大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告小型無線安全報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(A題)

1、 廣西壯族自治區(qū)第二屆大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽設(shè)計(jì)報(bào)告 小型無線安全報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(a題) 目 錄摘要 1一 引言.2二 總體方案的設(shè)計(jì).2三 電路的設(shè)計(jì)和原理.4四 系統(tǒng)軟件算法分析.24五 功能的實(shí)現(xiàn).24六 總結(jié)與體會(huì).2526摘要:本文介紹了一種家居無限監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計(jì)方法,他以stc89c54為核心（主控中心），通過控制tc35模塊以gsm短消息的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)合用戶手機(jī)與監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)之間的指令與數(shù)據(jù)接收和發(fā)送.以at89s52單片機(jī)為節(jié)點(diǎn)控制中心對(duì)感應(yīng)器采集到的報(bào)警信息(煙、火、盜竊等信息)進(jìn)行處理,該報(bào)警器具有現(xiàn)場(chǎng)警笛和無線報(bào)警功能，通過控制由編碼芯片pt2262、解碼

2、芯片pt2272、射頻接收模塊組成的接收電路，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與主控中心之間的通信。本文闡述了無限監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的工作原理、總體設(shè)計(jì)方案,并對(duì)系統(tǒng)內(nèi)各模塊進(jìn)行分析。該系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、可靠性、安裝、維護(hù)及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞: 單片機(jī), tc35 傳感器 無線發(fā)射與接收abstractin this paper, a home alarm system to monitor an unlimited hardware and software design methods, it stc89c54 to the core (control center), by controlling the tc35

3、 module to the gsm sms achieved with the combination of mobile phone users to monitor alarm systems with instructions to send and receive data. at89s52 single chip in order to control nodes on the fulcrum of the smoke sensors, combustible gas sensors, infrared sensors, the human body to the collecti

4、on of information processing police, the alarm at the scene with a whistle and wireless alarm function , by controlling the chip encoded by the pt2262, decoding chips pt2272, receiver modules radiofrequency reception circuit, with the master node to realize the communication between the center. in t

5、his paper, unlimited alarm system to monitor the work of the principle of program design and system analysis module. the system has a real-time performance, reliability, installation, maintenance and operation of simple.一、引言隨著國(guó)家智能化小區(qū)建設(shè)的推廣，防盜系統(tǒng)已成為智能小區(qū)的必需設(shè)備。本文利用單片機(jī)控制技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開發(fā)一種具有聯(lián)網(wǎng)功能的智能無線防盜系統(tǒng)，并開發(fā)相關(guān)

6、的傳感器。采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，不需重新布線，特別適用于已裝修用戶及布線不方便的場(chǎng)合。二、總體設(shè)計(jì)方案（一） 任務(wù)：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)小型無線安全報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和中心控制節(jié)點(diǎn)，其中安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)主要用來監(jiān)測(cè)設(shè)防點(diǎn)的盜情、煙霧等信號(hào)，并以無線方式向中心控制節(jié)點(diǎn)發(fā)送，中心控制節(jié)點(diǎn)收到后發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。中心控制節(jié)點(diǎn)與安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間還可進(jìn)行其它內(nèi)容的無線通信。系統(tǒng)的參考框圖如下：煙霧探測(cè)其他安全探測(cè) 節(jié)點(diǎn)安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)盜情探測(cè)電話網(wǎng)中心控制節(jié)點(diǎn)鍵盤電路顯示電路存儲(chǔ)電路聲光報(bào)警電路自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警電路 （二）要求 1基本要求 （1） 設(shè)計(jì)并制作安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電路，至少包括煙霧監(jiān)測(cè)、盜情監(jiān)測(cè)功能

