基于單片機的汽車防盜報警系統(tǒng)設(shè)計Ver6有全套cad圖（可編輯）

摘要隨著科學(xué)技術(shù)的進步為對付不斷升級的盜車的段人們研制開發(fā)了不同方式結(jié)構(gòu)的防盜器本設(shè)計以單片機AT89S52作為控制核心從單片機最小系統(tǒng)設(shè)計防人接近熱釋電檢測電路的設(shè)計玻璃防震車身防擊的振動檢測電路的設(shè)計防車門開啟檢測電路的設(shè)計防接近駕駛座電路汽車點火閉鎖電路的設(shè)計無線遙控電路及無線報警電路的設(shè)計等幾個方面出發(fā)詳細研究和設(shè)計了汽車防盜報警器的各個部分內(nèi)容設(shè)計了單片機及其外圍電路并結(jié)合一套經(jīng)典的程序算法給出了一套合理的汽車防盜報警器軟硬件解決方案關(guān)鍵詞單片機熱釋電多普勒效應(yīng)振動無線報警遙控WiththescientificandtechnologicaThedesignMCUAT89S52asthcontrolfromthemiglassvibrationthevibrationofthebodyagainstattadesignanti-detectionciofthedesignofthemicrocontrollewithasetoftheclassicprogramalgorithmGivenareasonablecarburglarKeywordsSCMPyroelectricDopplereffect第一章緒論隨著我國改革開放以來人們生活水平不斷提高汽車越來越成為人們生活中不可缺少的一部分從世界上第一輛T型福特車被盜開始偷車已成為現(xiàn)今社會里最常見的犯罪行為之一這已成為一個嚴重的社會問題隨著汽車數(shù)量的增多車輛被盜的數(shù)量也逐年上升這給社會帶來極大的不安定因素擔(dān)心愛車被盜成為困擾汽車用戶第一位的難題據(jù)統(tǒng)計目前汽車失竊案發(fā)最多的是美國每年有150萬輛汽車被盜即每隔20秒就有一輛車被盜香港每年也有4000輛高級轎車失竊從國內(nèi)情況看近幾年盜竊汽車案件不斷增多據(jù)統(tǒng)計2002年全國發(fā)生盜車案件10萬多起平均每天被盜300多輛車并且近幾年還在繼續(xù)增加上升勢頭越來越猛11汽車防盜報警器的發(fā)展趨勢隨著科學(xué)技術(shù)的進步為對付不斷升級的盜車的段人們研制開發(fā)了不同方式結(jié)構(gòu)的防盜器第一代是機械式防盜器主要分為方向盤鎖和排擋鎖兩大類它主要是靠鎖定離合制動油門或轉(zhuǎn)向盤變速擋來達到防盜的目的但只防盜不報警其優(yōu)點是價格便宜安裝簡便缺點是防盜不徹底每次拆裝比較麻煩不用時還得找地方放置有時車主會給車輛裝上數(shù)種機械式的防盜器據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹這樣做可以在一定程度上嚇阻盜車賊或增加盜賊被發(fā)現(xiàn)的可能性此類產(chǎn)品防盜性能極低現(xiàn)在市面上已經(jīng)很少單獨使用第二代是電子式防盜器為了克服機械鎖只防盜不報警的缺點電子報警防盜器應(yīng)運而生它主要靠鎖定點火或起動來達到防盜的目的同時具有防盜和聲音報警功能遙控式汽車防盜器的特點是可遙控防盜器的全部功能可靠方便可帶有振動偵測門控保護及微波或紅外探頭等功能現(xiàn)在市場上還出現(xiàn)有雙向功能的電子防盜器這種防盜器在一定距離內(nèi)不僅能由車主遙控車輛車輛還能將自身狀態(tài)傳送給車主例如哪一側(cè)的車門被開啟或車窗玻璃破壞等但是這類防盜器普遍存在誤報警現(xiàn)象而且也沒有根本上解決車輛丟失問題此類防盜器具有一定的防盜功能超出有效距離和無人看管時其防盜功能也將喪失貽盡第三代是芯片式數(shù)碼防盜器它多數(shù)用于汽車原配防盜器雖然解決了第二代防盜器的防解碼功能但還是擺脫不了距離的限制小偷手段的升級所以很多裝有原配防盜器的汽車被盜走包括高擋轎車如寶馬奔馳也時有被盜走的報道第四代是網(wǎng)絡(luò)防盜系統(tǒng)GPS系統(tǒng)全稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)其主要用于汽車的導(dǎo)航與定位而衍伸出來的輔助防盜功能它的優(yōu)點是可以實時了解集團車隊內(nèi)每臺車輛所處位置以便有效監(jiān)督它主要是車輛被盜后通過服務(wù)中心來控制或定位來尋獲車輛是在警情發(fā)生后的追盜手段GPS防盜的缺陷主要有一是沒有建立衛(wèi)星定位地面監(jiān)控中心的地區(qū)GPS無法工作二是由于衛(wèi)星數(shù)量有限信息掃描覆蓋存在一定盲區(qū)從而使監(jiān)控實際上經(jīng)常處于間斷丟失狀態(tài)三是價格一般都在數(shù)千元以上而且每年還得支付幾百至上千元的服務(wù)費使車主增加額外負擔(dān)令普通百姓望而卻步因其是通過信息報警網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全和警情傳達不直接使其防盜性能大大降低所以裝了GPS汽車被盜屢屢發(fā)生12汽車防盜報警器的設(shè)計要求汽車防盜報警器通過多個方面的信號檢測電路感知汽車是否有壞人接近是否受外力沖擊是否有人開啟車門是否有人接近駕駛座等系統(tǒng)能夠通過遙控器按鍵操作設(shè)置布防和解除布防狀態(tài)在系統(tǒng)處于布防狀態(tài)下時系統(tǒng)將啟動發(fā)動機點火閉鎖電路防止發(fā)動機被點火當有任一路檢測電路檢測到報警信號時系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警并且報警信號能夠通過無線發(fā)射用戶所持的微型遙控器接收報警信號遙控器也將發(fā)出聲光