多路无线报警器(无敌).doc

毕业综合实训报告

毕业综合实训题目:WFS-902无线多路报警系统
专 业: 楼宇智能化工程技术
班 级: 11级楼宇智能化1班
学生姓名:
学 号:
指导教师:刘杰 吴战国 乔峰

上交时间: 2013年 11 月 16 日
呼和浩特职业学院毕业综合实训报告任务书电子信息工程技术
姓名

学号

班级
楼宇
年级
11级
专业
楼宇智能化工程技术
通信
地址
呼和浩特职业学院
邮 政
编 码
010010
E-mail地址

电话

毕业综合实训报告题目
WFS-902无线多路报警系统
姓名
职 称
工作单位及所从事专业
联系方式
备 注
刘杰
教师
呼和浩特职业学院
13704757319

毕业综合实训报告要求：
1、查阅技术资料对综合实训项目进行电路原理分析；
2、元件选择（识别、筛选与测试）
3、电路板焊接与装配（含SMT）
4、软、硬件调试
5、独立撰写规范的实训报告，编写技术文件并对实训结果进行分析、讨论和总结。

教
研
室
审
批
意
见

教研室负责人：

年 月 日

系
部
审
批
意
见

审核人签字：

年 月 日
备注1、任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。
2、审批若不能通过，需重新填报此表。不通过的原因如下：（请画○标明）
A、任务不明确； B、雷同；（同学之间或其它方 C、其他原
目 录
摘要 1
一 概述 1
二 实训目的 2
1、 设计一套防盗报警系统 2
2、 主要技术指标： 2
3、 实训应具备以下实践动手能力 2
三 实训内容及步骤 3
3.1 WFS-902无线多路报警系统核对元器件的数量 3
3.2 WFS-902无线多路报警电路各元器件的识别 3
3.3 WFS-902无线多路报警系统的工作原理及各芯片引脚图功能 3
3.4 WFS-902无线多路报警系统电路板的焊接 9
3.5 WFS-902无线多路报警系统的调试 10
3.6 WFS-902多路无线防盗报警器的组成 10
3.7 WFS-902无线多路报警系统PCB板图 11
3.8 WFS-902无线多路报警系统硬件结构图 11
3.9 WFS-902无线多路报警系统软件PLC程序源代码 12
四 实训总结 16
参考文献 17