7、，煙霧監(jiān)測(cè)對(duì)象用點(diǎn)燃的香煙做標(biāo)本，盜情監(jiān)測(cè)對(duì)象為非法入侵人。相對(duì)于探頭的監(jiān)測(cè)范圍越大越好。當(dāng)被監(jiān)測(cè)的情況出現(xiàn)時(shí)能用發(fā)光二極管給出指示，并以無線方式將相應(yīng)信號(hào)傳遞給中心控制節(jié)點(diǎn)，空間距離不小于20米。（2） 設(shè)計(jì)并制作中心控制節(jié)點(diǎn)電路，具有無線接收安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的監(jiān)測(cè)信號(hào)并發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警信號(hào)功能。（3）中心控制節(jié)點(diǎn)具有對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的某個(gè)或全部監(jiān)測(cè)對(duì)象設(shè)防和撤防功能，并給出相應(yīng)指示。（4）中心控制節(jié)點(diǎn)具有無線監(jiān)測(cè)安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電源故障、傳感器故障等功能。（5） 監(jiān)測(cè)到安全隱患信號(hào)時(shí)，中心控制節(jié)點(diǎn)能自動(dòng)通過電話網(wǎng)絡(luò)向設(shè)定的電話報(bào)警，電話號(hào)碼可以任意設(shè)定、掉電不丟失。2發(fā)揮部分 （1） 在基本要求的監(jiān)

8、測(cè)功能基礎(chǔ)上擴(kuò)展有其它實(shí)用意義的監(jiān)測(cè)功能；（2）加大中心控制節(jié)點(diǎn)與安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的無線通信距離；（3）增加短信報(bào)警功能，說明出警時(shí)間、地點(diǎn)、類別等；（4）在中心控制節(jié)點(diǎn)硬件電路規(guī)模無明顯增加的條件下，將安全監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展到16個(gè)以上，并制作出2套樣品電路用以演示。（5）其他擴(kuò)展功能。三 電路的設(shè)計(jì)和原理2.1小型無線安全報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較 (1)方案一：用mt8888雙音多頻（dtmf）收發(fā)器，與單片機(jī)及音頻放大電路組合，然后通過語(yǔ)音電路、電話線路將盜情、煙霧等傳給用戶手機(jī)。 (2)方案二：用tc35模塊與單片機(jī)組將語(yǔ)音電路、電話線路將盜情、煙霧等傳給用戶手機(jī)。 tc35是siemeils公

9、司推出的新-代無線通信gsm模塊。自帶rs232通訊接口,可以方便地與pc機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊?？梢钥焖佟踩?、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音傳輸、短消息服務(wù)(short message service)和傳真。tc35模塊的工作電壓為3.35.5v,可以工作在900mhz和1800mhz兩個(gè)頻段,所在頻段功耗分別為2w(900m)和1w(1800m)。 方案一的價(jià)格相對(duì)于其tc35來說其價(jià)格相對(duì)而言是低廉很多；但就其功能、安全、可靠性來說是沒的比的。tc35也不是很貴，一般二手的幾十快就買的到，而且使用方便應(yīng)用相對(duì)mt8888靈活許多，如用單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)短信的收發(fā)。綜上所述本設(shè)計(jì)采用tc35作

10、為通信的媒介.2.2 總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)方框圖本系統(tǒng)主要由電源模塊、單片機(jī)模塊、gsm短信模塊tc35、無線收發(fā)射模塊（2262/2272）組成,由可燃?xì)怏w傳感器、煙霧傳感器、人體紅外傳感器、溫度傳感器等采集信息，然后由節(jié)點(diǎn)單片機(jī)進(jìn)行處理并通過無線的方系傳輸給主控單片機(jī)控制的gsm短信模塊tc35，實(shí)現(xiàn)電話報(bào)警及短信報(bào)警，同時(shí)單片機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警 ；主控單片機(jī)也可定時(shí)的對(duì)節(jié)點(diǎn)單片機(jī)發(fā)出測(cè)試信號(hào)，同過節(jié)點(diǎn)單片機(jī)返回的信息便可定時(shí)的檢測(cè)傳感器的好壞及電源故障；同時(shí)主控端也可對(duì)各傳感器進(jìn)行撤防、布防。tc35通過其rxd、txd腳與單片機(jī)之間進(jìn)行通信，通過一系列的at命令，就能達(dá)到控制tc35讀寫sim

11、與手機(jī)進(jìn)行短信消息通信的目的。三 電路的設(shè)計(jì)和原理3.1 stc89c54芯片的介紹 stc89c54rd+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代造強(qiáng)干擾/高速/低功耗的單片機(jī),指令代碼 兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī),12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇。(1)芯片特點(diǎn)：增強(qiáng)型6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期 8051 cpu工作電壓：5.5v3.4v（5v單片機(jī)） / 3.8v2.0v（3v單片機(jī)）工作頻率范圍：040mhz相當(dāng)于普通8051的080mhz。實(shí)際工作頻率可達(dá)48mhz。用戶應(yīng)用程序空間4k/8k/13k/16k/20k/32k/64k 字節(jié)。片上集成1280字節(jié)/512字

