多路無線防盜報警系統(tǒng)設(shè)計 個人原創(chuàng)畢業(yè)設(shè)計 電大考試必備小抄

1、胡俊霞：多路無線防盜報警系統(tǒng)鄭州大學(xué)升達(dá)經(jīng)貿(mào)管理學(xué)院畢業(yè)論文多路無線防盜報警系統(tǒng)的設(shè)計學(xué) 號： 206607058306 學(xué)生姓名： 嘻嘻嘻 專 業(yè)： 電子信息工程 指導(dǎo)老師： 劉大綱 提交時間： 2011-4-18 摘要如今市場上成熟的無線防盜報警產(chǎn)品有被動式的、主動式的和多技術(shù)復(fù)合式的。但前兩者都有致命的缺點就是誤報率很高，而多技術(shù)復(fù)合式的防盜報警器誤報率很低，也是未來發(fā)展的主要方向。個人認(rèn)為設(shè)計無線防盜報警器的意義在于設(shè)計的過程，在設(shè)計的過程中我們才會把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的融合，同時也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。本設(shè)計的目的在于設(shè)計出一個具有誤報率較低、安裝和配置容易、成本低、使用

2、非常方便，具有一定的實用價值的多路無線防盜報警器。本設(shè)計提出了多路無線防盜報警器的設(shè)計方案，該多路無線防盜報警器由熱釋電紅外傳感器、無線接受、數(shù)據(jù)解碼、中央處理單元和報警電路等組成。論文分析了多路無線防盜報警器的基本原理，并對硬件電路和軟件詳細(xì)設(shè)計。首先是為系統(tǒng)總體設(shè)計方案劃分功能模塊.第一部分是紅外探測發(fā)射器(可以是多個探測發(fā)射器分別安裝在需要防護(hù)的地方);第二部分是主機(jī)(含接收器,處理器,報警器等);第三部分是遙控手柄(對防盜器實行布防和撤防).其次是確定硬件電路的設(shè)計，包含芯片的選擇，具體電路的設(shè)計如探測電路、編碼與發(fā)射電路、接收與解碼電路、遙控器電路等等。最后就是軟件的設(shè)計，軟件的設(shè)計

3、主要是以熟悉硬件電路的工作原理為前提來設(shè)計的。系統(tǒng)主機(jī)接收電路的無線接收與解調(diào)部分采用的是現(xiàn)成的高頻接收模塊，可以簡化設(shè)計工作，而且可靠性較好，使用起來也較方便，接收模塊采用的是超再生接收。原理是利用傳感器探測信號再通過無線發(fā)射模塊發(fā)射出無線信號，無線接收模塊接收到信號后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，再通過報警電路后發(fā)出報警聲，另一方面輸出具體的地址信息，確定是哪一路發(fā)送了報警信號。主機(jī)電路由高頻接收模塊接收發(fā)來的報警信號，通過解碼器解碼后得到報警傳感器的地址和數(shù)據(jù)類型。關(guān)鍵詞：電壓比較器 ；無線；傳感器；報警系統(tǒng) abstractnow the market mature wireless securit

4、y alarm products are passive and active and more complex technology. but former both fatal flaw is the rate of false positives high, and more complex technology alarm system misstatement rate very low, also be the main direction of future development. people think the significance of wireless alarm

5、system design is the process of design in design process we will take this years learned in school, also let oneself fusion understand that our learning road is still very far away.this design aims to design a has the misstatement rate lower, installation and configuration easy, low cost, use very c

6、onvenient, has certain practical value of multi-channel wireless alarm system. this design is proposed by way of wireless alarm system design, the multiple wireless alarm system by pyroelectric infrared sensors, wireless accept, data decoding, central processing unit and alarm circuit etc.this paper

7、 analyzes the multi-channel wireless alarm system, and the basic principle of hardware circuit and software detailed design. first is the overall design scheme for the system function module partition. the first part is infrared detection emitter (can be multiple detection transmitters separately in

8、stalls the place in need protection); the second part is main engine (including receiver, processors, alarm and etc); the third part is remote control to handle (implement protection and removal devices). second is to determine the hardware circuit design, including chip choice, specific circuit des

9、ign such as detection circuit, coding and launch circuit, receiving and decoding circuit, remote control circuit, etc. finally is the design of software, software design is mainly by familiar with hardware electric circuit principle of work for the premise to design.system of the wireless access hos

10、t receiving circuit with demodulation part adopts is ready-made high-frequency receiving module, which can simplify the reliability design work, and is good, use rise more convenient also, receiving module uses is chaozaisheng receiving. principle is to use sensors to detect signals emitted by wirel

11、ess transmitting module wireless signals, wireless receiving modules to signal after receiving data processing, again through the alarming circuit alarm sound, after the address of another output specific information to determine is which way the alarm signal sent. host circuit from by high-frequenc

