【正文】 碼解碼芯片相比，專用無線編碼解碼芯片PT2262/PT2272是一種CMOS工藝制造的低功耗、低價(jià)位通用編解碼芯片。實(shí)際尺寸小、使用方便，與單片機(jī)的連接簡單等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的機(jī)械式振動(dòng)傳感器相比，SC1 全向震動(dòng)傳感器既對振動(dòng)有很高的檢測靈敏度，又對周圍環(huán)境的聲音信號(hào)抑制，具有很強(qiáng)的搞干擾能力，由于 SC1 器件工作在固態(tài)檢測方式，故不存在機(jī)械疲勞，靈敏度降低，誤觸發(fā)和受環(huán)境濕度溫度影響等不良現(xiàn)象，具有很好的一致性。傳統(tǒng)的機(jī)械式振動(dòng)傳感器，如壓電式振動(dòng)傳感器或水銀開關(guān)在一些溫度范圍內(nèi)線性不好，響應(yīng)時(shí)間長，而且輸出的是微弱的模擬信號(hào)，需要外加復(fù)雜的放大電路才能驅(qū)動(dòng)報(bào)警器。 基于性價(jià)比、低功耗及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)上考慮，本課題選用STC89C51單片機(jī)作為防盜系統(tǒng)的主控芯片。STC89C51是8031的升級(jí)產(chǎn)品，性能上較8031有很大提升，在價(jià)格上卻與8031差不多，甚至更低。STC89 系列的引腳排列、定義與 MCS51 完全一致，可以直接替換。遙控式防盜報(bào)警系統(tǒng)因具有良好的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性以及多功能等特點(diǎn),是目前作為摩托車防盜器的最佳選擇。鉤鎖、方向盤鎖和變速擋鎖等基本屬于機(jī)械式防盜器，它主要是靠鎖定離合、制動(dòng)、油門或方向盤、變速擋來達(dá)到防盜的目的，但只防盜不報(bào)警。 圖 28 SC1 振動(dòng)傳感器典型接法3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)及選型 系統(tǒng)設(shè)計(jì)摩托車防盜報(bào)警器是一種安裝在車上，用來增加盜車難度，延長盜車時(shí)間的裝置。此電阻可以不接，這時(shí) SC1 靈敏度最高。圖 28 是SC1 振動(dòng)位移傳感器典型接法，SC1 振動(dòng)傳感器 4 腳外接延時(shí)控制電容，取值越大，延時(shí)就越長，反之則延時(shí)就越短，一般取值為 ~10μF之間。內(nèi)設(shè)的定時(shí)控制電路，具有報(bào)警一段時(shí)間后會(huì)自動(dòng)復(fù)位的功能，當(dāng)器件檢測到振動(dòng)信號(hào)時(shí)，輸出端能夠輸出直流電壓信號(hào)，經(jīng)外部元件將電流放大后，即可驅(qū)動(dòng)報(bào)警器報(bào)警，一段時(shí)間后自動(dòng)復(fù)位，即輸出端為低電平。由于 SC1 器件工作在固態(tài)檢測方式，故不存在機(jī)械疲勞，靈敏度降低，誤觸發(fā)和受環(huán)境濕度溫度影響等不良現(xiàn)象，具有很好的一致性。可廣泛應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車，保險(xiǎn)柜,庫房門窗等場合的防盜裝置中。 SC1 振 動(dòng)傳感器SC1 振動(dòng)位移傳感器，是一種集振動(dòng)和位移測于一身的全方位固態(tài)控制器件，是目前作為報(bào)警和狀態(tài)檢測的最佳選擇。振蕩電阻： PT2262 和 PT2272 除地址編碼必須完全一致外，振蕩電阻還必須匹配，否則接收 距離會(huì)變近甚至無法接收，在具體的應(yīng)用中，外接振蕩電阻可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，阻值越大振蕩頻率越慢，編碼的寬度越大，發(fā)碼一幀的時(shí)間越長。至于設(shè)置什么樣的地址碼完全隨設(shè)計(jì)者喜歡。后綴的 6 和4 表示有幾路并行的控制通道，當(dāng)采用 4 路并行數(shù)據(jù)時(shí)（PT2272M4 ） ，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 8 位，如果采用 6 路的并行數(shù)據(jù)時(shí)(PT2272M6)，對應(yīng)的地址編碼應(yīng)該是 6 位。 PT2272 解碼芯片有不同的后綴，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示鎖存輸出，數(shù)據(jù)只要成功接收就能一直保持對應(yīng)的電平狀態(tài)，直到下次遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)才改變。PT2262 每次發(fā)射時(shí)至少發(fā)射 4 組字碼，而 PT2272 只有在連續(xù)兩次檢測到相同的地址碼加數(shù)據(jù)碼才會(huì)把數(shù)據(jù)碼中的“1”驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出端為高電平和驅(qū)動(dòng) VT 端同步為高電平。因?yàn)闊o線電信號(hào)傳輸時(shí)收很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱距離的20％甚至更少。當(dāng)發(fā)射電壓為3V 時(shí)，空曠地傳輸距離約20～50米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V 時(shí)約100～200米，當(dāng)電壓9V 時(shí)約300～500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700～800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。 