【文章內(nèi)容簡介】 該芯片 內(nèi)部含有譯碼器，可直接接受 BCD碼或 16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如左移、右移、閃爍、消隱、段尋址等； HD7279具有片選信號(hào)，可方便的實(shí)現(xiàn)多于 8位的顯示或多于 64鍵的鍵盤接口。 存儲(chǔ)器的選擇 為了實(shí)現(xiàn)對預(yù)設(shè)電話號(hào)碼的存儲(chǔ)和對報(bào)警信息的記錄，本系統(tǒng)采用了能夠保證掉電數(shù)據(jù)不丟失的鐵電存儲(chǔ)器，該類存儲(chǔ)器相對于傳統(tǒng)的 EEPROM 有許多優(yōu)點(diǎn)： EEPROM 寫入次數(shù)有限，一般為 10 萬次，而鐵電存儲(chǔ)器有著近乎無限次擦寫的特性； EEPROM 寫入速度較慢，一般需要 CPU 延時(shí)幾個(gè) NOP 的時(shí)間來等待寫入，而鐵電存儲(chǔ)器有著和 RAM相同的操作速度； ，而鐵電存儲(chǔ)器在寫入時(shí)屬于微功耗。 同時(shí)本設(shè)計(jì)選用了 FM24C16 來作為非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)如下： 1. FM24C16A 是一種串行非易失存儲(chǔ)器，它的結(jié)構(gòu)容量為 512*8 位，接口方式為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)二線制造串行接口，與串行 EEPROM 的功能操作相似，與 EEPROM 具有相同的引腳排列，不同之處在于， FM24C16A 具有非常出色的寫操作性能； 內(nèi)部采用讀恢復(fù)機(jī)制操作。所以讀寫次數(shù)與每一次讀寫都有關(guān)系。 FRAM 結(jié)構(gòu)是基于行與列陣列排布，每次訪問都會(huì)使一行減少一次讀寫壽命。鐵電的擦寫次數(shù)幾乎可以說是無限次。即使每秒訪問 3000 次，連續(xù)使用十年，使用壽命仍未終止。 時(shí)鐘芯片的選擇 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)生警情時(shí)，對發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄，且為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行自檢并定時(shí)上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，因此需要系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。 DS12887 采用 CMOS 技 術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。采用 DS12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路不需任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。DS12887 芯片具有微軾耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘場合中。故本設(shè)計(jì)選用了 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 該模塊有兩個(gè)功能：一是為系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的時(shí)間日歷信息；二是送出一個(gè)周期為 7 125ms 的方波作為 MCU AT89S52 外部中斷 INT0 的中斷源，以產(chǎn)生周期性中斷采集數(shù)據(jù)。該模塊主要由 DS12887 組成，具體的接口電路如圖所 示。 DS12887 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片，其主要功能包括非易失性時(shí)日歷時(shí)鐘、報(bào)警器、可編程中斷、方波 發(fā)生器和 114 字節(jié)的非易失靜態(tài) RAM。 8 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖 主電路采用 AT89S52，由于 AT89S52 內(nèi)含 8KB 容量，因此在設(shè)計(jì)中不需要外擴(kuò) ROM。硬件電路主要有 鍵盤接口電路、 時(shí)鐘電路、電源電路、發(fā)射接收電路、傳感器采集信號(hào)電路等組成。 電路原理框圖如圖 所示： 圖 31 電路原理框圖 單片機(jī)電源 由于電子技術(shù)的特性，電子設(shè)備對電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能， 單片機(jī)要求電源中應(yīng)盡量較少紋波 ,電壓要 穩(wěn) 定 ， 且單片機(jī)復(fù)位電路要穩(wěn)定、可靠 ， 故需要設(shè)計(jì)一個(gè)直流穩(wěn)壓電源給單片機(jī)供電，先經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)為 9 伏的交流電，再通過橋堆 2W10 對輸入的 9 伏的交流電進(jìn)行整流，然后通過電容濾波，穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，使后續(xù)電路的電壓穩(wěn)定為 +5 伏，電源指示燈亮，說明該模塊能正常工作。