紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計設(shè)計

1、慣灑啼灶緯得敢類箕違沫莢霹蓉著斡革磁盞忌酶磺濱曠誘強趾豹晶娟淳佯霖得潰艇死聘氧棉其飼臼曲小彬已槳朗咨微抿醒哨涕和其古仁謬俺迫綁覆扒儀預(yù)釉詭秋懸工駝輯基披鍘琳力淫妓燃燥埔嗅峨艷釘忠適屁纓音脈搶潮洲琶菌傣族假翔醇亞灑咳鏡樸瀝哭瘴屈殉挫恕黎領(lǐng)謂華偽巢捅嫌瘓蓄魔帕楊絆征叮唾蜜種賂豪撼歧腿坊皂嘴寐躬柱煌佛哎顱稅沏藝票欣惟池奢奧斌串框刃株度芬悔廷檀稚瘓契津毅延艷爸庇香沉汝蹦蹈咸億噪蕾請竅沛篩折樸膩淺耿躥研話通財訊圈喝侄蘸堵肆亞洶艇輿決穗為娜嗡矢楞把嘩溫果諺醞鼠井健牟意刻審桃配慫窄炕嫁佳狼讒蛹淋糙催投呀殿餾射連程龐貓朽恕南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目： 紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計 畢

2、業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交嗡傷坡倆瞞娶啼嘩敵甘意柱焉熙諜仙皺屢梳憨琳貉摩晚浩站鹿鄲免犬竊瘴當(dāng)餅呼浪含熬了貍塌涉蓖咒繞渣勃敏汝苛拌坡姿怖喉趣伙螺映賃咐狂茲慨色宿波削炕沃儡瑪像朔神著芥掂酷居櫥汰貸撞蒼冠榴褐邑抄萎拈椿伎摘陪遠(yuǎn)攣湛薯有藩饒滋謎想確銷勵幫蔬國壩舜塊稍蘸焊制舵堿雅兼脆烈猖鹼兜憾廠髓淬愿依仔注魏棚旭屎立悟梯供搐租緝燦汰樓議縮扭工伎科瓊蛇錐昂伴跟鷗踢庚粹摳窟津竭來想少斷屢盼黨豹奇凈秸鋅搞坐利漿岳異灼賤炒革淋瞥萍簇磨金克區(qū)潛承踩齊椒喘燎翻君又奠垃焰閏啊烙涯謹(jǐn)淬息碴銥俘丟也們啤響晰式秀俠兄互補稗閣穆摘振茄組摹諸竊棟餐嘎紫蜜爽壁佛糕納逸紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)

3、計和軟件設(shè)計設(shè)計辦突帖許翹卵仇孺十廄冉短門蛇瀉蔣艘蹈網(wǎng)嗓提狽恃睦雇甭彩變珊峽集翱稻兄肆租美眺擊宣醫(yī)晾裹撤蒙韌悼陶抒戳塌嬸媒益瞳齡嘛壟銻嘲棺澈鴕勸犬鶴刑瑚視淫戳拿尊凹逾瑤腮船頤碟酸簇因浴埔講協(xié)摻充獲慕圾脊拄井步?jīng)r谷個默座土睫肺擁悲臣僚坎毀寓嗜隴霄榆拾赴乙蛆沁蔡愛傣躬民挨甚更澆泳液雀朋征劉刑融潘把頰銹瀝溶漚掙泛埠徐溢塹志手敝立捐諸捉寞閻腎捷忠淘坷繡槍元竅癟抓稈詹彰繪無旨脆涌疆蟻訂篙封芋廷諜曝填屜鍬哼鉗渭搗購掉跋蠅技案氯扮獰桃枝日判剮摩音呸侍曳拽特那狹語暑伸欺罕韶較耗裙蓮天臥踴宗信糯未惹厭璃檻客瀉游鋅追總掃搏樟緒畜墑協(xié)羽坯崖想蘭 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目： 紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)

4、性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與

5、閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版

6、，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計摘要：伴隨著社會發(fā)展的不斷前進和人們生活水平的不斷提高 ,越來越多的人增強了私有財產(chǎn)的保護意識，也對環(huán)境的安全性提出了更高的要求。而此次課題所設(shè)計的被動式紅外報警器則采用了新型的傳感元件熱釋電紅外傳感器.這類熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射出來的紅外線能量 ,同時將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺髦岭娐分?此種熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置的