12、y receiving module receiving the alarming signals, through the decoding get alarm sensor codecs address and data types.keywords: voltage comparator; wireless; sensors; alarm system目錄摘要iiabstractiii第一章：引言11.1無線防盜報警器的發(fā)展?fàn)顩r11.1.1紅外傳感器11.1.2 無線防盜報警器的分類及其介紹41.1.3 無線防盜報警器工作的原理51.2 設(shè)計的主要內(nèi)容和意義61.2.1 設(shè)計無線防盜報警

13、器的內(nèi)容61.2.2 設(shè)計無線防盜報警器的意義6第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計72.1多路無線防盜報警器的組成72.2各芯片引腳圖與功能72.2.1芯片at89c2051的20個引腳圖與功能72.2.2 編碼芯片lx2262引腳圖與功能介紹92.2.3 解碼芯片lx2272引腳圖與功能112.2.4.音頻小功率放大電路-lm386122.2.5. 熱釋電紅外處理芯片biss000113第三章 硬件電路的設(shè)計153.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖153.1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖主要分三個部分153.1.2各結(jié)構(gòu)圖的工作方式153.2電源設(shè)計163.3 編碼與發(fā)射電路設(shè)計163.3.1 編碼發(fā)射電路介紹163.3.2工作方式

14、173.4 數(shù)據(jù)解碼與接收電路設(shè)計173.5 顯示單元設(shè)計183.6 報警電路設(shè)計193.7遙控電路的設(shè)計20第四章 軟件的設(shè)計214.1軟件設(shè)計的基本思路與方法214.2 程序流程圖224.3程序源代碼23第五章 結(jié)束語26致謝27參考文獻(xiàn)28附錄一 整機(jī)電路圖29附錄二 pcb版圖30附錄三 在校獲獎情況31v胡俊霞：多路無線防盜報警系統(tǒng)第一章：引言1.1無線防盜報警器的發(fā)展?fàn)顩r紅外防盜報警器的發(fā)展主要是基于傳感器之上, 所以有必要先談?wù)劶t外傳感器的發(fā)展?fàn)顩r和工作原理，然后簡單介紹防盜報警器的原理和發(fā)展?fàn)顩r。1.1.1紅外傳感器紅外技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)為大家所熟知，這種技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、

15、國防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測量系統(tǒng)，按照功能能夠分成五類：（1）輻射計，用于輻射和光譜測量；（2）搜索和跟蹤系統(tǒng)，用于搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對它的運動進(jìn)行跟蹤；（3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個目標(biāo)紅外輻射的分布圖像；（4）紅外測距和通信系統(tǒng)；（5）混合系統(tǒng)，是指以上各類系統(tǒng)中的兩個或者多個的組合。 紅外傳感器根據(jù)探測機(jī)理可分成為：光子探測器（基于光電效應(yīng)）和熱探測器（基于熱效應(yīng)）。熱型以及光子型的主要特征如下表1-1。表1-1類型優(yōu)點缺點熱型常溫動作波長依存性(波長不同感度有很大之變化者)并不存在便宜感度低響應(yīng)慢(ms 之譜)光子型感度高響應(yīng)快

16、速(s 之譜)必須冷卻(液體氮氣)有波長依存性價格偏高 1.光子探測器是利用外光電效應(yīng)或內(nèi)光電效應(yīng)制成的輻射探測器，也稱光電型探測器。探測器中的電子直接吸收光子的能量，使運動狀態(tài)發(fā)生變化而產(chǎn)生電信號，常用于探測紅外輻射和可見光。其原理是利用外光電效應(yīng)制成的光子型探測器是真空電子器件，如光電管、光電倍增管和紅外變像管等。這些器件都包含一個對光子敏感的光電陰極，當(dāng)光子投射到光電陰極上時，光子可能被光電陰極中的電子吸收，獲得足夠大能量的電子能逸出光電陰極而成為自由的光電子。在光電管中，光電子在帶正電的陽極的作用下運動，構(gòu)成光電流。光電倍增管與光電管的差別在于，在光電倍增管的光電陰極與陽極之間設(shè)置了多

17、個電位逐級上升并能產(chǎn)生二次電子的電極（稱為打拿極）。從光電陰極逸出的光電子在打拿極電壓的加速下與打拿極碰撞，發(fā)生倍增效應(yīng)，最后形成較大的光電流信號。因此，光電倍增管具有比光電管高得多的靈敏度。紅外變像管是一種紅外-可見圖像轉(zhuǎn)換器,它由光電陰極、陽極和一個簡單的電子光學(xué)系統(tǒng)組成。光電子在受到陽極加速的同時又受到電子光學(xué)系統(tǒng)的聚焦，當(dāng)它們撞擊在與陽極相連的磷光屏上時，便發(fā)出綠色的光像信號。2.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

18、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特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式，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。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)計時應(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。綜合以上兩種傳感器，本設(shè)計選擇熱釋電紅外傳感器。所以本文只對熱電型紅外傳感器進(jìn)行詳細(xì)的說明

