毕业论文 智能家用门窗报警器设计(4)

2019-04-23 13:24

部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口线上的内容,在整个访问期间不改变。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

(6) P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向1/0口。作输入端时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。对P3口写入“l”时,它们被内部的上拉电阻拉高并可作为输入端口。P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。P3口除了作为一般的1/0口线外,更重要的用途是它的第二功能,P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

(7) RST:复位输入。当震荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

(8) ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器,ALE还以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

(9) EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为OOOOH-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需要注意的是:如果加密位LBI被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电源vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。

(10) XTALI:振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 (11) XTAL2:振荡器反相放大器输出端。

(12)时钟振荡器:AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相器,引脚XTALI和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。

外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容CI、C2接在放大器的反馈回路中构成并联荡电路。对外接电容CI、C2虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、搌荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性,如果使用石英晶体,推荐电容使用30PF,而如使用陶瓷谐振器建议选择40PF。

(13) AT89C51单片机内部有4K字节的Flash存储阵列出厂时已处于擦除状态(即所有存储单元的内部均为FFH),用户随时可以对其进行编程。编程接口可接收高电压(+12)

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或低电压(vcc)的允许编程的允许编裎信号。低电压编程模式适合于用户在线编程系统,而高电压编程模式可与通用EPROM编程兼容。

(14) AT89C51的极限参数: 工作温度:-55℃ to +125℃; 储藏温度:-65℃ to +150℃; 任一引脚对地电压:-1.OV to +7.OV; 最高工作电压:6.6V; 直流输出电流:15.0mA

3.3.3编码解码芯片PT2262/PT2272芯片选择

此无线装置传送信号需要发射编码信号无线传送,因此需要选择编码解码芯片。目前市场上有大量应用在无线传送领域的编解码芯片,比如无线编解码芯片EV1527、无线编解码芯片(CMS2272)、无线编解码电路 SC2260 SC2260-R4等。但考虑到设计预算有限,设计也较为简单。因此采用编码解码芯片PT2262/PT2272。 只要很少的外围器件就可以实现短消息通信识别,而且整个系统的稳定性也较高,比较简单,适合作为简单遥控用使用。

PT2262/PT2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,之所以选择这款编码解码芯片,PT2262/PT2272最多可有12位(AO-A1I)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多有6位(DO-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出,可用于无线遥控发射电路。

编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,解码芯片PT2272接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT脚才输出高电平,与此同时相应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时,PT2262不接通电源,其17脚为低电平,所以315MHz的高频发射电路不工作,当有按键按下时,PT2262得电工作,其第17脚输出经调制的串行数据信号,当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号,当17脚为低电平期间315MHz的高频发射电路停止振荡,所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号。表3-3为PT2262管脚说明。

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表3-3管脚 名称 管脚 说明 A0—A11 1-8 9-13 地址管脚 可用于编码 设置为0、1、f D0-D5 1-6 数据输入端 当为1时 编码发出 VCC 18 电源正端 VSS 9 电源负端 TE 14 编码启动端 OSC1 OSC2 16 15 振荡电阻输入输出端 DOUT 17 编码输出端

3.3.4集成芯片LM386

在现实中设计的无线报警装置,所需警铃功率较大,因此需使用集成功放电路。一般选用型号为LM386的集成功放器件。LM386是美国国家半导体公司生产的低电压小功率音频功率集成电路。它具有以下特点:

(1)工作电压范围宽.为4~12V; (2)静态耗电电流小,为4mA(典型值); (3)失真小,为0.2%(典型值);

(4)电压增益可变,为20~200倍(26~46): (5)外接元件少,电路内部工作状态自动调节: (6)输出功率为660mW(最大); (7)频带范围为300Hz~300kHz。

晶体管VTI~VT6构成了输入级,VT7为电压放大级,其集电极负载为一恒电流。VT8~VTl0组成互补对称OTL输出电路。电阻R5~R7组成负反馈环路,其固定增益为20倍。LM386的外形采用8脚双列直插式封装,下图为其外形及管脚排列图。左侧槽形缺口是定位标记,它的左下角引线是①脚(有的上方还有一个圆点标记),②③脚是输出端,④脚接“地”,⑤脚是输出端,⑥脚接电源正极,①⑦⑨脚用以改善集成功放的性能。如要调节一下LM386的放大倍数,可在它的①⑧脚间接上一个电位器和一只l0uf左右的电容组成串联网络。当电位器的阻值为零时,LM386的电压放大倍数最大(约20倍)。如要使扬声器发出的声响柔和一些,可在⑤脚与地之间串接一只电容和电阻。在⑦脚与地之间接上一只几十微法的电容器,便可防止LM386出现自激。

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3.3.5门磁传感器

在实际中触发装置可采用无线门磁传感器、红外传感器、超声波传感器等类型的传

感器。无线门磁传感器由于专门为门窗安防设计而成,具有安全可靠的特点,因此选用它作为触发装置。设计应用一般总是安装在门内侧的上方。它由两部分组成:较小的部件为永磁体,内部有一个永磁铁,用来产生恒定磁场;较大的部件是无线门磁主体,内部有一个常闭型干簧管。当永磁体和干簧管靠得很近时(小于5mm),无线门磁传感器处于工作等待状态;当永磁体离干簧管有一定距离后,无线门磁传感器立即发射包含地址编码和自身识别码(也就是数据码)的315MHz的高频无线电信号。主机通过识别这个无线电信号的地址码,判断是否为同一个报警系统,然后根据自身识别码(即数据码),确定是哪一个无线门磁报警。

3.4安装与注意事项

将带引线磁控组件贴于非活动门窗边,无引线磁控组件贴在活动门窗边沿与之对应,两者的间隙保持在3~7mm范围内。若每次开门时,转发指示灯均应可靠闪亮数次而自停,而后接通接收端电源,并逐步拉开距离至其它房间,如办公室、值班室等处作报警实验,确认可靠无误即可投入使用。

安装和使用报警器时,应注意以下几点:

(1)接收报警器外部软天线应拉直勿折,以保证接收效果。

(2)磁控组件在安装时,注意使上标箭头正对,并使相对平行距离越近越好,最远安装间隙不应超过l00mm。

(3)在楼层上下方向使用时,传送距离最好不超过四层。

(4)需长时期监控各转发现场状态时,接收报警器最好使用9~12V直流外接电源供电。

(5)当发射距离不足时,应即时更换内部9V叠层电池。

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4 软件设计

4.1主程序流程图

软件设计采用51单片机的C语言编程,并在 keil软件上编译,生成hex文件。

如图4-1所示:

图4-1主程序流程图

4.2程序模块说明

该系统软件采用C语言开发,主要由查询和中断两部分组成。报警信号检测为循环检测,远程控制为中断部分。子程序包括有停电程序、撤防程序、布防程序、报警程序。

4.2.1停电报警程序

断电报警功能实时监控电源状况,当电源断电后,会发出嘟嘟的报警声,提醒使用

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