多路無線防盜器

1、多路無線防盜報(bào)警器姓 名： 于 * 指導(dǎo)教師： 田 * 專 業(yè)： 應(yīng)用電子 班 級(jí)： 131 2014年4月15日目 錄摘 要：1關(guān)鍵詞：1引 言21.緒論31.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義3 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的內(nèi)容31.1.2 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的意義31.2 無線防盜報(bào)警器的分類及其介紹31.2.1 車用防盜報(bào)警器3工農(nóng)業(yè)報(bào)警器31.2.3 生活用報(bào)警器42.硬件電路的設(shè)計(jì)52.1 多路無線防盜報(bào)警器的硬件組成52.1.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖52.1.2 各結(jié)構(gòu)圖的工作方式：62.2 多路無線防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)62.2.1 電源設(shè)計(jì)62.2.2 震動(dòng)發(fā)射電路設(shè)計(jì)72.2.3 發(fā)射電路設(shè)計(jì)82.

2、2.3 接收電路設(shè)計(jì)102.2.4 控制、顯示電路設(shè)計(jì)113.軟件的設(shè)計(jì)153.1 keil應(yīng)用153.2 protel99se應(yīng)用153.3 程序流程圖174.系統(tǒng)分析與調(diào)試18結(jié) 論21參考文獻(xiàn)22致 謝23附錄1 發(fā)射原理圖24附錄2 接收原理圖25附錄3 仿真圖26多路無線防盜報(bào)警器摘 要：該報(bào)警器具有誤報(bào)率較低、安裝和配置容易、成本低、能量消耗少、使用非常方便的特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)的原理是感應(yīng)震動(dòng)信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成超低頻信號(hào)，經(jīng)電路放大、輸出。檢測器是利用震動(dòng)傳感器SW-18015P，一旦有震動(dòng)便向主機(jī)發(fā)出信號(hào)。而主機(jī)功能是通過無線接受信號(hào)，再經(jīng)單片機(jī)處理，然后數(shù)碼管顯示出信號(hào)發(fā)出的具體范圍并同

3、時(shí)控制喇叭發(fā)出警告聲音。可以應(yīng)用于家居防盜、倉庫防盜等多種防盜場合，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和良好的市場前景。關(guān)鍵詞：無線，報(bào)警系統(tǒng)，單片機(jī) ，防盜系統(tǒng)引 言無線防盜報(bào)警器的發(fā)展主要是基于傳感器之上， 所以有必要先談?wù)剛鞲衅鞯陌l(fā)展?fàn)顩r。而傳感器技術(shù)是21世紀(jì)人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個(gè)制高點(diǎn)，各發(fā)達(dá)國家都將傳感器技術(shù)視為現(xiàn)代高新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。從20世紀(jì)80年代起，日本就將傳感器技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的高新科技之首，美國等西方國家也將此技術(shù)列為國家科技和國防技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。從而基于傳感器技術(shù)的防盜報(bào)警系統(tǒng)也得到了高速發(fā)展。傳統(tǒng)的有線防盜報(bào)警器都是檢測到有盜情的時(shí)候只在本地發(fā)出警報(bào)聲音，內(nèi)部沒有控制器，

4、易被破壞失效，安裝，擴(kuò)展也不方便。本文設(shè)計(jì)的無線防盜報(bào)警器利用單片機(jī)控制，功能強(qiáng)大，并且易于擴(kuò)展成多用途的智能家居系統(tǒng)。本無線多路防盜報(bào)警器由l臺(tái)接收機(jī)和多臺(tái)發(fā)射機(jī)組成。接收機(jī)可以接收多臺(tái)發(fā)射機(jī)(其頻率都是一樣的，只是編碼脈沖不同)發(fā)來的報(bào)警信號(hào)，并且加以區(qū)別，進(jìn)行譯碼然后以數(shù)字顯示的形式將這些臺(tái)發(fā)射機(jī)識(shí)別出來，同時(shí)音響報(bào)警。無線控制距離由無線電裝置來決定，一般是0到2000米距離。發(fā)射部分可以配以不同探頭，如無線門磁、無線煙霧、無線風(fēng)雨探頭、熱釋電探頭、溫度探頭等，可以實(shí)現(xiàn)防盜、防火、放水等無線報(bào)警，安裝使用非常方便！無論是基于那種方式的無線防盜報(bào)警器，它的工作原理都是將探測到的信號(hào)，通過編