19、。一.熱釋電紅外傳感器原理熱釋電紅外傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用，如圖1-1所示紅外線的波長比可見光長而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來，可是事實上不是如此，凡是存在于自然界的物體，如人類、火、冰等等全部都會射 出紅外線，只是其波長因其物體的溫度而有差異而已。1.熱電型紅外線傳感器具有下列幾項特征： (1) 由于系檢知從物體放射出出來的紅外線，所以不必直接接觸就能夠感知物體表面的溫度，故人體檢知以及移動中物體的溫度當(dāng)然均能以非接觸之方式測得。 (2) 熱電型紅外線傳感器系接受檢知對象物所發(fā)出的紅外線，因此是被動型請參照圖1-1(a)，由于不是圖1-1(b)所示的

20、主動型，所以并不需要校對投光器、受光器之光軸等煩瑣的作業(yè)。圖1-1（a ）被動型 圖1-1（b）主動型(3) 熱電效果系溫度變化而產(chǎn)生的，這將在稍后說明之，因此只接受因溫度變化之能量(energy)，而熱電型紅外線傳感器將電壓微分而輸出之。2.熱電型紅外線傳感器原理首先介紹熱電效果，如圖1-2 所示，感知組件系使用pzt(鈦酸鋯酸鉛系陶瓷體)強(qiáng)介質(zhì)陶瓷體，在感知組件施加高壓電(3kv5kv/mm)而分極之，藉這種方法，組件表面顯現(xiàn)的正負(fù)電荷會和空氣中相反之電荷結(jié)合而呈電氣中和狀。當(dāng)組件的表面溫度變化時， 感知組件分極的大小會隨著溫度變化而變化，因此穩(wěn)定時之電荷中和狀態(tài)就崩潰，而感知組件表面電荷

21、與吸著雜散電荷的緩和時間不同，所以會形成電氣上的不平衡，而產(chǎn)生沒有配對的電荷，如圖1-2(b)所示。 像這種因溫度變化而產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象稱為熱電效果，設(shè)若產(chǎn)生之電荷為，溫度變化為，則(庫侖)，就是熱電 系數(shù)。圖1-3所示系熱電型紅外線傳感器的構(gòu)造。(a)穩(wěn)定時(t)k (b)溫度剛變化之后(t+t)k圖1-2熱電型紅外線傳感器的原理圖1-3 系熱電型紅外線傳感器二傳感器市場發(fā)展前景咨詢公司intechnoconsulting的傳感器市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計2010年全球傳感器市場可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)

22、，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模最大，分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、mems(micro-electro-mechanicalsystems，微機(jī)電系統(tǒng))傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計會超過25%。目前，全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之

23、中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場份額的擴(kuò)大。1.1.2 無線防盜報警器的分類及其介紹 1.被動式紅外傳感技術(shù)是利用紅外光敏器件將活動生物體發(fā)出的微量紅外線轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號,并進(jìn)行放大,處理,它能可靠的將運動著的生物體(人)和飄落的物體加以區(qū)別。同時它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報率低等特點。被動式紅外入侵報警器又稱熱釋電紅外入侵報警器，由光學(xué)系統(tǒng)

24、，紅外傳感器和信息處理三部分組成。目前與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種，即反射式、透射式和折射式。其中反射式光學(xué)系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測距離可達(dá)2560 m;透射式的靈敏度最低，探測距離為210 m;折射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)、缺點。反射式系統(tǒng)的紅外傳感器要置于鏡前，體積大，不好密封，在防塵、防水、抗擊、隱蔽性等方面較差，尤其在防盜報警方面不宜采用。而透射式系統(tǒng)的體積小，密封容易，穩(wěn)定性好，其價格相對較低，因此目前國外多采用透射式系統(tǒng)。其工作原理為:由多元組合菲涅爾透鏡構(gòu)成一定視場和距離的警戒區(qū)，監(jiān)視警戒區(qū)內(nèi)紅外輻射量的變化。當(dāng)警戒區(qū)內(nèi)無盜賊出現(xiàn)時，紅外輻射場處于穩(wěn)定狀態(tài)，紅外傳感器無

25、信號輸出。當(dāng)盜賊出現(xiàn)在警戒區(qū)時，紅外輻射場發(fā)生變化，這種變化立即被經(jīng)過巧妙設(shè)計的多視場組合菲涅爾透鏡會聚，敏感的紅外傳感器接收后迅速將這種變化轉(zhuǎn)為電信號，這種信號經(jīng)信息處理部分放大、處理后立即輸出報警信號，然后通過傳輸送達(dá)監(jiān)控器，于是發(fā)出報警，示出事發(fā)地區(qū)。2.主動紅外探測器由紅外發(fā)射機(jī)、紅外接收機(jī)和報警控制器組成。分別置于收、發(fā)端的光學(xué)系統(tǒng)一般采用的是光學(xué)透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細(xì)的平行光束的作用，以使紅外光的能量能夠集中傳送。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經(jīng)過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電信號的強(qiáng)度會因此產(chǎn)生變化，從而啟動報警控制器發(fā)出報警信號。主動式