報警信號提醒車主注意具體的設(shè)計要求包括1汽車玻璃振動車受外力沖擊觸發(fā)報警2人體接近駕駛座距離100mm觸發(fā)報警3人體接近汽車1m觸發(fā)報警4車門與門框距離5mm觸發(fā)報警5車主可以在一定的范圍接受到報警信號報警信號發(fā)射距離200m用戶所持的微型遙控器接收報警信號發(fā)出聲光報警信號本設(shè)計以單片機作為控制核心需要設(shè)計單片機最小系統(tǒng)設(shè)計防人接近檢測電路的設(shè)計玻璃防震車身防擊的檢測電路設(shè)計防車門開啟檢測電路的設(shè)計防接近駕駛座電路汽車點火閉鎖電路的設(shè)計無線遙控電路及無線報警電路的設(shè)計等需要設(shè)計單片機及其外圍電路完成系統(tǒng)硬件設(shè)計和軟件編程第二章系統(tǒng)的總體設(shè)計汽車防盜報警器以單片機AT89S52作為控制核心電路的總體結(jié)構(gòu)主要包括單片機最小系統(tǒng)防人接近檢測電路玻璃防震車身防擊的檢測電路防車門開啟檢測電路防接近駕駛座電路汽車點火閉鎖電路無線遙控電路以及無線報警電路等21各檢測模塊電路方案的確定211人接近汽車檢測傳感器熱釋電傳感器本設(shè)計檢測人接近汽車的傳感器采用熱釋電傳感器任何物品均有輻射溫度越高的物體紅外輻射越強人是恒溫動物紅外輻射也最為穩(wěn)定熱釋電紅外探測器本身不發(fā)射任何能量而只被動接收探測來自環(huán)境的紅外輻射探測器安裝后數(shù)秒種已適應(yīng)環(huán)境在無人或動物進入探測區(qū)域時現(xiàn)場的紅外輻射穩(wěn)定不變一旦有人體紅外線輻射進來經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦就使熱釋電器件產(chǎn)生突變電信號而發(fā)出警報被動紅外入侵探測器形成的警戒線一般可以達到數(shù)米到數(shù)十米熱釋電紅外探測器主要由光學(xué)系統(tǒng)熱傳感器或稱為紅外傳感器及報警控制器等部分組成其核心是不見是紅外探測器件通過關(guān)學(xué)系統(tǒng)的配合作用可以探測到某個立體防范空間內(nèi)的熱輻射的變化紅外傳感器的探測波長范圍是8～14μm人體輻射的紅外峰值波長約為10μm正好在范圍以內(nèi)212車身沖擊振動檢測傳感器壓電陶瓷傳感器某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時其內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象同時在它的兩個相對表面上出現(xiàn)正負相反的電荷當外力去掉后它又會恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)當作用力的方向改變時電荷的極性也隨之改變相反當在電介質(zhì)的極化方向上施加電場這些電介質(zhì)也會發(fā)生變形電場去掉后電介質(zhì)的變形隨之消失這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)或稱為電致伸縮現(xiàn)象依據(jù)電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器利用壓電傳感器的這個效應(yīng)可以做成用于檢測振動的傳感器本設(shè)計玻璃振動車身振動的檢測傳感器采用壓電陶瓷傳感器213車門開啟檢測傳感器干簧管本系統(tǒng)中車門開啟檢測采用干簧管與永磁鐵的配合干簧管是一種磁敏的特殊開關(guān)它通常由兩個或三個既導(dǎo)磁又導(dǎo)電材料做成的簧片觸點被封裝在充有惰性氣體如氮氦等或真空的玻璃管里玻璃管內(nèi)管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉接點當永久磁鐵靠近干簧管時或者由繞在干簧管上面的線圈通電后形成磁場使簧片磁化時簧片的接點就會感應(yīng)出極性相反的磁極由于磁極極性相反而相互吸引當吸引的磁力超過簧片的抗力時分開的接點便會吸合當磁力減小到一定值時在簧片抗力的作用下接點又恢復(fù)到初始狀態(tài)這樣便完成了一個開關(guān)的作用因此可以作為傳感器用于計數(shù)限位等等將其裝在車門上可作為汽車車門開啟的檢測的傳感器214接近駕駛座檢測傳感器多普勒效應(yīng)傳感器本設(shè)計中接近駕駛座的檢測傳感器采用多普勒效應(yīng)傳感器多普勒效應(yīng)是為紀念奧地利物理學(xué)家及數(shù)學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒而命名的他于1842年首先提出了這一理論多普勒認為物體輻射的波長因為光源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化在運動的波源前面波被壓縮波長變得較短頻率變得較高在運動的波源后面產(chǎn)生相反的效應(yīng)波長變得較長頻率變得較低波源的速度越高所產(chǎn)生的效應(yīng)越大根據(jù)光波紅藍移的程度可以計算出波源循著觀測方向運動的速度恒星光譜線的位移顯示恒星循著觀測方向運動的速度除非波源的速度非常接近光速否則多普勒位移的程度一般都很小所有波動現(xiàn)象都存在多普勒效應(yīng)RD627是一種新穎的多普勒效應(yīng)傳感器件是利用超聲波傳播的多普勒效應(yīng)而制成的一種傳感器它能將物體移動時的位移信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號該器件可廣泛應(yīng)用于各種自動燈具自動門及防盜報警器等方面本設(shè)計采用多普勒效應(yīng)傳感器RD627安裝在汽車駕駛座附近用于人接近駕駛座的檢測22電路總體設(shè)計方案的確定綜