呼和浩特职业学院2011届毕业综合实践报告
摘要
随着科技的发展与时代的进步，防盗门、安全门已经成为我们生活中不可缺少的一部分。但是还是无法满足我们生活的需求，在一些重要的场所产生了我们的“新明星”——防盗报警器
为此，提出了无线防盗报警器的设计方案，该多路无线防盗报警器由热释电传感器、AT89C2051芯片的中央处理单元、SC2262芯片的无线接受、SC2272L4芯片的数据解码、LM386音频集成功放和报警电路等组成。论文分析了多路无线防盗报警器的基本原理，并对硬件电路和软件详细设计。该报警器具有误报率较低、安装和配置容易、成本低、使用非常方便的特点，具有一定的实用价值。
一 概述
报警器越来越多的被人们应用在各个场所，也为它的快速发展提供了有利的条件。它的发展想这高精度、高性能、多功能的方向前进，因此大多采用微处理器使之成为智能防盗报警系统，而在防盗报警系统中使用最多的微处理器就是单片机，它能解决传统防盗报警器不能或不易解决的难题。随着微电子学的进步以及计算机应用的日益广泛，防盗报警系统已经取得了巨大的进展，主要得益于硬件集成电路的不断发展。目前已出现了许多超大规模CMOS集成电路芯片，如新一代增强型单片机，其内部集成了许多新的功能部件，使用户有了更大的选择范围。采用CMOS芯片组成的防盗报警系统可以采用干电池供电，从根本上解决了市电工频干扰问题，且使仪器小型化，便于携带。
WFS-902无线多路报警系统由51单片机中的简易型产品AT89C2051单片机担任中央控制器，无线部分采用专用无线接收模块设计，无线编、解码采用目前市面上用得较多的无线专用编解码芯片2262/2272来完成，这里采用SC2272L4作为解码芯片，其引脚及使用方式与PT2272L4完全一样。无线电信号采用四位数据进行传输，可以输出16种控制信号，这里我们用了12组，10组报警信号，2组控制信号，数码管显示报警方位，报警信号采用专用四声音乐电路完成，这里我们接成110警车声，最后通过LM386功放电路进行放大并驱动扬声器发音。附录1 整机电路图可见，单片机的P1口为数码管的显示数据驱动端口，需要显示的数字由这里输出，P3.2--P3.5为四位遥控数据输出端,P3.0为遥控解码成功标志，P3.1控制蜂鸣器，以配合各种动作，P3.7为功放部分电路的控制端口。
无论是基于那种方式的无线防盗报警器，它的工作原理都是将探测到的信号，通过编码，经电路放大，输出并将报警信号通过天线发射出，再用接收电路接收信号,解码并通过控制电路判断是否属于异常信号，再决定是否发送报警信号给报警电路,从而达到防盗的效果。
二 实训目的
1、 设计一套防盗报警系统，
1） 要求有一台主机，在收到警情信号后能发出报警声，同时能显示出出现警情的具体位置；
2）人体探测器与主机间的信号传递采用无线的型式；
3）可以人为操作遥控器对主机进行设防与撤防的操作；
4）在同一区域范围内能有多套系统同时工作而相互间不影响。
已知条件：主机采用交流市电供，中央处理器采用AT89C2051，人体探测器采用热释电传感器，集成电路PT2272-L4作为数据解码，无线接收采用现成的模块，遥控手柄采用现成的产品，编码为PT262-R4集成电路。
2、 主要技术指标：
1、输入电源： 交流220V，频率：50Hz
2、调制方式： ASK 　　　　
3、发射频率： 315M　　　　
4、报警单量： ≥90分贝　　
5、探头路数： 不小于4路　　
6、遥控器按键： 2键，1只布防，1只撤防；
3、通过实训应具备以下实践动手能力：
（1）焊接、拆焊技术
（2）元器件的识别、性能简易测试、筛选
（3）电子电路和电子产品装配能力
（4）电子电路和电子小产品的调试能力
（5）会正确使用电子仪器测电参数
（6）电子电路读图能力
（7）培养编写PLC程序能力和实训报告的能力
（8）电子产品质量检验能力
（9）提前触及模电、数电及单片机三大技术，与数码产品接轨
三 实训内容及步骤
3.1 WFS-902无线多路报警系统元器件的种类及数量
主要芯片有AT89C2051中央处理器、SC2262编码器、SC2272L4解码器、小功率放大电路LM386芯片等。
需要的器件主要有：电阻（22个）、非极性电容（3个）、极性电容（7个）、二极管（2个）、三极管（4个）、蜂鸣器（1个）扬声器（1个）等。
3.2 WFS-902无线多路报警电路各元器件的识别
（1）数字或指针万用表检测二极管时，二极管极性的判断，用数字万用表检测，正向导通，反向截止，红表笔接的是二极管的正极。
（2）电容的检测时，要先放电在检测。
（3）要熟练掌握线绕电阻色标的读法。
（4）正确的检测判断三极管的基极、集电极、发射极。
3.3 WFS-902无线多路报警系统的工作原理及各芯片引脚图功能
3.3.1 WFS-902无线多路报警系统的工作原理
WFS-902无线多路报警系统由51单片机中的简易型产品AT89C2051单片机担任中央控制器，无线部分采用专用无线接收模块设计，无线编、解码采用目前市面上用得较多的无线专用编解码芯片2262/2272来完成，这里采用SC2272L4作为解码芯片，其引脚及使用方式与PT2272L4完全一样。无线电信号采用四位数据进行传输，可以输出16种控制信号，这里我们用了12组，10组报警信号，2组控制信号，数码管显示报警方位，报警信号采用专用四声音乐电路完成，这里我们接成110警车声，最后通过LM386功放电路进行放大并驱动扬声器发音。附录1 整机电路图可见，单片机的P1口为数码管的显示数据驱动端口，需要显示的数字由这里输出，P3.2--P3.5为四位遥控数据输出端,P3.0为遥控解码成功标志，P3.1控制蜂鸣器，以配合各种动作，P3.7为功放部分电路的控制端口。
无论是基于那种方式的无线防盗报警器，它的工作原理都是将探测到的信号，通过编码，经电路放大，输出并将报警信号通过天线发射出，再用接收电路接收信号,解码并通过控制电路判断是否属于异常信号，再决定是否发送报警信号给报警电路,从而达到防盗的效果。

3.1 WFS-902无线多路报警系统电路原理图
3.3.2芯片AT89C2051的20个引脚图与功能
AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。
AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。
当接收到信号后要有处理芯片来判断是否为异常信号，若是则发报警信号给报警电路。这里的硬件电路要求很简单，有20个引脚的AT89C2051芯片完全能够满足要求，并且价格便宜。图2.1为AT89C2051芯片的引脚图，具体功能如下

