STC89系列

STC89系列（精选8篇）

STC89系列 第1篇

关键词：单片机,STC89系列,在线下载

1 引言

传统51单片机由于保密性不好, 目前已经濒临被取代的境地, 而宏晶科技推出的新一代STC89系列单片机具有抗干扰性强、速度高、功耗低, 且其指令代码与传统8051单片机完全兼容等优势, 目前被越来越多的工程师所青睐。

在单片机上面编写和调试程序, 虽然有相应的编程器, 但是最繁琐的事情就是要频繁插拔器件, STC89系列单片机支持在线编程, 也就是不需要插拔器件, 直接用串口通信线就可以实现不断电在线下载的工作, 省去购买通用编程器, 也无须将单片机从用户产品上拆下来就可实现将代码烧录进单片机内部, 这给工程师带来了极大的便利。

2 STC89系列单片机ISP在线下载原理分析

大部分STC89系列单片机在销售给用户之前已经在单片机内部固化有ISP系统引导程序, 配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部, 不需要编程器即可实现程序的下载。STC-ISP的下载过程分为冷启动和热启动两个过程。

冷启动是单片机彻底没电后经过3秒钟左右的时间上电后会自动运行ISP区的程序。在STC单片机内部固化的ISP引导码被设置为上电复位, 上电复位后, 它会自动检查有无合法的下载命令流, 如果没有合法下载命令流, 则自动软复位到用户程序区运行用户程序, 如果检测到有合法的下载命令流, 则根据命令流将用户程序下载到用户程序区去, 然后再软复位到用户程序区运行用户程序。其流程图如图1所示。

热启动的过程为:先发用户自定义命令, 进行STC-ISP下载 (在这个过程中单片机可以上电) , 然后与冷启动过程类似, 进行下载程序后进入用户程序区执行, 或者发出自定义下载命令后由单片机接收延时大约1秒后软复位到ISP区执行相应程序后再下载用户程序到用户程序区, 然后转入相应区域运行用户程序。其流程图如图2所示。

利用STC单片机提供的在线下载工具进行程序的下载, 该下载工具在STC的官方网站上面即可找到。

在界面中选择所使用的单片机类型, 然后设置相应的端口和波特率, 自定义下载的部分会由软件自动填写, 不必更改。利用这个下载工具, 只要在程序中编写相应的软件代码, 然后通过“打开程序文件”选择相应的*.HEX文件即可实现不需编程器的下载, 但是在下载过程中要想实现不断电的过程, 还需在编写相应程序的时候加以注意。

3 不断电在线下载的实现

根据以上的分析, 在线下载的程序主要由两部分组成, 即串行口初始化部分和自定义监测部分, 下面的程序以C语言书写。

3.1 在程序中所用到的定义部分

3.2 串行口初始化程序

主要是针对串口、中断和定时器的设置。

在主程序中书写:

其中Fosc为所使用的晶振频率。

3.3 自定义监测部分

数组download即为自定义下载命令, 在图3中的右下角可以看到。

4 总结

在使用上述方法的过程中, 可以根据实际应用更改其中的参数。经过实践检验, 该方法实用可行, 实现时只需将单片机与计算机的串行口相连, 使用STC提供的程序STC_ISP_V483.exe进行下载, 在界面上设定芯片类型后, 设定波特率后, 将程序文件加载后直接点击发送即可, 只需刚开始切断一次单片机的电源, 之后的调试过程可以不用切断电源, 更不需要将单片机卸下即可实现在线下载和调试。

参考文献

[1]STC89C51RC/RD+系列单片机器件手册[EOV/RL].www.MCU-Memory.com, 83.

[2]求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册[M].北京:人民邮电出版社, 2006, (4) .

STC89系列 第2篇

关键词 STC89C52 红外遥控 WD6122 FPS-4091 DS1302

中图分类号：TP273 文献标识码：A

1 设计背景和目的

随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。近年来，红外遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。本设计本着以人为本、经济安全的目的，采用红外线遥控技术控制白炽灯，通过遥控和手动双重开关，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且适合老年人、残疾人等人群使用。本设计可以推广到冰箱、风扇及窗帘等家用电器，在智能家居中应用十分广泛。

2 系统总体设计

以单片机STC89C52为核心、DS1302时钟芯片、WD6122红外发送模块、FPS-4091接收模块、继电器等外围器件构建模块电路。硬件电路结构简单，再结合软件编程，能够很好的满足系统的各项功能要求，并且电路抗干扰能力强，线路简单，成本低。系统框图如图1所示。

红外遥控系统包括发射器和接受控制器两大部分。发射器由24个独立按键、主控芯片等组成，接收部分使用的是一体化接收模块。发射部分完成信号的编码和调制，接收部分完成对接收到的信号的解调和解码。系统框图如图2所示。

3 硬件电路部分

3.1 时钟电路设计

时钟芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，该时钟芯片可提供年、月、星期、日、时、分、秒，并具有自动调整和闰年补偿功能。其一大特点是使用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，当掉电的情况下，可使用备用电源充电，保证数据的存储。与主控芯片的连接见图3，外接11.0592MHZ晶振，时钟信号SCLK由单片机P0.6口提供，复位/片选线与单片机P0.7口连接，串行输入输出接口I/O口与单片机P0.5口连接，根据时序图能够正确的进行数据存取操作。

3.2 红外接收头FPS-4901

本设计中用到的成品红外接收头是FPS-4091。FPS-4901高灵敏红外线接收器，外形尺寸：13.5mm €？14.4mm €？16.3mm。该红外线接收器内含一个红外线接收管（PH302）和一个放大电路（CX20106），红外线接收管产生的光电流有前置放大器放大。该接收器可以直接和红外线发射管配合组合成各种遥控系统。

3.3 继电器控制电路设计

该电路输出部分由三极管和二极管组成，构成共射放大电路和继电器回路保护，见图4，其中，由单片机P3.7口产生继电器控制信号，并有工作指示灯反映信号的高低电平。如果P3.7口输出高电平，指示灯亮，继电器处于常闭状态，受控灯亮；反之，P3.7口输出低电平，继电器常开状态，并且指示灯熄灭。

4 软件部分

4.1 程序流程图（见图5）

开机时单片机进行初始化操作，一切都回归到原始位置，这时单片机开始扫描是否有红外遥控信号输入，如果有，单片机则进行接受信号并进行相应的解码，然后通过P3口输出相应的PWM脉冲波形给继电器电路控制白炽灯的亮灭。其程序流程图见如图5所示。

