基于单片机的汽车防盗报警系统设计Ver6有全套cad图（可编辑）.docx

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1、摘要随着科学技术的进步为对付不断升级的盗车的段人们研制开发了不同方式结构的防盗器本设计以单片机AT89S52作为控制核心从单片机最小系统设计防人接近热释电检测电路的设计玻璃防震车身防击的振动检测电路的设计防车门开启检测电路的设计防接近驾驶座电路汽车点火闭锁电路的设计无线遥控电路及无线报警电路的设计等几个方面出发详细研究和设计了汽车防盗报警器的各个部分内容设计了单片机及其外围电路并结合一套经典的程序算法给出了一套合理的汽车防盗报警器软硬件解决方案关键词单片机热释电多普勒效应振动无线报警遥控AbstractWiththescientificandtechnologicalprogresstocom

2、battheescalatingcartheftinthesectionpeopledevelopeddifferentwaystostructuretheanti-theftdeviceThedesignMCUAT89S52asthcontrolfromthemicrocomputersystemdesignanti-peopleclosetothepyroelectricdetectioncircuitdesignglassvibrationthevibrationofthebodyagainstattackdetectioncircuitdesignanti-detectioncircu

3、ittoopenthedooranti-nearlydrivingBlockcircuitcarignitionlockingcircuitdesignwirelessremotecontrolcircuitandthedesignofwirelessalarmcircuitaspectsofstartingadetailedstudyanddesignofthevehicleanti-theftalarminallpartsofthedesignofthemicrocontrolleranditsperipheralcircuitscombinedwithasetoftheclassicpr

4、ogramalgorithmGivenareasonablecarburglaralarmhardwareandsoftwaresolutionsKeywordsSCMPyroelectricDopplereffectVibrationWirelessAlarmRemotecontrol第一章绪论随着我国改革开放以来人们生活水平不断提高汽车越来越成为人们生活中不可缺少的一部分从世界上第一辆T型福特车被盗开始偷车已成为现今社会里最常见的犯罪行为之一这已成为一个严重的社会问题随着汽车数量的增多车辆被盗的数量也逐年上升这给社会带来极大的不安定因素担心爱车被盗成为困扰汽车用户第一位的难题据统计目前汽车

5、失窃案发最多的是美国每年有150万辆汽车被盗即每隔20秒就有一辆车被盗香港每年也有4000辆高级轿车失窃从国内情况看近几年盗窃汽车案件不断增多据统计2002年全国发生盗车案件10万多起平均每天被盗300多辆车并且近几年还在继续增加上升势头越来越猛H汽车防盗报警器的发展趋势随着科学技术的进步为对付不断升级的盗车的段人们研制开发了不同方式结构的防盗器第一代是机械式防盗器主要分为方向盘锁和排挡锁两大类它主要是靠锁定离合制动油门或转向盘变速挡来达到防盗的目的但只防盗不报警其优点是价格便宜安装简便缺点是防盗不彻底每次拆装比较麻烦不用时还得找地方放置有时车主会给车辆装上数种机械式的防盗器据业内人士介绍这样

6、做可以在一定程度上吓阻盗车贼或增加盗贼被发现的可能性此类产品防盗性能极低现在市面上已经很少单独使用第二代是电子式防盗器为了克服机械锁只防盗不报警的缺点电子报警防盗器应运而生它主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的同时具有防盗和声音报警功能遥控式汽车防盗器的特点是可遥控防盗器的全部功能可靠方便可带有振动侦测门控保护及微波或红外探头等功能现在市场上还出现有双向功能的电子防盗器这种防盗器在一定距离内不仅能由车主遥控车辆车辆还能将自身状态传送给车主例如哪一侧的车门被开启或车窗玻璃破坏等但是这类防盗器普遍存在误报警现象而且也没有根本上解决车辆丢失问题此类防盗器具有一定的防盗功能超出有效距离和无人看管时其防

