【正文】 .......... 27 故障調(diào)試及分析 .................................................. 28 第 6章 總結(jié) ................................................................ 30 本課題的成果和意義 ................................................ 30 展望 .............................................................. 30 附錄 A 原理圖 ............................................................. 33 附錄 B 實(shí) 物圖 ............................................................. 34 附錄 C 程序 ............................................................... 35 參考文獻(xiàn) ................................................................... 46 致謝 ....................................................................... 47 1 第 1 章 緒 論 課題背景及研究意義 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，為了滿足 人們的生活需要，市面上的防盜報(bào)警器越來(lái)越多。報(bào)警器除了感知遙控信號(hào)，往往還會(huì)感知其他類型的信號(hào)，例如紅外信號(hào)、超聲波信號(hào)、重力信號(hào)、振動(dòng)信號(hào)等。通過(guò)對(duì)不同種類的信號(hào)感知，報(bào)警器可以完成不同的任務(wù)。紅外信號(hào)可以很方便的感知距離和人體的靠近。超聲波信號(hào)可以比較準(zhǔn)確的感知距離。重力信號(hào)可以方便的測(cè)量與垂線的夾角。而振動(dòng)信號(hào)可以感知異常的振動(dòng)。對(duì)于不同場(chǎng)合的或者是不同信號(hào)的感知可以完成特定的報(bào)警工作。 紅外技術(shù)已經(jīng)成為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分，它在各領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。由于它不是可見光，因此用來(lái)制作防盜報(bào)警系 統(tǒng)，具有良好的隱蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干擾能力強(qiáng)，這種報(bào)警裝置可以廣泛用于博物館，單位要害部門和家庭的防護(hù)。本設(shè)計(jì)是在對(duì)現(xiàn)有的光電防盜報(bào)警裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的綜合研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，具有價(jià)格低廉，安裝操作簡(jiǎn)易，誤報(bào)率低等特點(diǎn)。通過(guò)查找資料，采用無(wú)線發(fā)射與接收來(lái)控制是否進(jìn)入報(bào)警模式，通過(guò)紅外線判讀信號(hào)，再將信號(hào)通過(guò)電路傳輸給 8051 單片機(jī)處理，由單片機(jī)根據(jù)檢測(cè)模塊輸入的信號(hào)來(lái)決定是不是對(duì)報(bào)警電路進(jìn)行觸發(fā)。 遙控技術(shù)是對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制和監(jiān)測(cè)的技術(shù)。它是利用自動(dòng)控制技術(shù)，通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的一門 綜合性技術(shù)。一般都是指對(duì)遠(yuǎn)距離的受控對(duì)象的單一的或兩種極限動(dòng)作進(jìn)行控制的技術(shù)，在人們的生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用空間。 溫度是日常生活中所經(jīng)常遇到的一個(gè)變量，能測(cè)量溫度值的傳感器有很多種，對(duì)溫度的測(cè)量也是很多報(bào)警器必備的功能之一。 遙控?cái)?shù)顯控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 報(bào)警器從出現(xiàn)到現(xiàn)在大致經(jīng)歷的三代。第一代的報(bào)警器主要是開關(guān)式報(bào)警器，通過(guò)對(duì)開關(guān)量的改變而實(shí)現(xiàn)的報(bào)警。第二代報(bào)警器主要是破碎報(bào)警器和振動(dòng)式報(bào)警器。由于第二代報(bào)警器的價(jià)格便宜，在一些車載報(bào)警上還大量使用。第三代報(bào)警器主要是空間移動(dòng)報(bào)警器（例如超聲波、 微波、被動(dòng)紅外報(bào)警器等），這類報(bào)警器的特點(diǎn)是：只要所警戒的空間有人移動(dòng)就會(huì)引起報(bào)警。這些防盜報(bào)警系統(tǒng)在報(bào)警探測(cè)器方面有了較快的發(fā)展。 在報(bào)警器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方面，增加更多的功能，不僅方便安裝與使用，還要能夠方便的調(diào)試。為了使報(bào)警器的功能更加全面，現(xiàn)如今的報(bào)警器增加了區(qū)域管理、語(yǔ)音提醒、生物 2 識(shí)別技術(shù)、報(bào)警自動(dòng)發(fā)彩信圖片、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)。