红外防盗系统的硬件设计和软件设计毕业设计论文.doc

毕业设计（论文）题 目： 红外防盗系统的硬件设计 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日红外防盗系统的硬件设计摘要：伴随着社会发展的不断前进和人们生活水平的不断提高 ,越来越多的人增强了私有财产的保护意识，也对环境的安全性提出了更高的要求。而此次课题所设计的被动式红外报警器则采用了新型的传感元件热释电红外传感器.这类热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射出来的红外线能量 ,同时将其转变为电信号传至电路中.此种热释电红外传感器既可用于防盗报警装置的开发,也可以用于自动控制、遥测控制和综合安保等领域。本系统主要包括硬件设计和软件设计两个部分，硬件设计主要采用的热释电红外传感器，它的制作成本低、安装比较方便，而且防盗性能稳定可靠，抗干扰能力强、灵敏度高。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、信号处理电路、编译码模块电路、无线接收发射模块、报警控制放大电路等部分。处理器采用C51系列单片机中的AT89C51。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和电脑联通，便于多用户统一管理。最终实验开发出来的红外防盗系统通过对生物的红外辐射能量进行接收和电信号转换，传至AT89C51，再由驱动器驱动报警电路响铃发出警告，并在LED上显示光电特效，整个过程具有速度快，准确度高，警示效应强的特点。关键词：C51单片机 红外传感器 LED报警电路指导老师签名：红外防盗系统的硬件设计 学生姓名： 班级：0882041指导老师：摘要：伴随着社会发展的不断前进和人们生活水平的不断提高 ,越来越多的人增强了私有财产的保护意识，也对环境的安全性提出了更高的要求。而此次课题所设计的被动式红外报警器则采用了新型的传感元件热释电红外传感器.这类热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射出来的红外线能量 ,同时将其转变为电信号传至电路中.此种热释电红外传感器既可用于防盗报警装置的开发,也可以用于自动控制、遥测控制和综合安保等领域。本系统主要包括硬件设计和软件设计两个部分，硬件设计主要采用的热释电红外传感器，它的制作成本低、安装比较方便，而且防盗性能稳定可靠，抗干扰能力强、灵敏度高。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、信号处理电路、编译码模块电路、无线接收发射模块、报警控制放大电路等部分。处理器采用C51系列单片机中的AT89C51。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和电脑联通，便于多用户统一管理。最终实验开发出来的红外防盗系统通过对生物的红外辐射能量进行接收和电信号转换，传至AT89C51，再由驱动器驱动报警电路响铃发出警告，并在LED上显示光电特效，整个过程具有速度快，准确度高，警示效应强的特点。关键词：C51单片机 红外传感器 LED报警电路指导老师签名：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 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 energy， 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 ability, 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 the 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, high accuracy and characteristics of strong warning effect.Keywords: C51 Single-clip computer Infrared sensor LED Alarm circuitSignature of Supervisor: 目 录第一章 引言1 1.1 安防技术的现状和发展趋势 11.2 本课题的研究内容和目标 1 第二章 系统总体设计22.1 系统总体功能分析 22.2 系统总体结构和原理 2第三章 系统硬件设计 33.1 从机硬件设计3 3.1.1红外传感模块················································ 33.1.2 单片机模块7 3.1.3 编码模块················································· 113.1.4 无线发射模块13 3.2 主机硬件设计···················································143.2.1显示模块14 3.2.2 语音报警模块163.2.3 解码模块·················································173.2.4 无线接收模块19第四章 系统软件设计214.1 从机主程序·····················································214.2 主机程序 ··················································244.2.1 主程序设计244.2.2 键盘显示子程序254.2.3 语音报警子程序27第五章 系统调试与测试.28结论30参考文献31 致谢32 附录一33 附录二 35附录三37第一章 引 言1.1 安防技术的现状和发展趋势随着经济活动的日益繁荣发展，普通民众对自己所处的生活环境安全性提出了更高的要求,尤其是在财产安全和人身安全方面越来越受到重视。而且现在很多小区都安装了智能防盗报警系统, 因而大大提高了居民的安全程度 , 有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不可见光, 有很强的隐蔽性和保密性, 因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外,在电子防盗、人体探测等领域中,被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。