【正文】 圖 方案二方框圖 紅外傳感器 發(fā)光報(bào)警電路 NRF905 發(fā)射電路 蜂鳴器報(bào)警電路 NRF905 接收電路 PT2272 解碼電路 AT89C51 單片機(jī)控制電路 PT2262 編碼電路 ADC0809 數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路 AT89C51 單片機(jī)中央控制電路 74LS47 數(shù)碼管顯示電路 紅外傳感器 發(fā)光報(bào)警電路 NRF401 發(fā)射電路 蜂鳴器報(bào)警電路 NRF401 接收電路 PT2272 解碼電路 STC89C52 單片機(jī)控制電路 PT2262 編碼電路 BIS0001 處理電路 STC89C52 單片機(jī)中央控制電路 MAX7219 數(shù)碼管顯示電路 第 4 頁 4 方案論證 方案一與方案二的基本實(shí)錄都是相同的，都是由測電路，單片機(jī)，顯 示電路，編碼電路，無線收發(fā)模塊，解碼電路，單片機(jī)，聲光報(bào)警電路組成，所不同的所選芯片不同，現(xiàn)將其區(qū)別列于表 。 表 方案芯片 方案 單片機(jī) 傳感器處理電路 顯示電路 無線收發(fā)模塊 方 案 一 AT89C51 ：20MHzCOMS,32位 I/O控制器， 6個(gè)中斷， 4KB的閃存， 128B的芯片 RAM， 2個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 選用 ADC0809處理電路將傳感器所接收的模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號傳給單片機(jī) 。 74LS47顯示電路 ，一次只能驅(qū)動一位LED，所以 要想實(shí)現(xiàn)多路顯示所用的74LS47較多，電路復(fù)雜。 NRF905無線收發(fā)一體芯片，是一款適合于短距離無線數(shù)據(jù)通信的芯片。 方 案 二 STC89C52 ：24MHzCOMS,32位 I/O控制器， 6個(gè)中斷， 8KB的閃存， 128B的芯片 RAM， 3個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器。 選用 BIS0001 處理芯片 ，是專用的傳感器處理芯片，可以傳感器所接收的信號直接放大以數(shù)字信號的方式輸出 MAX7219 數(shù)碼管顯示電路一片可以驅(qū)動八位的 共陰極LED顯示，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)段選和位選的功能 NRF401 是一個(gè)無線收發(fā)的模塊， 可以適用于中長距離的 數(shù)據(jù)傳送與接收 方案選擇 比較上述兩種方案，方案二最佳。方案一在 芯片選擇上沒有方案二好，首先是方案二的傳感器處理芯片 BIS0001是集成芯片可以直接把模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，比用數(shù)模轉(zhuǎn)化器 ADC0809更好，而且方案二較之方案一單片機(jī)的存儲空間更大，顯示芯片MAX7219比 74LS47功能強(qiáng)大，可以直接驅(qū)動八位 LED，無線收發(fā)模塊的 NRF401比 NRF905的頻帶更寬，功能更好，性價(jià)比更好。 所以，終上所述選用方案二。 第 5 頁 5 3 單元模塊設(shè)計(jì) 各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì) 電源電路 + C22 2 0 0 u fC11 0 4D3D4D2D1V c cC 2 81 0 4+ C 2 74 7 0 u fIN1OUT3GND2U37 8 0 512J1C O N 2電源電路 圖 電源電路原理圖 1．電源 電路的工作 原理：用已有的電源芯片將 220V的電壓轉(zhuǎn)化成 9V和 12V,在單片機(jī)集后續(xù)電路中都用 5V作為工作電壓，所以經(jīng)整流和濾波電路后再有那個(gè)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 5V直流電源。 直流電源是維持電路中形成穩(wěn)恒電流的裝置。如干電池、蓄電池、直流發(fā)電機(jī)等。直流電源有正、負(fù)兩個(gè)電極，正極的電位高，負(fù)極的電位低，當(dāng)兩個(gè)電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負(fù)極的電流。單靠電荷所產(chǎn)生的靜電場不能維持穩(wěn)恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用（簡稱為 “非靜電力 ”）使正電荷由電位較低的負(fù)極處經(jīng)電源內(nèi)部返回到電位較高的正極處，以維持兩個(gè)電極之間的電位差，從而形成穩(wěn)恒的電流。因此，直流電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能供給電路，以維持電流的穩(wěn)恒流動。直流電源中的非靜電力是由負(fù)極指向正極的。當(dāng)直流電源與外電路接通后，在電源外部（外電路），由 于電場力的推動，形成由正極到負(fù)極的電流。而在電源內(nèi)部（內(nèi)電路），非靜電力的作用則使電流由負(fù)極流到正極，從而使電荷的流動形成閉合的循環(huán) 。 三端穩(wěn)壓集成電路采用 如 31所示。 2. 電源電路的功能介紹： 此電路在整個(gè)設(shè)計(jì)中起著很重要的作用，是提供器械運(yùn)轉(zhuǎn)的原動力。此電源為直流穩(wěn)壓電源包括整流，濾波，穩(wěn)壓三部分，最終將電網(wǎng)中 220V的交流電壓轉(zhuǎn)換為 5V的直流電壓提供給后面的工作電路。在整個(gè)電路中電源部分起到首腦的作用，如果電源部分不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路都不能運(yùn)行。（ 1）直流穩(wěn)壓電源工頻變壓器的作用是 將電網(wǎng) 220V的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓 Ui。變壓器副邊與原 第 6 頁 6 邊的功率比為 P2/ P1=η，式中 η是變壓器的效率。（ 2）整流濾波電路：整流電路將交流電壓 Ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓 U1。 