7、盗功能也将丧失贻尽第三代是芯片式数码防盗器它多数用于汽车原配防盗器虽然解决了第二代防盗器的防解码功能但还是摆脱不了距离的限制小偷手段的升级所以很多装有原配防盗器的汽车被盗走包括高挡轿车如宝马奔驰也时有被盗走的报道第四代是网络防盗系统GPS系统全称为全球卫星定位系统其主要用于汽车的导航与定位而衍伸出来的辅助防盗功能它的优点是可以实时了解集团车队内每台车辆所处位置以便有效监督它主要是车辆被盗后通过服务中心来控制或定位来寻获车辆是在警情发生后的追盗手段GPS防盗的缺陷主要有一是没有建立卫星定位地面监控中心的地区GPS无法工作二是由于卫星数量有限信息扫描覆盖存在一定盲区从而使监控实际上经常处于间断丢失

8、状态三是价格一般都在数千元以上而且每年还得支付几百至上千元的服务费使车主增加额外负担令普通百姓望而却步因其是通过信息报警网络覆盖不全和警情传达不直接使其防盗性能大大降低所以装了GPS汽车被盗屡屡发生12汽车防盗报警器的设计要求汽车防盗报警器通过多个方面的信号检测电路感知汽车是否有坏人接近是否受外力冲击是否有人开启车门是否有人接近驾驶座等系统能够通过遥控器按键操作设置布防和解除布防状态在系统处于布防状态下时系统将启动发动机点火闭锁电路防止发动机被点火当有任一路检测电路检测到报警信号时系统将发出声光报警并且报警信号能够通过无线发射用户所持的微型遥控器接收报警信号遥控器也将发出声光报警信号提醒车主注

9、意具体的设计要求包括1汽车玻璃振动车受外力冲击触发报警2人体接近驾驶座距离IoOmm触发报警3人体接近汽车Im触发报警4车门与门框距离5mm触发报警5车主可以在一定的范围接受到报警信号报警信号发射距离20Om用户所持的微型遥控器接收报警信号发出声光报警信号本设计以单片机作为控制核心需要设计单片机最小系统设计防人接近检测电路的设计玻璃防震车身防击的检测电路设计防车门开启检测电路的设计防接近驾驶座电路汽车点火闭锁电路的设计无线遥控电路及无线报警电路的设计等需要设计单片机及其外围电路完成系统硬件设计和软件编程第二章系统的总体设计汽车防盗报警器以单片机AT89S52作为控制核心电路的总体结构主要包括单

10、片机最小系统防人接近检测电路玻璃防震车身防击的检测电路防车门开启检测电路防接近驾驶座电路汽车点火闭锁电路无线遥控电路以及无线报警电路等21各检测模块电路方案的确定211人接近汽车检测传感器热释电传感器本设计检测人接近汽车的传感器采用热释电传感器任何物品均有辐射温度越高的物体红外辐射越强人是恒温动物红外辐射也最为稳定热释电红外探测器本身不发射任何能量而只被动接收探测来自环境的红外辐射探测器安装后数秒种已适应环境在无人或动物进入探测区域时现场的红外辐射稳定不变一旦有人体红外线辐射进来经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号而发出警报被动红外入侵探测器形成的警戒线一般可以达到数米到数十米热释电红外

11、探测器主要由光学系统热传感器或称为红外传感器及报警控制器等部分组成其核心是不见是红外探测器件通过关学系统的配合作用可以探测到某个立体防范空间内的热辐射的变化红外传感器的探测波长范围是814m人体辐射的红外峰值波长约为IOUm正好在范围以内212车身冲击振动检测传感器压电陶瓷传感器某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时其内部会产生极化现象同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷当外力去掉后它又会恢复到不带电的状态这种现象称为正压电效应当作用力的方向改变时电荷的极性也随之改变相反当在电介质的极化方向上施加电场这些电介质也会发生变形电场去掉后电介质的变形随之消失这种现象称为逆压电效应或称为

12、电致伸缩现象依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器利用压电传感器的这个效应可以做成用于检测振动的传感器本设计玻璃振动车身振动的检测传感器采用压电陶瓷传感器213车门开启检测传感器干簧管本系统中车门开启检测采用干簧管与永磁铁的配合干簧管是一种磁敏的特殊开关它通常由两个或三个既导磁又导电材料做成的簧片触点被封装在充有惰性气体如氮基等或真空的玻璃管里玻璃管内管内平行封装的簧片端部重叠并留有一定间隙或相互接触以构成开关的常开或常闭接点当永久磁铁靠近干簧管时或者由绕在干簧管上面的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时簧片的接点就会感应出极性相反的磁极由于磁极极性相反而相互吸引当吸引的磁力超过簧片的抗

