【正文】 控發(fā)射電路。 26 個(gè)特殊功能寄存器； 在工業(yè)控制中的應(yīng)用 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 。 MCU 即微控制器 （ Micro Controller Unit） 階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。綜合任務(wù)書的要求現(xiàn)擬定以下兩種方案： 方案一：在住戶的房門入口處安裝一個(gè)磁控感應(yīng)開光，當(dāng)該住戶在監(jiān)控中心通過按鍵設(shè)定為“設(shè)防”時(shí)，當(dāng)有人或盜賊等非法人員進(jìn)入該住戶時(shí)，在監(jiān)控中心的就會(huì)顯示該住戶的住戶號(hào)、并發(fā)出報(bào)警聲設(shè)定指示燈也會(huì)閃爍，這樣保安人員就能很直觀的知道是哪一住戶出現(xiàn)了盜情。安防報(bào)警包括：門禁系統(tǒng)、紅外門磁報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警、緊急求助、閉路電視監(jiān)控、周邊防越報(bào)警、對(duì)講防盜門系統(tǒng)等。但是所有防盜報(bào)警產(chǎn)品制造商的企業(yè)規(guī)模都不大，主要的生產(chǎn)廠家有：豪恩、美安、康聯(lián)、華昌偉業(yè)、時(shí)刻、科立信、隆泰等；消防報(bào)警產(chǎn)品主要有河北的海灣公司、江蘇的南京消防公司，可以生產(chǎn)報(bào)警主機(jī)、探測器、遙控器、報(bào)警中心接收機(jī)等防盜報(bào)警及消防報(bào)警系統(tǒng)產(chǎn)品。 由于紅外線是不可見光 , 有很強(qiáng)的隱 蔽性和保密性 , 因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用。 基于單片機(jī)的紅外報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要： 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，與此同時(shí)對(duì)人生安全和財(cái)產(chǎn)安全提到了一個(gè)新的高度，盜竊、入室搶劫等刑事案件的多發(fā)使得人們?cè)絹碓娇释幸粋€(gè)安全生活的空間。此外 ,在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中 ,熱釋電紅外探測器也以其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，基于 TCP/IP 接口協(xié)議具有網(wǎng)絡(luò)傳輸警情功能的報(bào)警技術(shù)也完美的應(yīng)用到產(chǎn)品中。 目前存在的問題 目前報(bào)警產(chǎn)品的開發(fā)仍然局限在應(yīng)用層面，所以技術(shù)含量不高，投資的成本不高，加上行業(yè)審批控制不嚴(yán)等原因，造成準(zhǔn)入門檻不高；由于產(chǎn)品信息不對(duì)稱，使用方出于利益關(guān)系， 對(duì)于選購產(chǎn)品并不是從產(chǎn)品質(zhì)量來考慮，報(bào)警產(chǎn)品市場處于比較混亂競西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 4 爭的狀態(tài)：靠低價(jià)競爭，利用高價(jià) +回扣進(jìn)行關(guān)系營銷等等。如果是住戶正常進(jìn)出自家的房門時(shí)，則該住戶的報(bào)警狀態(tài)設(shè)為“撤防”。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展 MCU 的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 32 線并行 I/O 接口； 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后， VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。 CMOS 工藝制造，低功耗 無線發(fā)射 模塊的傳輸距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。每個(gè)透鏡單元只有一個(gè)很小的視場角，視場角內(nèi)為可見區(qū)，之外為盲區(qū)。 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器 如圖 316 所示 圖 316 LED 數(shù)碼管顯示電路 系統(tǒng)設(shè)置電路 由于本系統(tǒng)屬于自控設(shè)備，只使用兩個(gè)按鍵即可以滿足系統(tǒng)的設(shè)定要求，在單片機(jī)中，外部中斷的響應(yīng)更快，可以采用外部中斷 0“ 選擇 ”和外部中斷 1“ 設(shè)防 /撤防 ”對(duì)用戶的設(shè)置進(jìn)行快速響應(yīng)，為使單片機(jī) I/O 口無懸空電位，在按鍵上接上上拉電阻。 LM386 音響功放是由 NSC 制造的，它的電源電壓范圍非常寬，最高可使用到 12V，消耗靜態(tài)電流為 4mA。 市電經(jīng)降壓變壓器、整流、濾波、 LM7805 三端集成穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的 5V 直流電源；為預(yù)防停電還具有備份電源：由 電池和開關(guān)二極管組成；具有工作指示功能：由發(fā)光二級(jí)管和限流電阻組成?？膳c Maxim 公司 VJMAX232 互換 電容 C3 的作用為降壓和限流 ： 電容的特性是通交流 、 隔直流 ， 當(dāng)電容連接于交流電路中時(shí) ， 其容抗計(jì)算公式為 ： XC π f C (33) 式中﹐ XC 表示電容的容抗﹑ f 表示輸入交流電源的頻率﹑ C 表示降壓電容的容量。單元電路如圖 319 所示。 圖 317 系統(tǒng)設(shè)置電路 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 26 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 音 頻功率放大器 LM386 LM386 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大 器 ,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。 