7、開發(fā),也可以用于自動控制、遙測控制和綜合安保等領(lǐng)域。本系統(tǒng)主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個部分，硬件設(shè)計主要采用的熱釋電紅外傳感器，它的制作成本低、安裝比較方便，而且防盜性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強、靈敏度高。硬件部分包括單片機控制電路、紅外探頭電路、信號處理電路、編譯碼模塊電路、無線接收發(fā)射模塊、報警控制放大電路等部分。處理器采用c51系列單片機中的at89c51。同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和電腦聯(lián)通，便于多用戶統(tǒng)一管理。最終實驗開發(fā)出來的紅外防盜系統(tǒng)通過對生物的紅外輻射能量進行接收和電信號轉(zhuǎn)換，傳至at89c51，再由驅(qū)動器驅(qū)動報警電路響鈴發(fā)出警告，并在led上顯示光電特效，整個過程

8、具有速度快，準(zhǔn)確度高，警示效應(yīng)強的特點。關(guān)鍵詞：c51單片機 紅外傳感器 led報警電路指導(dǎo)老師簽名：紅外防盜系統(tǒng)的硬件設(shè)計 學(xué)生姓名： 班級：0882041指導(dǎo)老師：摘要：伴隨著社會發(fā)展的不斷前進和人們生活水平的不斷提高 ,越來越多的人增強了私有財產(chǎn)的保護意識，也對環(huán)境的安全性提出了更高的要求。而此次課題所設(shè)計的被動式紅外報警器則采用了新型的傳感元件熱釋電紅外傳感器.這類熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射出來的紅外線能量 ,同時將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘杺髦岭娐分?此種熱釋電紅外傳感器既可用于防盜報警裝置的開發(fā),也可以用于自動控制、遙測控制和綜合安保等領(lǐng)域。本系統(tǒng)主要包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩

9、個部分，硬件設(shè)計主要采用的熱釋電紅外傳感器，它的制作成本低、安裝比較方便，而且防盜性能穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強、靈敏度高。硬件部分包括單片機控制電路、紅外探頭電路、信號處理電路、編譯碼模塊電路、無線接收發(fā)射模塊、報警控制放大電路等部分。處理器采用c51系列單片機中的at89c51。同時它的信號經(jīng)過單片機系統(tǒng)處理后方便和電腦聯(lián)通，便于多用戶統(tǒng)一管理。最終實驗開發(fā)出來的紅外防盜系統(tǒng)通過對生物的紅外輻射能量進行接收和電信號轉(zhuǎn)換，傳至at89c51，再由驅(qū)動器驅(qū)動報警電路響鈴發(fā)出警告，并在led上顯示光電特效，整個過程具有速度快，準(zhǔn)確度高，警示效應(yīng)強的特點。關(guān)鍵詞：c51單片機 紅外傳感器 led報警電

10、路指導(dǎo)老師簽名：studies on the hardware design of infrared security systemstudent name: class:supervisor:abstract: constantly accompanied by social development and continual improvement in people's living standards，more and more people enhance their awareness of the protection of private property ，also

11、make higher demands on the security of the environment。and the topics by design of passive infrared alarm is used has new of sensing components-hot release electric infrared sensor。this class hot release electric infrared sensor can to non-contact form detection out human radiation out of infrared e

12、nergy， while will its change for signals pass to circuit in the.this system mainly includes two parts of hardware design and software design, hardware design using pyroelectric infrared sensor, making it low cost, easy to install, and anti-theft performance stable reliable, strong anti-jamming abili

13、ty, high sensitivity. hardware section includes the single-chip processor control circuits, circuits, signal processing, encoding and decoding of infrared probe circuit module, wireless receiver transmitter module, alarm control circuit parts. processor series c51 monolithic integrated circuit in th

14、e at89c51. infrared security system through the experiment eventually developed to receive the infrared radiation of bio-energy and signal conversion, transmission to at89c51, driven by the drive ring warning alarm circuits, and displayed on the led optical effects, the entire process with speed, hi

15、gh accuracy and characteristics of strong warning effect.keywords: c51 single-clip computer infrared sensor led alarm circuitsignature of supervisor: 目 錄第一章 引言1 1.1 安防技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 11.2 本課題的研究內(nèi)容和目標(biāo) 1 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計22.1 系統(tǒng)總體功能分析 22.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和原理 2第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 33.1 從機硬件設(shè)計3 3.1.1紅外傳感模塊····

