【導(dǎo)讀】強，利用單片機及其它外圍芯片實現(xiàn)自動報警已成為可能，而且是一種發(fā)展趨勢。器，進一步完善報警器的功能，提高可靠性，具有實際意義。因此本論文設(shè)計GSM家庭智。能防盜報警系統(tǒng)。用戶可以根據(jù)自己的需要和經(jīng)濟承受能力，購買相應(yīng)的模塊組合成滿意的家庭報。主模塊是系統(tǒng)的核心模塊，其它部分作為功能模塊。模塊的接口，并且將它們相應(yīng)的軟件驅(qū)動程序存入主模塊之中，可以實現(xiàn)即插即用。萬年歷的功能，待機狀態(tài)顯示萬年歷和溫度，監(jiān)視室內(nèi)溫度，對火災(zāi)報警。

　　

【正文】 由同心圓構(gòu)成，但同心圓圓心不在透鏡單元內(nèi)。當(dāng)光線通過這些透鏡單元后，就會形成明暗相間的可見區(qū)和盲區(qū)。由于每一個透鏡單元只有 一個很小的視角，視角內(nèi)為可見區(qū)，視角外為盲區(qū)。任何兩個相鄰?fù)哥R單元之間均以一個盲區(qū)和可見區(qū)相間隔，它們斷續(xù)而不重疊和交叉，如圖 35 所示。這樣，當(dāng)把透鏡放在傳感器正前方的適當(dāng)位置時，運動的人體一旦出現(xiàn)在透鏡的前方，人體輻射出的紅外線通過透鏡后在傳感器上形成不斷交替變化的陰影區(qū)（盲區(qū)）和明亮區(qū)（可見區(qū)），使傳感器表面的溫度不斷發(fā)生變化，從而輸出電信號。也可以這樣理解，人體在檢測區(qū)內(nèi)活動時，一離開一個透鏡單元的視場，又會立即進入另一個透鏡單元的視場，（因為相鄰?fù)哥R單元之間相隔很近），傳感器上就出現(xiàn)隨人體移動的盲 區(qū)和可見區(qū)，導(dǎo)致傳感器的溫度變化，而輸出電信號。 菲涅爾透鏡不僅可以形成可見區(qū)和盲區(qū)，還有聚焦作用，其焦點一般為 5 厘米左右，實際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)實際情況或資料提供的說明調(diào)整菲涅爾透鏡與傳感器之間的距離，一般把透鏡固定在傳感器正前方 1~5 厘米的地方。 圖 35 菲涅爾透鏡 本設(shè)計采用 BISS0001 實現(xiàn)通過熱釋電紅外傳感模塊探測接近布防家居的人、物。BISS0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它內(nèi)含運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延時定時器及參考電源?？梢院蜔後岆娂t外傳感器實現(xiàn)被動 式熱釋電紅外延時開關(guān)， 通過與 BISS0001 芯片相連，人體紅外熱釋感應(yīng)模塊，根據(jù)紅外接收二極管的特性，通過判斷輸出電壓的范圍，來判斷、感知到一定范圍內(nèi)的人體發(fā)出的紅外線，該模塊河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 19 已集成其外圍電路，有三個對外接口，分別為電源、地線和信號線。上電后，芯片需要 1分鐘左右的時間初始化，期間會有 03 次高電平出現(xiàn)。采用持續(xù)感應(yīng)模式，當(dāng)感應(yīng)到熱源時，信號線輸出高電平，熱源消失后在一段延時后恢復(fù)到低電平。下次感應(yīng)到熱源時，再次出現(xiàn)高電平，可重復(fù)觸發(fā)。該模塊通過非門進行電平轉(zhuǎn)換后與單片機 （低電平觸發(fā)）引腳連接，使用 外部中斷方式控制單片機運行。 溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼 封裝式，型號多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 溫度傳感器簡介 DSl8B20 數(shù)字溫度計提供 9 位（二進制）溫度讀數(shù)，指示器件 的溫度。信息經(jīng)過單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機 CPU 到 DSl8B20 僅需一條線（和地線）。DSl8B20 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因為每一個 DSl8B20 在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個 DSl8B20 可以存放在同一條單線總線上。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。 DSl8B20 的測量范圍從 55176。C 到 +125176。C ，增量值為176。C ，可在 l s(典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字。 每一個 DSl8B20 包括一個唯一的 64 位長的序號，該序號值存放在 DS18B20 內(nèi)部的ROM（只讀存貯器）中。開始 8 位是產(chǎn)品類型編碼（ DS18B20 編碼均為 10H）。接著的 48位是每個器件唯一的序號。最后 8 位是前面 56 位的 CRC（循環(huán)冗余校驗）碼。 DS18B20中還有用于存儲測得的溫度值的兩個 8 位存貯器 RAM，編號為 0 號和 1 號。 1 號存貯器存放溫度值的符號，如果溫度為負(fù) (176。C )，則 1 號存貯器 8 位全為 1，否則全為 0。 0 號存貯器用于存放溫度值的補碼， LSB(最低位 )的 1 表示 176。C 。將存貯器中的二進制數(shù)求補再轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)并除以 2 就得到被測溫度值 (55176。C 到 125176。C )。每只 DS18B20 都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測量的時間較長：采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測量速度較快。 溫度傳感器的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 20 圖 36 DS18B20 管腳圖 報警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的外形及管腳排列如圖 36 所示。 DS18B20 引腳定義： (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； (3)VDD 為外接供電電源輸入端 （在寄生電源接線方式時接地）。 溫度傳感器工作原理 DS18B20 的讀寫時序和測溫原理與 DS1820 相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間由 2s 減為 750ms。 DS18B20 測溫原理：低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計數(shù)器 1。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為計數(shù)器 2 的脈沖輸入。計數(shù)器 1和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當(dāng)計數(shù)器 1 的預(yù)置值減到 0 時，溫度寄存器的值將加 1，計數(shù)器 1 的預(yù)置將重新被裝入，計數(shù)器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到計數(shù)器 2 計數(shù)到 0 時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器 1 的預(yù)置值，如圖 37 所示。 圖 37 18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 有 4 個主要的數(shù)據(jù)部件： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 21 (1)光刻 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8 位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。