现阶段，大部分工程商安装防盗报警产品时倾向于国外品牌，其中，安装的国外产品主要来自美国、日本和韩国，这三个国家的产品占据我国报警市场的近80%的市场份额。这主要是因为，在产品供给市场上，绝大部分国外品牌来自美国和日韩，防盗报警产品在这些国家的发展已经非常成熟，产品功能稳定、性能完善，再加上进入我国的时间较早，所以在我国市场上占有相当大的份额。就市面上装备的而言主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点：（一）压力触发式防盗报警器由于压力板式安装在垫子内，当主机停止工作，主人在家走动时，都很容易失报和误报，其可靠性低。（二）开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠。（三）遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时如果由于风吹窗帘的摆动等遮住了光也会引起误报，所以这种报警器的可靠性也不高。1.2 本课题的研究内容和目标本红外线防盗报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。系统功能的实现目标是当有人闯入时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门线开关，打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。并具有多路循环监控功能，外接的显示器显示报警器的编号。第二章 系统总体要求设计2.1系统总体功能分析该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、信号处理、编译码、键盘控制、报警等模块子函数。系统可实现功能如下：当人员外出时，可把报警系统设置在外出布防状态，探测器工作起来,当有人或其它生物物体闯入进防卫区时，处于工作状态的热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将把人体辐射出来的不可见红外光谱经信号处理变换成电信号，由电路送至门限开关，送出TTL 电平至AT89C51单片机，再对信息编译码后发射至控制中心，并发出光电和声音报警来提醒值班保卫人员检测到的危险入侵行为，并显示报警器的编号。一旦不再探测到危险信号，单片机控制中心读取信息后则又使报警模块停止报警。同时，可在多处设置探测器，实现该系统的多路循环监控功能。2.2系统总体结构和工作原理本次设计电路结构可大致划分为：热释电红外传感器、声音报警器、单片机控制电路、LED控制电路、键盘显示电路及相关的发射接收模块和控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。硬件设计可以分为从机硬件设计和主机硬件设计两部分，对应的框图如下图2.1和图2.2所示。F05PT2262单片机信号处理热释电传感器 图2.1 从机硬件设计框图从机硬件主要指安装在需要布防状态的区域里，新型的热释电传感器工作后一旦探测到人体体内辐射出来的红外能量后，传送至BISS0001传感信号处理集成电路，将能量转换成为电信号，传输至单片机AT89C51后经过编码器PT2262编码，最后由F05无线发射模块将其发射至主机模块等待译码处理。声光报警LM386单片机PT2272J05 图2.2 主机硬件设计框图主机硬件设计部分原理是从机部分发射模块发射的信息经无线接收模块接收后经PT2272解码后输出的电平信号经单片机再次运算后驱动报警模块，LM386音频功率放大器对音频信号进行放大，使得喇叭发出警示信息。另外，接入的光电报警模块也被激活，发出光电显示。而此时AT89C51得到的信息处理后还会在显示模块部分显示出报警器编号等具体信息。第三章 系统硬件设计3.1 从机硬件设计3.1.1 红外传感模块热释电红外线(PIR)传感器是80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件,是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化，并将其转换成电信号输出。然后将这个电信号加以放大，便可驱动各种控制电路。如图3.1所示为热释电红外传感器的内部电路框图。图3.1 PIR内部电路框图其中代表性的RDP218热释电红外探测模块采用表面安装新技术，将菲涅尔透镜、高灵敏的热释电红外传感元件、电压放大器、电压比较器、低频带通滤波器、延时电路及输出电路组装在一起，形成一个完整的电路组件。使用时不需外接任何元件,它具有从信号接收至控制输出的全部功能，在它的输出端接上晶体管或单稳态电路可以驱动继电器，灵敏度高、抗干扰能力强、耐低温、使用方便、探测距离>15m，主要用来探测人体发射出的红外线能量，适用于人体移动的探测报警。菲涅尔透镜如图3.2利用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强其能量幅度。人体辐射的红外线中心波长为910um，而探测元件的波长灵敏度在0.220um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为710um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收。图3.2菲涅耳透镜工作原理图本次设计所用的热释感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理电路如图3.3示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压，同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。图3.3 热释电传感器原理图经热释电传感器探测到的红外不可见光在传至红外热释电处理芯片BISS0001后，原本的能量光谱在BISS0001对其进行信号处理后变为电信号，再传输至单片机。BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它可以配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。BISS0001采用CMOS工艺，采用16脚DIP封装，具有独立的高输入阻抗运算放大器。