文章首先介绍了煤矿机械产品的机电一体化要求，然后对机电一体化的参数化模型展开分析，同时根据煤矿机械产品的表达模式的机电一体化分析FlexRIA法。可以是一个很好的产品，传统的煤矿机械性能和实现数据管理通过模型的属性数据，几何数据模型对现有大量煤矿机械产品零件的分布式层次关系进行了总结，体现出系统界面、可视化、可操作性强等优点，极大地促进了中国的煤矿机械产品技术的发展，提高了企业经济效益，同时对煤矿机械产品制造技术与生产流程的协同性具有很好的借鉴和指导意义。
参考文献
1、机电一体化技术在煤矿的应用张莉;山西煤炭管理干部学院学报2007-02-25
2、机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用方媛;卞奕明;李艳平;煤炭技术2012-07-10
摘要： 在当前的煤矿开采行业中，机电一体化数控技术的应用具有重要的现实意义，不仅可以保证煤矿生产的安全可靠，提供煤矿开采的效率和质量，还可以促进机电一体化数控技术的进一步完善。
关键词：煤矿机械;机电一体化
科学技术的进步，在客观上带动了机电一体化数控技术的更新和完善，并且在当前的发展态势下，被广泛应用到了众多的领域中。煤矿开采作为社会经济发展的重要支撑，是社会经济稳定正常运行不可忽视的方面，机电一体化数控技术在煤矿开采企业中的应用，可以大大地提高开采的质量和效率，改进开采的技术和方式，并且在不断的实践探索中，在采煤机故障的诊断以及微机监控等方面也取得了显著的成效，根据机电一体化数控技术的发展状况，它在煤矿机械设备中的应用是具有重要意义的。
1机电一体化数控技术在煤矿中应用的概况分析
从当前的煤矿开采施工的现状来看，机电一体化数控技术的应用具有重要的作用，它是综合了各种先进的技术，包括液压控制技术、电子技术以及机械技术等的综合，可以极大地提高煤矿机械设备操作的安全性、可靠性和经济性，并且也为后期的维护拆除等各种提供了便利。当前的应用现状，主要是以微处理器和微机为核心的控制装置和电子技术，在很多的煤矿机械设备中都有体现，其中电子技术较为突出，例如煤矿机械设备中故障的报警、自诊以及在线监控等，还包括提升机的PLC系统、采煤机的变频控制系统等的诸多方面，而且随着煤矿开采技术的进一步发展，会对煤矿机械性能有更高的要求，这就使得在煤矿机械的结构构成中，电子控制装置的应用会更加的普遍，维护会更加的专业。在实际的煤矿生产过程中，煤矿机械的经济性和性能的自动化程度是决定着煤矿生产通风、排水以及供电等安全性能的。煤矿电子性能的优劣以及控制系统的质量是否良好是直接影响着机械设备的运行可靠性、动力性和经济性的，然后对其使用寿命、生产效率和施工质量产生深刻影响，作为现代煤矿机械设备重要组成部分的电子控制系统，逐渐成为了现代煤矿机械化水平的重要体现。科学技术的不断发展，在煤矿机械设备中，电子控制系统的地位更加的巩固，随之而来的就是它的结构复杂程度不断加深，那么它的性能作用会更加全面的发挥，这就需要操作人员有专业的技能水平，可以对机械设备有熟练的掌握，能够简单处理一些故障问题，并制定合理的维护保养措施。一般来说，从大量的煤矿机械设备在实际开采中的应用可以看出，煤矿机械设备需要满足以下几方面的性能，首先，具有较高的精度，施工的操作简单，自动化程度高不需要过多的人工投入，并且满足节能降耗的要求，生产效率十分良好，并且实用性强，便于后期的维修管理;其次，要满足使用寿命长、安全系数高以及运行稳定可靠的要求，并且它的制造和使用成本不会过高;第三，负责操作的工作岗位条件好，劳动强度不能过高;最后，可以大大降低停机维修的时间，可以对出现故障的部位及时准确的查出，并且可以对故障进行自诊和自动警报。随着时代的发展，如果仅仅依靠液压技术和机械技术，那是很难满足煤矿机械设备各种性能改进的要求的。因此，就需要积极地发展电子控制技术，提高其普及率和使用率，它是机电一体化数控技术的重要体现，如果可以在煤矿开采机械设备中应用，必然会推动煤矿开采机械设备的又一次更新换代，从性能上产生质的飞跃。
2煤矿机械中机电一体化数控技术的应用分析
2.1煤矿综合采煤中的应用
当前，机电一体化数控技术在煤矿机械设备中应用最为典型的就是电牵引采煤机，它是机电一体化数控技术的有力体现，从它的实际应用来看，在它的牵引特性上，是远远优于液压牵引的，具有无可比拟的先进性，可以很好地应用在大倾角煤层上。它还具有一系列的应用优点，例如反应灵敏、使用周期长、运行效率高、安全可靠、动态性好以及结构简单等等。
2.2煤矿开采运输的提升设备
第一，带式输送机。这是煤矿开采输送环节中重要的运输设备，其自身具有效率高、运行可靠、输送量大，运输距离长等的特点。第二，矿井提升机。它可以轻松的完成全数字化交直流提升工作，特别是对内装式提升机，驱动和滚筒是连接在一起的整体，它是机电一体化数控技术应用的典型设备，它的应用可以大大地简化机械设备的结构。