（1） Vcc：电源电压。
（2） GND：地。
（3） P1口：1口是一8位双向I/O口。口引脚P1.2～P1.7提供内部上拉电阻。 P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比 较器的同相输入(AIN0)和反相输入（AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20 mA电流并能直接驱动LED显示。当P1口引脚写入“1”时,其可用作输入端。当引脚P1.2～P1.7用作输入并被外部拉低时,它们将因内部的上拉电阻而流出电流(TTL)。P1口还在闪速编程和程序校验期 间接收代码数据。
（4） P3口：P3口的P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的七个双向I/0引脚。P3.6用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3口缓冲器可吸收20 mA电流。当P3口引脚写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时,被外部拉低的P3口引脚将用上拉电阻而流出电流(IIL)。
（5）RST：复位输入。RST一旦变成高电平,所有的I/O引脚就复位到“1”。当振荡器正在运行时,持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。
（6）XTAL1：作为振荡器反相放大器的输入和内部时钟发生器的输入。
(7) XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出

3.2 AT89C2051

3.3.3 编码芯片SC2262引脚图与功能介绍
SC2262 是CMOS 工艺制造的低功耗通用编码电路，它和SC2272 配对使用，最多有12 位三态编码。电路具有省电模式，可用于无线电或红外线遥控应用。
（1）特点
􀁺 CMOS 工艺制造，低功耗
􀁺 外部应用线路元器件少
􀁺 工作电压范围宽：2.3V～13.8V
􀁺 数据位最多可达6 位
􀁺 地址码最多可达531，441(312)种
􀁺 红外遥控和无线电遥控应用
􀁺 DIP18或SOP20封装
（2）应用范围
􀁺 车辆防盗系统
􀁺 家庭防盗系统
􀁺 遥控玩具
􀁺 其他工业遥控
（3）引脚图

3.3 编码SC2262芯片引脚图

（4）图3.3管脚说明
管脚名称 管脚标号 输入/输出 说明
A0～A5 1～6 输入 0#～5#码地址管脚。SC2262通过检测这六条三状态的管脚来确定位0～位5的编码波形。每个管脚均可置为“0”、“1”或“f”（悬空）
A6/D5～A11/D0 7～8，10～13、 输入 6#～11#码地址管脚或5#～0#数据管脚。SC2262通过检测这六条三状态的管脚来确定位6～位11的编码波形。当用作地址管脚时，可分别置为“0”、“1”、或“f”(悬空)；当用作数据管脚时，只能置为“0”或“1”（置“f”置与置“1”在SC2272解码后由相应的数据端输出时同为“1”）
TE 14 输入 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效
OSC2 15 输出 振荡器输出端
OSC1 16 输入 振荡器输入端，与OSC2所接的电阻调节节振荡频率
Dout 17 输出 编码输出端（通常为“0”）
Vcc 18 -- 电源正端（+）
Vss 9 -- 电源负端（-）

、

3.3.4解码芯片SC2272L4引脚图与功能
解码芯片LX2272L4 是一款与LX2260/LX2262 配对使用的无线、红外线遥控解码专用集成电路。采用CMOS 工艺制造，它最大拥有12 位的三态地址码管脚，可支持多达531441（或312）个地址的编码，因此很有效地降低了重码率。2272 的所有型号均能封装成DIP18 和SOP20 两种形式，只是SOP20多了10 和11 两个管
脚，图2.3为LX2272引脚图，先了解的是每个引脚的功能，再确定具体的电路设计。

3.4 LX2272L4引脚图

表3.4 LX2272L4引脚功能
管脚号
管脚名称
I/O
说明
1～6
A0～A5
I
A0～A5码地址管脚,LX2272通过检测这六条三状态的管脚来确定bit0～bit5的编码波形.每个管脚可分别置”0”,”1”,”f”(悬)
7～8
10～13
A6/D5
A11/D0
I/O
A6～A11码地址管脚或D5～D0数据输出管脚.当作为码地址管时,每个管脚可分别置”0”,”1”,”f”(悬).当作为数据输出管脚时且满足以下两个要求(1)所接收的地址编码波形与码地址输入端的设置匹配;(2)相应位接收到的数据输出置为”1”,输出为”1”否则为”0”
14
DIN
I
数据输入管脚,接收到的编码信号由此管脚串行输入
15
OSC1
I
振荡器第一外点
16
OSC2
O
振荡器第二外点
17
VT
O
有效传输确认,高电平有效.当LX2272收到有效信号时,VT变高电平
18
VCC
--
电源正端
19
VSS
--
电源负端
在我的设计中用到的是DIN（数据输入端），用来接收数据编码，这时候VT（有效传输确认）会变为高电平，单片机通过它的电平变化就确认有编码从D0～D3（数据输出端）输出。
3.3.5 音频小功率放大电路----LM386芯片
LM386芯片是美国国家半导体公司生产的音频功率放大 器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。

