热释电红外传感无线电遥控报警电路设计.doc

目 录
第一章 绪论············································3
1.1 课题研究的背景和方向···························
1.2 课题研究的意义和目的···························
1.3 设计要求与重点··································
1.4 设计方案·········································
第二章 热释电红外传感器·······························
2.1 热释电红外传感器的结构原理····················
2.2 菲涅尔透镜········································
2.3 热释电红外传感器的主要技术参数·················
2.4 热释电红外传感器的安装与使用···················
第三章 发射电路·········································
3.1 BISS0001芯片·····································
3.2 编码集成电路YL5026······························
3.3 TWH8778的应用··································
3.4 无线电发射电路····································
第四章 接收电路··········································
4.1 译码集成电路YL5027·······························
4.2 无线电接收电路中JD400的应用····················
第五章 热释电红外探测数字编码无线报警系统············
5.1电路组成············································
5.2工作原理············································
设计总结·············································
参考文献·············································
附录··················································

第一章 绪 论
1.1 课题研究的背景和方向
热释电红外传感器是一种被动式调制型温度敏感器件，利用热释电效应工作，它是通过目标与背景的温差来探测目标的。其响应速度虽不如光子型，但由于它可在室温下使用、光谱响应宽、工作频率宽，灵敏度与波长无关，容易使用。这种探测器，灵敏度高，探测面广，是一种可靠性很强的探测器。因此广泛应用于各类入侵报警器，自动开关、非接触测温、火焰报警器等，目前生产有单元、双元、四元、180°等传感器和带有PCB控制电路的传感器。常用的热释电探测器如：硫酸三甘钛（TGS）探测器、铌酸锶钡（SBN）探测器、钽酸锂（LiTaO3）探测器、锆钛酸铅（PZT）探测器等。热释电红外传感器本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好。价格低廉。在电子防盗、人体探测器领域中，热释电红外探测器的应用非常广泛，因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。
1.2 课题研究的意义和目的
随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不见光很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射／接收以及微波等技术为基础。而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
●不需要用红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高、控制范围大。
●隐蔽性好，可流动安装。
1.3 设计要求与重点
1.4 设计方案
这套被动式红外探测无线报警系统，总体设计思路是由探测发射电路和接收报警电路两部分组成。探测发射电路通过热释电红外探测器探测人体的红外辐射信号，并经过放大、编码和发射等环节，将人体的移动信号转为电信号应用无线电技术发射出去；而接收报警电路则是通过对电信号解调、译码和声光报警等环节，将电信号转为声音、光源信号，从而达到无线报警的目的。
由于是毕业设计，在设计过程中要以电路原理为主题，因此在电路元件和模块的选择上尽量采用通用、基础的元器件，避免采用大规模的集成电路来设计电路。本设计用的P2288传感器、BISS0001芯片、编码集成电路YL5026、电子开关TWH8778、发射电路FD400、译码集成电路YL5027、接收电路中JD400等电子元件。