內(nèi)置參考電壓。當(dāng)人體在這一監(jiān)視范圍中運(yùn)動(dòng)時(shí)，先后進(jìn)入某一單元透鏡的視場，熱釋電傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)的人體一會(huì)兒看到，一會(huì)又看不到，再過一會(huì)兒又看到，然后又看不到，于是人體的紅外線輻射不斷改變熱釋電體的溫度，使它輸出一個(gè)又一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方 安裝 一 個(gè) 透鏡， 通過透鏡的外來紅外輻射只會(huì)聚在一個(gè)敏感元上，它所產(chǎn)生的信號(hào)不致抵消。 如圖 36 所示 圖 36 無線編碼發(fā)射模塊原理圖 無線接收電路 數(shù)據(jù)無線 接收模塊 可選用 超再生接收 無線接收模塊 電路 ，它 的工作電壓為 5 伏，靜態(tài)電流 4 毫安，接收靈敏度為－ 105dbm，接收天線最好為 25～ 30 厘米的導(dǎo)線，最好能豎立起來 。 RC 振蕩電阻 PT2272 特點(diǎn) ： 1 個(gè)全雙工的串行接口； 在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)、樓宇自動(dòng)通信 呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動(dòng)電話，集群移動(dòng)通信，無線電對(duì)講機(jī)等。在發(fā)展 MCU 方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù) Philips 公司。 方案二 :在房門的入口處安裝一個(gè)人體釋熱紅外傳感器，當(dāng)該住戶在監(jiān)控中心通過按鍵設(shè)定為“設(shè)防”時(shí)，當(dāng)有人或盜賊等非法人員進(jìn)入該住戶時(shí)，這樣 就 可以對(duì)房屋內(nèi) 進(jìn)行檢測。 報(bào)警產(chǎn)品技術(shù)一是涉及領(lǐng)域廣泛，技術(shù)含量高，例如計(jì)算機(jī)、通訊、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)、傳輸和控制技術(shù)等等，如前端報(bào)警探測器的核心器件傳感器就涉及紅外、光強(qiáng)、壓力、震動(dòng)、聲音、溫濕度等物理量，轉(zhuǎn)換為各種易于多種方式處理的電量（電壓、電流、電阻等），報(bào)警控制主機(jī)具有芯片微處理器，各種防區(qū)定義，情景模式定義等，如加拿大 PARADOX 報(bào)警的 STATD 專利技術(shù)；二是兼容多種協(xié)議接口和通訊方式，可多種操作方式對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行編程調(diào)試、維護(hù)管理等；三是系統(tǒng)功能模塊化，系統(tǒng)擴(kuò)展性強(qiáng)，報(bào)警控制主機(jī)具有基本報(bào)警功能，如基本防區(qū)、分區(qū)、 PGM、用戶密碼、報(bào)警事件緩存等，如需要其他功能，如：語音模塊、 GSM/GPRS/IP 網(wǎng)絡(luò)模塊、打印模塊、音頻對(duì)講模塊、門禁模塊、有線無線防區(qū)擴(kuò)展模塊、繼電器聯(lián)動(dòng)模塊等等，需要根據(jù)客戶的個(gè)性化需求來增添功能模塊，或者增加系統(tǒng)集成模塊便于軟硬件系統(tǒng)集成；四是報(bào)警產(chǎn)品技術(shù)注重和其他智能化系統(tǒng)的集成，能在一個(gè)項(xiàng)目中形成一個(gè)有機(jī)整體，便于管理操 作；五是目前國際主流報(bào)警控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展非常迅速，系統(tǒng)自身集成能力不斷提高，大大拓寬了報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，報(bào)警功能是其中的一項(xiàng)子功能，例如加拿大楓葉 PARADOX 最新款的 IMPERIAL 系列，其主控制器功能異常強(qiáng)大，具有 32 個(gè)獨(dú)立分區(qū)和 384 個(gè)可編址防區(qū)輸入，支持 64 個(gè)獨(dú)立門禁，對(duì)照明管理、電動(dòng)窗簾、噴淋灌溉、采暖通風(fēng)、溫濕度調(diào)節(jié)等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，設(shè)備安裝采用國際通用的滑軌卡槽式；六是網(wǎng)絡(luò)化報(bào)警是報(bào)警技術(shù)的一個(gè)重要方向，目前具備多種聯(lián)網(wǎng)報(bào)警方式并存且互為后備的報(bào)警廠家非常少，只存在與幾個(gè)國際大品牌當(dāng)中 。相對(duì)來講，消防報(bào)警產(chǎn)品市場要規(guī)范一些。限于當(dāng)時(shí)的科技水平、國民安全意識(shí)、極小行業(yè)應(yīng)用范圍和高昂的安裝維護(hù)成本等因素影響，當(dāng)時(shí)報(bào)警產(chǎn)品使用推廣很艱難，一些場所大都是強(qiáng)制性安裝，使用區(qū)域主要在特大城市和沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市，市場發(fā)展比較緩慢。在智能小區(qū)的建設(shè)中，高性價(jià)比的防盜系統(tǒng)在人們的選擇中占有很大的優(yōu)勢。 目前市面上裝備主要有壓力觸發(fā)式防盜報(bào)警器、開關(guān)電子防盜報(bào)警器和壓力遮光觸發(fā)式防盜報(bào)警器等各種報(bào)警器，但這幾種比較常見的報(bào)警器都存在一些缺點(diǎn)。就生產(chǎn)企業(yè)來看，國內(nèi)各種防盜報(bào)警產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有五百多家，年產(chǎn)值大約在 45 億元左右。 