聯(lián)網(wǎng)方式也更加多元化，如由以前單一的電話組網(wǎng)擴(kuò)展到可以 IP 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線化的 GSM/GPRS 聯(lián)網(wǎng)等，從而更加可靠的保障了數(shù)據(jù)的安全性。 報(bào)警設(shè)備除了滿足功能性之外，還要提高設(shè)備的易 用性，使其像日常家電一樣容易使用，在一些報(bào)警設(shè)備中還增加了語(yǔ)音導(dǎo)航功能，可以不用看屏也能知道如何設(shè)置使用系統(tǒng)，方便各類人群操作使用。當(dāng)有非法侵入防范區(qū)時(shí)，引起報(bào)警，可以用來(lái)發(fā)出將要出現(xiàn)危險(xiǎn)情況的信號(hào)。 本課題研究的主要內(nèi)容 本文主要設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)遙控?cái)?shù)顯防盜報(bào)警系統(tǒng)，利用單片機(jī)控制報(bào)警設(shè)備。設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)原則，利用多種集成芯片，將硬件模塊和軟件系統(tǒng)組合，初步設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的報(bào)警系統(tǒng)，用于車輛方面或者其他方面的報(bào)警。設(shè)計(jì)選用性能價(jià)格比較高的單片機(jī)STC89C52，對(duì)于溫度數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)選用 DS18B20，對(duì)于距離的感應(yīng)選用紅外傳感器。遙控器選用 315MHz 的 PT2262/2272 無(wú)線遙控模塊。通過(guò)遙控器來(lái)完成報(bào)警器的打開與關(guān)閉，當(dāng)遙控器處于打開狀態(tài)時(shí)再來(lái)判斷溫度值和紅外值。當(dāng)兩個(gè)值有一個(gè)達(dá)到閾值時(shí)，開始報(bào)警。 3 第 2 章 遙控?cái)?shù)顯控制系統(tǒng)的總結(jié) 原理介紹 報(bào)警器在不同的場(chǎng)合下會(huì)有不同的應(yīng)用。本報(bào)警器擁有以下幾個(gè)部分：遙控器、溫度傳感器、紅外傳感器、報(bào)警及工作指示電路和顯示電路。遙控器用來(lái)指示當(dāng)前報(bào)警器是否工作。當(dāng)報(bào)警器開始工作后，顯示電路用來(lái)顯示當(dāng)前的溫度值和紅外值。報(bào)警器用來(lái)提醒當(dāng)前的溫 度或是紅外值達(dá)到閾值了。本設(shè)計(jì)的硬件框圖如圖 21 所示。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 13 N ov 2021 S he e t o f F i l e : F : \ B us i ne s s \產(chǎn)品 \報(bào)警器 1\ M yD e s i D r a w n B y:A BC DABCD溫 度紅 外報(bào) 警 電 路遙 控接 收 器遙 控 器S T C 89C 52控 制 電 路指 示 電 路顯 示 電 路 圖 21 報(bào)警器原理框圖 每個(gè)模塊簡(jiǎn)單介紹 遙控器 遙控器是一種用來(lái)遠(yuǎn)控機(jī)械的裝置?，F(xiàn)代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來(lái)產(chǎn)生不同訊息的按鈕所組成。 遙控器 是采用最新技術(shù)編碼解碼，以閃斷方式控制門泵電磁閥 4 以達(dá)到開關(guān)自動(dòng)門的目的。用于客車 (大巴、中巴）遙控開、關(guān)車門，避免駕駛員每次都需要上車開門的煩惱。遙控器是一種無(wú)線發(fā)射 裝置 ，通過(guò)現(xiàn)代的數(shù)字編碼技術(shù)，將按鍵信息進(jìn)行編 碼 ，通過(guò)紅外線二極管發(fā)射光波，光波經(jīng)接收機(jī)的紅外線接收器將 收到的紅外信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，進(jìn)處理器進(jìn)行解碼，解調(diào)出相應(yīng)的指令來(lái)達(dá)到控制機(jī)頂盒等設(shè)備完成所需的操作要求 。 遙控接收器 光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見光的紅外線光波型。 顯示電路 數(shù)碼管是一種把多個(gè) LED顯示段集成在一起的顯示設(shè)備。有兩種類型，一種是共陽(yáng)型，一種是共陰型。共陽(yáng)型就是把多個(gè) LED顯示段的陽(yáng)極接在一起，又稱為公共端。共陰型就是把多個(gè) LED顯示段的陰極接在 一起，即為公共商。陽(yáng)極即為二極管的正極，又稱為正極，陰極即為二極管的負(fù)極，又稱為負(fù)極。通常的數(shù)碼管又分為 8段，即 8個(gè) LED顯示段，這是為工程應(yīng)用方便如設(shè)計(jì)的，分別為 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 DP，其中 DP 是小數(shù)點(diǎn)位段。而多位數(shù)碼管，除某一位的公共端會(huì)連接在一起，不同位的數(shù)碼管的相同端也會(huì)連接在一起。即，所有的 A段都會(huì)連在一起，其它的段也是如此，這是實(shí)際最常用的用法。數(shù)碼管顯示方法可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示就是數(shù)碼管的 8段輸入及其公共端電平 一直有效。動(dòng)態(tài)顯示的原理是，各個(gè)數(shù)碼管的相同段連接在 一起，共同占用 8 位段引管線；每位數(shù)碼管的陽(yáng)極連在一起組成公共端。利用人眼的視覺暫留性，依次給出各個(gè)數(shù)碼管公共端加有效信號(hào)，在此同時(shí)給出該數(shù)碼管加有效的數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)全段掃描速度大于視覺暫留速度時(shí)，顯示就會(huì)清晰顯示出來(lái)。 