13、力时分开的接点便会吸合当磁力减小到一定值时在簧片抗力的作用下接点又恢复到初始状态这样便完成了一个开关的作用因此可以作为传感器用于计数限位等等将其装在车门上可作为汽车车门开启的检测的传感器214接近驾驶座检测传感器多普勒效应传感器本设计中接近驾驶座的检测传感器采用多普勒效应传感器多普勒效应是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴约翰多普勒而命名的他于1842年首先提出了这一理论多普勒认为物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化在运动的波源前面波被压缩波长变得较短频率变得较高在运动的波源后面产生相反的效应波长变得较长频率变得较低波源的速度越高所产生的效应越大根据光波红蓝移的程度可以计算出波

14、源循着观测方向运动的速度恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度除非波源的速度非常接近光速否则多普勒位移的程度一般都很小所有波动现象都存在多普勒效应RD627是一种新颖的多普勒效应传感器件是利用超声波传播的多普勒效应而制成的一种传感器它能将物体移动时的位移信号转换成相应的电信号该器件可广泛应用于各种自动灯具自动门及防盗报警器等方面本设计采用多普勒效应传感器RD627安装在汽车驾驶座附近用于人接近驾驶座的检测22电路总体设计方案的确定综合以上的考虑汽车防盗报警器采用四种方式进行报警信号的检测防止人接近汽车的检测电路采用热释电传感器玻璃撞击车身冲击振动检测采用压电陶瓷传感器汽车车门的异常开启

15、检测传感器采用干黄管作为传感器接近驾驶座检测电路采用多普勒效应传感器这几种检测电路监测汽车内外的安全状态并送入单片机进行综合处理有任一路检测电路检测到报警信号时系统将发出声光报警这就需要设计声光报警电路系统能够通过遥控器按键操作设置布防和解除布防状态这就需要设计遥控编码发射和接收解码电路此外主机的报警信号需要能够通过无线发射用户所持的遥控器要接收报警信号遥控器也将发出声光报警信号需要设计报警信号的编码发射电路和接收解码电路以及遥控器上的声光报警信号系统的主机部分总体设计框图如下图所示热释电有人接近检测电路遥控接收解码电路干簧管车门开启检测电路压电陶瓷振动检测电路单片机报警编码发射电路发动机点火

16、闭锁电路多普勒接近座位检测电路声光报警电路图2-1系统主机部分总体设计框图系统的遥控器部分设计框图如图2-2所示按键电路编码电路射频发射电路报警信号射频接收电路解码电路声光报警电路图2-2系统遥控器部分设计框图报警器通过遥控器上设计的按键电路来设置系统处于布防状态还是解除布防状态按键的操作通过编码电路进行地址编码通过射频发射模块发射经主机的遥控接收解码电路接收和处理后送入单片机由单片机处理在系统处于布防状态下时系统将启动发动机点火闭锁电路防止发动机被点火当有任一路检测电路检测到报警信号时系统将发出声光报警并且报警信号通过主机报警编码发射电路无线发射经过用户所持的微型遥控器射频接收电路接收再经过

17、解码电路解码产生报警信号在遥控器上也将发出声光报警信号第三章系统的硬件电路设计31报警检测电路的设计311热释电红外传感器检测电路的设计人接近汽车的检测采用热释电检测电路热释电传感器有三个引脚分别是电源正负极和信号输出在传感器电源正常的情况下当热释电传感器检测到有人活动时能够检测到人体所发出的微弱红外线其输出端会有微弱的电流信号输出这一微弱信号将送到信号处理集成电路Bissoooi进行处理系统热释电红外传感器检测电路图如图3-1所示VCCC8R4R31MUlVCIBVDDVRFRES8VSS7RR26R7IOKP228DSGIOuFIOKC2103R52M2IN-IINIIN-IOUTRClR

