基于Atmega8的被動式紅外線報警器實驗

該報警器由紅外線發(fā)射、接收、蜂鳴器和LED指示燈組成。正常情況下，綠色的LED常爍，表示監(jiān)控區(qū)域正常。一旦監(jiān)控區(qū)域有人闖入，綠色LED熄滅，紅色的LED快速閃爍，同時蜂鳴器立即報警。

實驗器材

需要準備的器材：Atmega8、紅色LED一只、綠色LED一只、萬能實驗板一塊、5V電源、電阻、TTL0038或者其他類似38KHZ的紅外接收頭、5V長鳴型蜂鳴器。


線路圖：

實驗電路圖及工作原理

該電路工作原理非常簡單，Atmega8的PD0端口輸出經(jīng)過調制的38KHZ的方波信號，然后經(jīng)Q2驅動紅外線發(fā)射管LED0發(fā)出紅外線信號。TL0038是集紅外線信號接收放大為一體的接收器。其中心接收頻率為38KZH，輸出為TTL電平，平時輸出高電平，當收到碼信號后，輸出低電平。
BELL為長鳴蜂鳴器，兩個引腳分別為正負極，當正負極兩端加上5V電壓后，蜂鳴器發(fā)出響聲。注意，該蜂鳴器兩腳不能接反，否則蜂鳴器會燒毀。

電路工作后，正常情況下TL0038接收不到紅外信號，而輸出高電平。當有物體出現(xiàn)在發(fā)射管前方時，TTL0038會接收到從物體上反射回來的紅外光信號，然后輸出低電平通知MCU打開蜂鳴器報警。

程序設計思路

本實驗的程序主要要完成三大功能：38KHZ載波信號的產(chǎn)生、紅外接收頭TL0038輸出電平的檢測、LED和蜂鳴器的驅動。

本程序使用8位定時計數(shù)器T/C0溢出中斷使PD0產(chǎn)生38KHZ的方波信號，然后驅動紅外線發(fā)射管。T/C0計數(shù)器是單一向上計數(shù)器，其計數(shù)值TCNT0一旦計數(shù)到0XFF后，T/C0馬上產(chǎn)生溢出中斷。因此，我們可以通過設置TCNT0的初始值來調整中斷產(chǎn)生的頻率。每產(chǎn)生一次中斷就改變一次PD0的電平狀態(tài)，從而在PD0口產(chǎn)生38KHZ的方波信號。

本實驗MCU采用內(nèi)部8MHZ的RC時鐘信號，T/C0的時鐘源采用系統(tǒng)時鐘8分頻，即每計一個數(shù)(TCNT0增加1)需要1us的時間。38KZH的時鐘周期大約為26us左右，因此，半周期需要計數(shù)13次左右，即TCNT0初始值為256-13=243。另外，我們還需要在38KHZ的載波信號上調制上一個碼信號，也就是說38KHZ的載波信號不是一直在產(chǎn)生，而是間斷的發(fā)射。如下圖所示：

同時，程序通過不斷地讀取PC5腳的電平值來判斷TL0038是否接收到紅外信號。一旦連續(xù)檢測到N次PC5為低電平，則立即打開蜂鳴器和紅色的LED。之所以要連續(xù)檢測N次，主要是防止TL0038上產(chǎn)生雜波信號而誤告警。