5、碼，經(jīng)電路放大，輸出并將報(bào)警信號(hào)通過天線發(fā)射出，再用接收電路接收信號(hào),解碼并通過控制電路判斷是否屬于異常信號(hào)，再?zèng)Q定是否發(fā)送報(bào)警信號(hào)給報(bào)警電路,從而達(dá)到防盜的效果。1.緒論1.1 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和意義 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的內(nèi)容首先是為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)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(gè)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(bào)警器等)；第三部分是遙控手柄(對(duì)防盜器實(shí)行布防和撤防)。其次是確定硬件電路的設(shè)計(jì)，包含芯片的選擇，具體電路的設(shè)計(jì)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(jì)，軟件的設(shè)計(jì)主要是以熟悉硬件電路的工

6、作原理為前提來設(shè)計(jì)的。1.1.2 設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的意義如今市場上成熟的無線防盜報(bào)警產(chǎn)品有被動(dòng)式的、主動(dòng)式的和多技術(shù)復(fù)合式的。但前兩者都有致命的缺點(diǎn)就是誤報(bào)率很高，而多技術(shù)復(fù)合式的防盜報(bào)警器誤報(bào)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(jì)的是被動(dòng)式防盜報(bào)警器，因?yàn)槲乙阅壳暗乃疁?zhǔn)很難對(duì)已成熟的產(chǎn)品有所突破而設(shè)計(jì)出一流的產(chǎn)品。個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)無線防盜報(bào)警器的意義在于設(shè)計(jì)的過程，在設(shè)計(jì)的過程中我們才會(huì)把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的融合，同時(shí)也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。 1.2 無線防盜報(bào)警器的分類及其介紹 車用防盜報(bào)警器在現(xiàn)在的社會(huì)中，機(jī)動(dòng)車的數(shù)量越來越多，而為了機(jī)動(dòng)車的安全，機(jī)動(dòng)車用報(bào)警器就

7、應(yīng)運(yùn)而生了。例如可以對(duì)汽車油壓、氣壓、溫度及速度進(jìn)行檢測的汽車多功能報(bào)警器，它可以在汽車油壓偏低、氣壓偏低或發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高、車速過快時(shí)而發(fā)出警報(bào)，提醒駕駛員排出故障、以便行車安全。而事實(shí)上，現(xiàn)在的機(jī)車中多已安裝了油量監(jiān)測報(bào)警器了，它會(huì)對(duì)機(jī)車油量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)油量低于某值時(shí)會(huì)提示駕駛員加油，而如合肥等城市的公交車上已經(jīng)安裝了機(jī)車超速報(bào)警裝置，當(dāng)公交車車速大于某值時(shí)，會(huì)發(fā)出警報(bào)提示駕駛員已超速等。另外，還有一種常見的機(jī)動(dòng)車報(bào)警裝置，即當(dāng)機(jī)動(dòng)車在倒車時(shí)，會(huì)發(fā)出“倒車，請注意！”的語音警示語，以提示車后的人進(jìn)行回避。以及汽車防盜報(bào)警器，它具有斷線和聲控觸發(fā)報(bào)警功能，當(dāng)車門、車窗被打開，電源鎖被開啟，車體

