基于单片机的遥控数显控制系统 毕业论文.doc

毕 业 设 计（论 文）基于单片机的遥控数显控制系统系别：机电信息学院专业名称：测控技术与仪器学生姓名： 学号：xxxxxxxxxxxxx指导教师姓名、职称： xxxxxxxxxxxxxxx 完成日期 2013 年 12 月 24 日基于单片机的遥控数显控制系统（硬件、软件设计）摘 要近年来，随着人们对生活便利性的需求越来越高，能够对不同类型信号的监测和报警的设备也越来越多。现在的报警器功能也越来越智能化。在感知的信号方面有红外信号、超声波信号、重力信号、震动信号、遥控信号等。本文通过对几种报警器的功能以及实际情况分析，设计了一种安全、实用、方便控制的报警器。本文首先阐述了报警器的研究状况和发展现状，以及不同类型报警器的优点和当前的普及程度。分析了一般报警器的检测原理和物理机制。根据常用的检测信号类型，选取了遥控信号、红外信号和温度信号作为本设计的检测依据。红外技术是一种发展很成熟的技术，由于它是不可见光，用在防盗报警系统上有良好的隐蔽性，而且可以在不同的天气条件下都可以使用，抗干扰能力也比较强。这种报警系统在家庭、场馆以及办公室等场合有广泛的使用。由于红外技术自身的优势，本设计以红外信号作为一种检测信号。温度是日常生活中最经常遇到的一个变量，温度值是很多报警系统所采纳的一个信号。特别是火灾报警设备中，温度信号是必不可少的一个值。对于具体的实物或是环境，温度往往是一个最直观的数据，通过对温度值的监测可以对现场情况做趋势的研判，对后续的操作提供一定的依据。随着设备智能化的发展，遥控技术越来越受到重视。通过遥控方式可以对受控对象进行远距离的控制和监测。在报警系统中占有重要的位置，不仅可以远距离的遥控报警设备，可以远距离的监测终端的基本情况。随着遥控技术的成熟，在报警系统中也得到越来越多的使用。本设计选取遥控信号、红外信号和温度信号作为监测信号。遥控信号用来远程控制报警器的开启与关闭。报警器开启之后，同时监测红外信号和温度信号，两个信号中有一个达到阈值则开始报警。 关键字：报警器；遥控；红外；温度remote control digital display system based on single chip microcomputerabstractin recent years, alarm detects more and more signal types and requires more intelligence in order to meet the convenience of human life needs. alarm can sense infrared signal, ultrasonic signal, gravity signal, vibration signal and remote control signals. this paper designs a safe, practical and convenient burglar alarm on the analysis of several common alarm functions and the actual situation.this paper describes the research and development of the alarm, the advantages and the disadvantages of several different alarms and theirs popularity. the paper also analyzes the detection principles and the physical mechanisms of the popular alarms. and this paper chooses remote control signal, infrared signal and temperature signal as the detection signals.infrared technology is a very mature technology and human eyes can not see infrared light. it can be used under different weather conditions with good concealment, and strong anti-interference ability. this kind of anti-theft alarm system is widely used in homes, offices and other occasions. this design uses infrared signal as a detection signal.temperature signal is most commonly used in daily life and used in most warning systems. particularly, temperature signal is an essential signal in the fire alarm device. temperature signal is one of the most intuitive parameters in the specific environment. it can be monitored to judge the spot situation in order to provide the basis for subsequent