2.3其他类的煤矿机电一体化装置
从实质上来说，煤矿供电设备是属于其他机电一体化设备范畴的。根据煤矿供电的特点，也就是要满足大功率设备的要求，设备的质量较高，运行安全可靠，因此，就要根据煤矿开采的实际来采取合理的方法以最大程度的减少无功功率的损耗，减少供电系统中的无功电流，进而提高功率的因数，一般来说，常用的方法有两种，即就地补偿和集中补偿。从当前的应用现状来看，使用最为广泛的是微机保护开关，它的网络功能是较为齐全的，对于煤矿开采来说，是十分有益的，值得大力的推广采用。
2.4煤矿安全生产中的应用
除了上述的分析外，机电一体化数控技术在煤矿机械中的应用还涉及到矿井安全生产监控系统，它是一种十分高效和合理的措施，可以对煤矿管理和安全生产起到积极的维护作用。从实际的煤矿开采工作来看，它所具有的特点就是，首先，它所采用的是Win-dows操作系统，可以接入互联网，实现网络功能，可以促进测控分站智能化水平的提高;其次，根据煤矿开采工作的特点，严格的遵守煤矿开采安全生产的规章章程，要求在一些大中小的煤矿高瓦斯矿井中，特别是瓦斯含量超标的矿井中，必须要安装矿井监测监控系统，对矿井的情况进行实时的监测，便于及早发现异常状况。
3机电一体化数控技术在煤矿机械中应用的建议
由于我国的机电一体化数控技术起步较晚，相对于国外先进技术来说，还存在着很大的差距，加上从当前我国的社会经济发展态势来看，就需要研究人员加大科研力度，增加在机电一体化数控技术上的资金投入，进而在实践中不断的提高我国的机电一体化数控技术水平，使其可以更好的应用在煤矿机械中，提高自动化程度。另外，也可以积极的借鉴国外先进的技术，并依据我国煤矿开采行业的实际状况，把握开采活动的要点，从而制定出一套不仅符合我国煤矿企业发展而且又可以促进机电一体化数控技术进步的发展规划，使其两者可以更好的结合，从而使我国的煤矿开采行业发展前景更为广阔。
4结束语
在当前的煤矿开采行业中，机电一体化数控技术的应用具有重要的现实意义，不仅可以保证煤矿生产的安全可靠，提供煤矿开采的效率和质量，还可以促进机电一体化数控技术的进一步完善。我国的机电一体化数控技术起步较晚，相对国外先进技术来说，还有很大的不足之处，需要技术人员加强研究，并积极借鉴先进经验，从而推动煤矿机械的智能化、自动化发展。
参考文献
1、机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用胡福庆;科技致富向导2013-01-20
第1章 绪 论
随着经济的发展，人们对防盗、防劫、防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。本设计运用单片机技术设计了一新颖红外线防盗报警器。而本设计中的输入部分主要是各种各样的传感器。不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为；不同作用的传感器，也可检测出不同类型的情况。
本章节主要介绍了本设计的选题背景、课题介绍、本文主要工作、方案论证。
1.1选题背景
单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。
红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护[1]。
通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点[2]。
当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警[3]。周界报警系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全[4]。
目 录
第1章 绪 论 3
1.1选题背景 3
1.2课题介绍 4
1.3本文主要工作 5
1.4方案选择论证 5
1.4.1单片机的选择 5
1.4.2显示器工作原理及其选择 6
1.4.3液晶显示和数码显示 6
1.4.4 防盗报警选择传感器的选择 7
2.1硬件系统总体设计 8
2.2 AT89C51芯片的介绍 9
2.2.1引脚功能 9
2.2.2 结构原理 11
2.2.3 AT89C51定时器/计数器相关的控制寄存器介绍 12
2.2.4 MAX708芯片介绍 13
2.3 单片机复位设置 14
2.4 8255A芯片介绍 14
2.4.1 8255A的引脚和结构 15
2.4.2 8255的工作方式 16
2.4.3 8255的控制字 18
2.5 AT89C51与8255的接口电路 19