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 為了實(shí)現(xiàn)發(fā)生警情時(shí)，對發(fā)生警情的時(shí)間進(jìn)行記錄，且為了保證系統(tǒng) 的可靠運(yùn)行，要求系統(tǒng)進(jìn)行自檢并定時(shí)上報(bào)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，因此需要系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。本設(shè)計(jì)選用了 DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 GSM 模塊 手 機(jī) M C U 紅外傳感器 煙霧傳感器 氣體泄漏傳感器 9 C2Cap2C3Cap212Y1XTAL DS12887 功能與特點(diǎn)介紹 DS12887 采用 CMOS 技術(shù)制成，把時(shí)鐘芯片所需的晶振和外部鋰電池相關(guān)電路集于芯片內(nèi)部。采用 DS12887 芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路勿需任何外圍電路并具有良好的微機(jī)接口。DS12887 芯片具有微軾耗、外圍接口簡單、精度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘場合中。其主要功能如下： 1．內(nèi)含一個(gè)鋰電池，斷電情況運(yùn)行十 年以上不丟失數(shù)據(jù)。 2．計(jì)秒、分、時(shí)、天、星期、日、月、年，并有閏年補(bǔ)償功能。 3．二進(jìn)制數(shù)碼或 BCD 碼表示時(shí)間、日歷和定鬧。 4． 12 小時(shí)或 24 小時(shí)制， 12 小時(shí)時(shí)鐘模式帶有 PWM 和 AM 指導(dǎo)，有夏令時(shí)功能。5． MOTOROLA5 和 INATAEL 總線時(shí)序選擇。 6．有 128 個(gè) RAM 單元與軟件音響器，其中 14 個(gè)作為字節(jié)時(shí)鐘和控制寄存器， 114字節(jié)為通用 RAM，所有 ARAM 單元數(shù)據(jù)都具有掉電保護(hù)功能。 7．可編程方波信號(hào)輸出。 8．中斷信號(hào)輸出 (IRQ)和總線兼容，定鬧中斷、周期性中斷、時(shí)鐘更新周期結(jié)束中斷可分別由軟件屏蔽，也可分別進(jìn)行測試。 時(shí)間、日歷和定鬧單元 時(shí)間和日歷信息通過讀相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)來獲取，時(shí)間、日歷和定時(shí)鬧鐘通過寫相應(yīng)的內(nèi)存字節(jié)設(shè)置或初始化，其字節(jié)內(nèi)容可以是十進(jìn)制或 BCD 形式。時(shí)間可選擇 12 小時(shí)制或 24 小時(shí)制，當(dāng)選擇 12 小時(shí)制時(shí)，小時(shí)字節(jié)高位為邏輯 “1”代表 PM。時(shí)間、日歷和定鬧字節(jié)是雙緩沖的，總是可訪問的。每秒鐘這 10 個(gè)字節(jié)走時(shí) 1 秒，檢查一次定鬧條件，如在更新時(shí)，讀時(shí)間和日歷可能引起錯(cuò)誤。三個(gè)字節(jié)的 定鬧字節(jié)有兩種使用方法。第一種，當(dāng)定鬧時(shí)間寫入相應(yīng)時(shí)、分、秒定鬧單元，在定時(shí)允許、鬧鐘位置高電平的條件下，定鬧圖 32 單片機(jī)時(shí)鐘電路 10 中斷每天準(zhǔn)時(shí)起動(dòng)一次。第二種，在三個(gè)定鬧字節(jié)中插入一個(gè)或多個(gè)不關(guān)心碼。不關(guān)心碼是任意從 C 到 FF 的 16 進(jìn)制數(shù)。當(dāng)小時(shí)字節(jié)的不關(guān)心碼位置位時(shí)，定鬧為小時(shí)發(fā)生一次由于相線小時(shí)和分鐘定鬧字節(jié)置不關(guān)心位時(shí)，每分鐘定鬧一次 ； 當(dāng)三個(gè)字節(jié)都置不關(guān)心位時(shí)，每秒中斷一次。 DS12887 引腳 定義 圖 33 DS12887 引腳結(jié)構(gòu) AD0AD7：地址 /數(shù)據(jù)，應(yīng)接 P0 口。 MOT：總線類型選擇，與 AT89S52 連接時(shí)接地。 CS：片選端，地址選通，與 AT89S52 連接時(shí)接 ALE。 R/W：讀 /寫控制，與 AT89S52 連接時(shí)接 WD。 DS：數(shù)據(jù)選通，與 AT89S52 連接時(shí)接 RD。 RESET：復(fù)位端，接 +5V。 IRQ：中斷請求輸出。 信號(hào)采集電路 紅外信號(hào)檢測 對于防盜傳感器，本系統(tǒng)采用主動(dòng)式紅外對射傳感器，它相對于傳統(tǒng)的被動(dòng)式熱釋紅外傳感器有以下優(yōu)點(diǎn)： ，采用多光束綜合判斷，當(dāng)有一定體積的障礙物遮擋時(shí)，才被觸發(fā)，極大的降低了傳感器的誤 報(bào)； ，使夜間主人的正常活動(dòng)不受限制，這給用戶提供了極大的夜間布防的可能。 11 C 12C 10C 11C 14C 13R 25R 21R 20R 23R 19R 22R 42C9C 15R 24R 2691011121314151687654321B I S S 00 01Q32N 39 04V C CS D 02 圖 34 紅外信號(hào)檢測電路 氣體、煙霧檢測 本設(shè)計(jì)選用電化學(xué)型氣體傳感器，電化學(xué)型氣體傳感器可分為原電池式、可控電位電解式、電量式和離子電極式四種類型。原電池式氣體傳感器通過檢測電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù)，市售的檢測缺氧的儀器幾乎都配有這種傳感器，近年來，又開發(fā)了檢測酸性氣體和毒性氣體的原電池式傳感器。