3.5 LM138引脚图
表3.5引脚说明
引出脚序号
符号
功能
1
GAIN
增益调整
2
N.F
负反馈
3
IN
输入
4
GND
地
5
OUT
输出
6
VCC
电源
7
FC
滤波
8
GAIN
滤波增益调整
3.4 WFS-902无线多路报警系统电路板的焊接
注：(1) 电路板焊接时，有极性的元器件注意正负极的焊接。
(2) 焊接电阻时，要分清电阻值的大小，不要焊错位置。
(3) 焊接三极管时，要分清是NPN型、还是PNP型、还有型号，都要注意。
(4) 焊接二极管时，要用万用表检测正负极性，以防焊错。
(5) 焊接电路时，谨防虚焊及不该连的两引脚相连。
3.5 WFS-902无线多路报警系统的调试
1、接通电源，系统上电自检，数码管依次从0到9进行显示，每转换一个，蜂鸣器响一声，结束后数码管熄灭，系统进入设防状态；
2、报警主机与红外探头及遥控器必须地址码一致方能配套工作，具体编码方式见“电子制作实训网”WFS-501套件中的介绍；
3、主机接收遥控数据信号的定义如下：

D3
D2
D1
D0
功能
对应信息
0
0
0
0
报警
0号通道
0
0
0
1
报警
1号通道
1
0
1
0
报警
2号通道
0
0
1
1
报警
3号通道
1
1
0
0
报警
4号通道
0
1
0
1
报警
5号通道
0
1
1
0
报警
6号通道
0
1
1
1
报警
7号通道
1
0
0
0
报警
8号通道
1
0
0
1
报警
9号通道
0
0
1
0
布防

0
1
0
0
撤防
显示F
为了节省成本，本套件只配了无线人体探测器，在编写论文时可以写成其他各种用2262编码的探头，如无线门磁、无线烟雾、无线风雨探头等，通过设定不同的通道来进行区分，从而形成功能齐全的报警系统。
4、若接收到报警信号，则喇叭中响起110警车声，同时数码管显示报警方位；
5、若接收到为布防信号，蜂鸣器响二声，数码管灭，此时可以接收报警信号，若接收到为撤防信号，蜂鸣器响一声，数码管显示“F”，此时不会报警
3.6 多路无线防盗报警器的组成：
多路无线防盗报警器主要无线人体探测器、无线遥控手柄、无线接收电路、数据解码电路、中央控制单元、数字显示单元、报警电路和电源电路等部分组成。其框图如下：