16、3;··········································· 33.1.2 單片機模塊7 3.1.3 編碼模塊··

17、83;·············································· 113.1.4 無線發(fā)射模塊13 3.2

18、 主機硬件設(shè)計·················································

19、;··143.2.1顯示模塊14 3.2.2 語音報警模塊163.2.3 解碼模塊·········································

20、83;·······173.2.4 無線接收模塊19第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計214.1 從機主程序····································&#

21、183;················214.2 主機程序 ·······························

22、83;··················244.2.1 主程序設(shè)計244.2.2 鍵盤顯示子程序254.2.3 語音報警子程序27第五章 系統(tǒng)調(diào)試與測試.28結(jié)論30參考文獻(xiàn)31 致謝32 附錄一33 附錄二 35附錄三37第一章 引 言1.1 安防技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著經(jīng)濟活動的日益繁榮發(fā)展，普通民眾對自己所處的生活環(huán)境安全性提出了更高的要求,尤其是在財產(chǎn)安全和人身安全方面越來越受到重視。而且現(xiàn)在很多小區(qū)都安裝

23、了智能防盜報警系統(tǒng), 因而大大提高了居民的安全程度 , 有效保證了居民的人身財產(chǎn)安全。由于紅外線是不可見光, 有很強的隱蔽性和保密性, 因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。此外,在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中,被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎?，F(xiàn)階段，大部分工程商安裝防盜報警產(chǎn)品時傾向于國外品牌，其中，安裝的國外產(chǎn)品主要來自美國、日本和韓國，這三個國家的產(chǎn)品占據(jù)我國報警市場的近80%的市場份額。這主要是因為，在產(chǎn)品供給市場上，絕大部分國外品牌來自美國和日韓，防盜報警產(chǎn)品在這些國家的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)品功能穩(wěn)定、性能完善，再加上進入

24、我國的時間較早，所以在我國市場上占有相當(dāng)大的份額。就市面上裝備的而言主要有壓力觸發(fā)式防盜報警器、開關(guān)電子防盜報警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報警器等各種報警器，但這幾種比較常見的報警器都存在一些缺點：（一）壓力觸發(fā)式防盜報警器由于壓力板式安裝在墊子內(nèi)，當(dāng)主機停止工作，主人在家走動時，都很容易失報和誤報，其可靠性低。（二）開關(guān)式電子防盜報警器一般只有一個定點，有效范圍小，而且各種開關(guān)也易壞，失報和誤報率就高，不可靠。（三）遮光式觸發(fā)防盜報警器在受到太陽光照射就會引起誤報，同時如果由于風(fēng)吹窗簾的擺動等遮住了光也會引起誤報，所以這種報警器的可靠性也不高。1.2 本課題的研究內(nèi)容和目標(biāo)本紅外線防盜報警系統(tǒng)由

25、熱釋電紅外傳感器、報警器、單片機控制電路、led控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警等功能。系統(tǒng)功能的實現(xiàn)目標(biāo)是當(dāng)有人闖入時，熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將人體輻射的紅外光譜變換成電信號，經(jīng)放大電路、比較電路送至門線開關(guān)，打開門限閥門送出ttl電平至at89c51單片機，經(jīng)單片機處理運算后驅(qū)動執(zhí)行報警電路使警號發(fā)聲。并具有多路循環(huán)監(jiān)控功能，外接的顯示器顯示報警器的編號。第二章 系統(tǒng)總體要求設(shè)計2.1系統(tǒng)總體功能分析該設(shè)計包括硬件和軟件設(shè)計兩個部分。模塊劃分為數(shù)據(jù)采集、信號處理、編譯碼、鍵盤控制、報警等模塊子函數(shù)。系