4.2 按键设计

键码识别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。

在键盘设计中，通常采用行列扫描法，可以节省I/O，操作也方便、简单。除了识别有无键按下，按下键的行列扫描码以外，还要解决抖动和重键问题。一个键按下和释放的时候，按键开关会在闭合和断开位置间跳动几次后达到稳定状态，这就是抖动问题。抖动的存在会使得脉冲的开头和尾部出现一些毛刺波，持续时间一般小于10ms。如果不处理抖动问题，就可能被误作多次按键。抖动的消除可以通过硬件方法，采用RC滤波电路消除抖动的波形。也可以采用软件方法，在读取键码的时候延时一段时间，等信号稳定后再去识别键码。重键问题是指由于误操作，两个或以上的键被同时按下，此时行列扫描码中就会产生错误的行列值。重键处理的方法有连锁法和顺序法。连锁法是不停地扫描键盘，仅承认最后一个闭合键。顺序法是识别到一个闭合键后，直到该键被释放后再去识别其他按键。

4.3 中断处理程序

系统软件设计总共采用了定时器T0和外部INT0两种中断。T0中断精确用于定时，如图6所示，定时器工作在方式1，初值设置为TH0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，计数标志设为10，即可达到设计目的。当有按键按下，T0即启动，1ms后定时器0关闭。INT0用于红外检测。当P3.2口发现下降沿，即进入中断。如图6所示。

5 系统调试

采用模块化调试和整体组合调试相结合的方法进行系统调试，经过PROTEUS软件仿真、硬件电路调试和组装测试，最终实现了DS1302时钟芯片数据无误的读取和调整、继电器的开与关、红外遥控与键码电路相融合等功能。最终，在接通电源的情况下，通过遥控器CH-键，实现每次无误的对台灯的控制，完成台灯的亮或灭；可控制范围在方圆10米之内。

6 结束语

无可否认机械时代已经过去，电子时代已经到来。红外线遥控是现代家电遥控的重要举措，是近年来快速发展的一大热点，它的迅速发展必然带来巨大的经济效益和社会效益。本文所设计的红外线遥控灯，具有成本低、操作方便、电路简单、环保、体积小、重量轻等优点，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。与传统的同类产品相比，更为智能和稳定，方便了广大群众。

参考文献

[1] 罗冬，赵海刚，张源，卢超. 基于单片机的红外遥控定时开关装置的设计[J]. 机电工程技术，2009（3）：29-31.

[2] 郭天祥. 51单片机C语言教程[M]. 北京：电子工业出版社，2009.

[3] 郭洪萍. 新型单片机红外遥控LED电子时钟的设计[J].科技创新导报，2008（12）：32.

[4] 张义和. 例说51单片机（C语言版）[M]. 北京：人民邮电出版社，2008.

[5] 张靖武. 单片机系统的PROTEUS设计与仿真. 电子工业出版社，2007.

STC89系列 第3篇

关键词：单片机,温控风扇,设计

风扇在日常生活中起着举足轻重的作用, 例如夏天降温用的小型风扇、大型工业机械的大型散热风扇以及配着电脑使用的智能CPU散热风扇等。随着单片机的广泛应用, 许多温度控制的系统都开始采用单片机为控制平台。本文设计了一种基于STC89C51单片机的智能温控风扇系统, 该系统通过环境温度的变化使风扇实现自动启、停, 使风扇转速也能够随着外界温度变化而产生变化, 实现了风扇的智能控制。用单片机制作出的温控风扇结构简单, 可靠性高, 具有一定的市场前景。

1 总体设计方案

本设计目标是要设计一种智能温控风扇系统, 使用者可以通过三个独立按键即“设置”按键、“增大预设温度”按键和“减小预设温度”按键预先设置好温度上下限, 该系统投入运行后即可自动检测环境温度的变化使风扇实现自动启、停和转速的自动调节。具体到本设计方案, 在主控芯片的选择上, 选用了性价比高、支持在系统可编程技术的STC89C51单片机, 显示方式上采用了成本低、功耗低, 编程简单的4位8段数码管进行显示, 温度采集则选用了基于单总线技术的DS18B20, 其与单片机的接口电路简洁且抗干扰能力强。

本设计的关键技术在于如何实现风扇的自动调速, 调速方式有两种方案可以选择:一是采用变压器调速, 二是采用三极管驱动PWM进行控制。方案一的缺点是变压器调速限制了风速级别, 不能满足要求, 且在变压过程中会有损耗发热, 效率不高, 发热有不安全因素。而方案二由于PWM所有信号无需进行数模转换, 都是以数字形式存在的且对噪声抵抗能力强故设计中采用PWM进行转速控制。

2 系统硬件设计方案

本系统由温度传感器DS18B20、STC89C51单片机、LED数码管、三极管驱动电路、直流电机及一些其他外围器件组成。使用具有价廉易购的STC89C51单片机编程控制, 通过修改程序可方便实现系统升级。虽然在硬件的选择上实际选用的是STC89C51单片机, 但由于Proteus中并没有这一款单片机, 而AT89C51单片机在功能上和STC89C51是一样的, 所以仿真时实际是使用AT89C51单片机做仿真的主控模块。

在本设计中, 采用了三极管驱动直流电机, 软件设置了P1.0口输出不同的PWM波形, 通过三极管的放大作用驱动直流电机转动, 通过软件中程序设定, 根据不同温度输出不同的PWM波, 从而得到不同的占空比控制风扇直流电机。程序实现了P1.0口的PWM波形输出, 当外界温度低于设置温度时, 电机不转动或自动停止转动;当外界温度高于设置温度时, 电机的转速升高或是自动开始转动。在本系统中风扇电机的转速可实现两级调速。通过温度传感器检测的温度与系统预设温度值的比较, 实现转速变换。

具体硬件电路如图1所示。

本系统设计能够实现单片机检测外界温度的变化的功能, 然后通过外界温度以及设置的阀值去控制风扇直流电机的输入占空比的变化, 因此产生了不同的转速;也可以通过调节键盘来设置温度, 再通过比较外界温度与设置温度的温度差来控制电机转动, 当外界温度低于设置温度下限时, 电机停止转动;当外界温度高于设置温度下限时, 单片机控制电机开始转动, 本系统设计还能动态的显示出当前档位和当前温度, 并能通过键盘来调节当前的设置温度值。