8、被移動(dòng)時(shí)，報(bào)警器會(huì)被觸發(fā)而發(fā)出響亮的警報(bào)聲。而現(xiàn)在很多的摩托車、電瓶車等大多都安裝了防盜報(bào)警系統(tǒng)。工農(nóng)業(yè)報(bào)警器在工業(yè)應(yīng)用方面，最常見的應(yīng)該是有毒物質(zhì)超限報(bào)警器了。如礦井中的瓦斯氣體超限報(bào)警器等。它能時(shí)時(shí)地去測量礦井中瓦斯氣體的濃度，并可以在含量即將超標(biāo)，可能會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)便發(fā)出警報(bào)，以提醒工人們可以迅速的離開。相似的還有可燃?xì)怏w報(bào)警器等。在農(nóng)業(yè)方面，有溫度、濕度超限報(bào)警器等。例如在大棚生產(chǎn)中，必須要保持一個(gè)適宜的溫度和濕度，此類報(bào)警器則是時(shí)時(shí)地測量大棚中的空氣濕度和溫度，并在過低或者過高時(shí)發(fā)出警報(bào)，提示人們做出相應(yīng)得對(duì)策。另外一方面，由于現(xiàn)在自然災(zāi)害比較嚴(yán)重，而且發(fā)生的很突然，所以一些報(bào)警器也被

9、制造出來，例如火山口溫度超限報(bào)警器、地震報(bào)警器等等。它們可以檢測火山口的溫度或者地殼中的變化，并采集數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理、比較和推測，來預(yù)測當(dāng)?shù)厥欠駮?huì)發(fā)生自然災(zāi)害，以提前發(fā)出警報(bào)，減少傷亡。1.2.3 生活用報(bào)警器報(bào)警器的應(yīng)用已經(jīng)深入到了我們的日常生活中，除了有水開報(bào)警器、禁止吸煙報(bào)警器等等，比較常見的有視力保護(hù)報(bào)警器。此報(bào)警器已經(jīng)普遍嵌入在臺(tái)燈中，它通過感應(yīng)一定范圍內(nèi)是否有物體進(jìn)入來判斷人們是否離書本距離太近了。當(dāng)感應(yīng)到時(shí)，則會(huì)發(fā)出警報(bào)，提示人們注意視力。而另外一個(gè)常見的應(yīng)用之處事在醫(yī)院中，為病人呼叫報(bào)警器。有的時(shí)候，醫(yī)生和護(hù)士是無法時(shí)刻呆在病人的身邊的，這樣的話，病人若想有什么要求，需要

10、醫(yī)生或者護(hù)士的時(shí)候，便可以按下報(bào)警器啟動(dòng)按鈕，總控制室會(huì)顯示“報(bào)警”的病房號(hào)、病床號(hào)等并提供給醫(yī)生和護(hù)士，這樣，他們就可以迅速的趕往病人處了。綜上所述，無線防盜報(bào)警系統(tǒng)得應(yīng)用是很廣泛的。現(xiàn)在除了保安等一些以人力為中心的安防部門之外，還有一種比較流行的智能報(bào)警系統(tǒng)。在此處，將會(huì)設(shè)計(jì)一款智能振動(dòng)報(bào)警器。振動(dòng)報(bào)警器可以用于家庭門窗防盜，汽車防盜，倉庫防盜等多個(gè)領(lǐng)域。2.硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 多路無線防盜報(bào)警器的硬件組成多路無線防盜報(bào)警器主要是由無線震動(dòng)探測器(震動(dòng)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(bào)警電路和電源電路等部分組成。其框圖如圖1所示。遙控手柄無線

11、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(bào)警電路數(shù)據(jù)解碼中央處理單元圖1 多路無線防盜報(bào)警器的組成框圖2.1.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)硬件主要分為三部分，圖2遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖；圖3震動(dòng)探測信號(hào)發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖；圖4主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖。具體的電路如附錄一所示。發(fā)射電路編碼芯片發(fā)射電路編碼芯片傳感信號(hào)處理芯片震動(dòng)傳感器圖2 遙控器硬件結(jié)構(gòu)圖圖3 震動(dòng)探測信號(hào)發(fā)射電路硬件結(jié)構(gòu)圖數(shù)碼管顯示電路中央處理芯片STC89C51解碼電路接收芯片報(bào)警電路 圖4 主機(jī)電路硬件結(jié)構(gòu)圖2.1.2 各結(jié)構(gòu)圖的工作方式：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(duì)報(bào)警器