18、Rl3VO2A1R8IOK至单片机IO端口R9IK热释电传感器Cl102R2Rl47KIMC547uFC4103R647KBissoooiOOAC7105C6105防人接近汽车检测电路Bissoooi是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关它能自动快速开启各类白炽灯荧光灯蜂鸣器自动门电风扇烘干机和自动洗手池等装置特别适用于企业宾馆商场库房及家庭的过道走廊等敏感区域或用于安全区域的自动灯光照明和报警系统Ibissoooi的特点CMOS工艺数模混合具有独立的高输入阻抗运算放大器内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰内设延迟时间定时器和封锁时间

19、定时器采用16脚DIP封装2BTSS0001的管脚图和管脚说明图3-2Bissoooi引脚功能图表3-1Bissoooi管脚说明4RCl-输出延迟时间Tx的调节端5RC2-触发封锁时间Ti的调节端6RR2-触发封锁时间Ti的调节端7VSS-工作电源负端8VRFI参考电压及复位输入端通常接VDD当接0时可使定时器复位9VCI触发禁止端当VcVR时禁止触发当VcVR时允许触发VR02VDD10IB-运算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端1220UT0第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端14 IINI第一级运算放大器的同相输入15 IIN-第一级运算放大器的反

20、相输入端16 IOUT O第一级运算放大器的输出端3BTSS0001的可重复触发方式图3-3Bissoooi的可重复触发工作方式下的波形以下图所示的可重复触发工作方式下的波形来说明其工作过程可重复触发工作方式下的波形在VcOAO期间信号Vs不能触发Vo为有效状态在VcIAl时Vs可重复触发Vo为有效状态并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态在Tx时间内只要Vs发生上跳变则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个TX周期若Vs保持为1状态则Vo一直保持有效状态若Vs保持为0状态则在TX周期结束后Vo恢复为无效状态并且同样在封锁时间Ti时间内上图中运算放大器OPl将热释电红外传感器的输出信号作第一级

21、放大然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大再经由电压比较器COPl和COP2构成的双向鉴幅器处理后检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器输出信号VO可供单片机查询或者直接启动报警设备图3-1中芯片处于可重复触发工作方式采用可重复触发工作方式的好处是如果传感器在延迟时间内再次检测到有人活动芯片的输出将被继续延迟而不会终止报警也就将一直送给单片机这样提高了热释电检测电路的灵敏度输出延迟时间TX由外部的R7和C6的大小调整值为Tx24576xR7C6触发封锁时间Ti由外部的R8和C7的大小调整值为Ti24xR8C7电路中R7和R8设计成了可调电阻可以根据实际需要调整电阻值的大小改变输出延迟

22、时间和触发闭锁时间的长短电路的输出送到单片机的IO端口供单片机判断使用312干黄管车门开启检测电路的设计本设计车门开启检测电路采用干簧管干簧管是把两片即导电又导磁的材料组成的簧片平行的封入充有摘性气体的玻璃管中组成的开关元件两簧片一端重叠并有一定的空隙便于形成接点当永久磁铁靠近单簧管或者有绕在单簧管的线圈通电形成的磁场使黄片磁化赞片的接点部分就感应出极性相反的磁极异性相吸当吸引力大于弹簧的弹力时接点就会吸合当磁力较小到一定程度时接点被弹簧的弹力打开干簧管的接点形式有两种一是常开接点H型平时打开只有簧片被磁化时接点才结合二是转换接点的单簧管结构上有三个簧片第一片用只导电不导磁的材料做成第二第三用

23、即导电又导磁的材料做成上中下依次是132平时由于弹力的作用13相连当有外界磁力23磁化相吸形成一个转换开关干簧管体积小质量轻簧片轻而短有固有频率可提高接点的通断速度通断的时间仅为13ms比一般的电磁继电器快510倍接点与大气隔绝管内有稀有气体可减少接点的氧化合碳化并且由于密封可防止外界有机蒸气和尘埃杂质对接点的侵蚀车门开启检测电路如下图所示控制干簧管接点闭合打开的磁铁这里用电磁铁来实现由三极管Q3来完成电磁线圈的驱动三极管的基极通过限流电阻R12与单片机的IO端口相连电磁线圈是否带磁性由单片机来控制二极管D6这里是续流二极管起到保护三极管的目的干簧管通过上拉电阻Rll接到高电平干簧管的另一端接