26、紅外探測器遇到小動物、樹葉、沙塵、雨、雪、霧遮擋則不應(yīng)報警，人或相當(dāng)體積的物品遮擋將發(fā)生報警。由于光束較窄，收發(fā)端安裝要牢固可靠，不應(yīng)受地面震動影響，而發(fā)生位移引起誤報，光學(xué)系統(tǒng)要保持清潔，注意維護(hù)保養(yǎng)。因此主動式探測器所探測的是點到點，而不是一個面的范圍。其特點是探測可靠性非常高。但若對一個空間進(jìn)行布防，則需有多個主動式探測器，價格昂貴。主動式探測器常用于博物館中單體貴重文物展品的布防以及工廠倉庫的門窗封鎖、購物中心的通道封鎖、停車場的出口封鎖、家居的陽臺封鎖等等。主動式紅外探測器有單光束、雙光束、四光束之分。以發(fā)射機(jī)與接收機(jī)設(shè)置的位置不同分為對向型安裝方式和反射式按裝方式，反射型安裝方式的

27、接收機(jī)不是直接接收發(fā)射機(jī)發(fā)出的紅外光束，而是接收由反射鏡或適當(dāng)?shù)姆瓷湮铮ㄈ缡覊?、門板表面光滑的油漆層）反射回的紅外光束。當(dāng)反射面的位置與方向發(fā)生變化或紅外發(fā)射光束和反射光束之一被阻擋而使接收機(jī)無法接收到紅外反射光束時發(fā)出報警信號。1.1.3 無線防盜報警器工作的原理無論是基于那種方式的無線防盜報警器，它的工作原理都是將探測到的信號，通過編碼，經(jīng)電路放大，輸出并將報警信號通過天線發(fā)射出，再用接收電路接收信號,解碼并通過控制電路判斷是否屬于異常信號，再決定是否發(fā)送報警信號給報警電路,從而達(dá)到防盜的效果。1.2 設(shè)計的主要內(nèi)容和意義1.2.1 設(shè)計無線防盜報警器的內(nèi)容首先是為系統(tǒng)總體設(shè)計方案劃分功

28、能模塊.第一部分是紅外探測發(fā)射器(可以是多個探測發(fā)射器分別安裝在需要防護(hù)的地方);第二部分是主機(jī)(含接收器,處理器,報警器等);第三部分是遙控手柄(對防盜器實行布防和撤防).其次是確定硬件電路的設(shè)計，包含芯片的選擇，具體電路的設(shè)計如探測電路、編碼與發(fā)射電路、接收與解碼電路、遙控器電路等等。最后就是軟件的設(shè)計，軟件的設(shè)計主要是以熟悉硬件電路的工作原理為前提來設(shè)計的。1.2.2 設(shè)計無線防盜報警器的意義如今市場上成熟的無線防盜報警產(chǎn)品有被動式的、主動式的和多技術(shù)復(fù)合式的。但前兩者都有致命的缺點就是誤報率很高，而多技術(shù)復(fù)合式的防盜報警器誤報率很低，也是未來發(fā)展的主要方向。即使如此，我依舊設(shè)計的是被動

29、式防盜報警器，因為我以目前的水準(zhǔn)很難對已成熟的產(chǎn)品有所突破而設(shè)計出一流的產(chǎn)品。個人認(rèn)為設(shè)計無線防盜報警器的意義在于設(shè)計的過程，在設(shè)計的過程中我們才會把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的融合，同時也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1多路無線防盜報警器的組成多路無線防盜報警器主要是由無線人體探測器(紅外探測信號發(fā)射電路)、無線接收電路、數(shù)據(jù)解碼電路、中央控制單元、數(shù)字顯示單元、遙控電路、報警電路和電源電路等部分組成。其框圖如圖2-1?，F(xiàn)在基本的模塊是清晰明了,但最為重要的是每一模塊的設(shè)計。先從無線人體探測器開始,我們需要一個熱釋電紅外處理芯片來處理所探測的信號。通過查閱資料我選用典型的

30、芯片biss0001,其詳細(xì)的引腳功能下面會有敘述。再就是主機(jī)中的中央處理器采用at89c2051，集成電路lx2272-l4 作為數(shù)據(jù)解碼，無線接收采用現(xiàn)成的sh9902模塊，編碼為lx2262-r4.以下會對每一芯片有詳敘。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成框如圖2-1。遙控手柄無線探頭1 無線探頭2數(shù)字顯示單元電源電路無線接收無線探頭3無線探頭4報警電路中央處理單元數(shù)據(jù)解碼 圖2-1多路無線防盜報警器的組成框圖 2.2各芯片引腳圖與功能2.2.1芯片at89c2051的20個引腳圖與功能at89c2051是一個低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀flash程序存儲器和1

