【正文】 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 1 概述 技術(shù)背境 隨著科技的發(fā)展，模擬前端檢測已經(jīng)成功應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钪?。像遙控器、聲控?zé)?、安檢等等在我們生活中可以見到的實(shí)物，它們的原理不外乎是利用了模擬前端檢測技術(shù)。國外在這一方面，一直是處于領(lǐng)先水平，特別是美國在電子檢測技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用是相當(dāng)?shù)某墒斓?，各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有涉獵。而相對于國內(nèi)來說，檢測技術(shù)是在 80、 90 年代開始興起的，它的發(fā)展起步較國外要晚很多。但是，在近幾年內(nèi)，國內(nèi)科技的發(fā)展勢頭迅猛，逐漸的縮短了與他們之間的差距。像現(xiàn)在我們的生活中利用的遙控裝置、樓道中的燈控裝置、醫(yī)院里的病 人呼叫系統(tǒng)、航海、消防等等都是利用了模擬前端檢測技術(shù)。 無線技術(shù)的日益發(fā)展，無線傳輸技術(shù)應(yīng)用越來越被各行各業(yè)所接受。 它的出現(xiàn)不僅僅是人們的要求，也是人們追求完美生活的一種標(biāo)準(zhǔn)。國外的發(fā)展同樣也是比國內(nèi)要早很多，而且一直是處于領(lǐng)先地位，剛開始的無線傳輸都是運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，民用的很少，這就限制了無線傳輸?shù)陌l(fā)展。隨著社會的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無線傳輸技術(shù)也就逐漸的開放了，例如現(xiàn)在遙控器、電話、監(jiān)控系統(tǒng)等等都是有利用無線傳輸技術(shù)進(jìn)行信號的傳輸與反饋。在國內(nèi) 無線 傳輸 技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代化小區(qū)、交通、運(yùn)輸、水利、航運(yùn)、治安 、消防等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 特別是在通信領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，也一直在無線傳輸領(lǐng)域保持著領(lǐng)先的姿態(tài)。 選題意義 本系統(tǒng)是立足于小巧、輕便、方便安裝、信價(jià)比高等因素來設(shè)計(jì)的，是基于 MSP430單片機(jī)的基礎(chǔ)上，在硬件電路上的實(shí)現(xiàn)模擬前端檢測與檢測信號的無線傳輸。在查閱了相關(guān)的資料與選擇電路后，經(jīng)過不懈的努力和老師的幫助，設(shè)計(jì)了紅外檢測、信號調(diào)理和無線傳輸硬件電路，為單片機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件功能提供了硬件平臺。本設(shè)計(jì)主要是利用BISS0001 芯片搭建熱釋電電路，提供模擬檢測信號的調(diào)理，用紅外感應(yīng)管采集外界信號， 用集成芯片 PT2262/PT2272L4 進(jìn)行數(shù)據(jù)信號的無線發(fā)射與接收。在無線傳輸部分，我們利用撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)對四路信號的檢測，同時(shí)我們還設(shè)置了手動(dòng)開關(guān)檢測發(fā)射部分的電路，用 LED 燈指示信號的傳輸狀況。課題的研究，是對于新的科學(xué)技術(shù)的證明，也是一種探索思維的過程，同時(shí)，也是社會逐漸發(fā)展的一種需求。 用途及功能 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對于樓宇安全的模擬前端檢測和異常實(shí)時(shí)信號的無線傳輸?shù)囊蠖O(shè)計(jì)的，它主要是運(yùn)用在每幢大廈的出入口以及需要安全檢查的地方。當(dāng)然，本設(shè)計(jì)也西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 可以運(yùn)用于其它地方，例如各類白熾燈、熒光燈、蜂 鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等等地方，在生活 小區(qū)、 水路 交通、運(yùn)輸、水利 樞紐 、航運(yùn)、治安、消防 、企業(yè)、賓館商場庫房以及家庭的過道、走廊 等 敏感區(qū)域都可運(yùn)用 。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了紅外感應(yīng)管進(jìn)行信號的檢測，可對四路異常信號進(jìn)行發(fā)光二極管指示，對異常實(shí)時(shí)的信號用二極管亮滅來指示。同時(shí)，也可以斷開紅外管的信號，利用通過按鍵開關(guān)輸入高電平，來發(fā)射信號，通過接收模塊的發(fā)光二極管的指示可以明顯的表現(xiàn)出來。用BISS0001 芯片對采集的信號進(jìn)行信號的延時(shí)、封鎖功能等功能的設(shè)置，再經(jīng)過與門將信號輸出。