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)過兩次比較核對后，VT（PT2272的17腳）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。中斷寄存器：各中斷允許控制位于IE寄存器，5個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)控制位于IP寄存器。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。XTALl：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。F1ash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上 +12V的編程電壓Vpp 。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。EA／ VPP：外部訪問允許。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，沒有兩次有效的PSEN信號(hào)。該位置位后，只有一條M0VX和M0VC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。對F1ash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1／6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設(shè)置SFR AUXR的DISRT0 位（地址8EH）可打開或關(guān)閉該功能。RST：復(fù)位輸入。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL ）。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門電路。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。 P3口第二功能端口引腳 第二功能 MOSI(用于ISP編程) MISO(用于ISP編程) SCK(用于ISP編程) RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INTO（外中斷 0） /INT1（外中斷 1） T0（定時(shí)/計(jì)數(shù)器0外部輸入） T1（定時(shí)/計(jì)數(shù)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。P1口：Pl 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口， Pl的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。在F1ash編程時(shí)， P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。作為輸 出口用時(shí)，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對端口寫“l(fā)”可作為高阻抗輸入端用。GND：地掉電方式保存RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)，STC89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)全雙工串行UART通道 2個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器1288字節(jié)內(nèi)部RAM全靜態(tài)工作模式：0Hz －33MHz1000次擦寫周期與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容MCS51 系列單片機(jī)主要有8038051 和 8751 類型產(chǎn)品，這里選用的是與這三種系列類型的單片機(jī)功能都是差不多的 STC89C51。 主要元器件介紹 STC89C51 單片機(jī)本系統(tǒng)中選用 MCS51 單片機(jī)，它是在一塊芯片中集成了 CPU、RAM 、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種功能的 I/O 線等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。放大整形電路由 LM358 內(nèi)部的兩個(gè)運(yùn)放組成的兩級(jí)不同增益的放大器來完成，U1A 組成增益電壓放大器，U1B 組成低增益隔離放大器，通過兩級(jí)運(yùn)放的互補(bǔ)作用，即保證來自前級(jí)的低頻脈寬數(shù)據(jù)信號(hào)有較高的放大增益，又兼顧放大后輸出的脈寬信號(hào)有很好的電流特性（波形好） 。Q2 工作在振蕩狀態(tài)，其接收頻率主要由CL2 的參數(shù)決定，調(diào)整 C7 可以在一定范圍內(nèi)改變接收頭的接收頻率。電路工作原理如下，ANT 為 24CM 的軟導(dǎo)線，由遙控器發(fā)出的高頻信號(hào)經(jīng) ANT感應(yīng)拾取，經(jīng) LC2 并聯(lián)諧振選頻后，通過 C3 耦合到高頻放大級(jí)，經(jīng) Q1 放大后的高頻載波信號(hào)，經(jīng) C6 耦合到超再升電路。接收模塊接收頻率為 315MHz，并具有較好的頻寬及溫度補(bǔ)償特性，可與一般精度的聲表諧振器穩(wěn)頻的發(fā)射機(jī)及 LC 發(fā)射機(jī)配套使用而不需要調(diào)整接收頻率，較寬的工作溫度范圍可適應(yīng)各種工作環(huán)境。圖 23 超再生接收電路原理圖接收模塊由接收天線、輸人選頻回路、高頻放大、超再升電路、脈沖信號(hào)放大整形電路組成。然而，超再生電路的工作穩(wěn)定性比較差，選擇性差，從而降低了抗干擾能力。如需要遠(yuǎn)的可靠距離，可在發(fā)射模塊的輸出端增加一級(jí)射頻功率放大器。發(fā)射模塊發(fā)射距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度、發(fā)射電壓及電流容量、發(fā)射天線、接收機(jī)靈敏度及收發(fā)環(huán)境有關(guān)。