儿童看护防走失电路设计.doc

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1、儿童看护防走失电路设计摘要在日常生活中，儿童走失的案例并不少见。很多案例都是因为儿童走远，而家长不知道，造成了儿童走失。如果儿童离家长的距离超过一定值时家长能受到提醒，则此类案例将会大大减少，因此本次课程设计将着手设计一款能够看护儿童防走失的电路。本款儿童看护防走失电路，是通过监测儿童和家长的距离来实现儿童防走失的目的。在儿童身上和家长身上分别佩戴一个无限收发模块，一旦儿童与家长距离大于此模块的设定值，则家长身上的接收模块将收不到儿童身上佩戴的发射模块所发出的信号，此时接收模块发出报警信号，从而提醒家长重视儿童的行踪达到看护儿童防走失的目的。本次设计主要包括设计基于PT2262/PT2272无

2、线通讯模块的收发电路，它是采用数字无线电信号进行联络，其工作原件包括一个主机（接收器）和一个从机（发射器），主从机之间通过数字无线电信号进行联络，从机（发射器）电路由直流电源、数字编码电路和射频发射电路组成，主机（接收器）电路由直流电源、射频接收电路、整形放大电路、解调放大电路、数字解码电路和开关电路组成。采用上述技术方案可设计出工作可靠，性能稳定，抗干扰的收发电路。同时接收器给单片机发送信号，由单片机对其作出响应，单片机响应部分要用keil51给单片机编写相应的程序，并用Proteus软件来对单片机进行仿真。关键词：单片机，PT2262，PT2272，防走失，无线收发 DESIGN OF A

3、NTI-LOST CHILE CARE CIRCUITABSTRACTThere are many cases of lost children in daily life, many children were lost because they are so far away, and parents do not know.If the distance of the children from the parent exceeds a certain value, the parents can be reminded, then such cases would be reduced

4、 significantly, so this will start to design a curriculum design to prevent children lost. This kind of anti-lost child care circuit is worked by measuring the distance between children and parents to achieve the purpose of childrens anti lost.An infinite transceiver modules were wearing in children

5、 and parents, once the distance between the children and parents more than a set value, the receiver module will not receive the signals from the children who wear the transmitter module, and at this timeThe alarm module will remind parents to take more attention to the position of the children to a

6、chieve the purpose of anti-lost children. This design includes the design of wireless communication module based on PT2262/PT2272 transceiver circuit, it is the use of digital radio signals to contact, their work includes an original host (receiver) and a slave (transmitter), the master and slave we

7、re contact via digital radio .the send circuit were composed by DC power, digital encoding circuit and RF transmitter circuit, the receiver circuit were composed by DC power supply, RF receiver circuit,and shaping amplifier, demodulator amplifier circuit,digital decoding circuit and switching circui

8、t.This technical solution can be used to design reliable, stable performance, anti-jamming transceiver circuit.At the same time the receiver sends a signal to the microcontroller, to respond to them by the microcontroller, the response of microcontroller was decided by the program which were prodduc

9、ed by the software keil51 and the microcontroller were simulatied by the software Proteus.KEY WORDS：microcontroller, PT2262, PT2272, anti-lost, wireless transceiver目录前言1第1章 单片机介绍31.1 单片机说明31.2 单片机最小系统31.2.1 电源供电电路41.2.2 复位电路51.2.3 振荡电路61.2.4 烧写接口电路7第2章 PT2262/2272编解码芯片82.1 PT2262/2272简介82.1.1 PT2262

10、/PT2272特点82.1.2 PT2262/PT2272应用范围92.3 PT2272解码芯片102.4 PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改11第3章 儿童看护防走失电路133.1 总体设计133.2 各模块分析选择133.2.1 主控单元方案比较与选择133.2.2 无线收发芯片比较与选择143.2.3 报警电路设计143.3 总体设计框图153.4 硬件设计153.4.1 无线发送模块153.4.2 无线接收模块17第4章 软件设计184.1 设计原理及所用工具184.1.1 KEILC 51介绍184.1.2 KEILC 51操作步骤194.2 设计框图194.2.1 无线