12、進(jìn)行布防或撤防，此功能的實(shí)現(xiàn)實(shí)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。震動(dòng)探測信號(hào)發(fā)射電路的基本組成是震動(dòng)探測器、電壓比較器、編碼模塊、發(fā)射模塊。工作方式是通過震動(dòng)傳感器器把電壓信號(hào)傳給LM393電壓比較芯片，判斷震動(dòng)強(qiáng)度，如果達(dá)到強(qiáng)度就通過發(fā)射電路把代表有異常的編碼發(fā)送出去。震動(dòng)的靈敏度可以通過電位器調(diào)節(jié)。主機(jī)電路是由接收模塊、解碼模塊、處理模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊組成。工作方式是通過接收模塊接收到信號(hào)，再由解碼電路解碼并把已解碼信號(hào)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(hào)還是探測器的異常信號(hào)，再分別處理，若是異常信號(hào)則開啟報(bào)警電路與顯示電路，若是遙控器的信號(hào)

13、就是實(shí)現(xiàn)撤防或布防的功能。2.2 多路無線防盜報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)2.2.1 電源設(shè)計(jì)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(jì)。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。具體電路圖如圖5。圖5 電源電路圖2.2.2 震動(dòng)發(fā)射電路設(shè)計(jì)震動(dòng)傳感器采用MEC原裝震動(dòng)開關(guān)SW-18015P靈敏度高，對(duì)環(huán)境震動(dòng)敏感，一般用來檢測周圍環(huán)境的震動(dòng)強(qiáng)度，由于沒有響應(yīng)的元件資料，通過本人對(duì)他的測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)無震動(dòng)的時(shí)候電阻可以達(dá)到3M以上，屬于高

14、阻態(tài)，當(dāng)有震動(dòng)的時(shí)候可以達(dá)到幾歐姆的電阻，對(duì)震動(dòng)的靈敏度高，電阻變化范圍大是此傳感器的優(yōu)點(diǎn)?？梢岳盟淖栊缘贸鲭妷盒盘?hào)，就可以利用電壓比較器來輸出數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路發(fā)射信號(hào)。圖6 震動(dòng)模塊電路圖LM393主要特點(diǎn)如下：（1）工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：236V，雙電源:118V；（2）消耗電流小，Icc=0.8mA；（3）輸入失調(diào)電壓小，VIO=2mV；（4）共模輸入電壓范圍寬，Vic=0Vcc-1.5V；（5）輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS 等兼容；（6）輸出可以用開路集電極連接“或”門；采用雙列直插8 腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8 腳塑料封裝（S

15、OP8）。LM393引腳圖及內(nèi)部框圖如下圖所示：圖7 LM393芯片圖LM393是高增益,寬頻帶器件,象大多數(shù)比較器一樣,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產(chǎn)生耦合,則很容易產(chǎn)生振蕩.這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng)比較器改變狀態(tài)時(shí),輸出電壓過渡的間隙.電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問題,標(biāo)準(zhǔn)PC板的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入輸出寄生電容耦合是有助的.減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號(hào),而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.010mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換,使得不可能產(chǎn)生由于寄生電容引起的振蕩.除非利用滯后,否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩,如果輸入信號(hào)是脈沖波形,并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快

16、,則滯回將不需要。 比較器的所有沒有用的引腳必須接地. LM393偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 2.030V無關(guān)。 通常電源不需要加旁路電容，差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件.保護(hù)部分必須能阻止輸入電壓向負(fù)端超過-0.3V。LM393的輸出部分是集電極開路,發(fā)射極接地的 NPN輸出晶體管,可以用多集電極輸出提供或OR ing功能。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上,不受 Vcc端電壓值的限制。此輸出能作為一個(gè)簡單的對(duì)地SPS開路(當(dāng)不用負(fù)載電阻沒被運(yùn)用),輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動(dòng)和器件的值所限制.當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時(shí),輸出晶體管將退出而且輸