operations.remote control technology is highly attention with the development of the intelligent alarm. remote control technology can control and monitor remote object. remote control technology can not only control remote alarm equipment, but also monitor the basic situation of the terminal. it is used in alarm system because of the maturity of such technology.this anti-theft alarm system selects the remote control signal, the infrared signal and the temperature signal as monitoring signals. remote control signal is used to remotely control the alarm on and off. the infrared signal and the temperature signal were monitored at the same time after the opening of the alarm. the alarm was triggered when any of these signal reach its threshold.keywords: alarm；remote control；infrared；temperature目 录 第1章 绪 论ii1.1 课题背景及研究意义11.2 遥控数显控制系统的发展概况11.3 本课题研究的主要内容2第2章 遥控数显控制系统的总结32.1 原理介绍32.2 每个模块简单介绍32.2.1 遥控器32.2.2 遥控接收器42.2.3 显示电路42.2.4 温度传感器4第3章 遥控数显控制系统硬件设计63.1总硬件原理图63.2 传感器的选型和特点63.2.1 温度传感器的特点73.2.2 红外对管传感器的特点103.2.3 遥控传感器的特点123.3 单片机单元设计14 3.3.1 stc89c52单片机介绍143.3.2 单片机外围接口电路173.3.3 报警条件设置193.4 报警及控制输出电路193.5 显示电路19第4章 遥控数显控制系统的软件设计214.1 软件结构214.2 软件设计程序214.2.1 主程序224.2.2 温度数据读取程序224.2.3 中断显示程序244.2.4 构成报警条件子程序254.3 软件抗干扰措施26i第5章 遥控数显控制系统的调试与结果275.1 硬件调试分析的过程275.2 软件调试分析的过程275.3 故障调试及分析28第6章 总结306.1 本课题的成果和意义306.2 展望30附录a 原理图33附录b 实物图34附录c 程序35参考文献46致谢47ii第1章 绪 论1.1 课题背景及研究意义近年来，随着经济的高速发展，为了满足人们的生活需要，市面上的防盗报警器越来越多。报警器除了感知遥控信号，往往还会感知其他类型的信号，例如红外信号、超声波信号、重力信号、振动信号等。通过对不同种类的信号感知，报警器可以完成不同的任务。红外信号可以很方便的感知距离和人体的靠近。超声波信号可以比较准确的感知距离。重力信号可以方便的测量与垂线的夹角。而振动信号可以感知异常的振动。对于不同场合的或者是不同信号的感知可以完成特定的报警工作。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，它在各领域都得到了广泛的应用。由于它不是可见光，因此用来制作防盗报警系统，具有良好的隐蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干扰能力强，这种报警装置可以广泛用于博物馆，单位要害部门和家庭的防护。本设计是在对现有的光电防盗报警装置的优缺点的综合研究的基础上进行的，具有价格低廉，安装操作简易，误报率低等特点。通过查找资料，采用无线发射与接收来控制是否进入报警模式，通过红外线判读信号，再将信号通过电路传输给8051单片机处理，由单片机根据检测模块输入的信号来决定是不是对报警电路进行触发。遥控技术是对受控对象进行远距离控制和监测的技术。它是利用自动控制技术，通信技术和计算机技术而形成的一门综合性技术。一般都是指对远距离的受控对象的单一的或两种极限动作进行控制的技术，在人们的生产生活中具有广泛的应用空间。温度是日常生活中所经常遇到的一个变量，能测量温度值的传感器有很多种，对温度的测量也是很多报警器必备的功能之一。1.2 遥控数显控制系统的发展概况报警器从出现到现在大致经历的三代。第一代的报警器主要是开关式报警器，通过对开关量的改变而实现的报警。第二代报警器主要是破碎报警器和振动式报警器。由于第二代报警器的价格便宜，在一些车载报警上还大量使用。第三代报警器主要是空间移动报警器（例如超声波、微波、被动红外报警器等），这类报警器的特点是：只要所警戒的空间有人移动就会引起报警。这些防盗报警系统在报警探测器方面有了较快的发展。在报警器产品的设计方面，增加更多的功能，不仅方便安装与使用，还要能够方便的调试。为了使报警器的功能更加全面，现如今的报警器增加了区域管理、语音提醒、生物识别技术、报警自动发彩信图片、远程控制等技术。