文献综述
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附录1
基于51单片机的家居防盗报警器设计的文献综述
1 引言
1.1单片机简介
AT89C51是一种高效微控制器。
采用40引脚双列直插封装形式。
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口有8位,每一位由一个锁存器、两个三态输入缓冲器以及控制电路和驱动电路组成。
P0口的输出级的每一位可驱动8个LSTTL门。
P0口作通用I/O 口时,由于输出级是开漏电路,故用它驱动NMOS电路时需外接上拉电阻。
P1口是一个专用的8位准双向I/O口,只具有通用输入/输出口功能,每一位都能设定为输入或输出。
P2口是一个8位准双向I/O口,具有两种功能。
一是作通用I/O口用,与P1口相同。
二是作扩展系统的高8位地址总线。
输出高8位地址,与P0口一起组成16位地址总线。
P3 口也是一个8 位准双向I/O 口,除具有与P1 口同样的功能(即可以作通用I/O 口使用)外,还具有第二功能。
当工作在第二功能时,每位都具有新的功能。
P1 口~P3 口的输出级的每一位可驱动4 个LSTTL 门。
由于它们的输出级内部有上拉电阻,因此组成系统时无需外加上拉电阻。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件,应不接。
1.2 国内外发展
单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、Soc三大阶段。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了Soc化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于Soc的单片机应用系统设计有较大的发展。
因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机,以及程控玩具等等,这些都离不开单片机。
单片机的技术进步反映在内部结构、功率消耗、外部电压等级以及制造工艺上。
在这几方面,较为典型地说明了数字单片机的水平。
在目前,用户对单片机的需要越来越多,但是,要求也越来越高。
在单片机应用中,可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域,提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。
近年来,单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术:EFT (Ellectrical Fast Transient)技术,低噪声布线技术及驱动技术,采用低频时钟。
同时单片机在目前的发展形势下还表现出可靠性及应用越来越水平高和互联网连接,所集成的部件越来越多,功耗越来越低和模拟电路结合越来越多等发展趋势。
2多功能报警器的工作原理
传感器把监控到的火灾或者盗窃信号转换成电信号后,经无线发射模块传送出去,报警器主机内的无线接收模块会接收到监控现场来的信号,经过单片机的处理后在报警器主机内采用不同的发光二极管闪烁发出报警。
当采集到火灾信号时,表示火警的发光二极管闪烁;当采集到的是盗窃信号时,表示盗窃的发光二极管闪烁;并都伴随有声音报警。
2.1 多功能报警器硬件的组成
本报警器硬件分两部分:一是监控现场信号采集电路,二是报警器主机电路。
2.1.1 监控现场信号采集电路
监控现场信号采集电路的组成方框图如图1所示。
利用传感器, 把检测到的火灾或盗窃信号转换器电压信号,经过编码器编码后,通过无线发射模块把信号发射出去。
(1)火灾检测
由于本报警器是作为家庭或仓库等场合的使用,根据《火灾自动报警系统设计规范》的相关规定,火灾传感器宜采用点型火灾探测器,本报警器采用HIS-07离子烟感探测器。
在无烟或无燃烧物时,探测器收集极保持平衡电位,为低电平;当火灾的发生时,往往伴随着大量的烟雾,当烟雾进入离子烟感探测器的电离室时,将对电离电流产生影响,易于进烟的外电离室受影响大于内电离室,电离电流下降,收集极重新充电,使收集极的电位升高到5.5V左右的高电平。
(2)盗窃检测。
在报警器工作的时间内, 被监控的场所如检测到人员的出现, 即可判断盗窃行为的发生。
本报警器采用XN-09型热释电红外检测器。
热释电红外检测器内的放大器将传感器输出的微弱电压信号放大,并由滤波电路将杂波滤掉。
放大后的电压输入电压比较器的同相端与反相端的基准电压( 阈值电压) 相比较后当无人体进入检测区, 或者环境温度有些变化也产生电压信号,但由于此电压信号较小,虽也经放大其值小于阈值电压,比较器输出仍为低电平;当人体进入检测区时, 其放大后的信号电压大于阈值电压,电压比较器输出高电平。
(3)编码器、无线发射模块。
本报警器采用PT2262芯片进行编码,编码信号由: 地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字,经无线发射模块F05V把信号发射出去。
2.2.2 多功能报警器主机电路
报警器主机电路的组成方框图如图2所示。
(1)无线接收模块、解码器。
无线发射模块F05V发出的信号,经无线接收模块J05V接收后,送到PT2272进行解码,解码后,得到现场火灾检测器、盗窃检测器检测到的2个信号,并把此信号送到单片机。
(2)AT89C51单片机。
AT89C51单片机是本报警器的核心,除了进行有无火灾、盗窃情况的判断,还
同时兼顾根据判断的结果作出相应的控制处理的功能。
当送入到单片机的信号为低电平时,表示没有相关的险情发生,报警器处于待机状态。
当单片机检测到来自火灾或盗窃探测器的信号为高电平时, 表示有火灾或盗窃发生, 这时, 单片机进行程序处理,控制表示火灾或盗窃的发光二极管闪烁, 扬声器发出声音报警。
(3)功放电路。
由于单片机发出的控制信号功率小,不足以使扬声器工作, 故要把此声音信号经功率放大电路进行放大后再送入到扬声器,驱动扬声器发出声音报警。