【文章內(nèi)容簡介】 89C51的 P1 的引腳上， 89C51 接收信號后，經(jīng)過處理后，將會(huì)在貨物輸出端產(chǎn)生與其相對應(yīng)的信號輸出，控制利用商品的自重將其推出。 本次設(shè)計(jì)用 ～ ,在貨物的輸出端采用光電隔離技術(shù) ,對于光電隔離技術(shù)這里不做介紹 ,在這里用一個(gè) LED 指示燈代替貨物的掉出情況 ,若有貨物掉出則對應(yīng)輸出口為高電平 ,則指示燈亮，反之指示燈不亮。由于這里 P0 口作通用的 I/O 口輸出，所以必須接上拉電阻。采用軟件編程方便簡單、成本低， 易于控制。 推進(jìn)裝置方案選擇 推進(jìn)裝置的三種方案，從成本、功能實(shí)現(xiàn)、效率、操作難易、以及精度等方面，綜合考慮，我選擇方案三軟件控制作為該設(shè)計(jì)的推進(jìn)裝置。 報(bào)警裝置 方案一：振動(dòng)報(bào)警 設(shè)計(jì)一種利用振動(dòng)傳感器檢測環(huán)境變化，進(jìn)而完成報(bào)警功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)方便、穩(wěn)定。 振動(dòng)報(bào)警框圖，如圖 14 所示。 圖 14 振動(dòng)報(bào)警框圖 系統(tǒng)由人為啟動(dòng)，接通電源后，進(jìn)入警戒狀態(tài)，檢測到有破壞時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警聲 ，聲響延遲一段時(shí)間后，再次進(jìn)入警戒狀態(tài)。為達(dá)到良好的實(shí)際使用效果，系統(tǒng)還應(yīng)具備開機(jī)延時(shí)功能：用來防止主人在接通電源后，由于操作過程中的某些振動(dòng)引起誤報(bào)。 振動(dòng) 系統(tǒng)原理圖，如圖 15 所示。 遭到破壞 振動(dòng) 聲音報(bào)警 手動(dòng)復(fù)位 13 圖 15 振動(dòng)報(bào)警原理圖 該電路由電阻、 PNP 三極管和一個(gè)揚(yáng)聲器組成。把 Xi 端和單片機(jī)的輸出端 相連。單片機(jī)工作時(shí)低電平有效，利用 PNP 三極管作為開關(guān)，當(dāng)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)斷開狀態(tài)。當(dāng)三極管處于深飽和狀態(tài)時(shí)，相當(dāng)于開關(guān)閉合，高電平變化為 低電平，單片機(jī)工作，三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲音，只有人為的復(fù)位，才結(jié)束報(bào)警。 如圖 16 振動(dòng)報(bào)警器外觀圖 該報(bào)警器的 使用特性：無源分布、電纜形狀。本系統(tǒng)可以適應(yīng)于各種復(fù)雜地形，不受地形的高低、曲折、轉(zhuǎn)角等限制，不留死角，打破了紅外線、微波墻等只適用于視距和平坦區(qū)域使用的局限性。 振動(dòng)報(bào)警器的市場價(jià)格約為 50元 ， 其 外觀圖如圖 16 所示 。 方案三：紅外探測報(bào)警器 紅外探測報(bào)警器 主要由紅外線傳感器，信號放大電路，電壓比較器，延時(shí)電路和報(bào)警電路組成。 當(dāng)紅外探測器檢測到前 方人體輻射的紅外信號后，探 測器將輸出微弱的電信號，然后經(jīng)過放大、比較、 延時(shí)，發(fā)出報(bào)警聲音。 紅外線探測器即將檢測到的紅外信號轉(zhuǎn)化成電信號，然后轉(zhuǎn)化成聲音信號發(fā)出報(bào)警聲。因而可以用簡單的放大電路就可實(shí)現(xiàn)此功能，采用紅外線傳感器，信號放大電路和報(bào)警電路組成。即只要紅外探測器檢測到紅外信號就發(fā)出報(bào)警聲，否則不發(fā)出報(bào)警聲。