合以上的考慮汽車防盜報警器采用四種方式進行報警信號的檢測防止人接近汽車的檢測電路采用熱釋電傳感器玻璃撞擊車身沖擊振動檢測采用壓電陶瓷傳感器汽車車門的異常開啟檢測傳感器采用干簧管作為傳感器接近駕駛座檢測電路采用多普勒效應(yīng)傳感器這幾種檢測電路監(jiān)測汽車內(nèi)外的安全狀態(tài)并送入單片機進行綜合處理有任一路檢測電路檢測到報警信號時系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警這就需要設(shè)計聲光報警電路系統(tǒng)能夠通過遙控器按鍵操作設(shè)置布防和解除布防狀態(tài)這就需要設(shè)計遙控編碼發(fā)射和接收解碼電路此外主機的報警信號需要能夠通過無線發(fā)射用戶所持的遙控器要接收報警信號遙控器也將發(fā)出聲光報警信號需要設(shè)計報警信號的編碼發(fā)射電路和接收解碼電路以及遙控器上的聲光報警信號系統(tǒng)的主機部分總體設(shè)計框圖如下圖所示熱釋電有人接近檢測電路遙控接收解碼電路干簧管車門開啟檢測電路壓電陶瓷振動檢測電路單片機報警編碼發(fā)射電路發(fā)動機點火閉鎖電路多普勒接近座位檢測電路聲光報警電路圖2-1系統(tǒng)主機部分總體設(shè)計框圖系統(tǒng)的遙控器部分設(shè)計框圖如圖2-2所示按鍵電路編碼電路射頻發(fā)射電路報警信號射頻接收電路解碼電路聲光報警電路圖2-2系統(tǒng)遙控器部分設(shè)計框圖報警器通過遙控器上設(shè)計的按鍵電路來設(shè)置系統(tǒng)處于布防狀態(tài)還是解除布防狀態(tài)按鍵的操作通過編碼電路進行地址編碼通過射頻發(fā)射模塊發(fā)射經(jīng)主機的遙控接收解碼電路接收和處理后送入單片機由單片機處理在系統(tǒng)處于布防狀態(tài)下時系統(tǒng)將啟動發(fā)動機點火閉鎖電路防止發(fā)動機被點火當有任一路檢測電路檢測到報警信號時系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警并且報警信號通過主機報警編碼發(fā)射電路無線發(fā)射經(jīng)過用戶所持的微型遙控器射頻接收電路接收再經(jīng)過解碼電路解碼產(chǎn)生報警信號在遙控器上也將發(fā)出聲光報警信號第三章系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計31報警檢測電路的設(shè)計311熱釋電紅外傳感器檢測電路的設(shè)計人接近汽車的檢測采用熱釋電檢測電路熱釋電傳感器有三個引腳分別是電源正負極和信號輸出在傳感器電源正常的情況下當熱釋電傳感器檢測到有人活動時能夠檢測到人體所發(fā)出的微弱紅外線其輸出端會有微弱的電流信號輸出這一微弱信號將送到信號處理集成電路BISS0001進行處理系統(tǒng)熱釋電紅外傳感器檢測電路圖如圖3-1所示5A生3至單片機IO端口熱釋電傳感器BISS0001是一款具有較高性能的傳感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)它能自動快速開啟各類白熾燈熒光燈蜂鳴器自動門電風(fēng)扇烘干機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走廊等敏感區(qū)域或用于安全區(qū)域的自動燈光照明和報警系統(tǒng)內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器采用16腳DIP封裝圖3-2BISS0001引腳功能圖表3-1BISS0001管腳說明的調(diào)節(jié)端輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2--觸發(fā)封鎖時間Ti6RR2--觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS--工作電當接0時可使定時VCI觸發(fā)禁止端當VcVR時禁止觸發(fā)當VcVR時允許觸發(fā)VR≈02VDD10IB--運算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD--工作電源正端1220UT0第二級運算放大器的輸出端132IN-I第二級運算放大器的反相輸入端141INI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1610UTO第一級運算放大器的輸出端3BISS0001的可重復(fù)觸發(fā)方式圖3-3BISS0001的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形來說明其工作過程可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在VcOA0期間信號Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)在Vc1A1時Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)并可促使Vo在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)在Tx時間內(nèi)只要Vs發(fā)生上跳變則Vo將從Vs上跳變時刻起繼續(xù)延長一個Tx周期若Vs保持為1狀態(tài)則Vo一直保持有效狀態(tài)若Vs保持為0狀態(tài)則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)并且同樣在封鎖時間Ti時間內(nèi)上圖中運算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