12、節(jié)ram通用i/o口（32/36個(gè)），復(fù)位后為：p1/p2/p3/p4是準(zhǔn)雙向口 上拉（普通8051傳統(tǒng)i/o口）p0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為i/o口用時(shí)，需加上拉電阻。isp（在系統(tǒng)可編程）/iap（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器仿真器，可通過串口（.）直接下載用戶程序，程序秒即可完成一片看門狗內(nèi)部集成專用復(fù)位電路（版本才有），外部晶振以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路共個(gè)位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器還可以當(dāng)成個(gè)位定時(shí)器使用外部中斷路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，ower down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒通用異步串行口（uart)，還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)uar

13、t工作溫度范圍：075/-40+85(2) 三大降低單片機(jī)時(shí)鐘對(duì)外部電磁輻射的措施:1.禁止ale輸出 2.如選 6時(shí)鐘/機(jī)器周期,外部時(shí)鐘頻率可降一半3.單片機(jī)時(shí)鐘振蕩器增益可設(shè)為1/2gain(3)超低功耗:1.掉電模式:典型功耗 at+cmgs車(目的地址) tc35回應(yīng)： at+cmgs2： 輸入短信息的內(nèi)容(只能是英文)：test 回車3.3 isd4004語(yǔ)音模塊美國(guó)isd公司生產(chǎn)的語(yǔ)音錄放電路系列品種齊全，不僅有單片620秒的、32120秒和60240秒的，還有非單片時(shí)間長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)（外接存儲(chǔ)器）的語(yǔ)音電路。isd4000系列中的

14、4002、4003和4004單片錄放時(shí)間分別為24分鐘、48分鐘和816分鐘，這是現(xiàn)階段音質(zhì)最好的單片錄放時(shí)間最長(zhǎng)的語(yǔ)音電路。 isd4004和該公司其他品種一樣，仍然采用直接模擬量存儲(chǔ)（dast）專利技術(shù)，信號(hào)無需經(jīng)過d/a、a/d轉(zhuǎn)換，數(shù)字壓縮和語(yǔ)音合成等復(fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理過程，減少失真，所以音質(zhì)好；由于4004內(nèi)含大容量的閃速存儲(chǔ)器（2840k）一片（單片）電路就能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)16分鐘的錄單或放音；外圍電路簡(jiǎn)單，體積?。?v單電波供電；耗電省，維持電流僅1a；可以和微控制器或微總線接口；根據(jù)取樣頻率8.0、6.4、5.3、4.0khz不同，相應(yīng)的錄放時(shí)間有8、10、12、16分鐘，供客戶選擇

15、；封裝形式多種多樣，除常見的pdip、soic、tsop外，還有和芯片尺寸大小差不多的微型封裝（csp）；既可適于民用，又有工業(yè)級(jí)（-40+85）產(chǎn)品。 isd4004 pdip/soic雙列直插式和小型封裝各引腳功能如下：vcca（18引腳）、vccd（27引腳）分別為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)3v電源正端； vssa（11、12、23）、vssd（4）分別為上述兩種信號(hào)電流接地引腳； ana in+、-（16、17）分別為模擬信號(hào)非反相和反相信號(hào)輸入引腳； aud out（13）；音頻信號(hào)輸出端（負(fù)載阻抗5k)，可經(jīng)交流模耦合到下一級(jí)放大器； ss（1）：當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平時(shí)，此片4004被選中；

16、 mosi（2）、miso（3）：4004和微控制器或微總線接口端； sclk（28）；4004和微控制器同步同鐘連接引腳； int（25）：中斷信號(hào)； rac（24）；行地址時(shí)鐘； xclk（26）；外部時(shí)鐘輸入引腳； am cap（14）；自動(dòng)靜音引腳。 原理：模塊用isd4004作為主控制芯片，isd4004具有如下特點(diǎn)：首先是記錄聲音沒有段長(zhǎng)度限制，并且聲音記錄不需要a/d轉(zhuǎn)換和壓縮。其次，快速閃存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無需電源可保存數(shù)據(jù)長(zhǎng)達(dá)100年，重復(fù)記錄10000次以上。此外，isd4004具有記錄時(shí)間長(zhǎng)（可達(dá)16分鐘）的優(yōu)點(diǎn)。isd4004開發(fā)應(yīng)用具有所需外圍電路簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，主要功能：