联网方式也更加多元化，如由以前单一的电话组网扩展到可以ip网络联网、无线化的gsm/gprs联网等，从而更加可靠的保障了数据的安全性。报警设备除了满足功能性之外，还要提高设备的易用性，使其像日常家电一样容易使用，在一些报警设备中还增加了语音导航功能，可以不用看屏也能知道如何设置使用系统，方便各类人群操作使用。当有非法侵入防范区时，引起报警，可以用来发出将要出现危险情况的信号。1.3 本课题研究的主要内容本文主要设计的是基于单片机遥控数显防盗报警系统，利用单片机控制报警设备。设计采用模块化设计原则，利用多种集成芯片，将硬件模块和软件系统组合，初步设计一个简易的报警系统，用于车辆方面或者其他方面的报警。设计选用性能价格比较高的单片机stc89c52，对于温度数据的采集系统选用ds18b20，对于距离的感应选用红外传感器。遥控器选用315mhz的pt2262/2272无线遥控模块。通过遥控器来完成报警器的打开与关闭，当遥控器处于打开状态时再来判断温度值和红外值。当两个值有一个达到阈值时，开始报警。第2章 遥控数显控制系统的总结2.1 原理介绍报警器在不同的场合下会有不同的应用。本报警器拥有以下几个部分：遥控器、温度传感器、红外传感器、报警及工作指示电路和显示电路。遥控器用来指示当前报警器是否工作。当报警器开始工作后，显示电路用来显示当前的温度值和红外值。报警器用来提醒当前的温度或是红外值达到阈值了。本设计的硬件框图如图2-1所示。图2-1 报警器原理框图2.2 每个模块简单介绍 2.2.1 遥控器遥控器是一种用来远控机械的装置。现代的遥控器，主要是由集成电路电板和用来产生不同讯息的按钮所组成。遥控器是采用最新技术编码解码，以闪断方式控制门泵电磁阀以达到开关自动门的目的。用于客车(大巴、中巴）遥控开、关车门，避免驾驶员每次都需要上车开门的烦恼。遥控器是一种无线发射装置，通过现代的数字编码技术，将按键信息进行编码，通过红外线二极管发射光波，光波经接收机的红外线接收器将收到的红外信号转变成电信号，进处理器进行解码，解调出相应的指令来达到控制机顶盒等设备完成所需的操作要求。 2.2.2 遥控接收器光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。 2.2.3 显示电路 数码管是一种把多个led显示段集成在一起的显示设备。有两种类型，一种是共阳型，一种是共阴型。共阳型就是把多个led显示段的阳极接在一起，又称为公共端。共阴型就是把多个led显示段的阴极接在一起，即为公共商。阳极即为二极管的正极，又称为正极，阴极即为二极管的负极，又称为负极。通常的数码管又分为8段，即8个led显示段，这是为工程应用方便如设计的，分别为a、b、c、d、e、f、g、dp，其中dp 是小数点位段。而多位数码管，除某一位的公共端会连接在一起，不同位的数码管的相同端也会连接在一起。即，所有的a段都会连在一起，其它的段也是如此，这是实际最常用的用法。数码管显示方法可分为静态显示和动态显示两种。静态显示就是数码管的8段输入及其公共端电平 一直有效。动态显示的原理是，各个数码管的相同段连接在一起，共同占用8 位段引管线；每位数码管的阳极连在一起组成公共端。利用人眼的视觉暂留性，依次给出各个数码管公共端加有效信号，在此同时给出该数码管加有效的数据信号，当全段扫描速度大于视觉暂留速度时，显示就会清晰显示出来。 2.2.4 温度传感器ds18b20是dallas公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚to92小体积封装形式；温度测量范围为55125,可编程为9位12位a/d转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个ds18b20可以并联到3根或2根线上，cpu只需一根端口线就能与诸多ds18b20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使ds18b20非常适用于远距离多点温度检测系统。第3章 遥控数显控制系统硬件设计3.1 总硬件原理图图3-1总硬件原理图3.2 传感器的选型和特点本设计中用到了数字式温度传感器ds18b20， 红外对管传感器，315mhz的pt2622/2722遥控器。ds18b20是dallas公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚to92小体积封装形式；温度测量范围为55125,可编程为9位12位a/d转换精度，测温分辨率可达0.0625。红外对管传感器是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。315mhz的pt2622/2722无线遥控传感器可以方便的实现单向的遥控控制，遥控发射器内部使用一节12v的电池供电，工作在待机状态时的工作电流仅为15微安。当有键按下时按照一定的编码方式向外发射。接收电路由5v电源供电，当接收到有数据发射时，相应的管脚输出高电平，提示发射器有键按下。根据接收器管脚的电平关系，可以具体的知道遥控发射器上那个键被按下。 3.2.1 温度传感器的特点ds18b20是dallas公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚to92小体积封装形式；温度测量范围为55125,可编程为9位12位a/d转换精度，测温分辨率可达0.0625，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个ds18b20可以并联到3根或2根线上，cpu只需一根端口线就能与诸多ds18b20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使ds18b20非常适用于远距离多点温度检测系统。