3 系统软件设计

要实现根据当前温度实时的控制风扇的状态, 需要在程序中不时的判断当前温度值是否超过设定的动作温度值范围。单片机在执行程序时, 通过当前温度与设定温度的不断比较判断可以得到以下结果, 当当前温度比设定温度的最大值大时, 必须立刻先去执行超温处理子程序和欠温处理子程序, 而控制风扇进行切换到关闭、弱风、大风这三个状态。显示驱动程序以查七段码取得各数码管应显数字, 逐位扫描显示。

4 结论

本系统的设计可推广至各种电动机控制的系统中, 去实现电动机转速的调节。在现实生活中, 本系统的实现能够用在小型的日常风扇的智能控制中;在工业生产中, 本系统的实现也能够用于通过不同的输入信号来控制电机的转速, 以实现生产自动化。例如, 在电力系统中, 负荷的不同能够产生不同的电压信号, 根据该电压信号去调节不同发电机的转速, 进而调节发电量, 以实现电力系统自动化。综上所述, 该系统的设计有一定的参考价值和市场前景。

参考文献

STC89系列 第4篇

恒温箱根据控制温度可分为低温 (室温以下) 恒温箱和高温 (室温以上) 箱, 在工业、医疗以及科研实验中有着广泛的应用。本恒温箱控制系统采用了压缩机制冷与电热丝加热于一体, 控温范围在-5℃~60℃之间, 控温精度在±0.2℃, 实现了高低温箱一体化。

2 系统硬件设计

基于STC89S58的恒温箱控制系统的硬件电路如图1所示。

本文所采用的铂电阻 (PT) 测温电路是基于由差动输入积分电路和555定时器构成的V/F转换电路构成【1】, 如图2所示, 电路由PT电桥, 放大电路和V/F转换电路组成, PT电桥输出PT100变化的电压值, 再由HA17358放大, 最后通过V/F转换输出脉冲到单片机处理。应用上述推导结论, 得出本温度采集电路的PT100阻值变化与脉冲频率的关系为:

其中UD是电源电压, ΔR是PT100变化的阻值, tw=1.1R12C5

3 系统软件设计

系统软件设计主程序流程如图3所示。本温度控制中采用了PID控制算法, 即比例、积分、微分控制, 是工业过程控制中应用广泛的一种基本控制方法。增量式PID控制算法为:

式中, KP, KI, KD为PID控制算式的比例系数, 积分系数, 微分系数;

比例系数KP实时成比例反映控制系统的偏差, 偏差一旦产生, PID控制立即作用以减少偏差, KP越大响应快但会使系统趋于不稳定, 过小的KP使系统回到设定值相当迟缓。

积分系数KI消除系统的稳态误差 (精差) , 即恒温温度更精确, KI越大, 表现为系统的过度过程曲线衰减太慢, 甚至产生不衰减震荡。

微分系数KD产生超前的校正作用, KD过大, 系统的过度过程曲线表现为震荡很频繁, 周期又短。若直接采用式3标准PID算法时, 当给定值发生突然变化而在短时间内产生较大的偏差时, 在积分项的作用下, 将一切系统的过量超调和长时间的震荡。采用积分分离PID算式, 可有效克服这一现象的出现。积分分离法, 即在偏差大于莫一定值A时, 消去积分作用;而当偏差小于A时, 积分才起作用。其控制算式为:

PID恒温箱控制系统能否良好工作, 主要决定于P, I, D的三个参数的选择与配合是否恰当。通过调整控制器的这些参数使其特性与被控对象特性相匹配, 以达到良好的控制效果, 称为PID控制系数整定法。[3]本控制系统采用了基于被控对象的阶跃响应曲线的工程整定法。被控对象的传递函数的表达式为:

图4是恒温箱系统阶跃响应曲线, 沿曲线拐点作切线, 交于时间轴得系统对象的滞后时间为г, 切线所切取段为时间常数Tm, 放大系数为:

根据PID控制系统的工程整定得:

结束语

本系统的温度控制范围为-5℃~60℃之间, 当设定恒温温度小于环境温度5℃时, 启动空气压缩机制冷, 同时PID控制输出量继续控制加热丝加热, 实现了低温 (低于环境温度) 的恒温。该恒温箱控制系统已广泛应用于工业、医疗以及科研实验领域, 特别是很好的满足了小麦的多时间段恒温培养的实验要求。

摘要：本设计采用基于由差动输入积分电路和555定时器构成的V/F转换电路构成的铂电阻 (PT) 测温电路, 并将积分分离PID算法应用于温度的控制。

关键词：差动输入积分电路,V/F转换,PID

参考文献

[1]曹必华, 赖万昌, 王汉斌.基于555定时器的V/F转换电路分析与应用[J].电子质量, 2011;1:44-46.

[2]王昊, 李昕.集成运放应用电路[M].北京:电子工业出版社, 2007.

STC89系列 第5篇

脉诊之所以重要是由于脉象能传递机体各部分的生理病理信息,是窥视体内功能变化的窗口,可以为诊断疾病提供重要依据[1]。但是传统脉诊主要依赖于医者的经验和主观判断,再加上被诊者的个体差异使得脉象的辨认、识别缺乏统一、精确的标准。因此,脉搏采集系统的研制有助于脉诊的客观化研究。脉搏采集系统设计难点在于如何模拟医者手指,在最佳取脉压力下获取清晰的脉搏波谱,并根据不同的压力变化,完成对寸、关、尺三个脉位复杂脉象的提取和识别。

自20世纪50年代以来,对于脉学的理论、脉诊方法、临床诊断和实验研究等方面均开展了大量工作,取得了较大的进展。英国人Marey最早设计了以弹簧为动力的杠杆式脉搏传感器,并记录了桡动脉脉搏波[2]。1860年首次出现杠杆和压力鼓式描述脉搏图,1890年开始采用换能的方式,出现了杠杆式光学脉搏描述器。20世纪50年代我国学者朱颜首次将杠杆式脉搏描记器引用到中医脉诊的研究中来。自70年代至今,研究人员已研制出种类繁多的换能器以模拟中医切脉的手指,采集并记录了脉搏信号[3]。

国内外典型的脉象诊断仪如:由北京医疗器械总厂生产的BYS-14型脉象仪[4]和北京斯脉福生产的28脉脉象仪能对脉搏波进行检测重现,并能识别临床中医常见37种脉象图。ZM-Ⅲ型智能脉象仪由上海中医药大学研制[4],是我国当前较先进的一种脉象仪,能自动采集脉象信号,并将中医脉象的位、数、形、势和脉图的各项特征参数作自动分析处理。为了达到分层取脉的目的,日本Colin公司研制生产的CMB-3000/2000型桡动脉脉波检测仪利用张力法测量原理进行无损伤连续血压监测[4]。