此方案具有立即響應(yīng)的功能，設(shè)計(jì)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。但該報(bào)警器離開了紅外信號源就無法發(fā)出聲音，Xi 14 因而起不到真正的報(bào)警作用。但在此方案的基礎(chǔ)上增加了報(bào)警延時(shí)電路，即當(dāng)報(bào)警器檢測到紅外信號后發(fā)出報(bào)警聲并讓報(bào)警聲持續(xù)約一分鐘。該方案有紅 外傳感器，信號放大電路，電壓比較器，延時(shí)電路和報(bào)警電路組成。 該方案的原理框圖如 圖 17 所示。 圖 17 紅外探測報(bào)警框圖 ： 在此單元電路中，當(dāng)紅外線探測傳感器 J1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時(shí)，由IC1 的 ② 腳輸出微弱的電信號，經(jīng)三極管等組成第一級放大電路放大，再通過 C2 輸入到運(yùn)算放大器 U1 中進(jìn)行高增益、低噪聲放大，此時(shí)由 運(yùn)放的① 腳輸出的信號已足夠強(qiáng)，能夠?qū)π盘栠M(jìn)行放大。 信號放大模塊 電路圖，如圖 18所示。 814321IC2ALM358AD1MR2100KR6100KR5300KR810KR7R41KR3C447uFC222uF/16VC347KR147uF/16VC1D1S2E3*Q74IC1VT19014GND+5VVout 圖 18 信號放大模塊電路圖 模塊 在本單元電路中， U1B 作為電壓比較器，它的第 ⑤ 腳由 R VD1 提供基準(zhǔn)電壓 ， 當(dāng) U1B① 腳輸出的信號電壓到達(dá) U1B 的 ⑥ 腳時(shí)，兩個(gè)輸入端的電壓進(jìn)行比較，查看 U1B 的 ⑦ 腳是高電平還是低電平。 電壓比較模塊電路圖，如圖 19所示。 紅外探測器 信號放大 電壓比較 延時(shí) 報(bào)警 15 847562IC2BLM358ADVD11N4001 100KR1210KR1010KR11GND+5VVinOut 圖 19 電壓比較模塊電路圖 當(dāng)紅外探測器檢測到紅外信號后，經(jīng)過放大，比較 Vin 將為低電平， LM393 的 2腳也變?yōu)榈碗娖剑?1 腳輸出為高電平，三 極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出聲音開始報(bào)警，同時(shí) R14 和 C6 開始充電，當(dāng) 2 腳的電平超過 3 腳的電平時(shí)，比較器 1 腳輸出為低電平，蜂鳴器停止報(bào)警。此充電過程大約為一分鐘，即讓蜂鳴器持續(xù)報(bào)警一分鐘。 報(bào)警延時(shí)模塊電路圖，如圖 20所示。 VD21N400147uF/16VC6100KR13470KR14100KR15300KR1610KR1723418IC3ALM393ADVinGND+5VVout 圖 20 報(bào)警延時(shí)模塊電路圖 ： 由 VT R C8 組成開機(jī)延時(shí)電路，時(shí)間也約為 1分鐘，它的設(shè)置主要是防止使用者開機(jī)后立即報(bào)警，好讓使用者有足夠的時(shí)間離開監(jiān)視現(xiàn)場，同時(shí)可防止停電后又來電時(shí)產(chǎn)生誤報(bào)。 開機(jī)延時(shí)模塊電路圖，如圖 21 所示。 16 VD31N4001220uF/16VC7R18BL220R1910KR17560KR2047uF/16VC8VD41N4001IN32OUT1GNDIC4 L78L06ABZ +12VT38050+6VT1Vin 圖 21 開機(jī)延時(shí)模塊電路圖 紅外探測報(bào)警器的 優(yōu)點(diǎn) : 本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好 ， 價(jià)格低廉 。