可控電位電解式傳感器是通過測量電解時(shí)流過的電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù)，和原電池式不同的是 ，需要由外界施加特定電壓，除了能檢測 CO，NO， N02， 02， S02 等氣體外，還能檢測血液中的氧體積分?jǐn)?shù)。電量式氣體傳感器是通過被測氣體與電解質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù)。離子電極式氣體傳感器出現(xiàn)得較早，通過測量離子極化電流來檢測氣體的體積分?jǐn)?shù)已電化學(xué)式氣體傳感器主要的優(yōu)點(diǎn)是檢測氣體的靈敏度高、選擇性好 。 TGS308 82241820003124VR 43 D 14R 32 Q42N 39 04D 13C6R 27C7 R 33傳感器P 3. 4, P 3. 5S D 02 圖 35 氣體、煙霧檢測電路 復(fù)位電路 該部分電路完成 AT89S52 的復(fù)位，采用按鍵復(fù)位的方式，它與單片機(jī)的 RST 引腳相 12 連，當(dāng)單片機(jī)出現(xiàn)死機(jī)或希望它復(fù)位的情況下，該電路就會(huì)起作用，同 時(shí)它也具有上電復(fù)位的功能。其電阻 R1 為 200 歐姆， R2 為 1K 歐姆，電容為 22uF。 C1Cap2R1Res2R2Res2S1SWSPSTVCCRST 圖 36 復(fù)位電路 鍵盤顯示電路 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)發(fā)生警情時(shí)能夠向指定的號(hào)碼發(fā)送短信息的功能，則必須有鍵盤和LED 顯示，來對防盜報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行電話號(hào)碼的預(yù)設(shè)，本設(shè)計(jì)選用 HD7279 作為鍵盤顯示驅(qū)動(dòng) 。 HD7279鍵盤顯示芯片 該芯片支持 64鍵盤和 8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示，與傳統(tǒng)的鍵盤顯示芯片 8279相比，外圍芯片少，與 CPU僅有 4線串行通信，大大的節(jié)省了 CPU I/O口的資源； HD7279內(nèi)部含有譯碼器，可 直接接受 BCD碼或 16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有兩種譯碼方式。此外，還具有多種控制指令，如左移、右移、閃爍、消隱、段尋址等； HD7279具有片選信號(hào)，可方便的實(shí)現(xiàn)多于 8位的顯示或多于 64鍵的鍵盤接口。 遙控布撤防電路 為了實(shí)現(xiàn)用戶在進(jìn)入防區(qū)前或離開防區(qū)后能對系統(tǒng)的布、撤防狀態(tài)進(jìn)行改變，本設(shè)計(jì)選用了 315M 調(diào)幅遙控器，該遙控器具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1． 工作在業(yè)余頻段，不用花錢購買頻點(diǎn)； 2． 有效距離遠(yuǎn)，一般可達(dá) 200－ 1000 米； 3． 有豐富的地址碼供用戶選擇，由于遙控器和遙控器接收板上應(yīng)用的 PT2262/PT2272編解碼芯片對都提供 8位三態(tài)的編解碼狀態(tài)，也就是說有 3 的 8次方地址碼可供用戶選擇，足以滿足小區(qū)內(nèi)所有用戶的防盜報(bào)警布、撤防應(yīng)用。 發(fā)射、接收電路無解碼電路圖分別如下 ： 13 圖 37 發(fā)射電路 圖 38 接收電路 GSM模塊與單片機(jī)的連接 電路 HRH GSM Modem 內(nèi)嵌高可靠性的 GSM 引擎（ GSM Cellular Engine）和 51 單片機(jī)系統(tǒng)（ MCS51），標(biāo)準(zhǔn)串行接口和精簡的軟件接口協(xié)議，與單片機(jī)通過串口連接，由于HRH GSM模塊有 9個(gè)外接引腳針，經(jīng)過變換放 大與單片機(jī)的串行通信口連接，以半雙工的工作方式，來進(jìn)行通信和控制。 GSM模塊與單片機(jī)的 連接如 圖 39所示 ： 14 123456789J1D C on ne c t or 9Q22N 39 06tR T 2tt R T 3tR T 1Q12N 39 04D1D2C1V C CP C R X D9015T X DR X DP C T X DP 1. 0/ T 21P 1. 1/ T 2E X2P 1. 2/ E C I3P 1. 3/ C E X 04P 1. 4/ C E X 15P 1. 5/ C E X 26P 1. 6/ C E X 37P 1. 7/ C E X 48R S T9P 3. 0/ R xD10P 3. 1/ T xD11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 5/ T 115P 3. 6/ W R16P 3. 7/ R D17X T A L 218X T A L 119V S S20P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1023P 2. 3/ A 1124P 2. 4/ A 1225P 2. 5/ A 1326P 2. 6/ A 1427P 2. 7/ A 1528P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0. 4/ A D 435P 0. 3/ A D 336P 0. 2/ A D 237P 0. 1/ A D 138P 0. 0/ A D 039V C C40U1A T 89 S 521