17、用于儲(chǔ)蓄音頻信息，具有錄音與放音功，可用單片機(jī)直接控制。使用說明：以下為isd4004接口電路圖與芯片引腳圖如圖所示:與單片機(jī)連接的接口有：片選（ss）、串行輸入（mosi）、串行輸出（miso）、串行時(shí)鐘（sclk）、中斷（int）。它們的用途如下：片選（ss）：此端為低,即向該isd4004芯片發(fā)送指令,兩條指令之間為高電平。串行輸入（mosi）：此端為串行輸入端,主控制器應(yīng)在串行時(shí)鐘上升沿之前半個(gè)周期將數(shù)據(jù)放到本端,供isd輸入。串行輸出（miso）：isd的串行輸出端。isd未選中時(shí),本端呈高阻態(tài)。串行時(shí)鐘（sclk）：isd的時(shí)鐘輸入端,由主控制器產(chǎn)生,用于同步mosi和miso的數(shù)

18、據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)在sclk上升沿鎖存到isd,在下降沿移出isd。中斷（int）：本端為漏極開路輸出。isd在任何操作（包括快進(jìn)）中檢測(cè)到eom或ivf時(shí),本端變低并保持。中斷狀態(tài)在下一個(gè)spi周期開始時(shí)清除。中斷狀態(tài)也可用rint指令讀取。該部分程序主要完成放音操作，把獲得的放音內(nèi)容的地址送到isd4004中，完成放音。下面給出的就是放音部分程序（、3.4 12864液晶 帶中文字庫(kù)的128x64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ascii

19、字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示84行1616點(diǎn)陣的漢字. 也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊?；咎匦? 1.低電源電壓（vdd:+3.0-+5.5v） 2. 顯示分辨率:12864點(diǎn) 3. 內(nèi)置 128個(gè)168點(diǎn)陣字符 4. 2mhz時(shí)鐘頻率 5.驅(qū)動(dòng)方式：1/32duty，1/5bias 6.通訊方式：串行、并口可選 7.工作溫度: 0 - +55 ,存儲(chǔ)溫度: -20

20、 - +60控制器接口信號(hào)說明：1、rs，r/w的配合選擇決定控制界面的4種模式：rsr/w功能說明llmpu寫指令到指令暫存器（ir）lh讀出忙標(biāo)志（bf）及地址記數(shù)器（ac）的狀態(tài)hlmpu寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（dr）hhmpu從數(shù)據(jù)暫存器（dr）中讀出數(shù)據(jù)2、e信號(hào)e狀態(tài)執(zhí)行動(dòng)作結(jié)果高低i/o緩沖dr配合/w進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令高dri/o緩沖配合r進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令低/低高無動(dòng)作 忙標(biāo)志:bf bf標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況.bf=1表示模塊在進(jìn)行內(nèi)部操作,此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù).bf=0時(shí),模塊為準(zhǔn)備狀態(tài),隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù). 利用status rd 指令,可以將bf讀到db7總線,

21、從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài). 字型產(chǎn)生rom（cgrom） 字型產(chǎn)生rom（cgrom）提供8192個(gè)此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。dff=1為開顯示（display on),ddram 的內(nèi)容就顯示在屏幕上，dff=0為關(guān)顯示（display off)。 dff 的狀態(tài)是指令display on/off和rst信號(hào)控制的。顯示數(shù)據(jù)ram（ddram）模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù)ram提供642個(gè)位元組的空間，最多可控制4行16字（64個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù)ram時(shí)，可分別顯示cgrom與cgram的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型(16*8)、cgram字型及cgrom

22、的中文字型，三種字型的選擇，由在ddram中寫入的編碼選擇，在0000h0006h的編碼中（其代碼分別是0000、0002、0004、0006共4個(gè)）將選擇cgram的自定義字型，02h7fh的編碼中將選擇半角英數(shù)字的字型，至于a1以上的編碼將自動(dòng)的結(jié)合下一個(gè)位元組，組成兩個(gè)位元組的編碼形成中文字型的編碼big5（a140d75f），gb（a1a0-f7ffh）。 字型產(chǎn)生ram(cgram) 字型產(chǎn)生ram提供圖象定義(造字)功能, 可以提供四組1616點(diǎn)的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到cgram中，便可和cgrom中的定義一樣地通過ddram顯示在屏幕中。