（1）ds18b20的内部结构ds18b20内部结构主要由4部分组成：64位rom、温度传感器、非挥发的温度报警触发器th和tl、配置寄存器。dq为数字信号输入输出端；gnd为电源地；vdd为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。rom中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该ds18b20的地址序列码，每个ds18b20的64位序列号均不相同。rom的作用是使每一个ds18b20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个该传感器的目的。ds18b20中的温度传感器可完成对温度的测量。12位转化后得到12位的数据，存储在18b20的两个8比特的ram中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘以0.0625即可得到实际温度。ds18b20分别工作在9位、10位、11位和12位模式下，所对应的温度分辨力依次为0.5、0.25、0.125、0.0625。本次设计选用9位的ds18b20，温度值本应为9位（其中，符号位占一位），但因符号位又被扩展成高8位，故实际以16位补码的形式读出。其中，高8位代表符号，“0”表示t0 ,“1”表示t0；低8位则以0.5/lsb(最低有效位)的形式表示温度值.例如,对应于-25的数据格式为: msb lsb1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0(符号位“-”) (温度值“ ”)11001110的补码为00110010,即被测温度值为：t=-(125 +124 +12) 0.5= -25温度与数据的对应关系见表3-1-1表3-1-1 9位ds18b20温度与数据的对应关系温度/二进制数据输出十六进制数据输出+12500000000 1111101000fah+2500000000 001100100032h+0.500000000 000000010001h-0.511111111 11111111ffffh-2511111111 11001110ffceh-5511111111 10010010ff92h（2）ds18b20的外部结构ds18b20采用3脚pr-35封装或8脚soic封装。此设计中采用3脚封装形式，引脚排列如图3-2所示。i/o为数据输入输出端（即单线总线），它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。vdd是可供选用的外部+5v电源端，不用时需接地。gnd为地。（3）ds18b20使用中注意事项 ds18b20虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： a、较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于ds18b20与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对ds18b20进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。在使用pl/m、c等高级语言进行系统程序设计时，对ds18b20操作部分最好采用汇编语言实现。图3-2 ds18b20的引脚排列图b、在ds18b20的有关资料中均未提及单总线上所挂ds18b20数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个ds18b20，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂ds18b20超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 c、连接ds18b20的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常12位转化后得到的12位数据，存储在18b20的两个8比特的ram中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位位为只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用ds18b20进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。d、在ds18b20测温程序设计中，向ds18b20发出温度转换命令后，程序总要等待ds18b20的返回信号，一旦某个ds18b20接触不好或断线，当程序读该ds18b20时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行ds18b20硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接vcc和地线，屏蔽层在源端单点接地。 3.2.2 红外对管传感器的特点红外对管传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（如人体或其他遮挡物）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围230cm，工作电压为3.3v-5v。