此外内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰，内设延迟时间定时器和封锁时间定时器。BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。显然要实现此次设计所要求的循环监控功能，便要多次往复的对信号进行处理转换和读取识别。以下图3.4所示的是可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发，Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”时，Vs可重复触发，Vo为有效状态，并可促使Vo在T周期内一直保持有效状态。 在T时间内，只要Vs发生上跳变，则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个T周期；若Vs保持为“1”状态，则Vo一直保持有效状态；若Vs保持为“0”状态，则在T周期结束后Vo恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间Ti时间内，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。图3.4 重复触发工作方式下BISS0001波形当有人进入防区时，通过菲涅尔透镜聚焦，热释电红外传感器接收到人体的红外信号，并将其转化为电信号。该信号通过低通滤波电路滤除高频干扰噪声后，被送到BISS0001中的运算放大器OP1，前置放大后，由电容耦合给运算放大器OP2进行二级放大，经电压比较器双向鉴幅后，在第2脚输出宽度为16s左右的高电平。这个高电平可以将单片机从“睡眠”中唤醒。通过改变BISS0001第3、4脚的电阻和电容的大小，可以调节高电平的宽度。BISS0001在高电平由高变低后，将进入5到8s的“触发封锁时间”。在这5到8s内，即使有人进入防区，BISS0001的第2脚也不会输出高电平，从而避免重复报警，降低系统功耗。这个“触发封锁时间”也可以通过BTSS0001第5、6脚的电阻和电容的大小进行调节。3.1.2 单片机模块单片机AT89C51是采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS产品。它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征，它继承和扩展了MCS-48单片机的体系结构和指令系统。此外，8051还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。AT89C51单片机是高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。图3.5为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。振荡器和时序OSC程序存储器4 KB ROM数据存储器256 B RAM/SFR定时器/计数器 2 ×16 AT89C51CPUAT89C51CPU64 KB总线 扩展控制器可编程 I/O可编程全双工串行口内中断外时钟源 外部事件计数 外中断 控制 并行 串行通信图3.5 AT89C51单片机的基本组成功能方块图AT89C51是一种高效微控制器，采用40引脚双列直插封装（DIP）形式。AT89C51单片机作为高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。该设计所用的AT89C51芯片各引脚主要功能如下为：GND：接地。 P0口： P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。其中P1.0-P1.3口分别与BISS0001信号处理芯片相连接，经过信号处理芯片处理后的信号将通过这些端口传输至单片机。 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。其中P3口管脚的备选功能如下表3.1所示。表3.1 P3口管脚备选功能P3口管脚备选功能P3.0RXD:串行输入口P3.1TXD:串行输出口P3.2:外部中断0P3.3:外部中断1P3.4T0:记时器0外部输入P3.5T1:记时器1外部输入P3.6:外部数据存储器写选通RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。通过某种方式, 使单片机内各寄存器的值变为初始状态的操作称为复位。复位方式是单片机的初始化操作。单片机除了正常的初始化外，当程序运行出错或由于操作错误而使系统处于死循环时，也需要按复位键重启机器。复位不影响片内RAM存放的内容, 而ALE在复位期间将输出高电平。如图3.6为复位电路图。复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机AT89C51在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是电自动复位电路。图3.6 单片机复位电路图3.1.3 PT2262编码模块在单片机将得到的信号进行读写处理后，这些信息将通过相应的输出端口P0传至PT2262进行信息的编码。红外探测模块和晶体管组成电子开关电路，控制着编码集成电路PT2262和发射模块的工作电源。平时探测模块的2脚为高电平,发射系统不工作。当人体进入监视区时，AT89C51输出探测信号，它的2脚由高电平翻转为低电平，VPP开始导通，编码和发射模块开始工作，PT2262输出的编码脉冲对发射模块进行调制，然后由发射模块向空间辐射无线电编码遥控信号。PT2262是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，能将数据和地址编译成代码的波形。它最大有12位(A0A11)三态地址端管脚(悬空，接高电平，接低电平)，共有531441种地址代码。最大有6位(D0D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。PT2262编码器常与PT2272配套使用。它的编码数据和地址以串行方式并且通过RF或IR调制方式发射。编码芯片PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第17 脚输出经调制的串行数据信号，当17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17 脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262 的17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为100%的调幅。综上各种特性因此，最大程度上避免了编码的冲突。PT2262芯片的地址编码设定和修改方法为：在通常使用中，我们一般采用8 位地址码和4 位数据码，这时编码电路PT2262 和解码PT2272 的第18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 的8 次方为6561，所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端PT2262 和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262 和PT2272 的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262 和PT2272 的18 脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262 的第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272 只要也第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4 端输出约4V 互锁高电平控制信号，同时VT 端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。PT2262应用电路如图3.7上所示。振荡电阻取3.3M效果较好，当17脚无信号输出时，F05不工作，发射电流为零；当14脚使能端为低电平时，17脚输出已设定的编码脉冲对F05进行调制发射，通过测试F05工作电流可大致判断F05是否处于正常发射状态，加天线时空码发射电流为6mA左右；调整R2可调整发射电流的大小，R2取值小可提高发射距离，但易引起过调制甚至停振。其中输入端口与AT89C51的P1.0-P1.3端口相连。图3.7 PT2262应用电路图3.1.4 无线发射模块发射电路部分由F05发射模块组成。发射模块F05采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统；F05具有较宽的工作电压范围及低功耗特性。当发射电压为3V时，发射电流约为2mA，发射功率较小；12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约为58mA，大于12V时直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高。F05系列采用AM方式调制以降低功耗，数据信号停止发射时发射电流降为零，数据信号与F05之间采用电阻而不能采用电容耦合，否则F05将不能正常工作。数据信号电平应接近F05的实际工作电压以获得较高的调制效果，F05对过宽的调制信号易出现调制效率下降、收发距离变近的现象。当脉冲高电平宽度在0.081ms时发射效果较好，大于1ms时效率开始下降；当脉冲低电平宽度大于10ms时，接收到的数据第一位极易被干扰（即零电平干扰）而引起不解码。F05输入端平时应处于低电平状态，输入的数据信号应是正逻辑电平，幅度最高不应超过F05的工作电压。F05应用电路如图3.8所示。振荡电阻取3.3M效果较好，当17脚无信号输出时，F05不工作，发射电流为零；当14脚为低电平时，17脚输出已设定的编码脉冲对F05进行调制发射，通过测试F05工作电流可大致判断F05是否处于正常发射状态，加天线时空码发射电流为6mA左右；调整R2可调整发射电流的大小，R2取值小可提高发射距离，但易引起过调制甚至停振。图3.8 F05发射模块应用电路图3.2 主机硬件设计3.2.1 键盘显示模块 在主机硬件的设计中，单片机主控中心无疑是处于核心的地位。同时，通过外接键盘显示模块，操作员还可以对控制中心进行多项操作和管理。而单片机也可以通过该模块把读取到的探测数据写入键盘显示模块之中，显示器因而可以显示出报警器编号等具体信息。此次设计采用的HD7279键盘显示模块是一款具有简单SPI串行接口的器件，可直接驱动8位共阴式数码管，管理多达64键键盘，单片即可完成LED显示和键盘接口的全部功能，大大简化电路设计，占用单片机资源极少(最少2线)，完全免调试，外围电路更简单。HD7279A内部含有译码器可直接接收BCD码或16进制码，也可不译码，并同时具有两种译码方式。此外，该器件还具有多种控制指令，诸如消隐，闪烁，左移，右移和段寻址等，显示控制方式灵活，其段寻址能力可用于独立的LED显示或信息指示灯控制。HD7279A具有片选信号，可方便实现高于8位的显示或高于64键的键盘接口，采用多片级联，对片选信号进行译码即可实现。HD7279A最显著的优点是与单片机的接口简单，最多只需5条连接线，分别是复位端RESET，片选输入端CS，同步时钟输入端CLK，数据输入输出端DATA和按键有效输出端KEY。在一般应用系统中，RESET可直接接电源，当应用系统中只有一片HD7279A器件时，CS也可以直接接地使之常有效，此时只需占用3条单片机的IO端口线。此次基于单片机的控制系统中的键盘显示模块为例，该模块中HD7279A器件与单片机AT89C51只有4条线相连，分别连接至单片机P1.4-P1.7端口，如图3.9所示，其中3引脚插座J1是单片机AT89C52与HD7279A的连接线占用单片机的3条I0端口线：P17CLK是单片机产生的控制同步时钟，P16CS是HD7279A的片选线；P15/DATA是命令数据输出输入线。键盘中断线KEY悬空，CS端由单片机控制是基于省电考虑，也可接地。HD7279A器件控制4个LED数码管动态显示，并监测16键键盘。CLK时钟频率约100 kHz，由单片机编程延时决定。在CLK的同步时钟作用下，控制命令、显示数据以及采用查询方式读取键盘键值代码数据等均由DATA端输入输出。采用查询方式读取键值代码可节省一条单片机的I0端口线，但需占用较多软件资源，由于该实例中单片机的任务并不复杂，因此每间隔30 ms读取一次键值代码。图3.9单片机与键盘显示模块应用接口电路图3.2.2 声音报警模块在上述进行键盘显示报警的同时，当搜索到达到报警要求的信号后，调用报警单片机中的