但也有一定的局限性： 容易受各種熱源、陽光源干擾 ； 紅外穿透力差 ， 人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收 ； 易受射頻輻射的干擾 ； 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 紅外探測報(bào)警器的市場價(jià)格約為： 75 元。其外觀圖如圖 22 所示。 圖 22 紅外探測報(bào)警器外觀圖 方案三：智能無線 報(bào)警 本文介紹一種采用單片機(jī)控制的基于電話線的遠(yuǎn)程報(bào)警器。其主要特點(diǎn)是采用 MITEL 公司的 MT8880 集成電路收發(fā)電話雙音頻信號和檢測呼叫信號。由于該芯片由 ISO2CMOS 技術(shù)制造 ,具有低功耗、高可靠性的特點(diǎn) ,又能將其他同類芯片的單一功能集成 ,因此而節(jié)約了成本 ,提高了整體穩(wěn)定性。整體電路的原理框圖如圖 23所示。 傳感器接口 DTMF 信號收發(fā) 中央處理單元 振鈴檢測 電話機(jī)/電話線接口電話機(jī) 電話 17 圖 23 智能無線報(bào)警 系統(tǒng)原理框圖 本報(bào)警器的工作原理 :當(dāng)發(fā)現(xiàn)警情時(shí) ,探測器將警報(bào)信號通過傳感器接口送入單片機(jī) ,單片機(jī)的報(bào)警中 斷程序開始運(yùn)行 ,調(diào)用撥號子程序按照預(yù)置號碼進(jìn)行撥號。此時(shí)單片機(jī)控制MT8880 發(fā)送雙音頻信號撥號 ,并檢測呼叫信號以判定是否可以調(diào)用語音模塊進(jìn)行語音報(bào)警。當(dāng)沒有警情時(shí) ,可以通過另一部話機(jī)撥打本機(jī) ,振鈴檢測電路將振鈴音信號轉(zhuǎn)換成 TTL 信號傳送給單片機(jī) ,由單片機(jī)計(jì)數(shù) 。當(dāng)振鈴五次無人摘機(jī)時(shí) ,系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)摘機(jī) ,調(diào)用遠(yuǎn)程設(shè)置子程序進(jìn)行遠(yuǎn)程錄音、查詢警情等操作。 摘掛機(jī)模塊：電話摘機(jī)后 ,電話線的回路電流突然變大為約 30mA 的電流 ,程控電話交換機(jī)檢測到此變化就認(rèn)為話機(jī)已經(jīng)摘機(jī)。單片機(jī)通過端口 控制三極管 T01 的導(dǎo)通 和截止來控制電路中的電流的大小 ,從而模擬摘掛機(jī)的動(dòng)作。當(dāng) 為低電平時(shí) ,T01 截止 ,電流比較小 ,處于掛機(jī)狀態(tài) 。當(dāng) 為高電平 ,T01 導(dǎo)通 ,此時(shí) T01 和 T02 組成的恒流源電路將提供 30mA 左右的電流 ,相當(dāng)于電話摘機(jī) ,交換機(jī)就會(huì)接通話路， 其 電路 圖 如圖 24所示。 圖 24 摘掛機(jī)電路原理圖 撥號音接收和 DTMF 信號收發(fā)模塊：信號的接收部分 :在 MT8880 的運(yùn)放輸出端和 IN 之間接反饋電阻可調(diào)節(jié)運(yùn)放增益 , 增益大小為 R12/ R11。實(shí)際測試到電話線上的 DTMF 信號比較小 ,不易檢測到 ,故選擇增益為 3。為減少干擾 ,在 IN2端接入 100pF電容可改善 MT8880 對 DTMF 中高頻分量的接收。信號的發(fā)送部分 :從 TONE 引腳輸出的信號經(jīng)過 R1 C15 濾波后經(jīng)過音頻放大 ,經(jīng)過音頻耦合器輸出到電話線上。音頻放大部分 :由于構(gòu)思是要使 MT8880 發(fā)出的音頻信號作為提示音信號 ,若要使它能夠被電話信號另一端的人聽到 ,就必須使信號輸出的峰值達(dá)到 2. 5V 以上。但是經(jīng)過測試 ,TONE 腳輸出的峰值不到 1V ,為此 ,必須加一個(gè)音頻放大電路， 其電路圖 如圖 25 所示。 