17、出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm 的SAT限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí),輸出晶體管的低失調(diào)電壓(約1.0mV)允許輸出箝位在零電平。2.2.3 發(fā)射電路設(shè)計(jì) 由于無線信號(hào)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(hào)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(shí)使用多個(gè)系統(tǒng)而相互間又不影響，所以無線信號(hào)的編碼由SC2262集成電路完成，該電路具有8位地址信號(hào)和4位數(shù)據(jù)信號(hào)，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。發(fā)射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開路”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有“1”和“0”兩種狀態(tài)。由各地址、數(shù)據(jù)的不同接

18、腳狀態(tài)決定，編碼從輸出端Dout輸出，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去。Dout輸出的編碼信號(hào)是調(diào)制在38kHz載波上的，OSC1、OSC2外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在430k820k之間選擇即可。SC2262-IR是2262系列用于紅外遙控的專用芯片，它是一種CMOS工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編碼電路，SC2262-IR最多可有12位(A0-A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，SC2262-IR最多可有6位(D0-D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于遙控發(fā)射電路。編碼芯片SC2262-IR發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)

19、碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，SC2262-IR得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)。SC2262-IR的管腳圖如圖1所示，管腳說明如表1所示，性能參數(shù)如表2所示。SC2262-IR特點(diǎn)：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：2.615v ，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：車輛防盜系統(tǒng)、家庭防盜系統(tǒng)、遙控玩具、其他電器遙控。圖8為2262引腳圖，表1為引腳介紹。圖8 管腳圖表1 管腳說明名稱管腳說 明A0-A111-8、10-13地址管腳，用于進(jìn)行地址編碼，可置為“0”，“1”，“f”(懸空)。D0-D57-8、

20、10-13數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為“1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉。Vcc18電源正端（）Vss9電源負(fù)端（）TE14編碼啟動(dòng)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(shí)為低電平）SC2262的電源端與發(fā)射模塊的電源端受制于震動(dòng)模塊，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會(huì)開啟SC2262芯片與發(fā)射模塊的電源，一但SC2262芯片工作則會(huì)把已經(jīng)固定的編碼信號(hào)通過發(fā)射電路發(fā)送出去。其原理圖如圖9所示。圖9 編碼與發(fā)射電路圖2.2.3 接收電路設(shè)計(jì)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)

21、計(jì)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(shí)，相應(yīng)的發(fā)射高頻電路工作，接收部分就會(huì)相應(yīng)地收到一個(gè)315 M的高頻信號(hào)，使模塊輸出為1，當(dāng)發(fā)射部分發(fā)送的是0時(shí)，發(fā)射高頻部分停止工作，接收部分就輸出為0，這樣就實(shí)現(xiàn)了無線信號(hào)的傳輸。經(jīng)高頻接收且解調(diào)出來的信號(hào)是編碼集成電路SC2262編碼后的串行信號(hào)，必須經(jīng)相應(yīng)的解碼電路解碼才能還原出控制信號(hào)數(shù)據(jù)。SC2272就擔(dān)任了這個(gè)解碼任務(wù)。SC2262和SC2272是一對(duì)專用的編、解碼集成電路，當(dāng)接收部分SC2272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(shí)，就會(huì)在SC2272的17腳輸出一個(gè)高電平，表示解碼成功