本設(shè)計(jì)為了演示 的方便設(shè)定延時(shí)時(shí)間為 2s3s,可以通過發(fā)光二極管亮滅的時(shí)間差來看出，很直觀的反應(yīng)出設(shè)計(jì)延時(shí)時(shí)間的正確與否。系統(tǒng)的按鍵開關(guān)部分主要是為了調(diào)試方便而設(shè)計(jì)的，同時(shí)也是信號觸發(fā)的一種方式，不同之處就是要依靠手動(dòng)開完成信號的給與。 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 2 方案設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)整機(jī)原理框圖 圖 1. 系統(tǒng)框圖 原理說明：由熱釋電傳感器檢測的人體信號，經(jīng)慣性放大、雙向鑒幅，輸出邏輯電平，送至發(fā)射模塊的數(shù)據(jù)編碼輸入端，經(jīng)調(diào)制后發(fā)射；接收端收到該數(shù)據(jù)信號，經(jīng)放大、整形、解碼 ，送至 MSP430 單片機(jī)的輸入端，實(shí)現(xiàn)其軟件部分的功能。發(fā)射 /接收過程，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸與處理。 紅外感應(yīng) 信號采集 信號調(diào)理調(diào)制與發(fā)射電路電源按鍵開關(guān)信號 LED 指示按鍵電源開關(guān)高頻放大 低頻放大編碼電路MSP 430 單片機(jī)編碼開關(guān)解碼電路0西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 信號調(diào)理框圖 圖 2 信號調(diào)理框圖 原理說明： 本單元采用集成芯片 BISS0001 對信號進(jìn)行采集與調(diào)理。 BISS0001 是一個(gè)紅外傳感信號處理器，它具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配，進(jìn)行信號預(yù)處理。內(nèi)部設(shè)有延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器，通過雙向鑒幅器對高于設(shè)定電壓和低于設(shè)定電壓進(jìn)行翻轉(zhuǎn)使它的輸出在一定的 范圍內(nèi)，同時(shí)它還有抑制干擾的作用。 BISS0001 芯片介紹 如下所示，是 BISS0001 集成芯片的內(nèi)部電路以及它的功能管腳說明，進(jìn)一步了解了它的結(jié)構(gòu)，熟知它的性能。 紅外感應(yīng)管信號前置放大信號二級放大雙向鑒幅器延時(shí)時(shí)間定時(shí)器三與門狀態(tài)控制器封鎖時(shí)間定時(shí)器輸出西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 圖 3 BISS0001 管腳圖 Vdd—— 工作電源正端，范圍為 3~5V。 Vss—— 工作電源負(fù)端，接地。 1B—— 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng) RB接 Vss 端， RB取值為 1MΩ 左右。 11N— — 第一級運(yùn)算放大器的反相輸入端。 11N+—— 第一級運(yùn)算放大器的同相輸入端。 1OUT—— 第一級運(yùn)算放大器的輸出端。 21N—— 第二級運(yùn)算放大器的反相輸入端。 2OUT —— 第二級運(yùn)算放大器的輸出端。 Vc—— 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VcVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) VcVR 允許觸發(fā)。 VR ≈ 。 VRF—— 參考電壓及復(fù)位輸入端。一般接 VDD，接 “ 0” 是可使定時(shí)器復(fù)位。 A—— 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端。當(dāng) A=“ 1” 時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)。 Vo—— 控制信號 輸出端。由 Vs 上跳變沿觸發(fā)使 VO 從低電平跳變到高電平時(shí)為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無 Vs 上跳變是 Vo 為低電平狀態(tài)。 RR1RC1—— 輸出延遲時(shí)間 Tx 的調(diào)節(jié)端。 Tx≈ 49152R1C1 。 RR RC2—— 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié)端。 Ti≈ 24 R2 C2 。 圖 4 BISS0001內(nèi)電路圖 西安 歐亞 學(xué) 院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 為了更可靠的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，保證設(shè)計(jì)的成功，對芯片的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)電路進(jìn)行了研究，并對其 1