24、地这样干簧管闭合时通过限流电阻RlO送到单片机端口的就是低电平当干簧管打开时送到单片机端口的就是高电平在布防状态下单片机控制引脚输出高电平三极管Q3导通电磁线圈带电也就有了磁性车门关闭时干簧管的常开接点也就闭合这时送到单片机端口的就是低电平如果车门被人恶意开启干簧管闭合的接点就会打开送到单片机端口的就是高电平单片机通过判断输入电平的状态就可以判断车门的开关状态VCC干簧管接近传感器电磁铁D61N4148RlOIKRllIOKQ38050R12IkOOA至单片机IO端口图3-4车门开启检测电路313压电陶瓷振动检测电路的设计系统振动检测电路如下图所示压电陶瓷传感器通过上拉电阻接到VCC它将接收到

25、的振动信号装换成微弱电信号这一微弱电信号经过共射极三极管放大电路放大后送到由LM393构成的比较器电路的输入端比较器的门限电压取决于可调电阻R15和电阻R16当检测到的信号电压超过门限电压时比较器将输出状态将发生变化这一变化送到单片机IO端口供单片机处理判断VCCR13200KR1410KR4010KR1550KR1747KU43I2R181KQ19013R16IOKLM393至单片机IO端口HTD压电陶瓷振动传感器振动检测电路图3-5振动检测电路设计1.M393作为专用比较器集成电路其输出为集电极开路输出两4个比较器的输出可直接并联共用外接电阻它可以双电源供电也可以单电源供电该比较器的电源电

26、压是236V或18V输出电流大可直接驱动TTL和LED类似型号是LM219四电压比较器LM319LM139LM239和LM339与LMII9的功能基本相同LM393的符号见图3-6其中11脚为正电源6脚为电源地3脚为比较器1的地线8脚为比较器2的地线314多普勒接近座位检测电路的设计图3-6LM393的符号图本设计采用多普勒效应传感器RD627安装在汽车驾驶座附近用于人接近驾驶座的检测RD627多普勒效应传感器采用单列7脚直插式塑料封装其管脚排列如图3-7所示图3-7RD627管脚排列图3-8RD627内部电路功能框图图3-8是它的内部电路功能框图可以看出RD627由振荡器发射器检测器多普勒信

27、号放大器限幅器及稳压电源等部分组成振荡器产生的微波信号经发射器由第12脚送至外接天线发射到空间产生一个立体空间微波防护区当人或其他物体在该防护区移动时反射回来的微波信号与原信号之间将产生频移微弱的频移信号通过检测器处理后获得的多普勒信号再经放大在第6脚即可得到与移动目标相应的电信号RD627型多普勒效应传感器的工作电源电压为12V有效发射面积大于100m2静态时第6脚的输出电压为6V在有效发射区内当有目标移动时第6脚动态输出电压变化不小于50mV移动目标离天线愈近输出电压变化幅度越大最大时可达5V以上本设计检测靠近驾驶座位的电路如图3-9所示12V天线VCCR3850KR4147KRD6276

28、R35IK3I21.M393R3710K56R3910KU4B71.M393R421K至单片机IO端口C5047uFR3610K防接近驾驶座电路图3-9接近座位检测电路RD627产生的微波信号经外接环状天线发射到空间后形成一个立体微波警戒网当有人在网内走动时从人体反射回到天线的微波信号与原发射信号就会产生频移此频移经RD627内部监测放大后从6脚输出超低频信号经电压跟随器送到比较器LM393进行鉴别如果信号电压达到比较器的门限电压则比较器的输出状态将发生变化送给单片机判断R38用来调节电压比较器的阈值电平以调整报警器的警戒范围微波发射天线可用3mm的金属线弯成12Omm150mm的圆环状32无

29、线发射和接收电路的设计321编码芯片HS22621HS2262概述HS2262是CMOS工艺制造的低功耗通用编码电路编码由用户可灵活改变的地址码和数据码组成HS2262具有省电模式可用于无线电和红外线遥控发射其外围应用电路元器件少振荡电路只需外接一个电阻即可构成振荡回路它的数据最多可达6位地址码最多可达531441312种同时HS2262具有多种封装形式和很宽的工作电压范围它在13V到12V之间都可以正常工作2HS2262的引脚说明图3-10为HS2262的引脚排列图图3-10HS2262引脚图名称管脚说明AO-Al11-810-13地址管脚用于进行地址编码可置为OIf悬空DO-D57-810