18 圖 25 音頻放大電路 電話報(bào)警模塊：電話報(bào)警模塊主要通過中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)。該程序的基本流程是 :報(bào)警器摘機(jī) ,自動(dòng)撥叫號碼簿上相應(yīng)的報(bào)警號碼 ,如 ,1 119 ,或一組用戶的自己設(shè)置的固定電話號碼、手機(jī)號碼。撥叫時(shí) ,報(bào)警器摘機(jī)后先對電話線上的信號進(jìn)行檢測 ,檢測到撥號音就撥號 ,檢測不到撥號音說明電話線已有問題 ,無法撥號 ,就自動(dòng)掛機(jī)。撥號后等待三秒再檢測有無回鈴音或忙音 ,如果都沒有 ,就表明已經(jīng)接通 ,可以進(jìn)行語音報(bào)警。如遇回鈴音就等待三秒再檢測 ,若等待三次后線路仍然不通 ,就撥叫下一個(gè)號碼 。 若遇忙音就先掛機(jī)再等待10s ,重新?lián)芴?,如此三次后仍然撥不通 ,就撥叫下一個(gè)號碼 ,直到將電話簿上的所有號碼撥完為止。本設(shè)計(jì)介紹一種采用單片機(jī)控制的基于電話線的遠(yuǎn)程報(bào)警器。其中使用目前比較新穎的多功能 DTMF 收發(fā)集成電路 MT8880 ,成本低 ,可靠度高 ,可廣泛應(yīng)用于家庭。智能無線報(bào)警器的市場價(jià)格約為： 150 元 ，其外觀圖如圖 26 所示 。 圖 26 無線報(bào)警器外觀圖 報(bào)警裝置方案選擇 報(bào)警裝置的三種方案，從成本、功能實(shí)現(xiàn)、效率、操作難易、以 及精度等，綜合考慮，我選擇方案一振動(dòng)報(bào)警器作為設(shè)計(jì)的報(bào)警裝置。 3 軟件設(shè)計(jì) 主程序 在軟件編程中，我負(fù)責(zé)報(bào)警裝置的軟件編程。同組人員戴曉琴和孟祥續(xù)分別負(fù)責(zé)選擇裝置、投幣裝置和顯示裝置的編程，主程序由我們一起負(fù)責(zé)編寫。 I/O 分配表 I/O 分配表 ，如表 1 所示。 19 表 1 I/O 分配表 輸入 輸出 ~ 鍵盤 P00~P06 二極管 T0 ~ LCD 控制 揚(yáng)聲器 報(bào)警系統(tǒng)程序 報(bào)警系統(tǒng)流程圖 報(bào)警系統(tǒng) 流程圖，如圖 27 所示。 圖 27 報(bào)警系統(tǒng)流程圖 報(bào)警系統(tǒng)程序代碼 見附錄 2 4 硬件方案整合 我主要負(fù)責(zé)報(bào)警裝置的電路圖，比較簡單。同組人員戴曉琴和孟祥續(xù)也分別負(fù)責(zé)晶體振蕩電路和復(fù)位電路，同時(shí)我們一起完成了總原理圖的繪制。 其他單元電路 晶體振蕩電路 晶體振蕩電路 電路圖，如圖 28 所示。 c=p0^7 D=0? Y N f=0 f=1 c=1 c=0 蜂鳴器工作 蜂鳴器 不 工作 結(jié)束 d=p3^2 開始 20 圖 28 晶體振蕩電路 ：此電路能讓電路產(chǎn) 生振蕩頻率，直流電經(jīng)過晶體振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生電路所需的交流電，此電路不需要外信號刺激自身就可以 將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能 ，所以要是電路需要將 直流電變成交流電，在這里就 需要 用一個(gè) 晶體 振蕩電 路。 2．參數(shù)計(jì)算：這是一個(gè)晶體振蕩電路用到了兩個(gè)電容和一個(gè)晶振，一般 12MHZ ~ 30P，6MHZ ~ 20P， 2MHZ ~ 10P，我采用的是 12MHZ ~ 30P 的晶振電路。 復(fù)位電路 復(fù)位電路電路圖，如圖 29所示。 圖 29 復(fù)位電路 ： 為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù) 位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。