22、，同時(shí)在4位數(shù)據(jù)位上輸出相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號(hào)，后續(xù)的輸出控制電路就根據(jù)解碼輸出的數(shù)據(jù)位。SC2272的暫存功能是指當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，SC2272的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)輸出位即變?yōu)榈碗娖?。而鎖存功能是指，當(dāng)發(fā)射信號(hào)消失時(shí)，SC2272的數(shù)據(jù)輸出端仍保持原來的狀態(tài)，直到下次接收到新的信號(hào)輸入。為了能正確解調(diào)出調(diào)制的編碼信號(hào)，接收端需加一級(jí)前置放大級(jí)，保證輸入SC2272的信號(hào)幅度足夠大。SC2272各輸出端通過各種接口即可控制相應(yīng)的負(fù)載。電路圖如圖10所示。圖10 數(shù)據(jù)解碼與接收電路2.2.4 控制、顯示電路設(shè)計(jì)由于控制、顯示、報(bào)警電路都是圍繞單片機(jī)進(jìn)行，所以放在一起闡述。STC89C51為主要的中央處理系統(tǒng)，單片

23、機(jī)是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計(jì)算機(jī)，這些元件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時(shí)鐘部件的集成和I/O接口電路。由于單片機(jī)具有體積小、價(jià)格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點(diǎn)，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機(jī)是應(yīng)用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計(jì)算機(jī)的底成本、小體積、運(yùn)行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動(dòng)化程度和精度，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。（一）STC89C51主要功能、性能參數(shù)如下：（1）內(nèi)置標(biāo)

24、準(zhǔn)51內(nèi)核，機(jī)器周期：增強(qiáng)型為6時(shí)鐘，普通型為12時(shí)鐘;（2）工作頻率范圍：040MHZ，相當(dāng)于普通8051的080MHZ;（3）STC89C51RC對(duì)應(yīng)Flash空間：4KB;（4）內(nèi)部存儲(chǔ)器（RAM)：256B;（5）定時(shí)器計(jì)數(shù)器：3個(gè)16位；（6）通用異步通信口（UART）1個(gè)；（7）中斷源:8個(gè)；（8）有ISP(在系統(tǒng)可編程）IAP(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器仿真器；（9）通用IO口：3236個(gè)；（10）工作電壓：3.85.5V；（11）外形封裝：40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等。（二）STC89C51單片機(jī)的引腳說明：VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口：P0口為

25、一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器

26、可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平

27、，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入） P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入） P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入

28、到內(nèi)部總線。上面圖中的兩個(gè)三角形表示的就是輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要我們操心，1然后再實(shí)行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯(cuò)，為什么看上面的圖，如果不對(duì)端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q為1加到場效應(yīng)管柵極的信號(hào)為1，該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為1，也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的1信號(hào)讀入后不一定是1。若先執(zhí)行置1操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作，所以這類I/O口被稱為準(zhǔn)雙向口。STC89C5

29、1的P0/P1/P2/P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。接下來讓我們再看另一個(gè)問題，從圖中可以看出這四個(gè)端口還有一個(gè)差別，除了P1口外P0P2P3口都還有其他的功能。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上

30、置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩

31、放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。STC89C51單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。在STC89C51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接石英晶體（簡稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。電容的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5-30pF，典型值為30pF。晶振CYS的振蕩頻率范圍在1.2-12MHz間選擇，典型值為12MHz和11.0592MHz。當(dāng)在STC89C51單片機(jī)的RST引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作，按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平

32、方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過RST端經(jīng)過電阻與電源VCC接通而實(shí)現(xiàn)的。最小系統(tǒng)如圖11所示。圖11 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路顯示電路是由一位共陽數(shù)碼管顯示，單片機(jī)控制數(shù)碼管每段的高低電平，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器(如圖9所示)，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器(如圖c所示)。1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管ag控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，

33、在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來。 （a）外形 （b）共陽極 (C)共陰極圖12 數(shù)碼管引腳數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明：（1）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；（2）焊接溫度：260度；焊接時(shí)間：5S（3）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。該設(shè)計(jì)有報(bào)警電路，布放狀態(tài)下檢測到人時(shí)，蜂鳴器就會(huì)發(fā)聲提示，直到主人按下撤防，才會(huì)停止鳴叫，控制引腳接在P1.2引腳上，利用三極管當(dāng)做開關(guān)電路可以保護(hù)單片機(jī)，還可以起到放大電流的作用，當(dāng)三極管基極為高電平時(shí)，發(fā)射極截止，為低電平時(shí)，發(fā)射極導(dǎo)通。報(bào)警模塊如圖13所示。圖13 聲音報(bào)警模塊3.軟件的設(shè)計(jì)3.1 k