第二章 热释电红外传感器
2.1 热释电红外传感器的结构原理
2.1.1 热释电效应
自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度（－273℃），总是不断地向外发出红外辐射，并以光的速度传播能量。物体向外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。假定物体发射红外辐射的峰值波长为λm，它的温度为T，则辐射能量等于红外辐射的峰值波长λm与物体温度T的乘积。这一乘积为一常数，即λm·T＝2998≈3000（μm·K）。
物体的温度越高，它所发射的红外辐射的峰值波长越小，发出红外辐射的能量也越大。某些被称为“铁电体”的电介质材料，如钛酸铅、硫酸三甘钛、钽酸锂等，受到红外辐射后其温度会升高，这种现象称为红外辐射的热效应。通常,电介质的内部是没有载流子的，因此它没有导电能力。但是任何电介质毫无例外地都是由带电粒子组成的，即自由电子和原子核组成的。在外加电压的作用下，这些带电粒子也要发生移动，带正电荷的粒子趋向负极，带负电荷的粒子趋向正极。其结果是使电介质的一个表面带正电，另一个表面带负电，我们称这种现象为电极化。在电压加上去的瞬间到电极化状态建立起来的这段时间内，电介质内部的电荷顺着外加电场的方向运动，形成一种电流，这个电流称为位移电流。但是当极化状态建立之后，位移电流即消失。对于大多数的电介质，当电压除去后，极化状态随之消失，其带电粒子的运动又恢复原态。
对于上述现象，某些铁电体电介质材料却是个例外，像上述的几种铁电体材料，当被极化后撤去外加电压时，这种极化现象仍然保留下来，这种现象被称为自发极化。自发极化的强度与温度相关，当温度升高时，极化强度降低。自发极化的铁电体平时靠捕捉大气中的浮游电荷保持平衡状态。在某些绝缘物质中，由于温度的变化引起极化状态改变的现象称为热释电效应。将释放出的电荷通过放大器放大后就成了一种控制信号，利用这一原理制成的红外传感器称为热释电红外传感器。
红外感应源通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号。 当无人体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进人警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异。
需要指出的是，如果红外辐射持续下去，电介质的温度就会升到新的平衡状态，表面电荷也同时达到平衡。这时它就不再释放电荷，也就不再有信号输出了，如图1所示。因此，对于这类热释电红外传感器，只有在红外辐射强度不断变化，它的内部温度随之不断升降的过程中，传感器才有信号输出，而在稳定状态下，输出信号则为零。因此在应用这类传感器时，应设法使红外辐射不断变化，这样才能使传感器不断有信号输出。为了满足这一要求，通常在热释电传感器的使用中，总是要在它的前面加装一个菲涅尔透镜。菲涅尔透镜下一节作重点介绍.

图1 电介质的热释电效应
2.1.2 热释电红外传感器组成
热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。
按照探测元的数目来分，热释电红外传感器有单元、双元和四元等几种，用于人体探测的红外传感器采用双元或四元式结构。按照热释电红外传感器的用途来分，有以下几种：用于测量温度的传感器，它的工作波长为1～20μm；用于火焰探测的传感器，它的工作波长为4.35±0.15μm；用于人体探测的传感器，它的工作波长为7～15μm。
将高热电材料制成一定厚度的薄片并在其两面镀上金属电极，然后加电进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。图2是一个双探测元的热释电红外传感器的结构示意图。该传感器将两极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的在于消除闭环境温度和自身变化起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号可在内部相互抵消的原理，使传感器起到补偿作用。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，因此传感器会输出探测信号电压。
用来制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0.2～20μm。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度，在传感器的窗口上加装了一块干涉滤光片。这种滤光片除了允许某波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其他红外辐射拒之门外。

图2 双探测元热释电红外传感器
热释电红外探测元的阻抗高达，因此必须采用变换元件对其输出的信号进行阻抗变换后才能作为控制信号输出。通常使用具有高输人阻抗的场效应管，将其接成源极跟随器，使其变成低输出阻抗的控制信号，与放大器的输人端相匹配。这和驻极体话筒中采用场效应管进行阻抗变换的作用很相似，其中电阻R：是用来释放场效应管的栅极电荷，使其正常工作的。
热释电红外传感器有两种封装形式，图3（a）为金属封装形式。在图3（d）中，D为内部场效应管的漏极，S为源极，G为栅极。图3（e）为塑料封装形式。实际使用时，D端接电源正极，G端接电源负极，S端为信号输出端。

图3封装形式
2.2.1菲涅尔透镜的原理
菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。
 当人进入感应范围，人体释放的红外光透过镜片被聚集在远距离A区或中距离B区或近距离C区的某个段的同心环上，同心环与红外线探头有一个适当的焦距，红外光正好被探头接收，探头将光信号变成电信号送入电子电路驱动负载工作。整个接收人体红外光的方式也被称为被动式红外活动目标探测器。
    镜片主要有三种颜色：一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易变形。二、白色主要用于适配外壳颜色。三、黑色用于防强光干扰。镜片还可以结合产品外观注色，使产品整体更美观。
2.2.2菲涅尔镜片主要参数：
①外观描述——外观形状（长、方、圆）、尺寸（直径）。以毫米为单位。
②探测范围——指镜片能探测的有效距离（米）和角度。
③焦距——指镜片与探头窗口的距离，精确度以毫米的小数点为单位。长形和方形镜片要呈弧形以焦距为单位对准探头窗口。
    镜片与探头的配合应用——我们常用的是双源式探头，揭开滤光玻璃片，其内部有两点对7—14um的红外波长特别敏感的TO—5材料连接着场效管。