圖 22 為改進(jìn)型，體積更小，內(nèi)含隔離調(diào)制電路以消除輸入信號(hào)對射頻電路的影響，信號(hào)直接耦合，性能更加穩(wěn)定。當(dāng)脈沖高電平寬度在 ～1ms 時(shí)發(fā)射效果較好，大于 1ms 時(shí)效率開始下降；當(dāng)脈沖低電平寬度大于10ms 時(shí)，接收到的數(shù)據(jù)第一位極易被干擾（即零電平干擾）而引起不解碼。發(fā)射模塊采用 AM 方式調(diào)制以降低功耗，數(shù)據(jù)信號(hào)停止發(fā)射時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)射模塊之間采用電阻而不能采用電容耦合，否則發(fā)射模塊將不能正常工作。具有較寬的工作電壓范圍及低功耗特性。采用聲表面波（SAW315M）諧振器作為頻率源器件的高 Q 值、高頻穩(wěn)度的無線遙控發(fā)射和接收電路，解決了傳統(tǒng)的 LC 振蕩電路頻穩(wěn)度差及頻率漂移較大的問題。 無線射頻收發(fā)模塊簡介（1）發(fā)射模塊無線數(shù)據(jù)傳輸廣泛地運(yùn)用在車輛監(jiān)控、遙控、遙測、小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、門禁系統(tǒng)、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、無線標(biāo)簽、身份識(shí)別、非接觸 RF 智能卡、小型無線數(shù)據(jù)終端、安全防火系統(tǒng)、無線遙控系統(tǒng)、生物信號(hào)采集、水文氣象監(jiān)控、 機(jī)器人 控制、無線 232 數(shù)據(jù)通信、 無線485/422 數(shù)據(jù)通信、數(shù)字音頻、數(shù)字圖像傳輸?shù)阮I(lǐng)域中。輸出開關(guān)信號(hào)直接與 TTL 電路和或者單片機(jī)輸入電路相連接，電路結(jié)構(gòu)簡單。振動(dòng)輸出開關(guān)信號(hào)，輸出阻抗與配合輸出的電阻阻值所決定，根據(jù)檢測電路的輸入阻抗，可以做成高阻抗輸出方式。但是需要信號(hào)放大后送到 TTL 電路或者單片機(jī)電路中，不過使用一個(gè)三極管單級(jí)放大即可。常用振動(dòng)傳感器有以下幾種：（1）壓電片諧振式：使用壓電片接收振動(dòng)信號(hào)，壓電片的諧振頻率較高，為了降低諧振頻率，使用加大壓電片振動(dòng)體的質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)，并使用彈簧球代替附加物，降低兩諧振頻率，增強(qiáng)了振動(dòng)效果。電測法的要點(diǎn)在于先將機(jī)械振動(dòng)量轉(zhuǎn)換為電量（電動(dòng)勢、電荷、及其它電量） ，然后再對電量進(jìn)行測量，從而得到所要測量的機(jī)械量。如讀數(shù)顯微鏡和激光測振儀等。但在現(xiàn)場測試時(shí)較為簡單方便。振動(dòng)傳感器工作原理如下圖所示：圖 21 振動(dòng)傳感器的工作原理在工程振動(dòng)測試領(lǐng)域中，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分，可以分成三類。所以我們有時(shí)也稱它為換能器、拾振器等。振動(dòng)傳感器是將振動(dòng)信號(hào)（加速度、速度及位移）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置，振動(dòng)傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。2 相關(guān)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)概述 震動(dòng)傳感器相關(guān)概述 振動(dòng)傳感器的工作原理在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個(gè)測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的 IC 技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。第六部分將介紹硬件電路制作過程中印刷電路板的相關(guān)知識(shí)和注意事項(xiàng)。主要講述 STC89C51 單片機(jī)及其最小系統(tǒng)和各個(gè)模塊的實(shí)現(xiàn)以及和單片機(jī)的連接方式。在設(shè)計(jì)第三部分將著重介紹系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思想，包括硬件選擇和實(shí)現(xiàn)的方法。 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的第二部分，將介紹關(guān)于本設(shè)計(jì)課題的相關(guān)基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，著重在于介紹 STC89C51 單片機(jī)相關(guān)理論知識(shí)、PT2262/PT2272 專用編碼解碼芯片的原理、SC1 震動(dòng)傳感器的主要特性及引腳功能等。單片機(jī)檢測到 SC1 有信號(hào)輸出時(shí)，立即通過 I/O 口發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警信號(hào)，在發(fā)出報(bào)警聲響的同時(shí)，熄火繼電器常閉觸點(diǎn)斷開發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電源，使發(fā)動(dòng)機(jī)無法起動(dòng)，防止了盜賊不顧報(bào)警聲響而把車輛發(fā)動(dòng)起來盜走，到防盜報(bào)警的目的。 設(shè)計(jì)要求本課題采用 STC89C51 單片機(jī)作為主控制器，利用 PT2262 無線發(fā)射模塊作為遙控開關(guān)來啟動(dòng)和關(guān)閉防盜報(bào)警系統(tǒng)