2.6 显示部分 20
2.6.1七段显示译码器 20
2.6.2 7448译码驱动 21
2.6.3 单片机与7448译码驱动器及LED的连接 23
2.6.4外部地址锁存器 23
第3章 检测信号放大电路设计 24
3.1 热释红外线传感器典型电路 25
3.2 红外光敏二极管警灯电路 26
3.2.1 光敏二极管控制电路 27
3.3红外线探测信号放大电路设计 28
3.3.1光电耦合器驱动接口 30
3.3.2 集成电路运算放大器 31
3.3.3 精密多功能运算放大器INA105 31
3.3.4 低功耗、双运算放大器LM358 34
第4章 电源设计 35
4.1 单片机系统电源 35
4.2检测部分电源 35
5.1 主程序设计 37
5.2 核对子程序设计 38
5.3 中断子程序设计 38
5.4 读数子程序设计 39
5.5 程序设计说明 40
5.6 程序清单 41
第6章 调试 45
6.1安装调试 45
6.2音响（和继电器）驱动线路具体连接 45
6.3 程序修改 46
6.4 程序执行过程 47
结论 48
参考文献 49
致谢 51
原理图 52
基于单片机控制的红外防盗报警器的设计
[摘要]：随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水
平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提
出了新的要求。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子
防盗系统。
目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。
本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。系统程序可以划分为以下几个模块： 数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数。
[关键词]：单片机、红外传感器、数据采集、报警电路。
Infrared burglar alarm design controls which based
on the monolithicintegrated circuit
Abstract :Along with society's unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin unceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to design.
At present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This system used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and thieves.Simultaneously its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification management.
This design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmodules: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard function.
Key words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.
目 录
1. 绪论 1 1.1 前言 1
1.2 设计任务与要求 1
2. 热释电红外传感器概述 2
2.1 PIR传感器简单介绍 2
2.2 PIR 的原理特性 2
2.3 PIR 结构特性 3
3. AT89S51单片机概述 6
3.1 AT89S51单片机的结构 6
3.1.1管脚说明 8
3.1.2 主要特性 11
3.1.3 振荡器特性 11
3.2 AT89S51单片机的工作周期 12
3.3 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 13
3.4 AT89S51的指令系统 16
4. 方案设计 18
4.1 系统概述 18
4.2 总体设计 19
4.3 系统硬件选择 19
4.4 硬件电路实现 20
4.5 软件的程序实现 21
5. 结论概述 27
5.1 主要结论 27
5.2 结束语 27
致谢 28
参考文献 29