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于对障碍物或移动物体是否遮挡发光管的判定。红外对管传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电管将输入电流转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电管选用的是波长接近可见光的红外线光波型。（1）红外对管传感器的构成红外对管是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。红外对管传感器在一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（led）和激光二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器由光电二极管或光电三极管组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。（2）分类和工作方式a、槽光电开关把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。b、对射式光电开光若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开光，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。c、反光板反射式光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器接收不到光信号时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。d、 扩散反射式光电开关它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关控制信号。e、光纤式光电开关把发光器发出的光用光纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。（3）术语 a、距离滞后：指的是测量板接近或者移去时开关偏移的距离。距离滞后用开关距离的百分比来表示。 b、参考轴：发送器和接收器（对射型光电传感器），或者发送器和目标/反射板（反射型，反射板型光电传感器）之间构成的相对的理想轴线。在对射型光电传感器的情况下，参考轴是透镜的光轴。在反射型和反射板型光电传感器的情况下，参考轴是发送器和接收器透镜的光轴之间的中线。 c、反射板盲区：光束在反射的过程中，有一段区域是不能识别反射板的区域，这段区域就是反射板的盲区。 d、 暗通（d.on）：是指当接收装置无光束射入时光电传感器的开关接通；当反射型光电传感器接收反射光束，如果无物体出现，则开关接通，而当有物体出现在光束射线的中间时，开关就断开。 e、亮动（l.on）：是指当光学接收器受到光照的时候，传感器的输出接通。对射型和反射板型光电传感器是在光线遮住的时候，输出接通;反射型光电传感器，是在目标足够接近的时候，输出接通。 f、盲区：是指反射型光电传感器不能识别目标的范围。 g、 namur：是化工行业检测和控制技术的标准；要求仪表坚固可靠，适宜在易爆环境中工作。 3.2.3 遥控传感器的特点要实现无线报警组网，对组成的无线报警探头和主机有一定的技术要求：比如无线发射接收的工作频率相同，这里提供的设备都是工作在315m hz的，并且都用声表谐振器稳频，频率稳定度非常好，而且需要采用相同的编码解码芯片，这里都用pt2262/pt2272，而且芯片的振荡电阻相一致，振荡电阻的大小决定了编码波形高低电平的宽度。 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，pt2262/pt2272 最多可有 12 位(a0-a11) 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 最多可有6 位(d0-d5) 数据端管脚，设定的地址码和数据码从17管脚串行输出，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，从而对高频电路完成幅度键控（ask 调制）相当于调制度为100 的调幅。pt2262发射模块的原理图如图3-3所示。图3-3 pt2262模块电路原理图图3-4 pt2272电路原理图pt2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有l4/m4/l6/m6 之分，其中l 表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。m 表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。后缀的 6 和4 表示有几路并行的控制通道，当采用 4 路并行数据时（pt2272-m4)，对应的地址编码应该是 8 位，如果采用 6 路的并行数据时(pt2272-m6) ，对应的地址编码应该是6 位。要组成一个无线报警网最重要的是要正确设置各个无线探头和主机编解码芯片的地址码和数据码。pt2262/pt2272（sc2262/sc2272）的第18脚是芯片的地址码设置脚，地址码有三个状态：悬空、接高电平、接低电平，地址码就好比是一张身份识别的证书，只有发射端和接收端的地址码设置成完全相同，才能互相确认通过。所以在同一个无线报警网中，地址码必须相同，如果在同一个环境中有几个无线报警网时，只要地址码能互相区分就不会互相干扰。 