11、发送模块编程设计194.2.2 无线接收模块编程设计194.3 系统调试20结论22参考文献23致谢25附录26前言儿童看护防走失电路在现实生活中具有很重要的现实意义，通过此电路可以实现家长对儿童的有效看护，达到儿童防走失的目的。同时通过对此电路的设计，对此电路所用到的硬件(单片机、无线收发模块)有了更深一步的了解，对其能够更加灵活的应用。 PT2262，PT2272是采用18脚双列直插式封装的编解码芯片，采用CMOS技术，功耗低抗干扰性能好。其中TP2262是一种编码器，他能将数据和地址编码成代码的波形，由17脚串行输出。PT2272是一种与PT2262配对使用的解码器。 PT2262，PT

12、2272应用十分广泛，各种无线应用都能看到它的身影，比如无线遥控电路，无线对讲机、视频切换矩阵等。本次儿童防走失电路的设计就是利用PT2262，PT2272的无线收发功能达到无线测距的目的。传统的儿童防走失电路除了一般都包含收发电路、单片机控制电路、放大电路以及报警电路等。儿童防走失电路的设计很早就在国内外出现了。早期有专门的儿童防走失电路器件，但是这些单独只有儿童防走失功能的电路器件往往使用起来不够方便。随着科技的发展，儿童防走失电路也在向小型化高科技靠拢，如今我们更常见到往往是含有儿童防走失功能的日用器件，如含有儿童防走失功能的儿童用手机，具有儿童防走失功能的佩戴品等。这些器件不仅有儿童防

13、走失提醒功能，还增加了很多基于高科技的功能。如定位功能：通过GPS精确定位全球每一个角落;通信功能：与普通手机一样能通话，发短信、PUSH；追踪功能：能记录和查询轨迹，为你提供实时的证据;监护功能：设置监护点，远程监听周围环境； 求救功能：SOS一键求救，遇到险情及时救助；电子围栏功能：设置安全地址范围，自动报警这些新型的防走失功能不仅可以应用到儿童防走失领域，在老年人防走失领域也是非常有用的，它可以对记忆力差的老年人进行行踪的定位，防止老年人走失。这种将防走失功能附属于其它日常应用并融入高科技的方案更容易让大众接受，在日常生活中使用起来也是极为方便，更有实用价值，它能够真正能够做到时时刻刻对

14、儿童的看护防走失。本次设计充分利用到了PT2262/PT2272无线收发模块的无线收发功能和单片机的领过控制功能，通过无线收发模块测量距离，通过单片机实现收发模块的既灵活又高效率的多路控制。设计出的产品包括用单片机控制的接收模块和发送模块两部分，在正常工作中，当两个模块间距离大于标准值时，接收模块不能收到发送模块的信号，接收模块将发出报警信号，提醒家长要注意儿童的行踪了。第1章 单片机介绍1.1 单片机说明 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动

15、电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。1.2 单片机最小系统单片机最小系统主要由电源、复位、振荡

16、电路以及扩展部分等部分组成最小系统原理图如图1-1所示。单片机系统的工作原理：本次设计用到两片AT89S52单片机，分别控制无线收、发模块。控制无线发送模块的单片机主要作用为控制发送模块的工作情况，由于让发送模块一直工作比较消耗电能，同时工作也不容易稳定，所以此单片机的作用就是控制无线发送模块每隔一段时间工作一段时间，使信号间隔发送。这样无线发送模块的工作效率将提高，耗电量将有效的降低。而另一片单片机的主要作用为控制无线接收模块的接收。由于发送模块不是一直工作，一直发送信号，而是间断的工作，间断的发送无线信号，所以接收模块的单片机发出报警信号的依据单片机在一段时间内收不到接收模块发送响应信号则

17、报警，当发送模块和接收模块的距离大于其无线收发的最大范围时，接收模块将接收不到发送模块的数据，此时将激活报警信号。图1-1 单片机最小系统1.2.1 电源供电电路对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源模块的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。51单片机虽然使用时间最早、应用范围最广，但是在实际使用过程中，一个和典型的问题就是相比其他系列的单片机，51单片机更容易受到干扰而出现程序跑飞的现象，克服这种现象出现的一个重要手段就是为单片机系统配置一个稳定可靠的电源供电模块。此最小系统中的电源供电模块的电源可以通过计算机的USB口供给，也可使用外部稳定的5V电源供电模