大然后由C3耦合給運算放大器OP2進行第二級放大再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動延遲時間定時器輸出信號Vo可供單片機查詢或者直接啟動報警設(shè)備圖3-1中芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式采用可重復(fù)觸發(fā)工作方式的好處是如果傳感器在延遲時間內(nèi)再次檢測到有人活動芯片的輸出將被繼續(xù)延遲而不會終止報警也就將一直送給單片機這樣提高了熱釋電檢測電路的靈敏度輸出延遲成了可調(diào)電阻可以根據(jù)實際需要調(diào)整電阻值的大小改變輸出延遲時間和觸發(fā)閉鎖時間的長短電路的輸出送到單片機的IO端口供單片機判斷使用312干簧管車門開啟檢測電路的設(shè)計本設(shè)計車門開啟檢測電路采用干簧管干簧管是把兩片即導(dǎo)電又導(dǎo)磁的材料組成的簧片平行的封入充有摘性氣體的玻璃管中組成的開關(guān)元件兩簧片一端重疊并有一定的空隙便于形成接點當永久磁鐵靠近單簧管或者有繞在單簧管的線圈通電形成的磁場使簧片磁化簧片的接點部分就感應(yīng)出極性相反的磁極異性相吸當吸引力大于彈簧的彈力時接點就會吸合當磁力較小到一定程度時接點被彈簧的彈力打開干簧管的接點形式有兩種一是常開接點H型平時打開只有簧片被磁化時接點才結(jié)合二是轉(zhuǎn)換接點的單簧管結(jié)構(gòu)上有三個簧片第一片用只導(dǎo)電不導(dǎo)磁的材料做成第二第三用即導(dǎo)電又導(dǎo)磁的材料做成上中下依次是132平時由于彈力的作用13相連當有外界磁力23磁化相吸形成一個轉(zhuǎn)換開關(guān)干簧管體積小質(zhì)量輕簧片輕而短有固有頻率可提高接點的通斷速度通斷的時間僅為1～3ms比一般的電磁繼電器快5～10倍接點與大氣隔絕管內(nèi)有稀有氣體可減少接點的氧化合碳化并且由于密封可防止外界有機蒸氣和塵埃雜質(zhì)對接點的侵蝕車門開啟檢測電路如下圖所示控制干簧管接點閉合打開的磁鐵這里用電磁鐵來實現(xiàn)由三極管Q3來完成電磁線圈的驅(qū)動三極管的基極通過限流電阻R12與單片機的IO端口相連電磁線圈是否帶磁性由單片機來控制二極管D6這里是續(xù)流二極管起到保護三極管的目的干簧管通過上拉電阻R11接到高電平干簧管的另一端接地這樣干簧管閉合時通過限流電阻R10送到單片機端口的就是低電平當干簧管打開時送到單片機端口的就是高電平在布防狀態(tài)下單片機控制引腳輸出高電平三極管Q3導(dǎo)通電磁線圈帶電也就有了磁性車門關(guān)閉時干簧管的常開接點也就閉合這時送到單片機端口的就是低電平如果車門被人惡意開啟干簧管閉合的接點就會打開送到單片機端口的就是高電平單片機通過判斷輸入電平的狀態(tài)就可以判斷車門的開關(guān)狀態(tài)干簧管接近傳感器電磁鐵至單片機I0端口圖3-4車門開啟檢測電路313壓電陶瓷振動檢測電路的設(shè)計系統(tǒng)振動檢測電路如下圖所示壓電陶瓷傳感器通過上拉電阻接到VCC它將接收到的振動信號裝換成微弱電信號這一微弱電信號經(jīng)過共射極三極管放大電路放大后送到由LM393構(gòu)成的比較器電路的輸入端比較器的門限電壓取決于可調(diào)電阻R15和電阻R16當檢測到的信號電壓超過門限電壓時比較器將輸出狀態(tài)將發(fā)生變化這一變化送到單片機I0端口供單片機處理判斷312至單片機IO端口壓電陶瓷振動傳感器振動檢測電路圖3-5振動檢測電路設(shè)計LM393作為專用比較器集成電路其輸出為集電極開路輸出兩4個比較器的輸出可直接并聯(lián)共用外接電阻它可以雙電源供電也可以單電源供電該比較器的電源電壓是236V或18V輸出電流大LM339與LM119的功能基本相同LM393的符號見圖3-6其中11腳為正電源6腳為電源地3腳為比較器1的地線8腳為比較器2的地線314多普勒接近座位檢測電路的設(shè)計號圖本設(shè)計采用多普勒效應(yīng)傳感器RD627安裝在汽車駕駛座附近用于人接近駕駛座的檢測RD627多普勒效應(yīng)傳感器采用單列7腳直插式塑料封裝其管腳排列如圖3-7所示圖3-7RD627管腳排列圖3-8RD627內(nèi)部電路功能框圖圖3-8是它的內(nèi)部電路功能框圖可以看出RD627由振蕩器發(fā)射器檢測器多普勒信號放大器限幅器及穩(wěn)壓電源等部分組成振蕩器產(chǎn)生的微波信號經(jīng)發(fā)射器由第12腳送至外接天線發(fā)射到空間產(chǎn)生一個立體空間微波防護區(qū)當人或其他物體在該防護區(qū)移動時反射回來的微波信號與原信號之間將產(chǎn)生頻移微弱的頻移信號通過檢測器處理后獲得的多普勒信號再經(jīng)放大在第6腳即可得到與移動目標相應(yīng)的電信號RD627型多普勒效應(yīng)傳感器的工作電源電壓為12V有效發(fā)射面積大于100m2靜態(tài)時第6腳的輸出電壓為6V在有效發(fā)射區(qū)內(nèi)當有目標移動時第6腳動態(tài)輸出電壓變化不小于±50mV移動目標離天線愈近輸出電壓變化幅度越大最大時可達±5V以上本設(shè)計檢測靠近駕駛座位的電路如圖3-9所示天線312567至單片機IO端口防接近駕駛座電路圖3-9接近座位檢測電路RD627產(chǎn)生的微波信號經(jīng)外接環(huán)狀天線發(fā)射到空間后形成一個立體微波警戒網(wǎng)當有人在網(wǎng)內(nèi)走動時從人體反射回到天線的微波信號與原發(fā)射信號就會產(chǎn)生頻移此頻移經(jīng)RD627內(nèi)部監(jiān)測放大后從6腳輸出超低頻信號經(jīng)電壓跟隨器送到比較器LM393進行鑒別如果信號電壓達到比較器的門限電壓則比較器的輸出狀態(tài)將發(fā)生變化送給單片機判斷R38用