無線報警器控制系統設計

摘 要：此課題研究的內容主要是無線接收、系統控制、和解決一般報警系統可預見的防范措施。這里所設計的系統結構主要紅外探測接收模塊，發射模塊，報警系統控制中心組成。紅外接收電路集紅外光遮擋、觸摸報警雙重功能于一體，具有隱蔽性強、警戒距離遠、靈敏度高、報叫響高等優點。系統控制采用AT89C2051及PT2272/2262專用解碼芯片，可靠性及穩定性較好；數據處理的任務由單片機完成，用于區分報警信號，同時接受各種操作指令，完成相應的操作，當接收到報警信號后一方面驅動報警電路，發出響亮的警車報警聲；另一方面輸出具體的地址信息，確定是哪一路發送了報警信號；斷電報警功能則實時監控電源狀況。

關鍵詞：紅外探測 無線接收與發射 靈敏度高 報叫響亮

中圖分類號：TM5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（b）-0034-03

1 系統設計方向及目標

1.1 工作原理及組成部分

紅外探測發射電路使用IC555多諧振蕩器、發光指示電路和紅外光發光驅動電路組成。接收電路紅外光電轉換器、放大電路、單音譯碼電路、跟隨器、可控硅觸發電路和音響報叫電路等。采用紅外光無阻擋地照射在紅外接收管VD1、VD2的接收窗口上。發射電路中的VD1，VD2發出兩束相距10 cm的載波為14 Hz的調制紅外光，并直射在接收電路的VD1、VD2管上。如有人闖入照射區，系統自動發出警示音。

系統控制采用AT89C2051及PT2272/2262專用解碼芯片，可靠性及穩定性較好；數據處理的任務由單片機完成，用于區分報警信號，同時接受各種操作指令，完成相應的操作，當接收到報警信號后一方面驅動報警電路，發出響亮的警車報警聲；另一方面輸出具體的地址信息，確定是哪一路發送了報警信號；斷電報警功能則實時監控電源狀況。（主要功能介紹見硬件設計）

1.1.1 設計框圖（如圖1）

1.1.2 系統模擬框圖如（如圖2）

1.2 入侵探測器選型

2 紅外發射與接收的編碼方式

2.1 無線發射編碼方式及原理

無線發射框圖（如圖3）。

數據碼、地址碼以及同步碼構成了編碼芯片PT2262發出的編碼信號，當這個編碼信號發出后，信號由解碼芯片PT2262接收，其中，兩次比較核對地址碼后，才將高電平由VT腳輸出，與此同時，高電平也由其他相應的數據腳發出，假若按鍵一直被發送端按住不放，編碼芯片也會一直是工作狀態，連續發射信號。當發射機沒有任何按鍵按下時，PT2262不接通電源，基17腳輸出為低電平，所以315 MHz的高頻發射電路不工作；相對應的，當發射機有按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳步輸出經調制的串行數據信號，當17腳為高電平期間315 MHz的高頻發射電路起振，并將等幅高頻信號一起發射，當17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100%的調幅。

2.2 接收的編碼方式

2.3 解碼原理

2.4 軟件設計圖（如圖5）

3 單片機

3.1 AT89C2051單片機性能及原理

At89C2051是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含2k bytes的可反復擦寫的只讀Flash程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。

圖形（如圖6）。

同時此單片機的時鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設置的睡眠省電功能，系統的喚醒方式有RAM、定時/計數器、串行口和外中斷口，系統喚醒后則進入繼續工作狀態繼續工作。在省電模式中，片內RAM將被凍結，時鐘停止振蕩，所有功能停止工作，直至系統被硬件復位方可繼續運行。

3.2 AT89C2051單片機參數介紹

AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。

3.3 I/O口的內部結構

3.4 振蕩器特性

XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內部時鐘信號要通過一個二分頻觸發器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。

3.5 芯片擦除

整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。

此外，AT89C51設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM、定時器、計數器、串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。

AT89C2051是一帶有2KB FLASH可編程、可擦除只讀存儲器（EEPROM）的低電壓、高性能8位CMOS微型計算機，引腳（如圖6）。

主要性能有以下幾點。

4 結語

系統控制采用AT89C2051專用解碼芯片，可靠性及穩定性較好；數據處理的任務由單片機完成，用于區分報警信號，同時接受各種操作指令，完成相應的操作。此課題實現了紅外探測；無線接收與發射；其靈敏度高；報叫響亮。

參考文獻

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