本文主要从脉搏传感器的选择,信号调理电路的设计,取脉压力的自动控制以及信号的初步处理等方面介绍寸、关、尺三处脉位在浮、中、沉等不同状态下的信号采集,为脉诊客观化的进一步研究奠定了基础。

1脉搏信号的特点

脉搏信号的特点如下:

(1) 强干扰下的微弱信号。由于脉搏信号幅度很小,大约是微伏到毫伏的数量级范围。因此,极容易引入干扰,这些干扰有来自50 Hz的工频干扰,有来自肌体抖动、精神紧张带来的假象信号等。

(2) 频率低但能量相对集中的信号。人体的脉搏频率非常低,约为0.5～4 Hz,一般情况下为1 Hz左右,脉搏信号可看成一个准直流信号,也可看成是一个低频交变信号。根据脉搏功率谱能量分析,健康人脉搏能量绝大多数分布于1～5 Hz,而病人脉搏在1 Hz以下和较高频段(如5 Hz以上或10 Hz以上)仍有相当一部分的能量分布[5]。

(3) 复杂且易变的随机信号。脉搏信号因人体生理、病理、心理的不同而不同,又受环境、时间、气候的影响,表现出同一个人在不同的时间、地点有不同的脉象,有时也会有不同的疾病表现出相同的脉象。

2采集系统的设计要求

(1) 传感器的选取。

由于不同类型的传感器原理不同,所获取的原始波形也是不尽相同的。本系统中,选用的传感器是BP300T压力传感器和PVDF压电薄膜传感器。

(2) 隔离、放大、滤波整形电路等硬件电路的设计。

由于所提取的信号非常微弱,且富于变化,需要附加多重滤波电路。

(3) 以STC89C52为核心的实时采集系统。

经过调理的模拟信号通过A/D转换,采集到单片机中,并立即通过串口与上位机进行通信,将数据进行传输。

(4) 压力自动控制。

通过单片机对气泵和电磁阀的控制,达到对腕带压力实时控制的目的。

(5) 脉搏波形重现。

通过上位机软件对采集到的数据进行波形重现。

3系统方案设计

系统以单片机STC89C52为核心,外设电路由传感器,信号调理电路,A/D转换器组成,系统的结构框图如图1所示。

系统的硬件实现方案总体设计如图2所示。

系统部分功能如下:

压电传感器 作为测量电路的最前端,其作用是将脉搏的动态信息转换为电压信号,方便采集,是整个采集系统的关键。

BP300T压力传感器 用于对整个加压过程的压力监测,实现在不同的取脉压力下对脉搏信号进行采集。

前置放大和二级放大电路 对微弱的脉搏生物信号进行合适的放大,使其满足电压的转换条件。

带通滤波电路 脉搏波信号微弱,频率低,容易受到外界干扰,所以必须使用滤波器将信号频带外的干扰去除。

3.1 传感器的选择

脉搏传感器的选择对于整个采集系统的设计非常重要。脉搏传感器的基本功能就是将切脉压力和桡动脉搏动压力这样一些物理量(非电量)转换成为便于测量的电信号。因此要求传感器具有一定的检测重复性和线性,可以重复使用,而且测得的数据具有一定的精度;其次,环境温度对其影响较小,可以保证在较大范围内数据具有一定的精度;同时,还需具有一定的灵敏度和稳定性。

3.1.1 SC0073传感器

该传感器采用压电复合材料作为换能元件,信号通过特殊的匹配层传递到换能元件上变成电荷量,再经传感器内部放大电路转换成电压信号输出。该传感器是一种高性能低成本的振动传感器,具有灵敏度高、频率响应范围宽、抗过载及冲击能力强、抗干扰性好、操作简便等特点。通过测试该型号传感器性能基本满足条件,但是信号稳定性欠佳,尤其是柱状的结构外形,导致其无法与腕带方便的配合。

3.1.2 HK-2000B脉搏传感器

HK-2000B脉搏传感器采用高度集成化工艺将力敏组件、灵敏度温度补偿组件、感温组件、信号调理电路集成在传感器内。主要特点是灵敏度高、抗干扰性能强、过载能力大、性能稳定可靠、使用寿命长。实验发现由HK-2000B提取信号绘制的脉搏波形清晰稳定,使用时无需搭建前置放大电路,但体积过大,无法对三个脉位进行同时测量。

3.1.3 PVDF压电传感器[6]

PVDF压电传感器由PVDF压电薄膜构成。与其他压电材料相比,PVDF压电薄膜具有压电系数大、频响宽、动态范围大、力电转换灵敏度高、机械性能强度高、声阻抗易匹配等特点,且重量轻、柔软不脆。对该传感器的测试如下:分辨率、灵敏度等指标均符合要求,而且得到的脉搏波形与HK-2000B获得质量相当。综合以上对比,本设计方案中选取PVDF压电传感器作为脉搏测量传感器。

3.1.4 BP300T压力传感器

本系统中使用BP300T压力传感器监测腕带压力。BP300系列压力传感器是专为电子血压计开发的一款压力传感器,具有结构简单、性能稳定、可靠性好、通用性强等优点。

3.2 信号调理电路

脉搏信号处理电路主要是对检测到的微弱脉搏电信号进行信号处理,并滤去多余的噪声信号。考虑到脉搏信号为超低频信号,极易引入工频干扰,而且采集到的脉搏电压信号幅度通常在0～20 mV之间,并不符合A/D转换器的输入电压的范围(一般为-5～+5 V)。鉴于以上特点,PVDF脉搏传感器和压力检测传感器均使用以下调理电路。

3.2.1 前置放大电路设计分析

前置放大电路对于脉搏波信号采集来说至关重要,考虑到脉搏信号的特点,为了放大噪声环境中传感器输出的弱信号,对于放大器要求具有:极高的共模和差模输入阻抗;很低的输出阻抗;精确和稳定的增益;极高的共模抑制比。基于以上分析,选用ANALOG DEVICES公司生产的低功耗、高精度仪表放大器AD620作为前置放大的核心器件。

图3是AD620 的简化示意图,AD620由三个放大器组成,其内部采用“三运算放大器”典型电路,仅需要一只外接电阻便可使增益在1～1 000之间任意调节,其调节是通过1脚和8脚间的阻抗Rg来实现的[9]。AD620管脚图如图4所示。前置放大电路结构如图5所示。