31、28 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和flash存儲單元，功能強(qiáng)大at89c2051單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合。 at89c2051是一個功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有20個引腳，15個雙向輸入/輸出（i/o）端口，其中p1是一個完整的8位雙向i/o口，兩個外中斷口，兩個16位可編程定時計數(shù)器,兩個全雙向串行通信口，一個模擬比較放大器。同時at89c2051的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有ram、定時/計數(shù)器、串行口和外中斷口，系

32、統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)ram將被凍結(jié)，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運行。at89c2051的主要特性：1. 兼容mcs51指令系統(tǒng)；2. 2k可反復(fù)擦寫(1000次）flash rom；3. 15個雙向i/o口；4. 6個中斷源；5. 兩個16位可編程定時/計數(shù)器；6. 2.7-6.v的寬工作電壓范圍；7. 時鐘頻率0-24mhz；8. 128x8bit內(nèi)部ram；9. 兩個外部中斷源；10. 兩個串行中斷；11. 可直接驅(qū)動led；12. 兩級加密位；13. 低功耗睡眠功能；14. 內(nèi)置一個模擬比較放大器；15. 可編程uarl通道；16.

33、 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；當(dāng)接收到信號后要有處理芯片來判斷是否為異常信號，若是則發(fā)報警信號給報警電路。這里的硬件電路要求很簡單，有20個引腳的at89c2051芯片完全能夠滿足要求，并且價格便宜。圖2-2為at89c2051芯片的引腳圖，具體功能如下 圖2-2 at89c2051引腳1. vcc：電源電壓。 2. gnd：地。 3. p1口：1口是一8位雙向i/o口。口引腳p1.2p1.7提供內(nèi)部上拉電阻。 p1.0和p1.1要求外部上拉電阻。p1.0和p1.1還分別作為片內(nèi)精密模擬比 較器的同相輸入(ain0)和反相輸入（ain1)。p1口輸出緩沖器可吸收20 ma電流并能直接驅(qū)動led顯示

34、。當(dāng)p1口引腳寫入“1”時,其可用作輸入端。當(dāng)引腳p1.2p1.7用作輸入并被外部拉低時,它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流(ttl)。p1口還在閃速編程和程序校驗期 間接收代碼數(shù)據(jù)。 4. p3口：p3口的p3.0p3.5、p3.7是帶有內(nèi)部上拉電阻的七個雙向i/0引腳。p3.6用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用i/o引腳而不可訪問。p3口緩沖器可吸收20 ma電流。當(dāng)p3口引腳寫入“1”時,它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時,被外部拉低的p3口引腳將用上拉電阻而流出電流(iil)。5. rst：復(fù)位輸入。rst一旦變成高電平,所有的i/o引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩

35、器正在運行時,持續(xù)給出rst引腳兩個機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個機(jī)器周期需12個振蕩器或時鐘周期。6. xtal1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。 7. xtal2：作為振蕩器反相放大器的輸出。 2.2.2 編碼芯片lx2262引腳圖與功能介紹1.由于無線信號容易受外界環(huán)境的影響，因此從系統(tǒng)的的可靠性考慮，發(fā)射的控制信號采用編碼的方式進(jìn)行傳送，而且在同一區(qū)域內(nèi)要同時使用多個系統(tǒng)而相互間又不影響，所以無線信號的編碼由lx2262集成電路完成。具體的引腳如圖2-3所示。圖2-3 lx2262引腳圖編碼芯片lx2262發(fā)出的編碼信號由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個完整的

36、碼字，解碼芯片pt2272接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后，vt腳才輸出高電平，與此同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時，pt2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315mhz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時，pt2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng)17腳為高電平期間315mhz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng)17腳為低平期間315mhz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于pt2262的17腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ask調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100的調(diào)幅。

37、lx2262特點：cmos工藝制造，低功耗 外部元器件少 rc振蕩電阻 工作電壓范圍寬：2.6-15v 數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位 地址碼最多可達(dá)531441種應(yīng)用范圍1.車輛防盜系統(tǒng)2.家庭防盜系統(tǒng)3.遙控玩具4.其他電器遙控2.表2-1為lx2262的引腳功能的詳述。從功能上看，我需要用到的是數(shù)據(jù)輸入端，用來設(shè)定這個探測器發(fā)現(xiàn)警情所要發(fā)射的固定的編碼，當(dāng)然發(fā)射是通過dout來輸出。表2-1 lx2262引腳功能管腳名稱i/o說明a0axi地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置“0”，“1”，“f”（懸），三種狀態(tài)d0dxi數(shù)據(jù)輸入端，有一個“1“，即有編碼發(fā)出，內(nèi)置下拉vddi電源（+）端vssi電源（-