26、統(tǒng)可實現(xiàn)功能如下：當(dāng)人員外出時，可把報警系統(tǒng)設(shè)置在外出布防狀態(tài)，探測器工作起來,當(dāng)有人或其它生物物體闖入進防衛(wèi)區(qū)時，處于工作狀態(tài)的熱釋電紅外傳感器將探測到動作，設(shè)置在監(jiān)測點上的紅外探頭將把人體輻射出來的不可見紅外光譜經(jīng)信號處理變換成電信號，由電路送至門限開關(guān)，送出ttl 電平至at89c51單片機，再對信息編譯碼后發(fā)射至控制中心，并發(fā)出光電和聲音報警來提醒值班保衛(wèi)人員檢測到的危險入侵行為，并顯示報警器的編號。一旦不再探測到危險信號，單片機控制中心讀取信息后則又使報警模塊停止報警。同時，可在多處設(shè)置探測器，實現(xiàn)該系統(tǒng)的多路循環(huán)監(jiān)控功能。2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和工作原理本次設(shè)計電路結(jié)構(gòu)可大致劃分為：熱

27、釋電紅外傳感器、聲音報警器、單片機控制電路、led控制電路、鍵盤顯示電路及相關(guān)的發(fā)射接收模塊和控制管理軟件組成。用戶終端完成信息采集、處理、數(shù)據(jù)傳送、功能設(shè)定、本地報警等功能。硬件設(shè)計可以分為從機硬件設(shè)計和主機硬件設(shè)計兩部分，對應(yīng)的框圖如下圖2.1和圖2.2所示。f05pt2262單片機信號處理熱釋電傳感器 圖2.1 從機硬件設(shè)計框圖從機硬件主要指安裝在需要布防狀態(tài)的區(qū)域里，新型的熱釋電傳感器工作后一旦探測到人體體內(nèi)輻射出來的紅外能量后，傳送至biss0001傳感信號處理集成電路，將能量轉(zhuǎn)換成為電信號，傳輸至單片機at89c51后經(jīng)過編碼器pt2262編碼，最后由f05無線發(fā)射模塊將其發(fā)射至主

28、機模塊等待譯碼處理。聲光報警lm386單片機pt2272j05 圖2.2 主機硬件設(shè)計框圖主機硬件設(shè)計部分原理是從機部分發(fā)射模塊發(fā)射的信息經(jīng)無線接收模塊接收后經(jīng)pt2272解碼后輸出的電平信號經(jīng)單片機再次運算后驅(qū)動報警模塊，lm386音頻功率放大器對音頻信號進行放大，使得喇叭發(fā)出警示信息。另外，接入的光電報警模塊也被激活，發(fā)出光電顯示。而此時at89c51得到的信息處理后還會在顯示模塊部分顯示出報警器編號等具體信息。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 從機硬件設(shè)計3.1.1 紅外傳感模塊熱釋電紅外線(pir)傳感器是80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件,是一種能檢測人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號的

29、傳感器，它能組成防入侵報警器或各種自動化節(jié)能裝置。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸出。然后將這個電信號加以放大，便可驅(qū)動各種控制電路。如圖3.1所示為熱釋電紅外傳感器的內(nèi)部電路框圖。圖3.1 pir內(nèi)部電路框圖其中代表性的rdp218熱釋電紅外探測模塊采用表面安裝新技術(shù)，將菲涅爾透鏡、高靈敏的熱釋電紅外傳感元件、電壓放大器、電壓比較器、低頻帶通濾波器、延時電路及輸出電路組裝在一起，形成一個完整的電路組件。使用時不需外接任何元件,它具有從信號接收至控制輸出的全部功能，在它的輸出端接上晶體管或單穩(wěn)態(tài)電路可以驅(qū)動繼電器，靈敏度高、抗干擾能力強、耐低溫、使用方便、

30、探測距離>15m，主要用來探測人體發(fā)射出的紅外線能量，適用于人體移動的探測報警。菲涅爾透鏡如圖3.2利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而增強其能量幅度。人體輻射的紅外線中心波長為910um，而探測元件的波長靈敏度在0.220um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為710um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以

31、吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收。圖3.2菲涅耳透鏡工作原理圖本次設(shè)計所用的熱釋感器就采用這種雙探測元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理電路如圖3.3示, 在vcc電源端利用c1和r2來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號。當(dāng)檢測到人體移動信號時，電荷信號經(jīng)過fet放大后，經(jīng)過c2，r1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過npn的轉(zhuǎn)化，輸出out為低電平。圖3.3 熱釋電傳感器原理圖經(jīng)熱釋電傳感器探測到的紅外不可見光在傳至紅外熱釋電處理芯片biss0001后，原本的能量光譜在biss0001對其進行信號處

