基于单片机的声光报警系统的设计方案基于单片机的声光报警系统的设计方案
摘要：本文所介绍的是一款基于STC89C52 单片机（MCU）控制的声光报警装置的设计方案，该方案中所设计
的系统可实现对特定区域的安全监控。当有入侵者出现在监控区域时，前端超声波传感器通过发射和接收超声
波，将探测信号传递给系统的主控芯片单片机。 1 声光报警系统基本原理 超声波是指频率高于
20000Hz 的机械波。为了实现超声波回波测距，必须通过超声波传感器产生和接收超声波。超声波传感器是利
用压电效应和逆压电效应原理实现电能和超声波能之间的相互转化，即超声波发射器是通过逆压电效应将电能
转换为超声波能，产生超声波；而超声波接收器是通过压电效应将超声波能转换为电能，接收超声波。若超声
波
摘要：本文所介绍的是一款基于 摘要：本文所介绍的是一款基于STC89C52 单片机（单片机（MCU）控制的声光报警装置的设计方案，该方案中所设计的系统可）控制的声光报警装置的设计方案，该方案中所设计的系统可
实现对特定区域的安全监控。当有入侵者出现在监控区域时，前端超声波传感器通过发射和接收超声波，将探测信号传递给系实现对特定区域的安全监控。当有入侵者出现在监控区域时，前端超声波传感器通过发射和接收超声波，将探测信号传递给系
统的主控芯片单片机。统的主控芯片单片机。
1 声光报警系统基本原理
超声波是指频率高于20000Hz 的机械波。为了实现超声波回波测距，必须通过超声波传感器产生和接收超声波。超声波
传感器是利用压电效应和逆压电效应原理实现电能和超声波能之间的相互转化，即超声波发射器是通过逆压电效应将电能转换
为超声波能，产生超声波；而超声波接收器是通过压电效应将超声波能转换为电能，接收超声波。若超声波发射器发出的超声
波是以速度v（ 单位：m/s） 在介质中传播，在有效防范区域内遇到被测物体超声波受到反射，被超声波接收器接收，传播经
历的时间为t（单位：s），那么可以计算出入侵者与防范物体之间的距离s（单位：m），公式为：
系统结构框图如图1 所示，单片机按照晶振电路给出的时钟时序下接收来自超声波传感器输出的入侵者距离电信号，并将
该距离数值在LCD 显示屏上实时显示， 同时控制由发光二级管和蜂鸣器组成的声光报警系统，使其以一定的频率闪光并发出
警报声。
图1 系统结构框图
2 系统硬件设计
2.1 硬件电路
硬件电路的设计主要包括单片机系统及显示电路、超声波发射与接收电路、声光报警电路四部分。单片机采用
STC89C52.采用12 MHz 高准确度的晶振，减小测量误差。超声波传感器采用压电式超声波换能器，设置单片机端口P2.7 输
出超声波换能器所需的40 kHz 的方波信号，端口P3.2 监测超声波接收电路输出的返回信号。显示电路采用KXM12864M 显示
屏。声光报警电路由发光二极管和蜂鸣器组成。
2.2 各主要模块的硬件
2.2.1 STC89C52 主控电路
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