18、块供给。电源电路中接入了电源指示LED，图中R11为LED的限流电阻。S1 为电源开关。图1-2 电源模块1.2.2 复位电路单片机的置位和复位，都是为了把电路初始化到一个确定的状态，一般来说，单片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态，而在单片机内部，复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上外接电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成。（1）上电复位：STC89系列

19、单片及为高电平复位，通常在复位引脚RST上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND，由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时RST脚上有足够时间的高电平进行复位，随后回归到低电平进入正常工作状态，这个电阻和电容的典型值为10K和10uF。（2）按键复位：按键复位就是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。 图1-3 复位电路1.2.3 振荡电路 单片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常大，全程叫晶体振荡器，他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片

20、机运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率上。 在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的 图1-4 震荡电路精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振是一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与

21、同一个晶振相连的不同锁相环来提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在15pF至50pF之间。1.2.4 烧写接口电路RST置高电平，然后向单片机串行发送编程命令。P3.1(TXD)串行输出，P3.0(RXD)串行输入，被烧写的单片机一定是最小系统(单片机已接好电源，晶振，可以运行)。如图烧写接口电路。图1-5 烧写接口电路第2章 PT2262/2272编解码芯片2.1 PT2262/2272简介PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码

22、电路，PT2262/PT2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)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。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

23、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收控于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。2.1.1 PT2262/PT2272特点-CMOS工艺制造，低功耗 -外部元器件少 -RC振荡电阻 -工作电压范围宽：2.6-15v-数据最多可达6位 -地址码最多可达531441种2.1.2 PT2262/PT2272应用范围-车辆防盗系统 -家庭防盗系统 -遥 控 玩

24、 具 -其他电器遥控2.2 PT2262编码芯片 图2-1 PT2262图形及管脚名称管脚说明A0-A111-8、10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空)D0-D57-10、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉Vcc18电源正端(+)Vss9电源负端(-)TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；Dout17编码输出端(正常时为低电平)表2-1 PT2262管脚功能在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率

25、越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。极限参数(Ta=25C)参数符号参数范围单位电源电压Vcc215.0V输入电压Vi-0.3Vcc+0.3V输出电压Vo-0.3Vcc+0.3V最大功耗(Vcc=12V)Pa300mW工作温度Topr-20+70C贮存温度Tstg-40+125C表2-2 pt2262参数2.3 PT2272解码芯片图2-1 PT2272图形及管脚PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射

26、端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4)，对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时(PT2272-M6)，对应的地址编码应该是6位。名称管脚说明A0-A111-8、10-13地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空)必须与2262一致，否则不解码；D0-D57-10、10-13地址或数据管脚，当作为数据管脚时，只有在地址码与2262一致数据管脚才能输出与2262数据段对应的高电平，否则输出为低电平，锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc18电源正端(+)Vss9电源负端(-)DI

27、N14数据信号输入端，来自接收模块输出端；OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端；Vt17编码有效确认 输出端(常低)解码有效变成高电平(瞬态)表2-3 pt2272管脚功能参数符号参数范围单位电源电压Vcc-0.315V输入电压Vi-0.3Vcc+0.3V输出电压Vo-0.3Vcc+0.3V最大功耗(Vcc=10V)Pa300mW工作温度Topr-20+70C贮存温度Tstg-40+125C表2-4 pt2272参数2.4 PT2262/2272芯片的地址编码设定和修改在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT22

28、62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。

29、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。一般都预留地址编码区，采用焊锡搭焊的方式来选择：悬空、接正电源、接地三种状态，出厂是一般都悬空，便于客户自己修改地址码。第3章 儿童看护防走失电路3.1 总体设计本课题设计主要是制作一款能够看护儿童防走失的电路。此电路主要具有以下功能：监测测距离功能(监测儿童与家长的距离)；报警功能(当儿童与家长距离超过限定值报警器响起)。此作品既利用了pt2262/pt2272无线收发模块的测距功能，又充分利用了单片机