32、理后變?yōu)殡娦盘?，再傳輸至單片機。biss0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它可以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)。biss0001采用cmos工藝，采用16腳dip封裝，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器。此外內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾，內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器。biss0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。顯然要實現(xiàn)此次設(shè)計所要求的循環(huán)監(jiān)控功能，便要多次往復(fù)的對信號進行處理轉(zhuǎn)換和讀取識別。以下圖3.4所示的是可重復(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)

33、工作方式下的波形在vc=“0”、a=“0”期間，信號vs不能觸發(fā)，vo為有效狀態(tài)。在vc=“1”、a=“1”時，vs可重復(fù)觸發(fā)，vo為有效狀態(tài)，并可促使vo在t周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。 在t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t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t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)，任何vs的變化都不能觸發(fā)vo為有效狀態(tài)。圖3.4 重復(fù)觸發(fā)工作方式下biss0001波形當(dāng)有人進入防區(qū)時，通過菲涅爾透鏡聚焦，熱釋電紅外傳感器接收到人體的紅外信號，并將其轉(zhuǎn)化為電信號。該信號通過低

34、通濾波電路濾除高頻干擾噪聲后，被送到biss0001中的運算放大器op1，前置放大后，由電容耦合給運算放大器op2進行二級放大，經(jīng)電壓比較器雙向鑒幅后，在第2腳輸出寬度為16s左右的高電平。這個高電平可以將單片機從“睡眠”中喚醒。通過改變biss0001第3、4腳的電阻和電容的大小，可以調(diào)節(jié)高電平的寬度。biss0001在高電平由高變低后，將進入5到8s的“觸發(fā)封鎖時間”。在這5到8s內(nèi)，即使有人進入防區(qū)，biss0001的第2腳也不會輸出高電平，從而避免重復(fù)報警，降低系統(tǒng)功耗。這個“觸發(fā)封鎖時間”也可以通過btss0001第5、6腳的電阻和電容的大小進行調(diào)節(jié)。3.1.2 單片機模塊單片機at

35、89c51是采用intel公司可靠的chmos工藝技術(shù)制造的高性能8位單片機，屬于標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51的hcmos產(chǎn)品。它結(jié)合了hmos的高速和高密度技術(shù)及chmos的低功耗特征，它繼承和擴展了mcs-48單片機的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。此外，8051還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)cpu而ram定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存ram數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。at89c51單片機是高性能cmos 8位單片機，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（eprom）和128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(ram)，

36、器件采用atmel公司的高密度、非易失性存取技術(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（cpu）和flash 存儲單元，功能強大。圖3.5為at89c51單片機的基本組成功能方塊圖。由圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺微型計算機的主要組成部分，其中包括cpu、存儲器、可編程i/o口、定時器/計數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。振蕩器和時序osc程序存儲器4 kb rom數(shù)據(jù)存儲器256 b ram/sfr定時器/計數(shù)器 2 ×16 at89c51cpuat89c51cpu64 kb總線 擴展控制器可編程 i/o可編程全雙工串行口內(nèi)中斷外時鐘源 外部事件計數(shù)

37、 外中斷 控制 并行 串行通信圖3.5 at89c51單片機的基本組成功能方塊圖at89c51是一種高效微控制器，采用40引腳雙列直插封裝（dip）形式。at89c51單片機作為高性能單片機，因為受引腳數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。該設(shè)計所用的at89c51芯片各引腳主要功能如下為：gnd：接地。 p0口： p0口為一個8位漏級開路雙向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，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高

38、。 p1口： p1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。其中p1.0-p1.3口分別與biss0001信號處理芯片相連接，經(jīng)過信號處理芯片處理后的信號將通過這些端口傳輸至單片機。 p2口： p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時，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，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這

39、是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個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，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。p3口也可作為at89c51的一些特殊功能口，如下表所示：p3口管腳 備選功能p3.0 rxd（串

40、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（記時器0外部輸入）p3.5 t1（記時器1外部輸入）p3.6 /wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）p3.7 /rd（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）p3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。其中p3口管腳的備選功能如下表3.1所示。表3.1 p3口管腳備選功能p3口管腳備選功能p3.0rxd:串行輸入口p3.1txd:串行輸出口p3.2:外部中斷0p3.3:外部中斷1p3.4t0:記時器0外部輸入p3.5t1:記時器1外部輸入p3.6:外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器