智能化住宅保安系統(tǒng)具有較高的自動(dòng)化技術(shù)水平及完善的功能，安全性、可靠性高?；谧约旱闹R(shí)和設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，依舊設(shè)計(jì)一款能是 實(shí)現(xiàn)手動(dòng)設(shè)置和自動(dòng)監(jiān)測的小區(qū)報(bào)警系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的過程中把這幾年在學(xué)校里學(xué)到的知識(shí)綜合的應(yīng)用與融合，同時(shí)也讓自己明白我們的學(xué)習(xí)道路還很遙遠(yuǎn)。 “ 創(chuàng)新模式 ” 獲得成功，奠定了 SCM 與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。 8 KB 片內(nèi) ROM； 圖 32 單片機(jī)時(shí)鐘振蕩電路 2）復(fù)位電路 復(fù)位工作原理：在上電的瞬間， RC 電路充電， RST 引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要 RST端保持兩個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，就能使單片機(jī)有效復(fù)位。 西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 14 圖 34 PT2272 引腳功能圖 表 31 PT2272 各引腳功能 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 , 用 于 進(jìn) 行 地 址 編 碼 , 可置為“0”,“1”,“f”( 懸空 ), 必須與 2262 一致 ,否則不解碼 D0D5 7 1013 地址或數(shù)據(jù)管腳 ,當(dāng)做為數(shù)據(jù)管腳時(shí) ,只有在地址碼與 2262 一致 ,數(shù)據(jù)管腳才能輸出與 2262 數(shù)據(jù)端對(duì)應(yīng)的 高電平 ,否則輸出為低電平 ,鎖存型只有在接收到下一 數(shù)據(jù)才能轉(zhuǎn)換 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負(fù)端（－） DIN 14 數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端，來自接收模塊輸出端 OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； VT 17 解碼有效確認(rèn) 輸出端（常低）解碼有效變成高電平 （瞬態(tài)） PT2262 芯片介紹 PT2262/2272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用 解碼電路， PT2262/2272 最多可有 12 位 (A0A11)三態(tài)地址端管腳 (懸空 ,接高電平 ,接低電平 ),任意組合可提供 531441 地址碼 ,PT2262 最多可有 6 位 (D0D5)數(shù)據(jù)端管腳 ,設(shè)西南科技大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)論文 15 定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后， VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)，比較適合惡劣條件下進(jìn)行通訊。例如：解碼輸出時(shí)“ 0001”，則對(duì)應(yīng)的是“ 1 號(hào)住戶”出現(xiàn)盜情或非法人員進(jìn)入“ 1 號(hào)住戶”家中。菲涅爾透鏡是用普通的聚乙烯制成的，安裝在傳感器的前面。 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器 動(dòng)態(tài)顯示為兩個(gè) LED 交替點(diǎn)亮，在交替點(diǎn)亮的間隔時(shí)間較短時(shí)，眼睛對(duì)物象有延遲現(xiàn)象因此看起來就像都被點(diǎn)亮，本次設(shè)計(jì)只采用兩個(gè)數(shù)碼管，因可采用動(dòng)態(tài)顯示的方式。 外圍元件少 也就是說，濾波部分實(shí)際上是一個(gè)性能較好的低通濾波器，且其截止頻 率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。 30V 輸入電平 電路圖如圖 323 所示。 圖 320 監(jiān)控指示電路 電源設(shè)計(jì) 主機(jī)電源 1）電源的設(shè)計(jì)方案 方案一：采用干電池作為報(bào)警系統(tǒng)的電源，使用于電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。輸入端以地位參考 ,同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半 ,在 6V電源電壓下 ,它的靜態(tài)功耗僅為 24mW,使得 LM386特別適用于電池供電的場合。 圖 313 BISS0001 封裝及引腳功能圖 單元工作電路如圖 314 所示 [8] 系統(tǒng)設(shè)置及顯示電路 LED 顯示器及其工作原理 LED 有著顯示亮度高、響應(yīng)快的特點(diǎn)。其焦距一般為 5cm 左右，應(yīng)用時(shí)視不同傳感器所配用的透鏡也不同，一般把透鏡固定在傳感器正前方 1cm～5cm 處。為了使傳感器對(duì)人體最敏感，而對(duì)太陽、電燈光等有抗干擾性，傳感器采用了濾光片作窗口，即 濾光窗。 采用帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到 315M 后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電 路相比，溫度、濕度穩(wěn)定性及抗機(jī)械振動(dòng)性能都有極大改善。 地址碼最多可達(dá) 531441 種 功能引腳圖如圖 35 所示。 RC 振蕩電阻 其引腳示意及功能分類如圖 31 所示。如音樂集成單片機(jī)，看似簡單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的