30、的灵活控制功能，更充分学习理解了单片机和pt2262/pt2272无线收发模块。同时此作品在实际生活中具有很重要的现实意义。作品以pt2262编码芯片和pt2272解码芯片为核心，充分利用了其无线收发的临界距离，利用AT89S52单片机对其工作情况进行灵活控制，使其既达到了预期的功能，又充分提高了其运行效率。控制pt2262的单片机和pt2262共同组成无线发送模块，此模块由儿童携带。控制pt2272的单片机和pt2272共同组成无线接收模块，此模块则由家长携带。发送模块的单片机灵活控制pt2262芯片，使其每隔一段时间发出一个编码信号。单片机控制pt2272要达到的要求是一定时间范围内收不到

31、编码信号则接收模块发出报警信号，此信号即为儿童走远的报警信号。之所以让发送模块每隔一小段时间发送信号而不是不间断一直发送编码信号是因为这样可以有效减少发送模块的工作能耗，接收模块每隔一段时间工作也是同样的原因，实现这个功能利用到了单片机的控制功能，具体如何控制，需要对单片机编程实现。3.2 各模块分析选择通过手机各硬件模块资料信息，对其进行有效的分析选择，最终选出最合理的设计方案。3.2.1 主控单元方案比较与选择方案一：采用各类数字电路组成收发模块的控制单元，实现无线测距和报警。本方案电路较复杂，灵活性不高，且效率低下，不利与电路的扩展，对各路信号的处理比较困难。方案二：采用AT89C51单

32、片机作为整体的控制单元。距离监测采用市面上常见的pt2262/pt2272无线收发模块，利用其收发的临界距离监测距离。报警器可以采用常见的蜂鸣片，整个报警信号由单片机和无线收发芯片衔接。此系统比较灵活，采用软件方法来解决复杂的硬件电路部分，是系统硬件简洁化，各类功能抑郁实现，很好地满足了题目的要求。比较以上两种方案，方案二简洁、灵活、可扩展性好，更能达到题目的设计要求，因此采用第二种方案来实现。3.2.2 无线收发芯片比较与选择方案一：采用MC2833和MC3363无线通信芯片，芯片MC2833内置了可变电抗器、射频振荡器、输入信号放大器和功率放大电路；MC3363内置了高频放大器，2个混频器

33、与振荡器、中频限幅放大器、频率解调器、音频前置放大器和幅度比较器等电路只要很少的外围器件就可以实现语音通信和短消息通信，而且提高了整个系统的稳定性价格偏贵。本设计只利用到了其无线收发的临界距离，用在此处成本不合算，有点大材小用。方案二：利用红外线收发模块实现儿童防走失距离的测量，红外线作为一种无线通讯方式，它可以取代线缆进行无线数据传输，但其一般只用来作为点对点的传输。方案三：利用PT2262/PT2272无线编解码芯片实现收发距离的测量，此芯片成本低廉，功能也比较简单，且完全能够满足本课程设计的要求，可以根据需要组成不同发射频率无线信号的收发模块，实现不同的临界收发距离。比较以上三种方案的优

34、缺点，方案二红外线只能进行点对点的传输，不能满足本设计的要求，而方案三所利用的PT2262/PT2272无线编解码芯片成本低廉，功能简单，用在此电路能够充分发挥其功能，因此本设计采用方案二的PT2262/PT2272无线编解码芯片实现。3.2.3 报警电路设计方案一：采用蜂鸣片直接由单片机驱动发出报警信号。方案二：采用三极管驱动扬声器进行报警。对比以上两个方案，方案一虽然结构简单，但是其输出功率明显不足，方案二更贴合实际，能够输出较大功率的报警信号，因此本模块采用三极管驱动扬声器电路作为报警电路。3.3 总体设计框图此系统是以单片机为控制核心，处理执行各个外部模块监测得到的电平信号，其中一个单

35、片机控制发送模块发出信号，另外一个单片机则是根据接收模块接信号的情况进行相应是否发出报警信号，完成相应功能。如图总体设计框图。无线发送模块单片机单片机无线接收模块扬声器图3-1总体设计框图3.4 硬件设计本系统由三个模块组成：由单片机控制的无线发送模块、由单片机控制的无线接收模块和报警模块。3.4.1 无线发送模块本模块的pt2262芯片作为核心设备，主要由它来控制发送无线编码信号，而单片机控制系统则由最小系统和外围信号I/O口组成，其中最小系统包括电源(地)，CPU时序电路，复位电路，有了以上三块，单片机就能够正常工作。编码电路的工作原理：由于无线信号容易受外界环境影响，因此从系统的可靠性考