來調(diào)節(jié)電壓比較器的閾值電平以調(diào)整報警器的警戒范圍微波發(fā)射天線可用3mm的金屬線彎成120mm~32無線發(fā)射和接收電路的設(shè)計321編碼芯片HS22621HS2262概述HS2262是CMOS工藝制造的低功耗通用編碼電路編碼由用戶可靈活改變的地址碼和數(shù)據(jù)碼組成HS2262具有省電模式可用于無線電和紅外線遙控發(fā)射其外圍應(yīng)用電路元器件少振蕩電路只需外接一個電阻即可構(gòu)成振蕩回路它的數(shù)據(jù)最多可達6位地址碼最多可達531441312種同時HS2262具有多種封裝形式和很寬的工作電壓范圍它在13V到12V之間都可以正常工作2HS2262的引腳說明圖3-10為HS2262的引腳排列圖圖3-10HS2262引腳圖10-13地址管腳用于進行地址編碼可置為01f懸空數(shù)據(jù)輸入端有一個為1即有編碼發(fā)出內(nèi)部下拉Vcc18電源正端+Vss9電源負端一TE14編碼啟動端用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射低電平有效OSC116振蕩電阻輸入端與OSC2所接電阻決定振蕩頻率OSC215振蕩電阻振蕩器輸出端Dout17編碼輸出端正常時為低電平形并且在TE腳為0時輸出波形到Dout口這個波形送到RF調(diào)制器或IR發(fā)送器處理后進行發(fā)送對方的RF解調(diào)器或IR接收器收到發(fā)送過來的無線頻率信號或紅外線信號后將之整形為對應(yīng)的波形然后HS2272就可以對這個波形進行解碼輸出這樣就完成了遙控編碼和解碼的過程下圖為HS2262工作流程圖圖3-11HS2262工作流程圖322解碼芯片HS2272解碼芯片HS2272是與HS2262編碼芯片配對使用的遙控解工藝制造它具有12位三態(tài)地址引腳可提供最多531441312種地址碼因此可以顯著得減少碼間沖突和惡意碼掃描的可能性HS2272可在多種設(shè)置下使用以適合各種應(yīng)用需要數(shù)據(jù)輸出引腳數(shù)可改變數(shù)據(jù)輸出形式可為鎖存輸出或即時輸出HS2272具有以下特點1CMOS工藝制造低功耗2很高的抗噪聲度3可達12個三態(tài)地址引腳4可達6個數(shù)據(jù)引腳5工作電壓范圍寬VCC4～15V6單電阻振蕩器7鎖存或即時輸出形式HS2272的應(yīng)用范圍很廣泛主要包括汽車防盜系統(tǒng)遙控風(fēng)扇車庫門控制器住宅防盜自動化系統(tǒng)遙控玩具工業(yè)方面的遙控應(yīng)用等2HS2272的功能框圖及引腳說明HS2272解碼芯片的功能框圖如下圖所示主要包括三態(tài)地址數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)時鐘振蕩器控制邏輯比較邏輯輸出邏輯數(shù)據(jù)檢測和同步檢測等幾個部分圖3-12HS2272解碼芯片的功能框圖圖3-13為HS2272的引腳排列圖圖3-13HS2272引腳圖1-6地址引腳A0-A5三態(tài)引腳”0""1"或"f”對應(yīng)編碼波形中的A6D5-7-8地址引腳A6-A11數(shù)據(jù)引腳D5～DO用作高地址位還是數(shù)據(jù)輸出取決于HS2272的使用型號用于地址輸入時為三態(tài)引腳“0""1"或"F”對應(yīng)編碼波形中的bit6-bit11用A11D010-13于數(shù)據(jù)輸出時如果收到波形的解碼地址與地址引腳的地址設(shè)置相匹配且收到的相應(yīng)的數(shù)據(jù)位為"1"時引腳升至Vcc否則降為Vss鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換Vcc18電源正端+Vss9電源負端一DIN14數(shù)據(jù)信號輸入端來自接收模塊輸出端0SC116振蕩電阻輸入端與OSC2所接電阻決定振蕩頻率0SC215振蕩電阻振蕩器輸出端VT17解碼有效確認輸出端常低解碼有效變成高HS2272解碼接收送入DIN引腳的波形將輸入的波形解碼成包括地址數(shù)據(jù)和同步位的碼字將解碼的地址位與地址輸入引腳設(shè)置的地址進行比較如果2個連續(xù)的碼字都匹配HS2272置數(shù)據(jù)位對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出引腳為”1”并將VT輸出置為高電平HS2272解碼芯片有不同的后綴表示不同的功能有LxMx之分其中L表示鎖存輸出數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)直到下次遙控數(shù)據(jù)發(fā)生變化時改變M表示非鎖存輸出數(shù)據(jù)腳輸出的電平是瞬時的而且和發(fā)射端是否發(fā)射相對應(yīng)可以用于類似點動的控制后綴中x表示有幾路并行的控制通道當采用4路并行數(shù)據(jù)時HS2272-M4對應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼是4位地址編碼是8位如果采用6路的并行數(shù)據(jù)時HS2272-M6對應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼是6位地址編碼是6位4HS2272有效接收確認當HS2272收到編碼信號時它會檢查該信號是否有效有效的輸入滿足以下兩個條件1它必須是一個完整的字碼2碼地址必須與接收電路的碼地址端子上的設(shè)置一致當進行兩個連續(xù)有效的碼字后HS2272會將接收到的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端輸出并將VT置為高電平它們的定時關(guān)系見下圖圖3-14HS2272接收有效時序圖323射頻發(fā)射-接收模塊隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展越來越多的通訊產(chǎn)品大量涌現(xiàn)出來尤其是無線通訊領(lǐng)域的新產(chǎn)品更是琳瑯滿目目前天線通訊方式有無線電紅外線微波等多種方式而且可供選擇的模塊也有很多種考慮到應(yīng)用環(huán)境和價格等因素本設(shè)計選擇其中廉價的發(fā)射模塊F05C和接收模塊J05C進行介紹它們價格便宜傳輸距離較遠可靠性高特別適合于低成本的無線通訊設(shè)備使用1射頻發(fā)射模塊發(fā)射模塊F05C原理如圖3-15所示F05C采用聲表諧振器穩(wěn)頻SMT樹脂封裝頻率一致性較好免調(diào)試特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)而一般LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容誤差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移F05C具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性當發(fā)射電壓為3V時發(fā)射電流約為2mA發(fā)射功率較小12V為最佳工作電壓具有較好的發(fā)射效果發(fā)射電流約為5～8mA大于12V時直流功耗增大有效發(fā)射功率不再明顯提高FO5C系列采用AM方式調(diào)制以降低功耗數(shù)據(jù)信號停止發(fā)射時發(fā)射電流降為零數(shù)據(jù)信號與F05C之間采用電阻而不能采用電容耦合否則F05C將不能正常工作數(shù)據(jù)信號電平應(yīng)接近F05C的實際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果F05C對過寬的調(diào)制信號易出現(xiàn)調(diào)制效率下降收發(fā)距離變近的現(xiàn)象當脈沖高電平寬度在008～1ms時發(fā)射效果較好大于1ms時效率開始下降當脈沖低電平寬度大于10ms時接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾即零電平干擾而引起不解碼如采用CPU編譯碼可在數(shù)據(jù)識別位前加一些亂碼以抑制零電平干擾如采用通用編解碼器可調(diào)整振蕩電阻使每組碼中間的低電平區(qū)小于10ms以抑制零電平干擾F05C輸入端平時應(yīng)處于低電平狀態(tài)輸入的數(shù)據(jù)信號應(yīng)是正邏輯電平幅度最高不應(yīng)超過F05C的工作電壓圖3-15發(fā)射模塊F05C原理圖F05C天線長度可在0～250mm之間調(diào)節(jié)也可無天線發(fā)射但發(fā)射效率下降F05C為改進型體積更小內(nèi)含隔離調(diào)制電路以消除輸入信號對射頻電路的影響信號直接耦合性能更加穩(wěn)定F05C應(yīng)垂直安裝在抑制板邊部并應(yīng)離開周圍器件5mm以上以免受分布參數(shù)影響而停振F05C發(fā)射距離與調(diào)制信號頻率及幅度發(fā)射電壓及電流容量發(fā)射天線接收機靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)F05C加240mm小拉桿天線發(fā)射時在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約250m在障礙區(qū)相對要近由于折射反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域不同的收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離如需要遠的可靠距離可在F05C的輸出端增加一級射頻功率放大器2射頻接收模塊J05C由超外差電路結(jié)構(gòu)IC芯片和溫度補償電路構(gòu)成具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性如圖3-16所示芯片內(nèi)含低噪聲射頻放大器混頻器本地振蕩器中頻放大器濾波器及限幅比較器輸出為數(shù)據(jù)電平信號可直接接至標準解碼器或CPU解碼器適合與ASK方式的發(fā)射器配套使用適用于各種遙控報警器及單片機短距離數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備J05C接收頻率分為315MHz及43392MHz兩種并具有較好的頻寬及溫度補償特性可與一般精度的聲表諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機及LC發(fā)射機配套使用而不需要調(diào)整接收頻率較寬的工作溫度范圍可適應(yīng)各種工作環(huán)境J05C對電源要求不太苛刻可以使用開關(guān)電源并具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性2V時只消耗以下供電接收靈敏度要下降3~J05C模塊具有休眠功能當芯片9腳為高電平VDD-3V以上時接收機可處于休眠狀態(tài)此時耗電約25μA通常芯片9腳已接為低電平08V以下處于正常接收狀態(tài)若需休眠功能可自行改動圖3-16J05C接收模塊原理圖J05C接收天線的長度為接收頻率的14波長約22cm阻抗約37Ω為最佳匹配天線但在實際應(yīng)用中會受到各種條件限制具本需試驗確定當信號較弱而干擾點又引起信號不穩(wěn)時可將天線剪去5cm也許會有所改善也可采用螺旋天線或?qū)⑻炀€直接做在PCB板上甚至無天線接收當然接收靈敏度要下降匹配良好的收發(fā)天線能使收發(fā)模塊性能達到最佳狀態(tài)而匹配不良的收發(fā)天線會使收發(fā)距J05C最大數(shù)據(jù)傳輸速度為5kbps調(diào)整內(nèi)部電容值可達到20kbps但過高的數(shù)據(jù)速率會降低接收靈敏度及增大誤碼率用于單片機收發(fā)系統(tǒng)速率可取48kbps或24kbps同時應(yīng)兼顧到收射效率當數(shù)據(jù)中有連續(xù)幾個1且脈寬超過1ms時會引起發(fā)射效率下降而且太大的占空比及大低的頻率易引起過調(diào)制高電平脈寬在01～1ms范圍內(nèi)收發(fā)效果較好不合適的數(shù)據(jù)速率同樣會影響到收發(fā)距離甚至收不到信號J05C輸出端可直接與標準解碼器及單片機接收J05C在未收到發(fā)射信號時可輸出隨機噪聲幅度為VDD-03V值當收到信號時噪聲被抑制當信號變?nèi)鯐r出聲干擾點此時信號處于不穩(wěn)定區(qū)若采用單片機解碼則會因誤碼率增大而出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤此時可在數(shù)據(jù)位前加亂碼抑制零電平狀態(tài)干擾最好工作在可靠區(qū)域以減小誤碼率324無線發(fā)射-接收電路圖的設(shè)計1HS2262與HS2272芯片的地址編碼設(shè)定設(shè)置地址編碼的原則是同一個系統(tǒng)地址碼必須一致不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分在通常使用中我們一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼這時編碼電路HS2262和解碼HS2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳有三種狀態(tài)可供選擇懸空接正電源接地三種狀態(tài)3的8次方為6561所以地址編碼不重復(fù)度為6561組只有發(fā)射端HS2262和接收端HS2272的地址編碼完全相同才能配對使用例如將編碼芯片HS2262的第1腳接正電源其它引腳懸空那么解碼芯片HS2272只要也第1腳接正電源其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收當兩者地址編碼完全一致時HS2272對應(yīng)的D1～D4端輸出高電平控制信號同時VT端也輸出解碼有效高電平信號用戶可將這些信號加一級放大便可驅(qū)動繼電器功率三極管等進行負載遙控開關(guān)操作2HS2262與HS2272振蕩電阻的匹配HS2262和HS2272除地址編碼必須完全一致外振蕩電阻還必須匹配否則接收距離會變近甚至無法接收HS2272的內(nèi)置振蕩電路通過外接一個電阻就可構(gòu)成精確的振蕩器為了使HS2272能正確解碼接收到波形RF工作方式下HS2272的振蕩頻率通常是HS2262發(fā)送頻率的25～8倍下圖是HS2262和HS2272接不同電阻時的典型振蕩頻率圖3-17HS2262HS2272典型振蕩頻率曲線一般典型振蕩電阻值如下表表3-3HS2262HS2272編解碼芯片典型振蕩電阻值本設(shè)計編碼編碼電路HS2262的振蕩電阻值選取47M解碼電路HS2272的振蕩電阻值選取820K2遙控發(fā)射-接收電路圖A037布防解除33789至單片機IO端口遙控信號發(fā)射電路3Y4遙控信號接收電路圖3-18左為系統(tǒng)遙控按鍵編碼及發(fā)射電路右為接收解碼電路電路圖HS2262地址引腳全部為懸空狀態(tài)與解碼電路中HS2272的地址位狀態(tài)對應(yīng)當有布防或者解除按鍵按下時作為數(shù)據(jù)送到了數(shù)據(jù)輸入引腳經(jīng)HS2262處理編碼信號從DOUT輸出送給射頻發(fā)射模塊F05C通過天線發(fā)射出去發(fā)射電路中只有當有按鍵按下時編碼芯片HS2262和發(fā)射模塊F05C的電源才會通過二極管D4或D5接通這樣在遙控器沒有按鍵按下時發(fā)射電路的功耗就為零這樣最大限度降低了遙控器的功耗當發(fā)射端有信號發(fā)出時由接收端天線接收射頻接收模塊對接收到射頻信號進行解調(diào)放大濾波等處理后送HS2272的DIN引腳由HS2272進行解碼將解碼的地址位與地址輸入引腳設(shè)置的地址進行比較如果地址匹配HS2272置數(shù)據(jù)位對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出引腳為"1"并將VT輸出置為高電平這三個輸出端送單片機供單片機判斷處理3報警信號無線發(fā)射-接收電路圖1LILAiAS6信號接收報警電路蜂鳴器至單片機IO端口報警信號發(fā)射電路圖3-19報警無線發(fā)射-接收電路圖3-19左為報警信號編碼及發(fā)射電路右為報警信號接收解碼電路電路圖電路的基本原理與遙控發(fā)射-接收電路相同不同的是送到發(fā)射編碼電路的不是按鍵操作而是單片機送出的報警信號編碼和解碼電路的地址設(shè)置也與遙控發(fā)射-接收電路不同都將地址引腳A0和A1接為低電平其他全部為懸空狀態(tài)接收電路中二極管D2D3和電阻R29構(gòu)成了二極管與門電路當數(shù)據(jù)輸出引腳為"1"并且VT輸出也為高電平時電路才輸出高電平這一高電平信號分別通過三極管Q5和Q5驅(qū)動蜂鳴器和高亮發(fā)光二極管發(fā)出聲光報警提醒汽車主人注意33單片機最小系統(tǒng)設(shè)計1AT89S52概述4kbytes的可系統(tǒng)編程的Flash只讀程序內(nèi)存器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