38、）端te-i編碼啟動端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效osc1i雙端電阻振蕩器輸入端，與osc2所接電阻決定振蕩頻率osc2o雙端電阻振蕩器輸出端douto編碼輸出端 正常時為低電平nc-空腳2.2.3 解碼芯片lx2272引腳圖與功能1.lx2272 是一款與lx2260/lx2262 配對使用的無線、紅外線遙控解碼專用集成電路。采用cmos 工藝制造，它最大擁有12 位的三態(tài)地址碼管腳，可支持多達(dá)531441（或312）個地址的編碼，因此很有效地降低了重碼率。2272 的所有型號均能封裝成dip18 和sop20 兩種形式，只是sop20多了10 和11 兩個管腳，圖2-4 為lx227

39、2引腳圖，先了解的是每個引腳的功能，再確定具體的電路設(shè)計。 圖2-4 lx2272引腳圖表2-2 lx2272引腳功能管腳號管腳名稱i/o說明16a0a5ia0a5碼地址管腳,lx2272通過檢測這六條三狀態(tài)的管腳來確定bit0bit5的編碼波形.每個管腳可分別置”0”,”1”,”f”(懸)781013a6/d5a11/d0i/oa6a11碼地址管腳或d5d0數(shù)據(jù)輸出管腳.當(dāng)作為碼地址管時,每個管腳可分別置”0”,”1”,”f”(懸).當(dāng)作為數(shù)據(jù)輸出管腳時且滿足以下兩個要求(1)所接收的地址編碼波形與碼地址輸入端的設(shè)置匹配;(2)相應(yīng)位接收到的數(shù)據(jù)輸出置為”1”,輸出為”1”否則為”0”14d

40、ini數(shù)據(jù)輸入管腳,接收到的編碼信號由此管腳串行輸入15osc1i振蕩器第一外點16osc2o振蕩器第二外點17vto有效傳輸確認(rèn),高電平有效.當(dāng)lx2272收到有效信號時,vt變高電平18vcc-電源正端19vss-電源負(fù)端2.在我的設(shè)計中用到的是din（數(shù)據(jù)輸入端），用來接收數(shù)據(jù)編碼，這時候vt（有效傳輸確認(rèn)）會變?yōu)楦唠娖?，單片機(jī)通過它的電平變化就確認(rèn)有編碼從d0d3（數(shù)據(jù)輸出端）輸出。 2.2.4.音頻小功率放大電路-lm3861.概述與特點lm386是低電壓音頻功率放大電路，該電路的特點如下：電源電壓范圍度：4-12v；靜態(tài)電流小，當(dāng)vcc=6v時，靜態(tài)電流典型值為4ma；輸出端直流電

41、壓自動跟蹤；電壓增益可調(diào)；外圍元件少；2.引腳說明表2-3 lm386管腳說明引出腳序號符號功能1gain增益調(diào)整2n.f負(fù)反饋3in輸入4gnd地5out輸出6vcc電源7fc濾波8gain濾波增益調(diào)整2.2.5. 熱釋電紅外處理芯片biss0001biss0001是一款具有高性能的傳感器信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動快遞開啟各類白炙燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。功能敘述：1.cmos數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻?/p>

42、路。2.具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，3.可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號與處理。4.雙向鑒幅器，可有效抑制干擾。5.內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器，6.結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬。7.內(nèi)置參考電壓。8.工作電壓范圍2v6v9.采用16腳dip和sop封裝。管腳圖及其管腳說明如下：圖2-5 biss0001管腳圖表2-4 biss0001管腳說明引腳名稱i/o功能說明1ai可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)a為“1”時，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2voo控制信號輸出端。由vs的上跳前沿觸發(fā)，使vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間tx之外和無vs的上跳變時，vo

43、保持低電平狀態(tài)。3rr1-輸出延遲時間tx的調(diào)節(jié)端4rc1-輸出延遲時間tx的調(diào)節(jié)端5rc2-觸發(fā)封鎖時間ti的調(diào)節(jié)端6rr2-觸發(fā)封鎖時間ti的調(diào)節(jié)端7vss-工作電源負(fù)端8vrfi參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接vdd，當(dāng)接“0”時可使定時器復(fù)位9vci觸發(fā)禁止端。當(dāng)vcvr時允許觸發(fā)(vr0.2vdd)10ib-工作電源正端11vdd-第二級運算放大器的輸出端122outo第二級運算放大器的反相輸入端132in-i第一級運算放大器的同相輸入端141in+i第一級運算放大器的同相輸入端151in-i第一級運算放大器的反相輸入端161outo第一級運算放大器的輸出端第三章 硬件電路的設(shè)計3.1系