36、虑，发射的控制信号采用编码方式记性传送，而且在同一区域内要同时使多个系统而相互间又不影响，所以无线信号的编码又PT2262集成电路完成，该电路具有8位地址信号和4位数据信号，不同的地址与数据的结合，可以编制上万种编码，完全可以满足同一区域内互不影响工作。其原理图如图3-2所示。图3-2编码电路编码电路的功能介绍：可以通过单片机控制A0-A7口的地址码，用拨码开关来控制D0-D3的状态组成数据码来组成一个完整的码字，当解码电路与编码电路的码字相同是就可以采用一路的发射与接收，可以通过不用的码字来实现多路信号的发射与接收。一旦发现异常，PT2262芯片工作则会把已经固定的编码信号通过发射电路发射出

37、去。具体的编码则由D3,D2,D1,D0的接法决定，只不过要求编码和解码的地址信号应该一样才可以实现同步。本次设计只控制一路信号，所以A0-A7口的地址码可以悬空默认全为1，只要接收模块的地址码也全为悬空即可和发送模块匹配，正常接收到发送模块的信号。3.4.2 无线接收模块本模块的pt2272芯片作为核心设备，主要由它来控制解码无线编码信号发送的信号，而单片机控制系统则也又最小系统和外围信号I/O口组成。解码电路的工作原理：PT2272是一款与PT2262配对使用的无线，红外线遥控解码专用集成电路。采用CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三态地址码管，可支持多达531441个地址的编码，因此很

38、有效地降低了重码率。当编码芯片发出信号后，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，如果发送端一直发射，解码芯片也一直连续发射。图3-3 PT2272解码模块电路解码电路的功能介绍：经编码电路编码后通过无线收发模块将信号传给解码芯片PT2272。设置时将A0-A7的状态设置来和PT2262相同才可以对应解码。通过中断控制VT的状态来控制PT2272是否处于解码状态。此电路功能比较完善，可以将接收的信号传送给单片机，通过单片机编程控制实现将异常信号进行控制的功能。其原理图如图3-3所示。第4章 软件设计软件设计是实现单片机

39、控制的关键所在，相当于人类大脑思维活动，通过软件设计可将各个变化信号数据有效结合处理，产生相应的动作响应。我们通过对单片机编程实现对收发模块的运行的控制。4.1 设计原理及所用工具 4.1.1 KEILC 51介绍KEILC 51软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它记成编辑，编译，仿真于一体，支持汇编，PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学好用。进入KEIL集成环境的方法，可以通过双击桌面的KEIL图标直接进入，也可以单机屏幕左下方的开始，在弹出的对话框中选中程序，再在弹出的程序对话框中单机keil uvision3。下图为进入KRIL 51后的界面图4-1 keil 51软件界面

40、4.1.2 KEILC 51操作步骤首先打开集成环境新建工程(NEW Project)-选择使用的单片机型号-新建文件(File菜单下的New选项)-保存空白文件-添加文件-编写程序-编译-汇编-调试程序。4.2 设计框图 4.2.1 无线发送模块编程设计为了使编码模块能够更加高效的工作，因此我们采取使无线编码模块处于间歇性工作状态，即正常工作一段时间，停止工作一段时间。此时配套的接收模块在一段时间内接收不到发射模块的信号则相应报警信号，而不是信号一断马上发出报警信号。此模块的编程设计相当简单，主程序中只需用到一个延时程序，具体程序见附录，这里不再详述。4.2.2 无线接收模块编程设计由于发送

41、模块发送的不是连续信号，而是间断的信号，因此接收模块的 开始信号监测发出报警信号图4-2 无线接收模块程序流程报警相应条件需要配合发送模块的信号间断时间进行设计。当接收模块在一定时间检测不到发送模块的信号则单片机报警信号激活，直到监测到发送模块的信号才停止报警信号。因此此程序实现起来也是相当简单，只需一个判断语句即可，框图如图4-2。4.3 系统调试 由于一些硬件的动作需要软件实现，因此本次设计的调试方式采用的是软件加实物结合的调试方法，最后进行综合调试。本次设计的程序调试主要通过protus仿真软件进行仿真。此次仿真主要是针对单片机程序，首先分别仿真收发模块的单片机，然后将两个模块结合仿真。