23、 地址計(jì)數(shù)器ac地址計(jì)數(shù)器是用來貯存ddram/cgram之一的地址,它可由設(shè)定指令暫存器來改變，之后只要讀取或是寫入ddram/cgram的值時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值就會(huì)自動(dòng)加一，當(dāng)rs為“0”時(shí)而r/w為“1”時(shí)，地址計(jì)數(shù)器的值會(huì)被讀取到db6db0中。 光標(biāo)/閃爍控制電路 此模塊提供硬體光標(biāo)及閃爍控制電路，由地址計(jì)數(shù)器的值來指定ddram中的光標(biāo)或閃爍位置。指令說明 模塊控制芯片提供兩套控制命令，基本指令和擴(kuò)充指令如下：指令表1：（re=0：基本指令）指 指 令 碼功 能令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0清除顯示0000000001將ddram填滿20h,并且設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)

24、器(ac)到00h地址歸位00000, 0001x設(shè)定ddram的地址計(jì)數(shù)器(ac)到00h,并且將游標(biāo)移到開頭原點(diǎn)位置;這個(gè)指令不改變ddram 的內(nèi)容顯示狀態(tài)開/關(guān)0000001dcbd=1: 整體顯示 onc=1: 游標(biāo)onb=1:游標(biāo)位置反白允許進(jìn)入點(diǎn)設(shè)定00000001i/ds指定在數(shù)據(jù)的讀取與寫入時(shí),設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位游標(biāo)或顯示移位控制000001s/cr/lxx設(shè)定游標(biāo)的移動(dòng)與顯示的移位控制位;這個(gè)指令不改變ddram 的內(nèi)容功能設(shè)定00001dlxrexxdl=0/1：4/8位數(shù)據(jù)re=1: 擴(kuò)充指令操作re=0: 基本指令操作設(shè)定cgram地址0001ac5a

25、c4ac3ac2ac1ac0設(shè)定cgram 地址設(shè)定ddram地址0010ac5ac4ac3ac2ac1ac0設(shè)定ddram 地址（顯示位址）第一行：80h87h第二行：90h97h讀取忙標(biāo)志和地址01bfac6ac5ac4ac3ac2ac1ac0讀取忙標(biāo)志(bf)可以確認(rèn)內(nèi)部動(dòng)作是否完成,同時(shí)可以讀出地址計(jì)數(shù)器(ac)的值寫數(shù)據(jù)到ram10數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)d7d0寫入到內(nèi)部的ram (ddram/cgram/iram/gram)讀出ram的值11數(shù)據(jù)從內(nèi)部ram讀取數(shù)據(jù)d7d0(ddram/cgram/iram/gram)指令表2：（re=1：擴(kuò)充指令）指 指 令 碼功 能令rsr/wd7d6d5

26、d4d3d2d1d0 待命模式0000000001進(jìn)入待命模式,執(zhí)行其他指令都棵終止待命模式卷動(dòng)地址開關(guān)開啟000000001srsr=1：允許輸入垂直卷動(dòng)地址sr=0：允許輸入iram和cgram地址 反白 選擇00000001r1r0選擇2行中的任一行作反白顯示，并可決定反白與否。初始值r1r000，第一次設(shè)定為反白顯示，再次設(shè)定變回正常 睡眠 模式0000001slxxsl=0：進(jìn)入睡眠模式sl=1：脫離睡眠模式 擴(kuò)充 功能 設(shè)定00001clxreg0cl=0/1：4/8位數(shù)據(jù)re=1: 擴(kuò)充指令操作re=0: 基本指令操作g=1/0：繪圖開關(guān)設(shè)定繪圖ram地址0010ac60ac50