溫度傳感器 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端 引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3根或 2根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線 5 和邏輯電路。以上特點(diǎn)使 DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 6 第 3 章 遙控?cái)?shù)顯控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 總硬件原理圖 7 圖 31 總硬件原理圖 傳感器的選型和特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)中用到了數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20， 紅外對(duì)管傳感器， 315MHz 的PT2622/2722 遙控器。 DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字 溫度傳感器，具有 3引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃。 紅外對(duì)管傳感器是利用被檢測(cè)物體對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。多數(shù)光電開關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見光的紅外線光波型。 315MHz 的 PT2622/2722 無(wú)線遙控傳感器可以方便的實(shí)現(xiàn)單向 的遙控控制，遙控發(fā)射器內(nèi)部使用一節(jié) 12V的電池供電，工作在待機(jī)狀態(tài)時(shí)的工作電流僅為 15 微安。當(dāng)有鍵按下時(shí)按照一定的編碼方式向外發(fā)射。接收電路由 5V 電源供電，當(dāng)接收到有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)，相應(yīng)的管腳輸出高電平，提示發(fā)射器有鍵按下。根據(jù)接收器管腳的電平關(guān)系，可以具體的知道遙控發(fā)射器上那個(gè)鍵被按下。 溫度傳感器的特點(diǎn) DS18B20 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有 3引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測(cè)量范圍為－ 55℃～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá) ℃，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的 16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)到 3根或 2根線上， CPU只需一根端口線就能與諸多 DS18B20 通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使 DS18B20 非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)。 （ 1） DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由 4 部分組成： 64 位 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DQ 為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端； GND 為電源地； VDD 為外 接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個(gè) DS18B20 的 64 位序列號(hào)均不相同。 ROM 的作用是使每一個(gè) DS18B20 都各不相同，這 8 樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)該傳感器的目的。 DS18B20 中的溫度傳感器可完成對(duì)溫度的測(cè)量。 12 位轉(zhuǎn)化后得到 12 位的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8比特的 RAM中，二進(jìn)制中的前面 5位是符號(hào)位，如果測(cè)得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小 于 0，這 5位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1再乘以 即可得到實(shí)際溫度。 DS18B20 分別工作在 9 位、 10位、 11 位和 12 位模式下，所對(duì)應(yīng)的溫度分辨力依次為℃、 ℃、 ℃、 ℃。本次設(shè)計(jì)選用 9 位的 DS18B20，溫度值本應(yīng)為 9 位（其中，符號(hào)位占一位），但因符號(hào)位又被擴(kuò)展成高 8位，故實(shí)際以 16 位補(bǔ)碼的形式讀出。其中，高 8 位代表符號(hào)，“ 0”表示 t0℃ ,“ 1”表示 t0℃；低 8 位則以 ℃ /LSB(最低有效位 )的形式表示溫度值 .例如 ,對(duì)應(yīng)于 25℃的數(shù)據(jù)格式為 : MSB LSB 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 (符號(hào)位“ ” ) (溫度值“ ” ) 11001110 的補(bǔ)碼為 00110010,即被測(cè)溫度值為： t=(1 25 +1 24 +12) ℃ = 25℃ 溫度與數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表 311 表 311 9 位 DS18B20 溫度與