pt2262/pt2272（sc2262/sc2272）的第1014脚是数据码设置端，数据端可以是高电平1或者是低电平0，一共有4个通道，所以从00001111一共有16个。数据码在无线报警网中主要的作用是区别不同的无线探头，最多可以区分16个，有些主机出于成本和实用性的考虑，只用了其中的8个，表示8路报警通道。接收模块使用超再生接收技术，采用lc振荡电路，内含放大整形，输出的数据信号为解码后的高电平信号，使用极为方便，并且价格低廉，所以被广泛使用。接收模块有较宽的接收带宽，一般为10mhz，中心频率一般在315mhz或433.92mhz（如有特殊要求可调整频率，频率的调整范围为266mhz433mhz。）。接收模块一般采用直流5v电源供电，如有特殊要求可调整电压范围。3.3 单片机单元设计单片机应用系统中主机电路是核心，单片机当然就应该是核心的核心了，在选择单片机时，需考虑其字长和指令功能，寻址范围与寻址方式，位处理和中断处理功能，定时计数和通讯功能，内部ram的大小及芯片价格等。在内存容量要求不大，外部设备要求不多的应用系统中，采用8位微处理机较为合适。如应用系统比较复杂，运算功能较强，处理粘度高，运算速度快，则采用16位单片微机。在本次设计中，报警系统的功能是及时的对一些事件的早期预报，不需要完成很复杂的功能，因此选用8位的stc89c52单片机就能满足本报警器的要求。 3.3.1 stc89c52单片机介绍stc89c52是一种低功耗高性能cmos 8位单片机，它除了具有与stc89c52完全兼容的若干特性外，还增加了许多新功能：新增加很多功能，性能有了较大提升，价格却基本不变，甚至比89c51更低。 isp在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内的程序不需要把芯片从工作环境中剥离，是一个强大易用的功能。工作频率为33mhz，大家都知道89c51的极限工作频率只有24m，就是说stc89c52具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。具有双工uart串行通道。 内部集成看门狗计时器，不再需要像89c51那样外接看门狗计时器单元电路。 双数据指示器。电源关闭标识。 全新的加密算法，这使得对于stc89c52的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列产品。比如8051、89c51等等早期mcs-51兼容产品。也就是说所有教科书、网络教程上的程序（不论教科书上采用的单片机是8051还是89c51还是mcs-51等等），在stc89c52上一样可以照常运行，这就是所谓的向下兼容。图3-5是stc89c52的管脚图。vcc：at89s51电源正极输入，接+5v 电压。gnd：电源接地端。xtal1：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，此引脚应接地。xtal2：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。图3-5 stc89c52管脚图rst：at89s51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片工作时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，at89s51 便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。ale/prog：ale 是英文“address latch enable”的缩写，表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ale信号负跳变来触发外部的8位锁存器(如74ls373)，将端口p0的地址总线(a0a7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ale 引脚的输出频率是系统工作频率的1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以1/12 振荡频率输出。ea/vpp：该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码 (存于外部eprom 中)来执行程序。因此在8031中，ea引脚必须接低电位，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用at89s51或其它内部有程序空间的单片机时，此引脚接成高电平使程序运行时访问内部程序存储器，当程序指针pc值超过片内程序存储器地址(如8051/8751/89s51的pc超过0fffh)时，将自动转向外部程序存储器继续运行。此外，在将程序代码烧录至8751内部eprom、89s51内部falsh时，可以利用此引脚来输入提供编程电压（8751 为2lv、at89s51为12v、8051 是由生产厂方一次性加工好）。psen：此为“program store enable”的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次psen信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生psen信号，在访问外部数据时，亦不产生psen 信号。p0：p0口(p0.0p0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向io口用。p0口每一个引脚可以推动8个lsttl负载。