27、ac4ac3ac3ac2ac2ac1ac1ac0ac0設(shè)定繪圖ram先設(shè)定垂直(列)地址ac6ac5ac0再設(shè)定水平(行)地址ac3ac2ac1ac0將以上16位地址連續(xù)寫入即可備注;當(dāng)ic1在接受指令前,微處理器必須先確認(rèn)其內(nèi)部處于非忙碌狀態(tài),即讀取bf標(biāo)志時(shí),bf需為零,方可接受新的指令;如果在送出一個(gè)指令前并不檢查bf標(biāo)志,那么在前一個(gè)指令和這個(gè)指令中間必須延長(zhǎng)一段較長(zhǎng)的時(shí)間,即是等待前一個(gè)指令確實(shí)執(zhí)行完成。3.5 傳感器的使用a、ds18b20溫度傳感器ds18b20模塊設(shè)計(jì)芯片簡(jiǎn)單介紹：由于傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件測(cè)出的一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部元件支持，且硬

28、件電路復(fù)雜，制作成本相對(duì)較高。而ds18b20溫度傳感器是美國(guó)dallas半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式。ds18b20的性能特點(diǎn)介紹如下：（1） 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信；（2） 多個(gè)ds18b20可以并聯(lián)在惟一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能；（3） 無須外部器件；（4） 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5v；（5） 零待機(jī)功耗；（6） 溫度以9或12位數(shù)字量讀書；（7） 用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置；（8） 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件；（

29、9） 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。引腳介紹圖（4） 電路原理:上圖是ds18b20與單片機(jī)的接口電路，ds18b20可以采用兩種供電方式：一種是采用電源方式，此時(shí)ds18b20的腳接地，腳作為信號(hào)線，腳接電源；另一種是寄生電源供電方式單片機(jī)端口接電線總線，為了保證有效的ds18b20的時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)mosfet管來完成對(duì)總線的上拉ds18b20采用腳pr35封裝或腳soic封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。c64 位rom和單線接口高速緩存存儲(chǔ)器與控制邏輯溫度傳感器高溫觸發(fā)器th低溫觸發(fā)器tl配置寄存器8位crc發(fā)生器vdd i/o圖2

30、 是ds18b20內(nèi)部結(jié)構(gòu)64位rom的結(jié)構(gòu)開始位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)，共有48位，最后位是前面56位的crc檢驗(yàn)碼，這也是多個(gè)ds18b20可以采用一線進(jìn)行通信的原因。溫度報(bào)警觸發(fā)器和，可通過軟件寫入戶報(bào)警上下限。ds18b20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器還包括一個(gè)高速暫存和一個(gè)非易失性的可電擦除的eeram。高速暫存ram的結(jié)構(gòu)為字節(jié)的存儲(chǔ)器，結(jié)構(gòu)如圖3所示。頭個(gè)字節(jié)包含測(cè)得的溫度信息，第和第字節(jié)和的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時(shí)被刷新。第個(gè)字節(jié)，為配置寄存器，它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率。ds18b20工作時(shí)寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的溫度數(shù)值。該字節(jié)各位

31、的定義如圖3所示。低位一直為，是工作模式位，用于設(shè)置ds18b20在工作模式還是在測(cè)試模式，ds18b20出廠時(shí)該位被設(shè)置為，用戶要去改動(dòng)，r1和0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)，來設(shè)置分辨率。溫度 lsb溫度 msbth用戶字節(jié)1tl用戶字節(jié)2配置寄存器保留保留保留crc圖3 ds18b20字節(jié)定義由表1可見，ds18b20溫度轉(zhuǎn)換的時(shí)間比較長(zhǎng)，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。高速暫存的第、字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯。第字節(jié)讀出前面所有字節(jié)的crc碼，可用來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性。當(dāng)ds18b20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)

32、轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第、字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625lsb形式表示。當(dāng)符號(hào)位時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。表2是一部分溫度值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制溫度數(shù)據(jù)。表1 ds18b20溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間表ds18b20完成溫度轉(zhuǎn)換后，就把測(cè)得的溫度值與ram中的th、t字節(jié)內(nèi)容作比較。若th或ttl，則將該器件內(nèi)的報(bào)警標(biāo)志位置位，并對(duì)主機(jī)發(fā)出的報(bào)警搜索命令作出響應(yīng)。因此，可用多只ds18b20