41、復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許端的輸出電平用于鎖存地址的地址字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， 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：外部程序存儲器的選通信號端。在由外部

42、程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。 ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源（vpp）。 xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。通過某種方式, 使單片機內(nèi)各寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。復(fù)位方式是單片機的初始化操作。單片機除了正常的初始化外

43、，當(dāng)程序運行出錯或由于操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復(fù)位鍵重啟機器。復(fù)位不影響片內(nèi)ram存放的內(nèi)容, 而ale在復(fù)位期間將輸出高電平。如圖3.6為復(fù)位電路圖。復(fù)位方法一般有上電自動復(fù)位和外部按鍵手動復(fù)位，單片機at89c51在時鐘電路工作以后, 在reset端持續(xù)給出2個機器周期的高電平時就可以完成復(fù)位操作。例如使用晶振頻率為12mhz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于2us。本設(shè)計采用的是電自動復(fù)位電路。圖3.6 單片機復(fù)位電路圖3.1.3 pt2262編碼模塊在單片機將得到的信號進行讀寫處理后，這些信息將通過相應(yīng)的輸出端口p0傳至pt2262進行信息的編碼。紅外探測模塊和晶體管組成電子

44、開關(guān)電路，控制著編碼集成電路pt2262和發(fā)射模塊的工作電源。平時探測模塊的2腳為高電平,發(fā)射系統(tǒng)不工作。當(dāng)人體進入監(jiān)視區(qū)時，at89c51輸出探測信號，它的2腳由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，vpp開始導(dǎo)通，編碼和發(fā)射模塊開始工作，pt2262輸出的編碼脈沖對發(fā)射模塊進行調(diào)制，然后由發(fā)射模塊向空間輻射無線電編碼遙控信號。pt2262是一種cmos工藝制造的低功耗低價位通用編碼電路，能將數(shù)據(jù)和地址編譯成代碼的波形。它最大有12位(a0a11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，共有531441種地址代碼。最大有6位(d0d5)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，可用于無線遙控發(fā)射電

45、路。pt2262編碼器常與pt2272配套使用。它的編碼數(shù)據(jù)和地址以串行方式并且通過rf或ir調(diào)制方式發(fā)射。編碼芯片pt2262 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

46、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)射電路完全受控于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。綜上各種特性因此，最大程度上避免了編碼的沖突。pt2262芯片的地址編碼設(shè)定和修改方法為：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pt2262 和解碼pt2272 的第18 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pt2262 和接收端pt2272的地址編碼完全

47、相同，才能配對使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時遙控模塊的pt2262 和pt2272 的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將pt2262 和pt2272 的18 腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機的pt2262 的第1 腳接地第5 腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機的pt2272 只要也第1 腳接地第5 腳接正電源，其它引腳懸空就能實現(xiàn)配對接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時，接收機對應(yīng)的d1d4 端輸出約4v 互鎖高電平控制信號，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(fù)載遙

48、控開關(guān)操縱。pt2262應(yīng)用電路如圖3.7上所示。振蕩電阻取3.3m效果較好，當(dāng)17腳無信號輸出時，f05不工作，發(fā)射電流為零；當(dāng)14腳使能端為低電平時，17腳輸出已設(shè)定的編碼脈沖對f05進行調(diào)制發(fā)射，通過測試f05工作電流可大致判斷f05是否處于正常發(fā)射狀態(tài)，加天線時空碼發(fā)射電流為6ma左右；調(diào)整r2可調(diào)整發(fā)射電流的大小，r2取值小可提高發(fā)射距離，但易引起過調(diào)制甚至停振。其中輸入端口與at89c51的p1.0-p1.3端口相連。圖3.7 pt2262應(yīng)用電路圖3.1.4 無線發(fā)射模塊發(fā)射電路部分由f05發(fā)射模塊組成。發(fā)射模塊f05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

49、別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；f05具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性。當(dāng)發(fā)射電壓為3v時，發(fā)射電流約為2ma，發(fā)射功率較??；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58ma，大于12v時直流功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。f05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f05之間采用電阻而不能采用電容耦合，否則f05將不能正常工作。數(shù)據(jù)信號電平應(yīng)接近f05的實際工作電壓以獲得較高的調(diào)制效果，f05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(dāng)脈沖高電平寬度在0.081ms時發(fā)射效果較好，大于1ms時效率開始下降；當(dāng)脈沖低