30、-13数据输入端有一个为1即有编码发出内部下拉Vcc18电源正端+Vss9电源负端一TE14编码启动端用于多数据的编码发射低电平有效OSCl16振荡电阻输入端与OSC2所接电阻决定振荡频率OSC215振荡电阻振荡器输出端DoUt17编码输出端正常时为低电平3HS2262的工作过程HS2262将AO-Al1D5-DO引脚端的状态包括地址和数据编码为一个特殊的波形并且在TE脚为0时输出波形到Dout这个波形送到RF调制器或IR发送器处理后进行发送对方的RF解调器或IR接收器收到发送过来的无线频率信号或红外线信号后将之整形为对应的波形然后HS2272就可以对这个波形进行解码输出这样就完成了遥控编码和

31、解码的过程下图为HS2262工作流程图图3-11HS2262工作流程图322解码芯片HS22721HS2272概述解码芯片HS2272是与HS2262编码芯片配对使用的遥控解码器采用CMOS工艺制造它具有12位三态地址引脚可提供最多531441312种地址码因此可以显著得减少码间冲突和恶意码扫描的可能性HS2272可在多种设置下使用以适合各种应用需要数据输出引脚数可改变数据输出形式可为锁存输出或即时输出HS2272具有以下特点ICMOS工艺制造低功耗2很高的抗噪声度3可达12个三态地址引脚4可达6个数据引脚5工作电压范围宽VeC415V6单电阻振荡器7锁存或即时输出形式8使用DIP和SOP封装

32、HS2272的应用范围很广泛主要包括汽车防盗系统遥控风扇车库门控制器住宅防盗自动化系统遥控玩具工业方面的遥控应用等2HS2272的功能框图及引脚说明HS2272解码芯片的功能框图如下图所示主要包括三态地址数据检测系统时钟振荡器控制逻辑比较逻辑输出逻辑数据检测和同步检测等几个部分图3-12HS2272解码芯片的功能框图图3-13为HS2272的引脚排列图图3-13HS2272引脚图名称管脚说明A0-A51-6地址引脚A0-A5三态引脚”01或r对应编码波形中的bit-bit5A6D5-7-8地址引脚A6-A11数据引脚D5DO用作高地址位还是数据输出取决于HS2272的使用型号用于地址输入时为三

33、态引脚“0”1或F”对应编码波形中的bit6bitll用AllDO10-13于数据输出时如果收到波形的解码地址与地址引脚的地址设置相匹配且收到的相应的数据位为1时引脚升至Vcc否则降为Vss锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc18电源正端+Vss9电源负端一DIN14数据信号输入端来自接收模块输出端OSCl16振荡电阻输入端与OSC2所接电阻决定振荡频率0SC215振荡电阻振荡器输出端VT17解码有效确认输出端常低解码有效变成高3HS2272的功能描述HS2272解码接收送入DIN引脚的波形将输入的波形解码成包括地址数据和同步位的码字将解码的地址位与地址输入引脚设置的地址进行比较如果2个连

34、续的码字都匹配HS2272置数据位对应的数据输出引脚为“1并将VT输出置为高电平HS2272解码芯片有不同的后缀表示不同的功能有LxMx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中X表示有几路并行的控制通道当采用4路并行数据时HS2272-M4对应的数据编码是4位地址编码是8位如果采用6路的并行数据时HS2272-M6对应的数据编码是6位地址编码是6位4HS2272有效接收确认当HS2272收到编码信号时它会检查该信号是否有效有效的输入满足以下两个条件

35、1它必须是一个完整的字码2码地址必须与接收电路的码地址端子上的设置一致当进行两个连续有效的码字后HS2272会将接收到的数据在相应的数据输出端输出并将VT置为高电平它们的定时关系见下图图3-14HS2272接收有效时序图323射频发射-接收模块随着现代电子技术的飞速发展越来越多的通讯产品大量涌现出来尤其是无线通讯领域的新产品更是琳琅满目目前天线通讯方式有无线电红外线微波等多种方式而且可供选择的模块也有很多种考虑到应用环境和价格等因素本设计选择其中廉价的发射模块F05C和接收模块J05C进行介绍它们价格便宜传输距离较远可靠性高特别适合于低成本的无线通讯设备使用1射频发射模块发射模块F05C原理如