3.2.2 带通滤波电路

带通滤波器是一个允许特定频段的波通过、同时屏蔽其他频段的设备。可以由低通滤波器和高通滤波器串联组合而成。

本系统的滤波电路采用双运放LM358。LM358是双运放集成电路,封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式,其管脚图如图6所示。它内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。其主要特性:短路保护输出;真差动输入级;单电源工作:3.0～32 V;低输入偏置电流;具有内部补偿;共模范围扩展到负电源。带通滤波电路结构如图7所示。

二阶低通滤波器上限截止频率为:

$f{}_{\text{p}}=0.37f{}_{01}$

式中:f01=1/(2πR4C4)。

电阻R4,R5取3.6 kΩ,则$C{}_4,C{}_5=\frac{1}{2\text{π}R{}_{4}f{}_{01}}=\frac{0.37}{2\text{π}3.610{}^{3}40}\approx 0.47\text{μ}\text{F}$。

则:

$\begin{array}{l}f{}_{\text{p}}=0.37f{}_{01}=0.37/(2\text{π}R{}_{4}C{}_4)\\ =\frac{0.37}{2\text{π}3.610{}^{3}0.4710{}^{-6}}=34.8\text{Η}\text{z}\end{array}$

高通滤波的下限截止频率为:

$f{}_{02}=1/(2\text{π}R{}_{6}C{}_6)$

电阻R6取33 kΩ,则:

$C{}_6=\frac{1}{2\text{π}R{}_{6}f{}_{02}}=\frac{1}{2\text{π}3310{}^{3}0.05}\approx 100\text{μ}\text{F}$

则:

$\begin{array}{l}f{}_{02}=\frac{1}{2\text{π}R{}_{6}C{}_6}=\frac{1}{2\text{π}3310{}^{3}10010{}^{-6}}\\ =0.048\text{Η}\text{z}\end{array}$

3.2.3 二级放大电路

其目的是把信号放大到适合A/D转换的要求,从而使前置放大器的放大倍数不至于太高而产生波形的失真。因为前置放大后信号的大小为50 mV,因此后级放大倍数为100。二级放大电路结构如图8所示。

3.3 A/D转换器和单片机

本系统中采用美国TI公司生产的多通道、低价格的模数转换器TLC1543,这款芯片除了高速的A/D转换器和通用的控制能力外,内部还有14个A/D转换通道,其中11个通道可以作为外部输入的模拟电压,3个通道是芯片内部的自测电压。其采样-保持功能自动进行,管脚图如图9所示。

本系统选用STC89C52单片机,可重复烧写10万次。STC89C52完全兼容AT89C51,AT89C52等系列单片机。

3.4 压力控制模块

压力控制模块由充气泵、充气电磁阀、放气电磁阀组成,控制核心是单片机,用三极管作为控制开关,如图10所示,充气泵和充气电磁阀配合使用,对整个测量过程进行加压,减压时充气泵、充气电磁阀关闭,放气电磁阀打开使腕带压力减小。

3.5 电源

系统中AD620和LM358都需要±5 V供电,充气泵、电磁阀以及单片机需+5 V电源,为满足条件提出以下方案。

3.5.1 基于ICL7660的电源设计

ICL7660是Maxim公司生产的小功率极性反转电源转换器。利用该转换芯片可以方便的产生所需电压。其设计原理如图11所示。

3.5.2 LM2940电源模块

为了避免引入50 Hz工频信号对电路的干扰,因而选用干电池供电,干电池提供的电压为7.5 V。为了达到较好的供电质量,在电路中选择LM2940稳压芯片,将7.5 V左右的电压稳定到5 V。如图12所示。

经过实验和比较,方案二中的设计较第一种设计更为稳定、便携,故使用该设计方案。

4脉搏信号的再现和处理

脉搏信号在上位机上的显示界面采用Visual Basic 6.0创建,并利用其中的MSComm通信控件实现串行通信[7],所有的控制均通过人机交互界面直接操作,显示界面如图13所示。其中MSComm通信的函数说明如下:CommPort:设置或返回通信端口号;Settings:设置初始化参数,以字符串形式设定波特率、奇偶校验、数据位、停止位;PortOpen:设置或返回通信端口的状态,同时可打开和关闭端口;Input:用于从接收缓冲区返回并删除字符;Output:用于向发送缓冲区写数据或一个字符串。获得的测量数据在Matlab中进行处理和分析,仿真结果如图14所示。

5结语

通过对传感器、放大电路、滤波电路、电源模块、A/D转换器等几个方面详细的介绍,完成了多通道脉搏信号采集系统的设计过程。经实验调试,采集到的信号清晰平稳,噪声基本滤除,整个系统具有一定的稳定性。提取到的信号通过Matlab软件最终可以实现复杂脉象的识别。

参考文献

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STC89系列 第6篇

近年来,语音电路发展极为迅速,应用也越来越广范。用语音接口芯片作为输出时,主要作为系统运行、结果、操作过程及故障等状态的提示和报警功能;作为输入时,主要用于对语音的记录、语言库的建立和语音识别等功能。

语音系统一般都必须具有如下特点:

(1)输出词汇基本确定的,且数量有限,如故障提示、操作提示、运行报告结果等;

(2)能根据系统的实时状态结果,选择合适的语音词汇或语言段随时组合输出;

(3)写入后不易遗失,修改方便。

(4)工作过程--语音经A/D转换后存入内存中,放音时取出再经D/A转换输出。

2 系统硬件设计

本系统以芯片ZY1420A为接口芯片,STC89C51为主控芯片实现语音录放系统的硬件组成,利用软件完成对系统的录音放音过程[1]。

2.1 系统框图

2.2 系统原理图

原理图包含电源、STC89C51单片机、ZY1420A、喇叭、麦克风等电路。ZY1420A使用时只需按住录音按键REC,使之保持低电平,电路自动进入录音状态且录音指示LED亮,若REC变高或录音存储器录满时,电路退出录音状态进入准备状态。轻按PLAYE,引脚为低电平脉冲电路进入触发放音状态直到放音结束。按下P L A Y L,使之保持低电平,系统为放音状态直到PLAYL变高或放音结束。电路重新进入准备状态注意REC的优先级大于PALYE和PLAYL[1,4]。

2.3 本系统中关键部分硬件说明

2.3.1 主控芯片STC89C51使用说明

在STC89C51单片机中,有些允许用高电压编程方式编程。有些允许用低电压编程方式编程。各自芯片面上的型号和特征字节的内容不同。STC89C51的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的,即每次写入一个字节。要对片内的EEPROM程序存储器写入任何一个非空字节,都必须用片擦除方式将整个存储器的内容清除。对Flash存储器编程时,STC89C51编程的步骤如下[1,2]:

(1)在地址线上要输入编程单元的地址。

(2)在数据线要上输入写入的数据字节。

(3)激活相应的控制信号。

(4)在采用高电压编程方式时,将EA/VPP端的电压加到12V。

(5)每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加一位,加一个ALE/PROG编程脉冲。

(6)改变编程单元的地址和要写入的数据,重复上面的操作,直到全部文件编程完毕。

(7)每个字节写入周期自动定时的,一般不大于1.5ms。

2.3.2 语音芯片ZY1420的说明

ZY1420A内部使用ISD1420作为主控芯片,且具备ISD1420的全部优良性能,如大容量的EEPROM存储器,消噪的话筒放大器,自动增益调节AGC电路,专用语音滤波电路,高稳定性的时钟震荡电路和语音处理电路。除此以外,ZY1420A还对ISD1420的标准外围电路作了优化并全部集成于模块内部。ZY1420A在系统中的应用方法:

(1)复杂操作方法:根据A6 A7的电平不同,电路可以进入两种不同的工作模式:地址模式和操作模式。如果A7 A6至少有一位为低电平,则电路认为A0-A7全部为地址位,A0-A7的数值将作为本次录音或放音操作的起始地址。A0-A7全部为纯输入引脚,不会象操作模式中A0-A7还可能输出内部地址信息。输入的A0-A7的信息在PALYE,PLAYL或REC的下降沿被电路锁存到内部使用。

(2)地址模式:当A7 A6至少有一位为0时,器件进入地址模式。在地址模式中,A0-A7由低位向高位排列,每位地址代表125毫秒的寻址,160个地址覆盖20秒的语音范围(160*0.125s=20s)。

(3)操作模式:当A7 A6全部为1时,器件进入操作模式。ZY1420A内部具备有多种操作模式,并能以最少的组件实现较多的功能,下面将详细描述。操作模式的选择使用地址管脚来实现,但实际的地址在ZY1420A的有效地址外部。当地址的最高两位A7 A6为高电平时,其余的地址位将成为状态标志位而不再是地址位。

在使用操作模式时必须注意两点。第一,所有的操作开始于地址0,也就是ZY1420A。以后的操作根据操作模式的不同可以从其它地址开始。另外,在操作模式中当A4=1,从录音变换到放音而不是从放音到录音。第二,操作模式的执行必须是A7 A6为高电平在PALYL,PLAYE或REC变为低电平时开始执行。

2.4 语音录放系统操作说明

对于语音芯片的使用,用户一般是采用一段录音放音的方法,这样ZY1420A能为用户提供最长20秒的录音和放音时间。当开始录音时,RECLED脚变为低电平,可以下拉电流驱动一个LED显示。ZY1420内部已经设计了一个LED位置。接通电源后,电路自动进入节电准备状态。

(1)录音:按住录音按键(REC保持低电平),电路进入录音状态(录音指示LED亮),当REC变高或录音内存录满时,电路退出录音状态进入准备状态。REC的优先级大于PALYE和PLAYL。

(2)放音:放音具有触发放音和电平放音两种方式触发放音:按一次PLAYE按键,这样给PLAYE脚一个低电平脉冲,电路进入放音状态,直到放音结束。电平放音:按下PLAYL按键(PLAYL脚保持为低电平),电路进入放音状态,直到PLAYL变高或放音结束,电路重新进入准备状态。

3 系统的软件设计

3.1 编程思路

ZY1420A主要有三个功能录音、电平控制放音、脉冲触发放音,那我们可以分别编写三个子程序[3]。

3.1.1 录音子程序

控制录音主要有两个数据:录音的开始地址和录音的时间,把这两个数据都控制了就可以控制录音时把声音录到那几段里头。注意REC信号将被延迟50ms防止开关抖动引起重复触发。

3.1.2 电平控制放音子程序

电平控制放音中开始地址和播放时间也是必不可少的只要控制了这两个参数才可以确定播出内容。不过需要注意的是播放的时候总是从一段的开头开始播放的,当需要分段播放控制时,每一个内容的开头必须从一个小段的开头开始。

3.1.3 脉冲触发放音子程序

与电平放音子程序基本相同。

3.2 程序流程图

如图3所示。

3.3 程序清单

本系统的全部程序暂未列出,有需要可以联系。

4 结束语

本系统在完成硬件和软件设计后进行了制板、调试和测试。经过测试,语音录放系统可以进行最长20秒的录放音或分段录放音。系统中程序的设计采用C语言[3,5],通过利用PC机及keil3集成开发环境,完成了软件的调试。根据应用的需求,则可对ZY1420进行扩展级联,满足实际应用。

参考文献

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[4]康华光《.电子技术基础.模拟部分(第五版)》[M].北京高等教育出版社,2008.

STC89系列 第7篇

随着时代的发展,数字化控制无疑是人们追求的目标之一,它给人们带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子,它在信息、电子、物流等许多领域都有广泛的应用。随着人们对它的要求越来越高,为现代人工作、科研、生活提供更好、更方便的设施,就需要从单片机技术入手,朝着数字化、智能化控制方向发展。

这里介绍一种数字温度计的设计制作方案。该设计控制器使用单片机STC89C58,测温传感器使用LM94022,用FM1602C液晶显示实现温度显示,设计制作了宽量程高精度多功能数字温度计能准确达到各种要求。本文设计研制的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确的特点,其输出温度和时间采用数字显示,该数字温度计不仅分辨率高,还可以设置报警温度上下限,当温度达到高、低限温控制点发出声光报警。该设备主要用于对测温比较准确的场所或科研实验室。

1 系统设计方案的论证与比较

1.1 运用LED数码管显示与运用LCD液晶显示温度及时间

运用LED显示,提供的信息较少,界面不美观,显示时间和温度极不方便,所占体积也大,且在要表达较多信息时(如两路温度值时和时间),需要大量的LED和占用较多的引脚,软件设计也相对复杂。

LCD可以提供较强的页面显示功能,功率小,页面相对于LED显示更直观,更明了;在显示信息较多时,比LED所占的空间小,性价比更高。

很容易看出,在本设计中采用LCD作为显示更好。

1.2 运用单片机与运用时间芯片实现时间显示

在单片机的基础上用软件可以实现时间的计数功能,可用较少器件实现。这次制作中有多次中断,中断后时间的计数将会停止,在掉电后,时间也不能保存。采用时钟芯片,时钟芯片可以自动计数,并且可以将计数结果保存在芯片内部,芯片采用电池供电,保证掉电后,时钟芯片继续工作,存储数据不丢失。因此采用时间芯片用于时间的显示。