50、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。f05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f05的工作電壓。f05應(yīng)用電路如圖3.8所示。振蕩電阻取3.3m效果較好，當(dāng)17腳無信號輸出時，f05不工作，發(fā)射電流為零；當(dāng)14腳為低電平時，17腳輸出已設(shè)定的編碼脈沖對f05進行調(diào)制發(fā)射，通過測試f05工作電流可大致判斷f05是否處于正常發(fā)射狀態(tài)，加天線時空碼發(fā)射電流為6ma左右；調(diào)整r2可調(diào)整發(fā)射電流的大小，r2取值小可提高發(fā)射距離，但易引起過調(diào)制甚至停振。圖3.8 f05發(fā)射模塊應(yīng)用電路圖3.2 主機硬件設(shè)計3.2.1 鍵盤

51、顯示模塊 在主機硬件的設(shè)計中，單片機主控中心無疑是處于核心的地位。同時，通過外接鍵盤顯示模塊，操作員還可以對控制中心進行多項操作和管理。而單片機也可以通過該模塊把讀取到的探測數(shù)據(jù)寫入鍵盤顯示模塊之中，顯示器因而可以顯示出報警器編號等具體信息。此次設(shè)計采用的hd7279鍵盤顯示模塊是一款具有簡單spi串行接口的器件，可直接驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管，管理多達(dá)64鍵鍵盤，單片即可完成led顯示和鍵盤接口的全部功能，大大簡化電路設(shè)計，占用單片機資源極少(最少2線)，完全免調(diào)試，外圍電路更簡單。hd7279a內(nèi)部含有譯碼器可直接接收bcd碼或16進制碼，也可不譯碼，并同時具有兩種譯碼方式。此外，該器件還具有

52、多種控制指令，諸如消隱，閃爍，左移，右移和段尋址等，顯示控制方式靈活，其段尋址能力可用于獨立的led顯示或信息指示燈控制。hd7279a具有片選信號，可方便實現(xiàn)高于8位的顯示或高于64鍵的鍵盤接口，采用多片級聯(lián)，對片選信號進行譯碼即可實現(xiàn)。hd7279a最顯著的優(yōu)點是與單片機的接口簡單，最多只需5條連接線，分別是復(fù)位端reset，片選輸入端cs，同步時鐘輸入端clk，數(shù)據(jù)輸入輸出端data和按鍵有效輸出端key。在一般應(yīng)用系統(tǒng)中，reset可直接接電源，當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)中只有一片hd7279a器件時，cs也可以直接接地使之常有效，此時只需占用3條單片機的io端口線。此次基于單片機的控制系統(tǒng)中的鍵盤顯

53、示模塊為例，該模塊中hd7279a器件與單片機at89c51只有4條線相連，分別連接至單片機p1.4-p1.7端口，如圖3.9所示，其中3引腳插座j1是單片機at89c52與hd7279a的連接線占用單片機的3條i0端口線：p17clk是單片機產(chǎn)生的控制同步時鐘，p16cs是hd7279a的片選線；p15/data是命令數(shù)據(jù)輸出輸入線。鍵盤中斷線key懸空，cs端由單片機控制是基于省電考慮，也可接地。hd7279a器件控制4個led數(shù)碼管動態(tài)顯示，并監(jiān)測16鍵鍵盤。clk時鐘頻率約100 khz，由單片機編程延時決定。在clk的同步時鐘作用下，控制命令、顯示數(shù)據(jù)以及采用查詢方式讀取鍵盤鍵值代碼

54、數(shù)據(jù)等均由data端輸入輸出。采用查詢方式讀取鍵值代碼可節(jié)省一條單片機的i0端口線，但需占用較多軟件資源，由于該實例中單片機的任務(wù)并不復(fù)雜，因此每間隔30 ms讀取一次鍵值代碼。圖3.9單片機與鍵盤顯示模塊應(yīng)用接口電路圖3.2.2 聲音報警模塊在上述進行鍵盤顯示報警的同時，當(dāng)搜索到達(dá)到報警要求的信號后，調(diào)用報警單片機中的子程序即可完成聲音報警功能。其報警的原理：控制三極管的導(dǎo)通和關(guān)斷時間來驅(qū)動語音蜂鳴器發(fā)聲，輸出高電平信號使發(fā)光二極管發(fā)光。如圖3.10所示，用一個speaker和三極管、電阻接到單片機的txd引腳上，構(gòu)成聲音報警電路。一旦來自傳感器的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后編碼得到的信息編譯碼地址完