36、图3-15所示F05C采用声表谐振器稳频SMT树脂封装频率一致性较好免调试特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统而一般1.C振荡器频率稳定度及一致性较差即使采用高品质微调电容误差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移F05C具有较宽的工作电压范围及低功耗特性当发射电压为3V时发射电流约为2mA发射功率较小12V为最佳工作电压具有较好的发射效果发射电流约为58mA大于12V时直流功耗增大有效发射功率不再明显提高F05C系列采用AM方式调制以降低功耗数据信号停止发射时发射电流降为零数据信号与F05C之间采用电阻而不能采用电容耦合否则F05C将不能正常工作数据信号电平应接近F05C的实际工作电

37、压以获得较高的调制效果F05C对过宽的调制信号易出现调制效率下降收发距离变近的现象当脉冲高电平宽度在008lms时发射效果较好大于ImS时效率开始下降当脉冲低电平宽度大于IomS时接收到的数据第一位极易被干扰即零电平干扰而引起不解码如采用CPU编译码可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰如采用通用编解码器可调整振荡电阻使每组码中间的低电平区小于IOmS以抑制零电平干扰F05C输入端平时应处于低电平状态输入的数据信号应是正逻辑电平幅度最高不应超过F05C的工作电压图3-15发射模块F05C原理图F05C天线长度可在0250mm之间调节也可无天线发射但发射效率下降F05C为改进型体积更小内含隔

38、离调制电路以消除输入信号对射频电路的影响信号直接耦合性能更加稳定F05C应垂直安装在抑制板边部并应离开周围器件5mm以上以免受分布参数影响而停振F05C发射距离与调制信号频率及幅度发射电压及电流容量发射天线接收机灵敏度及收发环境有关F05C力724Omm小拉杆天线发射时在开阔区最大发射距离约250m在障碍区相对要近由于折射反射会形成一些死区及不稳定区域不同的收发环境会有不同的收发距离如需要远的可靠距离可在F05C的输出端增加一级射频功率放大器2射频接收模块J05C由超外差电路结构IC芯片和温度补偿电路构成具有较高的接收灵敏度及稳定性如图3-16所示芯片内含低噪声射频放大器混频器本地振荡器中频放

39、大器滤波器及限幅比较器输出为数据电平信号可直接接至标准解码器或CPU解码器适合与ASK方式的发射器配套使用适用于各种遥控报警器及单片机短距离数据传输设备J05C接收频率分为315MHZ及43392MHZ两种并具有较好的频宽及温度补偿特性可与一般精度的声表谐振器稳频的发射机及LC发射机配套使用而不需要调整接收频率较宽的工作温度范围可适应各种工作环境J05C对电源要求不太苛刻可以使用开关电源并具有较宽的工作电压范围及低功耗特性2V时只消耗约2mA电流3V消耗约25mA电流但5V以下供电接收灵敏度要下降35dBm5V供电可处于最佳接收灵敏度状态J05C模块具有休眠功能当芯片9脚为高电平VDD-3V以

40、上时接收机可处于休眠状态此时耗电约25A通常芯片9脚已接为低电平08V以下处于正常接收状态若需休眠功能可自行改动图3-16J05C接收模块原理图J05C接收天线的长度为接收频率的14波长约22Cm阻抗约37。为最佳匹配天线但在实际应用中会受到各种条件限制具本需试验确定当信号较弱而干扰点又引起信号不稳时可将天线剪去5cm也许会有所改善也可采用螺旋天线或将天线直接做在PCB板上甚至无天线接收当然接收灵敏度要下降匹配良好的收发天线能使收发模块性能达到最佳状态而匹配不良的收发天线会使收发距离变得很近J05C最大数据传输速度为5kbps调整内部电容值可达到20kbps但过高的数据速率会降低接收灵敏度及增