3.7 WFS-902无线多路报警系统PCB板图

图3.6 WFS-902无线多路报警系统PCB板图
3.8 WFS-902无线多路报警系统硬件结构图主要分为三个部分

硬件结构图三个部分如下图3.7
发射电路
编码芯片

中央处理芯片
AT89C2051
接收芯片
解码电路
报警电路
二极管显示电路
发射电路
编码芯片
传感信号处理芯片
红外传感器
3.7遥控器硬件结构图

3.7红外探测信号发射电路硬件结构图

3.7主机电路硬件结构图
3.9 WFS-902无线多路报警系统软件PLC程序源代码如下：
遥控信号采用数字判断，0100为撤防编码，0010为布防编码信号,报警信号采用数字信号，数码显示、布防响应为两声，数据信号为：
IN EQU P3.0
D0 EQU P3.2
D1 EQU P3.3
D2 EQU P3.4
D3 EQU P3.5
MOV DPTR , #DA
START: MOV A , #0H
MOVC A , @A+DPTR
MOV P1 , A
CLR FMQ
ACALL DEL 250MS
SETB FMQ
ACALL DEL 500MS
INC DPTR
CJNE A , #000H, START
MOV P1 , #0FFH
MOV P3, #0FFH
MOV 20H, #0
AGARN: JNB IN, AGARN; 是否有效信号输入
ACALL DEL 5MS
JNB IN AGARN
MOV A, P3 读入无线信号值
RR A
RR A
ANL A, #0FH; 0000 , 1111
CJNE A, #4H, LOOP1;0100B
ACALL CF
AJMP AGARN
LOOP1： CJNE A, #2H,LOOP2 ;0010
ACALL BF
AJMP AGARN
LOOP2： JB 20H.1 AGARN
ACALL XH
AJMP AGARN
；撤防程序:
CF: CLR FMQ ;撤防成功响应
MOV P1， #8FH; 0011 ,1000
SETB 20H.1
ACALL DEL 500MS 响一声
SETB FMQ
ACALL DEL 500MS
JB IN , $
RET
BF: CLR FMQ ;布防成功响应
MOV P1 , #7FH
CLR 20H.1
ACALL DEL 500MS 响二声
SETB FMQ
ACALL DEL 500MS
CLR FMQ
ACALL DEL 500MS
SETB FMQ
ACALL DEL 500MS
JB IN ,$
RET
XH: MOV A, P3
RR A
RR A
ANL A, #0FH
CJNE A, #1H, TWO
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
TWO: CJNE A, #0AH,THREE;0000,1111
ANL A, #7H
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
THREE: CJNE A, #3H,FOUR
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-EN
FOUR: CJNE A, #0CH,FIVE;0000,1100
ANL A , #7H
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
FIVE: CJJNE A, #5H,SIX
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
SIX: CJNE A, #6H,SEVEN
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
SEVEN: CJNE A, #7H,EIGHT
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-END
EIGHT: CJNE A, #8H,NIGHT
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-EN
NIGHT: CJNE A, #9H,TEN
ACALL DISP
ACALL BJ
AJMP XH-EN
TEN: CJNE A , #0H ,XH-END
ACALL DISP
ACALL BJ
XH-EN: RET
DISP: MOV DOTR,#DAT
MOVC A ,@A+DPTR
MOV P1， A
RET
BJ: MOV R1 , #R0
BJ1： CLR OUT ;启动报警信号
ACALL DEL 250MS;延时30s
JB IN ,BJ2
DJN2 R1 , BJ1
AJMP BJ END
BJ2： MOV A , P3
RR A
RR A
ANL A , #0FH
CJNE A , #4H,BJ1
BJEND: SETB OUT 关闭报警信号
RET
四 实训总结
通过一周的努力和收集了大量的相关资料，通过计算和分析，终于将设计圆满的完成。在设计过程中，让我发现仅仅有理论知识是完全不够的，实践的东西也是相当重要的。只有将理论和实践很好的相结合起来才能更好的完成自己的工作。这对我以后的学习和工作有了很大的帮助。
还有就是让我对多路无线报警器的制作流程也有了一定的了解。从得到指标开始， PCB图制板，焊板，调试。这里让我知道。对待要调试验证的掉路，一定要优先保证连接上的畅通，仔细检查是不是有虚焊，漏焊的存在。还有就是要注意我们采用的器件是不是符合设计的要求。最后还要通过通电之前的数据测量检查一下电路的安全情况。
经过这次毕业设计，使我进一步了解学习电子技术的重要性，并且通过自己的创新思维设计出电路，加深了我对模拟电路的基本概念、基本电路的工作原理和基本分析方法的理解，提高了自身的能力水平，使我更深的认识了电子技术在生产生活中的重要意义，本次设计的多路防盗报警器是由生活实际出发，在设计过程中，使我在满足设计要求的条件下，广开思路，大胆创新，在图书馆以及网上阅读和搜集相关资料，为这次设计工作做了充分准备，在此过程中，也遇到了一些困难，经过老师和同学的帮助终于把不满足条件的地方修改后变成可行方案。
本设计是一套防盗报警系统，其主要的功能是人体探测器检测到异常状况时采用无线的型式把信号传递给主机，主机通过处理将警情信号传给报警器发出报警声，同时能显示出出现警情的具体位置。
此设计中用到了六路探测器，也就是可同时实施多路的监测，也可通过控对它们进行撤防和布防，实用性较强。
通过这次设计让我发现了自己的很多不足之处，比如不够细心等等。让我明白了自己需要提高的地方还很多，需要学习的也很多。
我会在今后的工作学习中不断地努力、改进、提高。同时，也感谢老师二年多的知识的传授与教育。
参考文献
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[2] 庞振泰，王采斐，屈宗明译.线性IC手册（模拟部分）[M].清华大学出版社，1997.
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[5]谭晖.nRF401无线收发芯片的长距离通信设计[J].今日电子.2004,12(1):78. 
20