34、eil應(yīng)用Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。 Keil_c軟件界面如圖14：圖14 K

35、eil_c軟件界面該軟件是一款集編程和仿真于一體的軟件，它支持匯編、C語言及二者的混合編程。3.2 protel99se應(yīng)用Protel99SE是PORTEL公司在80年代末推出的EDA軟件。Protel99SE是應(yīng)用于Windows9X/2000/NT操作系統(tǒng)下的EDA設(shè)計(jì)軟件，采用設(shè)計(jì)庫管理模式，可以網(wǎng)設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個(gè)32位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層。Protel99SE軟件的特點(diǎn)：(1) 可生成30多種格式的電氣連接網(wǎng)絡(luò)表； (2) 強(qiáng)大的全

36、局編輯功能； (3) 在原理圖中選擇一級(jí)器件，PCB中同樣的器件也將被選中； (4) 同時(shí)運(yùn)行原理圖和PCB，在打開的原理圖和PCB圖間允許雙向交叉查找元器件、引腳、網(wǎng)絡(luò) (5) 既可以進(jìn)行正向注釋元器件標(biāo)號(hào)（由原理圖到PCB），也可以進(jìn)行反向注釋（由PCB到原理圖），以保持電氣原理圖和PCB在設(shè)計(jì)上的一致性； (6) 滿足國際化設(shè)計(jì)要求（包括國標(biāo)標(biāo)題欄輸出，GB4728國標(biāo)庫）； * 方便易用的數(shù)模混合仿真（兼容SPICE 3f5）； (7) 支持用CUPL語言和原理圖設(shè)計(jì)PLD，生成標(biāo)準(zhǔn)的JED下載文件； * PCB可設(shè)計(jì)32個(gè)信號(hào)層，16個(gè)電源-地層和16個(gè)機(jī)加工層； (8) 強(qiáng)大的“規(guī)

37、則驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)環(huán)境，符合在線的和批處理的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查； (9) 智能覆銅功能，覆鈾可以自動(dòng)重鋪； (10) 提供大量的工業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)電路板做為設(shè)計(jì)模版； (11) 放置漢字功能； (12) 可以輸入和輸出DXF、DWG格式文件，實(shí)現(xiàn)和AutoCAD等軟件的數(shù)據(jù)交換； (13) 智能封裝導(dǎo)航（對(duì)于建立復(fù)雜的PGA、BGA封裝很有用）； (14) 方便的打印預(yù)覽功能，不用修改PCB文件就可以直接控制打印結(jié)果； 圖15 protel99se畫圖界面3.3 程序流程圖布防程序延時(shí)到否？按下撤防鍵？啟動(dòng)報(bào)警電路顯示地址報(bào)警地址查詢撤防信號(hào)？布防程序有布防信號(hào)？無初始化開始有無信號(hào)?是否是否 是 否 延時(shí)是否4

38、.系統(tǒng)分析與調(diào)試本設(shè)計(jì)是在Keil C環(huán)境下開發(fā)的，Keil C軟件支持C語言的編程及調(diào)試，運(yùn)用方便，是做C語言畢業(yè)設(shè)計(jì)者的首選。設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個(gè)軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解Keil C后，在編譯完Keil C后，再運(yùn)用STC_ISP_V480軟件燒錄到開發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)實(shí)物與程序的連接。在燒錄前要對(duì)STC_ISP_V480進(jìn)行一些必要的設(shè)置。第一步：設(shè)置MCU Type為STC89C51RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以.hex為后綴的文件；第三步：選擇對(duì)應(yīng)的COM端口，（可在我的電腦的設(shè)備管理處查看COM選項(xiàng)）；第四步：點(diǎn)擊Download/下載，等提示請給MCU上