41、大误码率用于单片机收发系统速率可取48kbps或24kbps同时应兼顾到收射效率当数据中有连续几个1且脉宽超过Ims时会引起发射效率下降而且太大的占空比及大低的频率易引起过调制高电平脉宽在01Ims范围内收发效果较好不合适的数据速率同样会影响到收发距离甚至收不到信号J05C输出端可直接与标准解码器及单片机接收J05C在未收到发射信号时可输出随机噪声幅度为VDD-03V值当收到信号时噪声被抑制当信号变弱时出现声干扰点此时信号处于不稳定区若采用单片机解码则会因误码率增大而出现数据错误此时可在数据位前加乱码抑制零电平状态干扰最好工作在可靠区域以减小误码率324无线发射-接收电路图的设计1HS2262

42、与HS2272的匹配1HS2262与HS2272芯片的地址编码设定设置地址编码的原则是同一个系统地址码必须一致不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分在通常使用中我们一般采用8位地址码和4位数据码这时编码电路HS2262和解码HS2272的第18脚为地址设定脚有三种状态可供选择悬空接正电源接地三种状态3的8次方为6561所以地址编码不重复度为6561组只有发射端HS2262和接收端HS2272的地址编码完全相同才能配对使用例如将编码芯片HS2262的第1脚接正电源其它引脚悬空那么解码芯片HS2272只要也第1脚接正电源其它引脚悬空就能实现配对接收当两者地址编码完全一致时HS2272对应的D1D4

43、端输出高电平控制信号同时VT端也输出解码有效高电平信号用户可将这些信号加一级放大便可驱动继电器功率三极管等进行负载遥控开关操作2HS2262与HS2272振荡电阻的匹配HS2262和HS2272除地址编码必须完全一致外振荡电阻还必须匹配否则接收距离会变近甚至无法接收HS2272的内置振荡电路通过外接一个电阻就可构成精确的振荡器为了使HS2272能正确解码接收到波形RF工作方式下HS2272的振荡频率通常是HS2262发送频率的258倍下图是HS2262和HS2272接不同电阻时的典型振荡频率图3-17HS2262HS2272典型振荡频率曲线一般典型振荡电阻值如下表表3-3HS2262IIS22

44、72编解码芯片典型振荡电阻值HS2262HS227247M820K33M680K22M390K15M270K本设计编码编码电路HS2262的振荡电阻值选取47M解码电路HS2272的振荡电阻值选取820K2遥控发射-接收电路图U8AOAlVCCDOUT16IN4148X2R20OOAA2A2Ht,A4A5OSCl0SC215TE14DOAllIJ47MR25D4D5布防解除ClO100pF47K晅IN9OOA8D4A79VSSHS2262D2A911D3A810BTl45VR26SWlSW21K9ANT4YJ05CDATA3R211KAOAlA2A2HOA4A57D5A68D4A7HS2272

45、VCC18VT17OSCl16OSC215DIN14DOAllDlAlO12D2A9HR22820K至单片机IO端口遥控信号发射电路3DATAY4ANT遥控信号接收电路F05CGND图3-18左为系统遥控按键编码及发射电路右为接收解码电路电路图HS2262地址引脚全部为悬空状态与解码电路中HS2272的地址位状态对应当有布防或者解除按键按下时作为数据送到了数据输入引脚经HS2262处理编码信号从DOUT输出送给射频发射模块F05C通过天线发射出去发射电路中只有当有按键按下时编码芯片HS2262和发射模块F05C的电源才会通过二极管D4或D5接通这样在遥控器没有按键按下时发射电路的功耗就为零这样

46、最大限度降低了遥控器的功耗当发射端有信号发出时由接收端天线接收射频接收模块对接收到射频信号进行解调放大滤波等处理后送HS2272的DIN引脚由HS2272进行解码将解码的地址位与地址输入引脚设置的地址进行比较如果地址匹配HS2272置数据位对应的数据输出引脚为1并将VT输出置为高电平这三个输出端送单片机供单片机判断处理3报警信号无线发射-接收电路图VCCTlU7C12100pFGNDT3R2747KGND45VUlO18R2947KD2ANTJ05CAO2AlLILA00AVLVOANT4YDATA3R28IKA2HeA4OSCl160SC215DIN14R30820K1N4148F05C7D5A6DOAIIDlAlO12GNDUllGND8D4A79VSSHS2272D2A911D3A8101N4148U6AOAlA2A3A4VCCDOUT17OSCl16