)兼容標準8051指令系統(tǒng)及引腳它集Flash程序內(nèi)存既可在線編程ISP也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片芯片中ATMEL公司的功能強大低價位AT89S52單片機可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合它靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域AT89S52主要性能參數(shù)1與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容24K字節(jié)在系統(tǒng)編程ISPFlash閃速內(nèi)存31000次擦寫周期440-55V的工作電壓范圍5全靜態(tài)工作模式OHz33MHz6三級程序加密鎖108個中斷源12低功耗空閑和掉電模式13中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)15掉電標識和快速編程特性16靈活的在系統(tǒng)編程ISP字節(jié)或頁寫模式其內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3-20所示圖3-20AT89S52單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2AT89S52引腳功能介紹接地端2時鐘電路引腳XTAL1和放大器的輸出端振蕩器特性XTALIXTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端如下圖3-21所示可采用石英晶體或陶瓷振蕩器組成時鐘振蕩器如需從外部輸入時是經(jīng)過一個2分頻觸發(fā)器所以輸入的外部時鐘信號無需特殊要求但它必須符合電平的最大和最小值及時序規(guī)范3控制信號引腳RST圖3-2189S52內(nèi)部外部時鐘電路復(fù)位輸入RST引腳一旦變成兩個機器周期以上高電平所有的I0口都將復(fù)位到“1”高電平狀態(tài)當振蕩器正在工作時持續(xù)兩個機器周期以上的高電平便可完成復(fù)位每個機器周期為12個振蕩時鐘周期4I/0輸入/輸出POP1P2和P3標準51單片機如80518031AT89C51AT89S51P89C51等有4個I/0輸入/輸出口分別為PO口3932腳PO口是一個漏極開路的8位雙向口作為漏極開路的八路輸出端口每次能驅(qū)動8個Ls型TTL負載當PO口作為輸入口使用時其先向鎖存器地址80H寫入全1此時PO口的全部引腳懸空叫作為高阻抗輸入P1口18腳P1口是一個帶上拉電阻的8位準雙向I0端口每一位能驅(qū)寫入全1上拉電阻接成高電平P2口2128腳P2口是一個帶內(nèi)部上接電阻的8位準雙向口P2口的每P3口2128腳P3口是一個帶內(nèi)部上接電阻的8位準雙向口P3口的每一位能驅(qū)動吸收或輸出電流4個LS型TTL負載P3口與其它的I0口有很大區(qū)別它除作為般準雙向I/0口外每個引腳還具有專門的功能2345678至檢測電路輸出圖3-22單片機最小系統(tǒng)圖3-22為單片機最小系統(tǒng)電路圖單片機AT89S52的時鐘引腳外接12M晶振作為單片機工作的時鐘EA端接高電平表示使用片內(nèi)程序存儲器RST引腳接了上電復(fù)位電路當系統(tǒng)上電時上電復(fù)位電路會產(chǎn)生一個高電平脈沖信號使系統(tǒng)復(fù)位設(shè)計共有四路報警信號需要輸入這里選擇中斷輸入的方式但AT89S52單片機只有兩個外部中斷源因此需要對單片機的中斷源進行擴展通過四個反相器電路和10K電阻構(gòu)成或非電路思路信號輸入中有一路出現(xiàn)在將高電平送到單片機對應(yīng)P1口的同時通過這個或非電路將低電平送到單片機的INTO口觸發(fā)單片機的外部中斷34點火閉鎖電路設(shè)計系統(tǒng)在布防狀態(tài)下電火電路是被閉鎖的也就是說系統(tǒng)布防后汽車的點火電路被斷開即使車鑰匙也無法啟動汽車點火閉鎖電路采用繼電器控制這部分電路圖如圖3-23所示點火閉鎖由單片機控制通過三極管Q2驅(qū)動繼電器J1繼電器的一對常閉接點串入發(fā)動機點火回路由單片機控制是否切斷點火回路二極管D1為續(xù)流二極管3至單片機I0端口23點火控制電路圖3-23系統(tǒng)點火閉鎖電路35聲光報警電路的設(shè)計自動遙控報警系統(tǒng)的聲光報警電路部分電路圖如下圖所示光報警電路采用高亮發(fā)光二極管通過NPN型三極管9013驅(qū)動三極管的基極通過電阻接至單口當單片機端口輸出高電平時三極管導(dǎo)通發(fā)光二極管點亮當單片機端口輸出低電平時三極管截至發(fā)光二極管熄滅系統(tǒng)的大功率聲音報警電路重要由報警音樂集成電路KD9561和音頻功率放大電路TDA2003構(gòu)成單片機輸出的報警信號加到報警音樂集成電路KD9561的SEL1腳上當輸入為高電平時觸發(fā)報警KD9561輸出報警音響信號當輸入為低電平時停止報警音響輸出KD9561是專用報警音樂集成電路只需要簡單的外圍元件就可以輸出報警音頻信號SEL1腳是報警音響選擇端報警音頻信號從OUT引腳輸出通過電容C11耦合給后級電路但KD9561輸出的這一音頻信號還比較微弱需要音頻功放電路才可以使輸出的報警功率足夠大TDA2003是專用音頻功率放大電路輸出功率達10W圖3-24中功放部分是TDA2003的典型應(yīng)用電路元件參數(shù)選取典型數(shù)值音頻信號通過2腳輸入通過改變可調(diào)電阻R30可以調(diào)整報警音量的大小報警電路音量調(diào)整及揚聲器的安裝要注意其防破壞的措施避免報警裝置被盜車者輕易破壞失去報警作用報警電路第