單片機(jī) 最小 系統(tǒng) C 1 53 0 p FC 1 73 0 p FE X _ L V D / P 4 .6 / R S T 231X119X218R E S E T / P 4 .79P 3 .7 / R D17P 3 .6 / W R16P 3 .2 / I N T 012P 3 .3 / I N T 113P 3 .4 / T 0 / C L K 014P 3 .5 / T 1 / C L K 115P 1 .0 / A D C 0 / C L C K 21P 1 .1 / A D C 12P 1 .2 / A D C 2 / E C I / R X D 23P 1 .3 / A D C 3 / C C P 0 / T X D 24P 1 .4 / A D C 4 / C C P 1 / S S5P 1 .5 / A D C 5 / M O S I6P 1 .6 / A D C 6 / M I S O7P 1 .7 / A D C 7 / S C L K8P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728N A / P 4 .429A L E / P 4 .530P 3 .1 / T X D11P 3 .0 / R X D10I C 7S T C 1 2 C 5 A 1 6 S 2 或 S T C 8 9 C 5 2X11 1 .0 5 9 2 MT X DR X DWRI N T 1I N T 0P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7R S TR91kV c cT0T1RDAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7A L E單片機(jī)S C LS D AC 1 44 .7 u FR 1 610KR S TV c cS2S W P B復(fù)位電路 V c cR34 .7 KR24 .7 KV c cS C LS D AV C C8WP7S C L6S D A5A01A12A23GND4I C 1A T 24 C 5 12V C C8WP7S C L6S D A5A01A12A23GND4I C 2A T 24 C 5 12擴(kuò)展電路 第 7 頁 7 圖 單片機(jī) 最小 系統(tǒng) 原理：當(dāng)接收到傳感器處理芯片傳來的信號后經(jīng)單片機(jī)判斷是否為異常信號，若是就控制編碼發(fā)射，并顯示發(fā)生異常情況的地方，然后再接收 解碼后又經(jīng)單片機(jī)控制，最后通過中斷定時(shí)系統(tǒng)控制聲光報(bào)警器報(bào)警。這里的硬件要求非常重要，所以采用 40個(gè)引腳的 STC89C52芯片就能夠完全滿足要求，并且價(jià)格便宜。在輔助電路方面主要有復(fù)位電路和晶振電路。能保證單片機(jī)的有效運(yùn)行。 和 存儲器的擴(kuò)展，與 AT24C512的 SCL和 SDA相連可以在編程的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)程序存儲器的外擴(kuò)。 V0輸出端相連，通過中斷來判斷是否有異常信號。從而來控制后續(xù)電路的編碼等。 P0口用來控制顯示電路的顯示， P2口用來實(shí)現(xiàn)編碼和解碼的地址同步， 在整個(gè)電路中單片機(jī)是核心控制部分。 ：復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，只需給單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST加上大于 2個(gè)機(jī)器周期的高電平就可使單片機(jī)復(fù)位 。本設(shè)計(jì)中采用的是手動復(fù)位電路 ，復(fù)位電路可以在程序出錯(cuò)或系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，按下復(fù)位鍵可使單片機(jī)重新啟動。 ：單片機(jī)個(gè)功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作。因此，時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ： 在設(shè)計(jì)片外程序存儲器之前，首先要決定 EA引腳的電平。 EA=0,單片機(jī)只訪問外部程序存儲器 ,對于 8031單片機(jī)此引腳必須接地 .EA=1,單片機(jī)訪問內(nèi)部程序存儲器 ,對于內(nèi)部有程序存儲器的 8XX51單片機(jī) ,此引腳應(yīng)接高電平 ,但若地址值超過 4KB范圍 ,單片機(jī)將自動訪問外部程序存儲器。設(shè)定好 EA后，單片機(jī)自動按程序所設(shè)定的次序執(zhí)行。 STC89C52單片機(jī)的內(nèi)部集成了 CPU、 RAM、程序存儲器、定時(shí)／計(jì)數(shù)器、 I/O接口以及串行通信接口等、使用非常方便，對于簡單的控制及檢測系統(tǒng)利用一片單片機(jī)就夠了，但對于一些較大的復(fù)雜應(yīng)用系統(tǒng)，往往還需要擴(kuò)展一些外圍芯片，如存儲器、 A/D、 D/A以及各種接口芯片等以補(bǔ)充片內(nèi)硬件資源的不足 .在本次設(shè)計(jì)中用兩片 AT24C512進(jìn)行擴(kuò)展，可以加大程序存儲器的儲存空間 編碼電路 ：由于無線信號容易受外界環(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，所以無線信號的編碼由 PT2262集成電路完成，該電路具有 8位地址信號和 4位數(shù)據(jù)信號，不同的地址與數(shù)據(jù)的組合，可以編制上萬中編碼，完全可以滿足同一區(qū)域內(nèi)互不影響工作：其原理圖如圖 33所示。 ：通過單片機(jī)的 P2口控制 A0A7口的地址碼，用撥碼開關(guān)來控制D0D3的狀態(tài)組成數(shù)據(jù)碼來組成一個(gè)完整的碼字，當(dāng)解碼電路與編碼電路的碼字相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)一路的發(fā)射與接收，可以通過不同的碼字來實(shí)現(xiàn)多路信號的發(fā)射與接收。一 第 8 頁 8 旦發(fā)現(xiàn)異常 PT2262芯片工作則會把已經(jīng)固定的編碼信號通過發(fā)射電路發(fā)射出去。具體的編碼是由 ，只不過要求編碼和解碼的地址信號應(yīng)該一樣才可以實(shí)現(xiàn)同步。 A01A23A34A45A56A 6/ D 57A 7/ D 48A12V s s9V c c18D out17O S C 116O S C 215TE14