p2：p2口(p2.0p2.7)是具有内部提升电路的双向i/0端口(准双向并行i/o口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向io口用。每一个引脚可以推动4个lstl负载。p1：p1口(p1.0p1.7)是具有内部提升电路的双向i/0端口(准双向并行i/o口)，其输出可以推动4个lsttl负载。仅供用户作为输入输出用的端口。p3：p3口(p3.0p3.7)是具有内部提升电路的双向i/0 端口(准双向并行i/o口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下：p3.0 rxd 串行通信输入p3.1 txd 串行通信输出p3.2 int0 外部中断0输入，低电平有效p3.3 int1 外部中断1输入，低电平有效p3.4 t0 计数器0外部事件计数输入端p3.5 t1 计数器1外部事件计数输入端p3.6 wr 外部随机存储器的写选通，低电平有效p3.7 rd 外部随机存储器的读选通，低电平有效 3.3.2 单片机外围接口电路（1）时钟电路时钟电路控制着计算机的工作节奏，51系列单片机内有一个反相放大器组成的振荡器，xtal1为反相器的输入端，xtal2为反相器的输出端。51系列单片机的时钟可以利用内部振荡器产生，只要在xtal1和xtal2引脚上外接定时反馈电路，内部振荡器便自激振荡，产生时钟输出到内部的定时控制逻辑电路。定时反馈电路一般为石英晶振和电容的并联回路，这种方式称之为内部方式。如果振荡器已经起振，xtal2引脚上就输出3v左右的正弦波。振荡频率主要由石英晶振的频率决定，一般在0.5mhz16mhz之间，典型值为12 mhz和11.0592 mhz，在本设计中选用石英晶振的频率为12 mhz。电容c1、c2主要作用是帮助振荡器起振，其值的大小对振荡频率有影响，可用来对频率微调典型值为c1=c2=20pf,当然，单片机的工作时钟也可由外部的振荡器提供，一般要求0.5 mhz16 mhz之间的方波，典型值也是12 mhz和1 1.0592 mhz。（2）复位电路stc89c52的复位电路由外部按钮加上电复位电路组成。电容具有隔直流通交流的特性。当开机上电瞬间，直流电源相当于一个交流电源给电容充电。这样电容就相当于导线。电阻r1上端为高电平，下端接地为低电平。在连续振荡几次后，达到stc89c52的复位电压3v，就进行复位，这时内部各寄存器的数据值如表五所示。当中间过程出现死机或者死循环时，可用按钮进行复位。(3) 电源电路本次设计中，stc89c52单片机和红外传感器及温度传感器ds18b20的vcc部分都用的是+5v电源。电源部分的采用开关电源形式，将工频电直接整流之后利用斩波技术，将220v变换成+5v的直流电，以提供整个设计使用。(4) 单片机最小系统单片机最小系统如图3-6所示。从图上我们可以看到，单片机的时钟由12mhz的晶振提供，其时钟节拍为1微秒。单片机的复位管脚为高电平复位，图上的rc微分电路来提供复位信号。图3-6 单片机最小体统 3.3.3 报警条件设置在本小节中要对三种传感器的报警条件进行设置。每种传感器的工作 状态都分为两种：达到报警条件与未达到报警条件。(1)温度传感器：40摄氏度以上为达到报警条件，以下为未达到报警条件；(2)红外传感器：红外被遮挡5秒以上为达到报警条件，以下为未达到报警条件。3.4 报警及控制输出电路当达到报警条件时，要有报警信号发出。这种报警信号通常有三类：闪光报警，鸣音报警和语音报警。本设计的报警电路包括灯光报警和蜂鸣器报警两种方式。实现声光报警电路比较简单,如图3-7所示。发音元件采用压电蜂鸣器，只需在其两条引线上加3v24 v的直流电压，蜂鸣振荡音响。压电式蜂鸣器结构简单，耗电少，适合本单片机系统。本设计中，要考虑与发光二极管串联的限流电阻大小的确定，阻值选择不应当会影响二极管寿命。发光二极管的驱动电流为几十毫安，本电路发光二极管的动态电流为：i=5v/500=10ma,大小适合发光二极管的驱动。图3-7 声光报警电路 除了报警之外，本设计留出了2个控制输出端口，当报警时，这两个控制输出口输出低电平，不报警时输出高电平。可以用这两个控制输出端口控制输出不用的开关量。例如用到家庭报警上，就用输出控制信号启动短信发送功能；用到汽车报警上可以去控制点火线圈和车门把锁等。3.5 显示电路为了能够实时的看到温度值和红外被遮挡的时间值，整个设计上增加了动态数码管显示电路。电路图如图3-8所示。数码管的前两位显示红外被遮挡的时间。后两位显示实时的温度值。为了降低对端口的使用量，这里使用动态显示的方式。 图3-8 动态显示电路第4章 遥控数显控制系统的软件设计4.1 软件结构本系统是较完整的单片机应用系统，在硬件原理中，除了基本的扩展电路外，还配置了数据采集。软件设计采用模块化设计方法，通过完成几大模块的程序设计来实现报警的功能，报警系统的软件设计主要由3个工作状态：待机工作状态、正常工作状态和报警状态。整个系统的软件部分需要负责温度信号的读取与显示，红外遮挡时间信号的读取与显示，遥控信号的判定和报警输出控制等。在软件的编程过程中，要一步就实现整个系统的功能是有困难的，只有逐步实现各个功能，然后进行组合，才能方便实现整个功能。因而，实现各个功能的编程工作，采用模块化的设计方法，才能将硬件与软件结合实现系统的整体功能。在待机工作状态下，程序要读取遥控器上的a键是否按下，如果a键按下则转入正常工作状态。正常工作状态下，程序负责温度值的读取与显示，红外遮挡时间的判定与显示，以及对遥控器b键是否按下的判定。当遥控器的b键按下，则有正常工作状态转入待机工作状态。如果温度值或是红外遮挡的时间值大于所设定的阈值时，则