39、電時(shí)，打開開發(fā)板上的開關(guān)，它就自行燒錄了。Keil C程序運(yùn)行如圖4-1所示，下載圖如圖4-2所示：圖15keil C運(yùn)行圖圖16程序燒錄運(yùn)行圖在完成對(duì)程序的調(diào)試及燒錄之后，還要對(duì)功能進(jìn)行測試，首先用萬用表測試電源和地有沒有短路，然后再對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行通電。最開始要對(duì)主控板進(jìn)行測試，因?yàn)樗呛诵模聪掳存I看下數(shù)碼管是否顯示正常，當(dāng)顯示“b”會(huì)顯示30s，當(dāng)“b”滅掉之后按下“sos”按鍵看系統(tǒng)會(huì)不會(huì)報(bào)警，如果報(bào)警則系統(tǒng)基本正常，再按下“c”撤防。主控板調(diào)試好后再調(diào)試發(fā)射板，先將主控板供電，按下布放后，緊接著要按下發(fā)射板的開關(guān)放在無震動(dòng)的地方，當(dāng)“b”滅掉之后，讓發(fā)射板感應(yīng)震動(dòng)，主控機(jī)會(huì)顯示“一”。本

40、次設(shè)計(jì)出現(xiàn)的問題及解決方法：1、萬用表檢測是否短路時(shí)，發(fā)現(xiàn)有短路顯現(xiàn)，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管接錯(cuò)，數(shù)碼管的兩個(gè)“com”接口是相通的，都接電源或只接一個(gè)。我將兩個(gè)分別接了電源和地，改正后，無短路現(xiàn)象。2、程序燒錄不了，當(dāng)用同學(xué)的電腦燒錄時(shí)，可以燒錄，最后發(fā)現(xiàn)是串口的com端口選擇錯(cuò)誤，每個(gè)電腦的端口都不一樣的。要用“串口調(diào)試助手”測試。3、蜂鳴器一直在響，問題應(yīng)該出現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)哪里。最后確定是三極管出了問題，設(shè)計(jì)中應(yīng)該用pnp型三極管結(jié)果誤選了npn型的，換過之后可以正常報(bào)警。4、布防后，震動(dòng)模塊感應(yīng)到震動(dòng)卻不報(bào)警，經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)主控機(jī)與發(fā)射板要離的非常近的時(shí)候才會(huì)報(bào)警，這根本不符合應(yīng)用，最后通過與

41、買模塊的賣家溝通，才知道影響問題的可能是天線的長度，天線的長度會(huì)影響他的頻率和發(fā)射距離，最后我選擇的長一點(diǎn)的天線，一點(diǎn)一點(diǎn)減掉他的長度，最終得出最合適的長度是34.5cm，根本不是網(wǎng)上說的21cm，得出：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！5、當(dāng)布防滅掉之后就報(bào)警，震動(dòng)感應(yīng)模塊根本沒有檢測到震動(dòng)為什么會(huì)報(bào)警呢？通過電路的平排除和查閱資料，最終確定是震動(dòng)傳感器常態(tài)時(shí)阻值很大，用小電阻分壓不可行，事的LM393的3腳始終保持高電壓，所以LM393的1腳一直有輸出，將于震動(dòng)傳感器串聯(lián)分壓電阻換成2M的就可以正常發(fā)射信號(hào)了。結(jié) 論通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)的無線電，單片機(jī)以及電路制圖等方面的知識(shí)得到了鞏固，并且有了進(jìn)一步的深入了解。通過查閱和收集了大量的相關(guān)資料，通過計(jì)算和分析，終于將設(shè)計(jì)圓滿的完成。在設(shè)計(jì)過程中，讓我發(fā)現(xiàn)僅僅有理論知識(shí)是完全不夠的，實(shí)踐的東西也是相當(dāng)重要的。只有將理論和實(shí)踐很好的相結(jié)合起來才能更好的完成自己的工作。這對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作有了很大的幫助。 還