33、同時(shí)測(cè)量溫度并進(jìn)行報(bào)警搜索。在64位rom的最高有效字節(jié)中存儲(chǔ)有循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼（crc）。主機(jī)rom的前56位來計(jì)算crc值，并和存入ds18b20的crc值作比較，以判斷主機(jī)收到的rom數(shù)據(jù)是否正確。ds18b20的測(cè)溫原理是這這樣的,器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給減法計(jì)數(shù)器；高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為減法計(jì)數(shù)器的脈沖輸入。器件中還有一個(gè)計(jì)數(shù)門，當(dāng)計(jì)數(shù)門打開時(shí)，ds18b20就對(duì)低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)而完成溫度測(cè)量。計(jì)數(shù)門的開啟時(shí)間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測(cè)量前，首先將55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基

34、數(shù)分別置入減法計(jì)數(shù)器、溫度寄存器中，計(jì)數(shù)器和溫度寄存器被預(yù)置在55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。減法計(jì)數(shù)器對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值減到時(shí)，溫度寄存器的值將加，減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置將重新被裝入，減法計(jì)數(shù)器重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到時(shí)，停止溫度寄存器的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值就是所測(cè)溫度值。其輸出用于修正減法計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，只要計(jì)數(shù)器門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直到溫度寄存器值大致被測(cè)溫度值。表2一部分溫度對(duì)應(yīng)值表溫度/二進(jìn)制表示十六進(jìn)制表示+1250000 0111 1101 000007d0h+850000 0101

35、 0101 00000550h+25.06250000 0001 1001 00000191h+10.1250000 0000 1010 000100a2h+0.50000 0000 0000 00100008h00000 0000 0000 10000000h-0.51111 1111 1111 0000fff8h-10.1251111 1111 0101 1110ff5eh-25.06251111 1110 0110 1111fe6fh-551111 1100 1001 0000fc90h另外，由于ds18b20單線通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念，因此讀寫時(shí)序很重要。系統(tǒng)對(duì)ds1

36、8b20的各種操作按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初使化ds18b20（發(fā)復(fù)位脈沖）發(fā)rom功能命令發(fā)存儲(chǔ)器操作命令處理數(shù)據(jù)。圖4 ds18b20與單片機(jī)的接口電路b煙霧探測(cè)傳感器煙霧傳感器內(nèi)部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運(yùn)用到各種消防報(bào)警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報(bào)警器。 它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場(chǎng)的作用下各向正負(fù)電極移動(dòng)。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。千擾了帶電粒子的正常運(yùn)動(dòng)，使電流，電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號(hào)。c.人體紅外

37、傳感器介紹 一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10um左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，電后續(xù)電路經(jīng)檢驗(yàn)處理后即可產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 d.可燃?xì)怏w檢測(cè)傳感器智能燃?xì)庑孤﹫?bào)警器是一種適合家庭中使用的小型燃?xì)獍踩婪懂a(chǎn)品，用來連續(xù)檢測(cè)室內(nèi)燃?xì)庑孤舛?，可檢測(cè)天然氣、液化石油氣、城市煤氣等多種可燃?xì)怏w。當(dāng)泄漏濃度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，該探測(cè)器發(fā)出聲光報(bào)警，當(dāng)室內(nèi)燃?xì)鉂舛?/p>

38、低于報(bào)警設(shè)定值時(shí)，探測(cè)器自動(dòng)恢復(fù)至正常工作狀態(tài)，有效避免因燃?xì)庑孤┰斐杀?、火?zāi)、中毒、窒息等惡性事故發(fā)生。技術(shù)參數(shù)1、供電電源：ac220v2、靜態(tài)功耗：小于1.3w3、報(bào)警功耗：小于1.7w4、使用環(huán)境：溫度-1045，濕度30%90%5、報(bào)警濃度：天然氣、液化石油氣1025%lel，城市煤氣25%lel6、報(bào)警輸出：90分貝聲光報(bào)警，無線高頻信號(hào)-1、天然氣、城市煤氣：因其比空氣輕，泄漏氣體會(huì)懸浮于天花板，故報(bào)警器應(yīng)安裝在低于天花板0.31.2米處，距氣源半徑1.5米以內(nèi)的合適之處。2、液化石油氣：因其比空氣重，故報(bào)警器應(yīng)安裝在離地面0.31.2米，距氣源半徑1.5米以內(nèi)的合適之處。1、預(yù)熱狀態(tài)：接通ac220v電源，報(bào)警器上紅色指示燈閃爍，綠色