2 主要芯片介绍

LM94022是一种模拟输出的集成温度传感器,主要应用于手机、无线收发器、电池管理、汽车、办公室设备及家用电器等。该传感器主要特点包括:工作电压低,可在1.5 V电压下工作;工作电压范围宽为-1.5～+5.5 V;末级为推挽输出,有±50 μA输出电流的能力;有四种灵敏度供用户选择;测量范围为-50～+150 ℃;静态电流低,典型值为5.4 μA;精度(与测量范围有关):20～40 ℃为 ±1.5 ℃,-70～-50 ℃为±1.8 ℃,-50～90 ℃为±2.1 ℃,-50～150 ℃为±2.7 ℃;采用小尺寸SO70封装。

2.1 管脚排列与功能

管脚排列如图1所示,各管脚功能如表1所示。

2.2 灵敏度选择端GS0及GS1

LM94022根据对GS0,GS1施加的不同电平有4种灵敏度供用户选择,如表2所示。用户可根据测温范围及接口电路的工作电压条件合理选择。灵敏度由GS0及GS1的电平确定,高电平要求VDD>1.5 V;低电平要求VDD<0.5 V。

2.3 LM94022的输出特性

LM94022的输出特性如图2所示,这是测量温度与输出电压在不同灵敏度时的特性。由于输出电压随温度升高而下降,其灵敏度为负值。在VDD=5 V时,不同灵敏度下几个特定温度值的输出电压如表2所示(典型值)。

3 硬件电路设计

数字温度计电路设计的总体方案如图3所示。采用STC89C58单片机作为主控器件;LCD采用FM1602,单片机中的P0作为其接口,并由P2.5～P2.7控制,用以驱动LCD的显示;时钟芯片采用DS1302,用脚P2.2～P2.4作为时钟芯片控制引脚;LM94022作为温度传感芯片,并用TLC2543将其转化成数字信号,用P3.2～P3.6作为ADC的控制引脚; P1口作为键盘的输入口,用以接收由键盘输出的信号;用P2.1和P2.0分别作为温度过高和温度过低的报警控制引脚,P3.7作为蜂鸣器的控制引脚。

3.1 温度采样

LM94022采用“10”模式,在0～100 ℃范围内,用转化公式:

${\rm T}=(1568V)0.12269938$

对输出电压采样(用运放LM2015作电压跟随器)并用ADC转化,由单片机提取,计算并转化成温度。

3.2 时钟电路

时钟采用备用电池,在第一次设定时间后,所储存的信息不会丢失,待下一次电路启动的时候,无需再次设定时间,方便使用。

3.3 人机交换电路

系统由键盘作为人机交换器,44结构如图4所示。其中,Time用于时间设定;L-tem和H-tem分别用于低温和高温设定;Return用于返回主界面。

3.4 复位功能

当按下复位键时,对系统初始化,系统的低温设置为0.0 ℃,高温设置为90.0 ℃。

3.5 显示界面

第一行显示时间,第二行显示第一路和第二路的温度,当出现紧急情况时,第二行显示原因,第一行显示第几路出错,并将有蜂鸣器鸣叫和LED灯提示。

3.6 数据存储

硬件存储功能没有实现,由于分工出现一些小的问题,导致软硬件结合不当,设计脱节,最终没能实现存储功能。

4 系统软件设计

系统的软件由三大模块组成:主程序模块、功能实现模块和运算控制模块。

4.1 主程序流程

系统上电复位后,进行初始化:选择T0中断(工作方式1)并设置定时器初值,温度测试电路初始化,显示电路初始化。若有按键按下,禁止T0中断,显示处理相应事件的界面。处理完事件后,按下Return键,T0中断重新开启,回到正常的温度显示界面;没有按键按下时,如果T0中断,则更新温度值,如图5所示。

4.2 显示更新程序流程

图6为显示更新程序流程图。如果T0中断,读取温度值并更新温度值,温度更新时间为50 ms。对新读取的温度值进行处理,如果高于或低于设定温度值,发出警报,相应二极管发光。最终读取并显示温度信息及时间。

5 测试与结果分析

5.1 系统调试参数分析

测试仪器:万用表,加热仪器。

采用程序模拟,事先在电脑软件上将其模拟好后再下载到单片机中,由于时间有限,有部分硬件程序并未实现。下面就测试结果做大概描述:

表3给出了用万用表测量LM94022在“10”模式下的电压输出值和PDF上的温度值。

由表3得出显示温度比LM94022输出所代表的温度小0.46 ℃,于是将线性公式加以修正:

Tem=Tem+0.46

原因分析:可能是与限流电阻的压降作用有关,由于限流电阻的作用是必不可少的,而且LM94022输出电压波动不大,故用一修正值来弥补这一压降,以达到较高精度。

5.2 系统实现的功能

(1) 能数字显示被测温度,测量温度范围为0～100 ℃;

(2) 分辨率不低于0.5 ℃;

(3) 提高温度测量精度,使分辨率不低于0.1 ℃;

(4) 带有计时和时间显示功能;

(5) 至少有高、低两路限温控制输出接口控制外部电路,实际制作时可用发光二极管模拟显示其控制状态输出;

(6) 高、低两路限温控制点可在0～100 ℃范围内独立设置;

(7) 当温度达到高、低限温控制点发出声光报警;

(8) 自动顺时测量温度值;

(9) 多路温度巡检(至少两路)。

另外,温度传感器可通过导线连接而移动,方便测量不同地点的温度,切实达到多路测量可移动的效果,改变测量地点时操作方便。

6 结 语

该文报道的温度计采用了高分辨率的温度测控芯片LM94022,用FM1602C液晶显示实现温度显示,以STC89C58单片机为控制中心,设计制作了宽量程、高精度、多功能数字温度计能准确达到各种要求。与传统的温度计相比,该数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度和时间采用数字显示的特点,不仅分辨率高,还可以设置报警温度上下限,当温度达到高、低限温控制点发出声光报警,在实际温度控制系统中有广泛的应用。

摘要：介绍一种数字温度计的设计制作方案。通过采用LM94022作为温度传感器芯片,FM1602C液晶显示作为温度显示,TLC2543CN作为ADC采样转换器,STC89C58作为数字温度计控制核心相结合,设计制作了宽量程高精度多功能数字温度计。概述了数字温度计设计思路及总体方案,另外对各单元电路也做了详细分析。该数字温度计不仅分辨率高,还可以设置报警温度上下限,当温度达到高、低限温控制点时发出声光报警。