44、統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖3.1.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖主要分三個部分圖3-1遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖；圖3-2紅外探測信號發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖；圖3-3主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖。發(fā)射電路編碼芯片中央處理芯片at89c2051接收芯片解碼電路報警電路二極管顯示電路發(fā)射電路編碼芯片傳感信號處理芯片紅外傳感器圖3-1 遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖圖3-2 紅外探測信號發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖圖3-3 主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖3.1.2各結(jié)構(gòu)圖的工作方式1.遙控器的基本組成就是編碼模塊與要把編碼發(fā)射出去的發(fā)射模塊。它的功能就是對報警器進(jìn)行布防或撤防，此功能的實現(xiàn)實際上就是發(fā)射兩組編碼，一組是布防的編碼，另一組是撤防的編碼。2.紅外探測信號發(fā)射電路的基本組成是

45、紅外探測器、信號處理器、編碼模塊、發(fā)射模塊。工作方式是通過紅外探測器把探測信號傳給信號處理芯片，信號處理芯片再判斷是否有異常，若無則不用編碼不用發(fā)送，若有則通過發(fā)射電路把代表有異常的編碼發(fā)送出去。3.主機(jī)電路是由接收模塊、解碼模塊、處理模塊、顯示模塊、報警模塊組成。工作方式是通過接收模塊接收到信號，再由解碼電路解碼并把已解碼信號通過處理器處理，處理器再判斷接收的是否為遙控器的信號還是探測器的異常信號，再分別處理，若是異常信號則開啟報警電路與顯示電路，若是遙控器的信號就是實現(xiàn)撤防或布防的功能。3.2電源設(shè)計電源電路設(shè)計原理:考慮采用典型的變壓器降壓，全波整流，電容濾波及集成電路穩(wěn)壓的思路進(jìn)行設(shè)計

46、。由于單片機(jī)及后續(xù)的無線接收電路等都用5 v作為工作電源，所以在經(jīng)整流和濾波電路后再用三端集成穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，為后續(xù)電路提供穩(wěn)定可靠的5 v直流電源，三端穩(wěn)壓集成電路采用lm7805。如圖3-4所示圖3-4 電源電路的波形圖3.3 編碼與發(fā)射電路設(shè)計 3.3.1 編碼發(fā)射電路介紹由于無線信號容易受外界環(huán)境影響，因此從系統(tǒng)的可靠性考慮，發(fā)射的控制信號采用編碼的方式進(jìn)行傳送，而且在同一區(qū)域內(nèi)要同時使用多個系統(tǒng)而相互間又不影響，所以無線信號的編碼由lx2262集成電路完成，該電路具有8位地址信號和4位數(shù)據(jù)信號，不同的地址與數(shù)據(jù)的組合，可以編制上萬種編碼，完全可以滿足同一區(qū)域內(nèi)互不影響地工作；數(shù)據(jù)對

47、高頻載波的調(diào)制方式采用ask方式，即當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)信號為1時，接通高頻振蕩器電源，發(fā)送高頻無線信號，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為0時，斷開其電源，停止工作，這種設(shè)計在靜態(tài)時工作電流幾乎為零.其原理圖如圖3-5。圖3-5 編碼與發(fā)射電路圖3.3.2工作方式lx2262的電源vcc端是由可控開關(guān)控制且受制于探測處理芯片，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會開啟lx2262芯片的電源，一但lx2262芯片工作則會把已經(jīng)固定的編碼信號通過發(fā)射電路發(fā)送出去。具體的編碼是由d3、d2、d1、d0的接法決定，上圖中都接地，那么所固定的編碼為1000。3.4 數(shù)據(jù)解碼與接收電路設(shè)計 1.接收電路的無線接收與解調(diào)部分采用的是現(xiàn)成的高頻接收模塊，可以簡

48、化設(shè)計工作，而且可靠性較好,接收模塊采用的是超再生接收，具體的解調(diào)過程為：當(dāng)發(fā)射器發(fā)送1時，相應(yīng)的發(fā)射高頻電路工作，接收部分就會相應(yīng)地收到一個315 m的高頻信號，使模塊輸出為1，當(dāng)發(fā)射部分發(fā)送的是0時，發(fā)射高頻部分停止工作，接收部分就輸出為0，這樣就實現(xiàn)了無線信號的傳輸。 2.經(jīng)高頻接收且解調(diào)出來的信號是編碼集成電路lx2262編碼后的串行信號，必須經(jīng)相應(yīng)的解碼電路解碼才能還原出控制信號數(shù)據(jù)。lx2272就擔(dān)任了這個解碼任務(wù)。2262和2272是一對專用的編、解碼集成電路，當(dāng)接收部分2272的8位地址數(shù)據(jù)與發(fā)射部分的8位地址數(shù)據(jù)相同時，就會在2272的17腳輸出一個高電平，表示解碼成功，同時