光刻 ROM 的作用 是使每一個 DS18B20 都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個 DS18B20 的目的。 (2)DS18B20 中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以 12 位轉(zhuǎn)化為例：用 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)， S 為符號位，如圖 38 所示。 圖 38 DS18B20 溫度值格式圖 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 的兩個 8 比特的 RAM 中，二進制中的前面 5 位是符號位，如果測得的溫度大于 0， 這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實際 溫度。例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H，℃的數(shù)字輸出為 FE6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H，如表 32 所示。 表 32 溫度對應(yīng)表 溫度 二進制代碼 輸出 +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0h +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550h +℃ 0000 0001 1001 0001 0191h +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2h +℃ 0000 0000 0000 1000 0008h 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000h ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8h ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5Eh ℃ 1111 1110 0110 1111 FE6Fh 55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90h 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 22 (3)DS18B20 溫度傳感器的存儲器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、TL 和結(jié)構(gòu)寄存器。 (4)配置寄存 器 該字節(jié)各位的意義如下： TM R1 R0 1 1 1 1 1 低五位一直都是“ 1”， TM 是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測試模式。在 DS18B20 出廠時該位被設(shè)置為 0，用戶不要改動。 R1 和 R0 用來設(shè)置分辨率，如表 33 所示（ DS18B20 出廠時被設(shè)置為 12 位）。 表 33 DS18B20 分辨率表 R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 0 0 9 位 0 1 10 位 1 0 11 位 375ms 1 1 12 位 750ms 高速暫存存儲器由 9 個字節(jié)組成，其分配如表 34 所示。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)換命令發(fā)布后，經(jīng)轉(zhuǎn)換所得的溫度值以二字節(jié)補碼形式存放在高速暫存存儲器的第 0 和第 1 個字節(jié)。單片機可通過單線接口 讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式如圖 39 所示。對應(yīng)的溫度計算：當(dāng)符號位 S=0 時，直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制；當(dāng) S=1 時，先將補碼變?yōu)樵a，再計算十進制值。表 34 是對應(yīng)的一部分溫度值。第九個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)。 表 34 DS18B20 暫存寄存器分布表 字節(jié)： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 寄存器： LS Byte MS Byte TH TL 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 校驗值 根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機（單片機）控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進行復(fù)位操作，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對 DS18B20 進行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500μs，然后釋放，當(dāng) DS18B20 收到信號后等待 16～ 60μs 左右，后發(fā)出 60～ 240μs 的低河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 23 脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。 表 35 ROM 指令表 指 令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS1820 溫度傳感器 ROM 中的編碼（即 64 位地址） 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼 ,訪問單總線上與 該編碼相對應(yīng)的 DS1820 使之作出響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。 搜索 ROM 0FOH 用于確定掛接在同一總線上 DS1820 的個數(shù)和識別 64 位 ROM 地址 .為操作各器件作好準(zhǔn)備。 跳過 ROM 0CCH 忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。適用于單片工作。 告警搜索命令 0ECH 執(zhí)行后只有溫度超過設(shè)定值上限或下限的片子才做出響 應(yīng) . 表 36 RAM 指令表 指 令 代碼 功 能 溫度變換 44H 啟動 DS1820 進行溫度轉(zhuǎn)換， 12 位轉(zhuǎn)換時最長為 750ms（ 9 位為 ）。結(jié)果存入內(nèi)部 9 字節(jié) RAM 中。 讀暫存器 0BEH 讀內(nèi)部 RAM 中 9 字節(jié)的內(nèi)容 寫暫存器 4EH 發(fā)出向內(nèi)部 RAM 的 4 字節(jié)寫上、下限溫度數(shù)據(jù)命令，緊跟命令之后，是傳送兩字節(jié)的數(shù)據(jù)。 復(fù)制暫存器 48H 將 RAM 中第 3 、 4 字節(jié)的內(nèi)容復(fù)制到 EEPROM 中。 重調(diào) EEPROM 0B8H 將 EEPROM 中內(nèi)容恢復(fù)到 RAM 中的第 3 、 4 字節(jié)。 讀供電方式 0B4H 讀 DS1820的供電模式。寄生供電時 DS1820發(fā)送“ 0 ”，外接電源供電 DS1820發(fā)送“ 1 ”。 測溫電路圖 DS18B20 的應(yīng)用電路 DS18B20 測溫系統(tǒng)具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線較少等優(yōu)點。下面就