关键词：数字温度计,LM94022,STC89C58,TLC2543CN,数字控制

参考文献

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STC89系列 第8篇

关键词：单片机,传感器,防火,防盗,GSM通信,时钟

随着电子技术获得了飞速的发展, 现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域, 有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高, 同时也使现代电子产品性能、功能进一步提高, 产品更新换代的节奏也越来越快。[1]在各种灾害中, 火灾是最经常、最普遍地威胁到公众安全和社会发展的主要灾害之一。随着人们生活物质不断的丰富, 家里或办公室里较昂贵的东西越来越多, 时常听到失窃的消息。残酷的现实让人们逐渐认识智能防火防盗自动报警系统才能更好的满足现代人的生活。

智能防火防盗自动报警系统是一个集信号检测、传输、处理、报警于一体的系统。[2]随着经济和城市建设的快速发展, 城市高层以及大型综合性建筑日益增多, 火灾隐患也大大增加, 失窃率逐年上升, 市场上迫切需要一种容量大、可靠性高、使用简单的防火防盗自动报警系统。[3]基于社会和经济方面的需求, 本课题旨在开发一个既美观的时钟又能够对监测点实时监控、报警的智能防火防盗自动报警系统。

1 防火防盗时钟的功能

防火防盗报警系统是嵌入在电子时钟里面, 防火系统由火灾探测器、区域报警器组成。火灾探测器通过对火灾发出的物理、化学现象烟 (烟雾粒子) 、热 (温度) 、的探测, 将探测到的火情信号转化成火警电信号传递给火灾报警控制器。防盗系统由人体红外热释电探测器组成。该探测器通过对非法闯入人员进行探测, 将此时探测到的人员情况信号转化成防盗电信号传递给报警控制系统。

自动报警系统将把上述探测到火情和人员非法闯入区的信号通过GSM通信发送到指定的人员或相关部门, 发送的信息自带有时间信息, 便于接收者的核对检查。整体电路的框图如图1-1所示。

本设计中MQ2烟雾传感器、温湿度传感器作为火灾探测器;RE200B人体红外热释电传感器作为非法人员闯入检测器即防盗检测;时间通过LCD显示屏显示出来。

2 硬件电路设计

2.1 MQ-2烟雾传感模块

MQ-2气敏传感器内部由AL2O3陶瓷管以及Sn O2敏感层组成, 测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内, 加热器为气敏元件提供了必要的工作条件, 可用于检测多种可燃性气体的相对浓度。电路原理如图所示, 通用运放LM393起到信号放大与调理的作用, 电位器用于调节数字输出的条件阈值。

2.2 热释电红外传感器模块

设计采用成品RE200B热释电人体感应模块, 可感应100度锥角范围内侵入的人体红外信号并通过BIS0001专用信号处理芯片转换为一定时间的延时信号, 模块中RL1和RL2两个电位器用于调节感应距离以及延时的时间长度。

2.3 单片机最小系统核心模块及其它模块

单片机采用STC89C52, 8K片内FLASH程序空间, 512B片内RAM, 32-34个IO口, 由于与需要与GSM模块进行串口通讯晶振时钟选定为11.0592MHz。[4]显示模块采用LCD12864液晶显示万年历, 具有显示信息量大, 字体清晰等特点, 与单片机采用6080并行接口连接。温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器, 可测量20%-95%的相对湿度值以及0-50℃的温度, 采用专用的单总线数字接口与单片机连接。

2.4 GSM通信电路模块应用说明

采用GSM公众无线传输网络, 控制中心以短信息的形式把显示信息发送到显示终端的技术方案, 则具有投资小, 施工方便, 工作可靠, 运行费用低等诸多优点。

在控制中心, 微机编辑好短信息后通过手机这个载体发送出去。在显示终端, 单片机通过读取手机的短信息把它显示到LCD显示屏上。项目的核心技术是单片机与手机的接口和PDU数据包中的汉字信息编码。因为短信息中的汉字仅仅是一个编码, 单片机应用系统将编码变为汉字点阵数据, 必须配置汉字字库。按GSM07.05协议规定, 短信息中的汉字编码为Unicode编码。而单片机系统配置的字库为GB-2312编码的汉字库, 即区位码汉字库, 该汉字库在网上可免费下载, 固化到Flash存储芯片中即可, 这样做一是省去了两种编码的相互转换;二是保证了数据的保密性, 非系统内用户无法接收, 即使接收也无法显示。

该项目研制成功投入使用后, 因显示终端只接收不发送, 几乎没有运行成本。发送端 (控制中心) 可采用月租方式, 也能把运行费用降低到最低限度。

3 软件设计与程序流程

程序首先对各模块进行初始化, 平时在12864液晶上显示万年历时间, 同时将传感器传回的值与设定的安全阈值相比较, 假如温湿度超过阈值则又单片机向GSM模块传送发送警告短信的指令, 假如人体红外传感器检测到有人侵入也触发相同的动作, MQ-2烟雾传感器检测到异常的烟雾浓度升高也同样发送警告短信。软件设计流程图如下:

4 总结

本文设计了一种基于单片机STC89C52的时钟防盗防火自动报警系统, 系统安全可靠, 误报率低, 操作方便, 成本较低。本设计抛弃了传统的使用单一传感器探测报警, 采用了温湿度传感器DHT11数字温湿度传感器和烟雾传感器MQ-2相结合的多传感器探测方法, 使系统灵敏度高、响应时间短, 在火灾发生的早期就能准确的报警。经过测试可以实现如下功能:

⑴通过人体红外热释电传感器对人体发出的红外线进行检测, 对检测到人体发出的红外线, 将输出一高电平信号, 单片机通过检测该信号并通过GSM模块发送短信或电话通知屋主。

⑵通过MQ2烟雾传感器检测气体是否发生泄漏或室内是否失火。当室内发生气体泄漏或失火时, MQ2可灵敏的检测到, 送于单片机处理, 并通过GSM模块的发送, 即可通知屋主。

⑶各种检测数据均可LCD屏上显示。

本课题的防盗防火报警系统开发是属于智能住宅安防系统方面中的一个尝试, 离最后的实用化、产品化还有相当的距离。[5]随着微电子技术、自动控制技术和传感器技术发展, 还将会得到更大的发展空间。

参考文献

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