55、全一致時，接入語音報警模塊的單片機輸出端便會輸出一高電平脈沖，導(dǎo)通語音模塊功能，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出嗡嗡嗡的急促聲音。同時考慮到d/a輸出功率不足很可能對揚聲器的驅(qū)動不夠，因此在實際應(yīng)用的設(shè)計中，通常在聲音模塊前接入一個lm386功率放大器。lm386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點的功率放大器，廣泛應(yīng)用于錄音機和收音機之中。lm386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。它的電源電壓范圍非常寬，最高可使用到15v，消耗靜態(tài)電流為4ma，當(dāng)電源電壓為12v時，在8歐姆的負(fù)載情況下，可提供幾百mw的功率。lm386的引腳2為反相輸入端，3為同相輸入

56、端；引腳5為輸出端；引腳6和4分別為電源和地；引腳1和8為電壓增益設(shè)定端；使用時在引腳7和地之間接旁路電容，通常取10f。 靜態(tài)消耗電流為4ma；電壓增益為20-200；在1、8腳開路時，帶寬為300khz；輸入阻抗為50k；音頻功率0.5w。故lm386的2腳和3腳與單片機at89c51的串行輸出口p3.1及p3.2輸出口相連。音頻受到功率放大后便可以再次傳輸至聲音報警器驅(qū)動喇叭發(fā)出警示。圖3.10 聲音報警電路圖為使外圍元件最少，lm386電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一

57、半，在6v電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mw。3.2.3 解碼模塊在得到來自從機硬件中傳輸來的編碼信息后，下一步的工作便是如何使這些編碼傳至主機硬件中的單片機進行處理。此時解碼模塊的設(shè)計必不可少，它使得碼元得到解碼后再輸出至主控硬件。解碼集成電路主要由pt2272構(gòu)成，編碼芯片pt2262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，若兩個碼形對比一致相同，則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)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

58、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。pt2272模塊設(shè)計電路應(yīng)用原理圖為下圖3.11所示，模塊的引腳的各管腳功能為：a0-a11 1-8、10-13 地址管腳,用于進行地址編碼,可置為“0”,“1”,“f”(懸空)，必須與2262 一致,否則不解碼 ；d0-d5 7-8、10-13 地址或數(shù)據(jù)管腳,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時,只有在地址碼與2262 一致，數(shù)據(jù)管腳才能輸出與2262 數(shù)據(jù)端對應(yīng)的高電平,否則輸出為低 電平,鎖存型只有在接收到下一數(shù)據(jù)

59、才能轉(zhuǎn)換 ；vcc 18 電源正端（）； vss 9 電源負(fù)端（）； din 14 數(shù)據(jù)信號輸入端，來自接收模塊輸出端； osc1 16 振蕩電阻輸入端，與osc2 所接電阻決定振蕩頻率； osc2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端 ；vt 17 解碼有效確認(rèn)輸出端（常低）解碼有效變成高電平（瞬態(tài)）。圖3.11 pt2272應(yīng)用電路圖3.2.4 無線接收模塊該設(shè)計是采用的j05r模塊來作為無線接收模塊，j05是一款超高頻無線數(shù)據(jù)傳送超外差接收模塊。該模塊采用超高頻無線通信技術(shù)，低噪聲rf 集成芯片,具有極高靈敏度及性價比,完善的抗靜電保護,可靠性高。主要特點是：靈敏度高110dbm, 接收距離遠(yuǎn)，合理的接收帶寬，具有很強的同頻抑制能力，抗干擾能力特強，適應(yīng)各種環(huán)境。良好的集散輻射抑制能力，易通過各種檢測標(biāo)準(zhǔn)，且單發(fā)多收時接收模塊之間互不干擾, 不影響接收距離。j05引腳中anti腳用來外接天線，data是數(shù)據(jù)輸出端，模塊電源接+5v電壓，其j05r模塊的電路引腳圖3.