42、发射模块单片机程序相当简单，程序的作用是控制发射模块间歇性工作，只需载入一个单片机和一个led灯，将发送模块的C程序编译后生成的hex文件载入仿真软件的单片机U2中，运行程序，led灯间歇性发光，用此方法代表发射模块间歇行发射无线信号，来实现对程序的仿真。接收模块也可以用类似的方法进行仿真测试。如下图所示，分别将发送模块和接收模块的程序写入单片机U2和U1 图4-3发送模块仿真图控制U2的P3.2口所接的开关，当开关关闭，则led灯D1发光，而开关打开，led等熄灭。此模块达到了对收发模块的整体仿真。在这里，我们把U2的P3.2口所接的开关当作两无线收发模块的距离，当开关断开，P3.3口无信号

43、发出，单片机控制的led灯不亮，此情况相当于儿童走远，发送的无线电信号接收模块不能正常接收。当开关打开，单片机P3.3口发出间断的信号控制无线发送模块工作。而将单片机U2的P3.3口与单片机U1的P3.2口连接来表示无线收发模块的无线通信，当开关断开。U2的P3.3无信号发出，U1的P3.2接收不到信号，则U1的P3.7就亮了起来，在实际中U1的P3.7用来驱动报警器发出报警信号。至此软件程序仿真完成，接下来就需要将程序烧入单片机，实现硬件的测试。图4-4 整体系统仿真图 结论本次毕业设计的题目是儿童看护防走失电路。此电路是专为家长设计的看护儿童的实用电路，可以有效监测儿童距离家长的距离，从而

44、使家长对儿童能更有效的看护。此电路的核心器件为无线收发芯片pt2262/pt2272，儿童与家长距离的测量全是靠此芯片为核心的收发模块来实现。无线发送模块的单片机主要控制发送模块的工作情况，为了降低功耗提高效率，单片机控制无线发送模块使其间断工作，而不是连续不断工作。无线接收模块的单片机则主要响应接收模块的发出信号，由于发送模块间断工作，所以单片机在相应接收模块信号时应该对接收到的信号给予判断，不是收不到信号马上报警，而是在一个时间间隔内收不到信号才报警，此时间间隔主要根据发送模块的发送频率确定，一般设定为一个发送周期即可。通过对单片机编程实现了对收发模块的控制，达到了预期的要求，当接收模块接

45、收不到发送模块的无线电信号时(两模块距离超过极限值或将发送模块电源关掉)接收模块就马上发出报警，而当接收模块重新接收到发送模块的无线电信号时，报警消失。但是，此方案明显有一些不足，主要是无线收发的临界距离的设定问题，本次的临界距离主要由收发模块的非线性电路参数决定，这个只是理论上的临界值，实际环境中会受到很多因素比如天气、障碍物、电源电量的影响。当然如果可以对电路进行设计增加对这个临界距离的调节功能，也将是很好的改进。如今单独的只具有儿童看护防走失功能的电路已经不多见了，更多见的是将此功能作为附属其它电路的附属功能，功能上也不仅仅只监测儿童与家长的距离。多结合于更先进的模块，比如发射模块直接实

46、现GPS定位功能，对佩戴发射模块的儿童通过卫星进行准确定位，虽然与这些先进的技术比起来本次设计的儿童看不防走失电路有点小巫见大巫，但此电路用到的基本的硬件与编程基础和设计思想也是非常重要的。只有掌握了基础，才能将基础组合起来，实现更实用、更高端的功能。参考文献1 孙寒芳，徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原理及应用(修订版)M 北京: 北京航空航天大学出版社, 1996 2 张俊谟.单片机中级教程原理与应用(第二版). 北京: 北京航空航天大学出版社, 20063 丁志刚，李刚民.单片机卫星计算机原理与应用M.北京 电子工业出版社 19904 李勋，林光艳.单片微型计算机大学读本 M 北京: 北京航空航天大学出版社, 1998 5 陈建铎 . Intel单片机应用技术（上册）M.陕西电子编辑部.19886 孙玉才，苏学成.单片