49、在4位數(shù)據(jù)位上輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號，后續(xù)的輸出控制電路就根據(jù)解碼輸出的數(shù)據(jù)位，控制開關(guān)的開與關(guān)。電路圖如3-6。圖3-6 數(shù)據(jù)解碼與接收電路3.5 顯示單元設(shè)計顯示單元主要由四位發(fā)光二極管來完成顯示任務(wù)，當(dāng)接收到不同地址的報警信號后由2051單片機(jī)處理后來決定具體哪只發(fā)光管點亮。電路如圖3-7。圖3-7 顯示單元電路3.6 報警電路設(shè)計為使設(shè)計簡便同時發(fā)出的音效逼真，音頻信號發(fā)生器采用集成的語音電路，另為了使報警的音量足夠大，在音頻信號發(fā)生器后面再增加一級功率放大器。經(jīng)查找相關(guān)的功放電路，lm386是款不錯的音頻功放電路，其工作電壓為518 v，功率為1.25 w,頻率響應(yīng)的上限為300 khz

50、,增益可達(dá)50 db，而且外圍電路簡單，易于設(shè)計，其典型應(yīng)用電路圖如圖3-8。圖3-8 報警電路3.7遙控電路的設(shè)計遙控電路的設(shè)計與編碼發(fā)射電路的設(shè)計原理一樣，在lx2262芯片的電源接通后就會把編碼（d3d2d1d0的值）通過發(fā)射電路發(fā)出。在這只是加上開關(guān)使它能夠有選擇的發(fā)送編碼且兩個編碼分別為1100、0100，其中一個作為布防的編碼信號，另一個則為撤防的編碼信號，具體電路如圖3-9。圖3-9 遙控電路圖第四章 軟件的設(shè)計4.1軟件設(shè)計的基本思路與方法軟件的設(shè)計是基于硬件電路而設(shè)計的，簡單來說就是處理器怎么樣處理外部電路所發(fā)送過來的信號，并發(fā)送相應(yīng)的命令，從而保證相應(yīng)功能的實現(xiàn)。軟件設(shè)計隨

51、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的不同而不同，一般可分為以下幾個方面出了單片。（1）總體規(guī)劃 （2）程序設(shè)計技術(shù) 模塊程序設(shè)計 自頂向下的程序設(shè)計 （3）程序設(shè)計 建立數(shù)學(xué)模型 繪制程序流程圖 程序的編制 （4）軟件基于以上設(shè)計思路，再考慮本設(shè)計的實際情況。本設(shè)計中軟件需要處理的工作就是：對接收到的信號進(jìn)行判斷，看其是否是報警信號，這里就需要制定出一些判斷的標(biāo)準(zhǔn)，在下面會做具體介紹；然后就是判斷報警信號的來源，也就是我們事先布置好的紅外探測器,判斷出到底是哪一個探測器發(fā)出的信號，就可以知道報警的位置；最后需要做的就是進(jìn)行報警顯示，我們這里使用的是led發(fā)光二極管來顯示報警的位置，還有就是需要出發(fā)報警的聲音。這些

52、都需要軟件來控制硬件得以實現(xiàn)。本設(shè)計的軟件部分的設(shè)計主要是針對中央處理單元。中央處理單元首先需要判斷的是系統(tǒng)接收部分是否接收到信號，如果有接收到信號，對于接收到的信號有可能來自3方面，一是布防的信號，二是撤防信號，三是真正的報警信號。這都需要中央處理單元進(jìn)去進(jìn)一步的判斷，而這里的判斷就要涉及到程序的設(shè)計。當(dāng)明確了是報警信號以后，接下來要做的就是進(jìn)行報警了，報警又涉及到報警地址的查詢，然后報警地址的顯示以及語音報警。這些功能的實現(xiàn)都需要由相關(guān)的程序來實現(xiàn)。那么我們這里的程序設(shè)計思路就可以按照以上的流程來考慮。 再者，我們這里再對本程序設(shè)計的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行簡單介紹。程序設(shè)計思路：首先，我們要對各個存

53、儲單元進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化；然后我們使用jnb p3.0,agaen這條指令來判斷是否有有效信號輸入，若無則返回，若有則需要進(jìn)一步的判斷；先判斷是否是布防信號（cjne a,#30h,xh;這里我們事先確定了0100為布防信號，1100為撤防信號），若是則返回，不是就判斷其是否為撤防信號；如果信號既不是布防信號，也不是撤防信號，我們就可以斷定它是真正的報警信號了；然后就需要對報警信號的來源進(jìn)行判斷了（我們這里分別對4個探測器，設(shè)計了4個子程序，依次進(jìn)行判斷，最終得出報警的具體位置）。4.2 程序流程圖程序流程圖就是按照以上的設(shè)計思路進(jìn)行設(shè)計的，具體圖形見下頁。布防程序延時到否？ 延時按下撤防鍵？啟動報警電路顯示地址報警地址查詢撤防信號？布防程序有布防信號？無初始化開始有無信號?是否是否 是否否是4.3程序源代碼；在啟動報警后能夠遙控撤防；遙控信號采用數(shù)字判斷，1100為撤防編碼，0100為布防編碼信號；報警信號即探測器所發(fā)現(xiàn)異常后，通過編碼、發(fā)射電路所發(fā)出的信號；1號探測異常信號：1000，2號