静态情况下空间存在红外光线，由于双源式探头采用互补技术，不会产生电信号输出。动态情况下，人体经过探头先后被A源或被B源感应，Sa<Sb或Sa>Sb产生差值，双源失去互补平衡作用而很敏感地产生信号输出，见图4（C）。当人对着探头呈垂直状态运动，Sa=Sb不产生差值，双源很难产生信号输出。因此，探测器安装的位置与人行走方向呈平行为宜。根据以上原理探头与镜片结合可以做成以下感应方式的人体探测器。
A、单区多段水平式和单区多段垂直式。

图5
    图（5A）单区多段水平式感应角度大，这是探头水平视场角度大的缘故，形成一个长方形扇面感应区，单区多段水平式亦称水平幕帘式感应，此感应方式能避开上下红外线干扰。图5（B）单区多段垂直式感应角度小，这是探头垂直视场角度小的缘故，形成一个垂直形扇面感应区，单区多段垂直式亦称垂直幕帘式感应，此感应方式能避开左右红外线干扰。图5（C）探头与镜片配合不符合Sa<Sb或Sa>Sb产生差值的要求，因此感应不灵敏。采用双区同心圆相近的镜片也能达到幕帘式感应效果。单区多段和双区多段多用于局部区域感应。
B、多区多段感应式和多区多段圆锥体式。
    图6（A）是多区多段感应式探头与镜片对应位置和探测效果图，多区多段感应式多用于挂墙式安装，倾斜向下探测三个不同的区域。图6（B）是多区多段圆锥体感应式，多用于吸顶式安装，直接向下探测。采用双源探头配用圆形镜片感应方向图不似圆锥体，因为探头水平视角大于垂直视角而且出现Sa=Sb的现象，圆锥体效果图会中间凹陷。如果圆形镜片配用四源探头，感应方向图更趋似圆锥体，见图6（B）探测效果图。多区多段感应式和多区多段圆锥体式感应区域宽广，多用于大面积探测。
    菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。
2.2.3菲涅尔透镜的主要技术指标
①外形尺寸，根据传感器和探测摘要来设计和生产不同尺寸的透镜。
②水平视角和垂直视角，它表明透镜的可监视范围。
③焦距，它表明镜片与传感器的安装距离。

图7几种常用透镜的外形图
由于本设计用的P2288传感器，所以重点作一下介绍：P2288采用TO-5型金属壳封装，传感器顶部装有一长方型硅玻璃窗口，用来接收红外线。封装图和内部结构如图（8）所示，参数如下表（1），

图8封装图和内部原理图
型号
敏感面积
（mm2)
敏感元件数
封装
窗口材料
工作电压
（V）
2288-02
2×1
2
TO-5
带通滤波器
3～15
工作温度
（℃）
存储温度
（℃）
光谱响应
（μm)
敏感度
（1Hz,10Hz)
(V/W)
噪声
（μV/Hz)
NEP
(500,1,1)
(W/Hz1/2)
-40～60
-55～125
7～15
6500,1000
15
1×10-9
DK
(500,1,1)
(cmHz1/2/W)
信号提升时间（0～65％）
(ms)
温度系数
（％/℃）
偏移电压
（RL＝22kΩ）
（V）

1.5×106
100
0.2
0.4

表1
2.3 热释电红外传感器的主要技术参数
(1) 响应度k
热释电红外传感器的响应度也称灵敏度，它的单位为V／W或μV／μW，它表明传感器的输出电压与输入的红外辐射功率之比。常用的热释电红外传感器，它的响应度一般为几百～几千伏／瓦。
(2) 响应波长范围
传感器的响应度k与人射红外辐射的波长λ有关，可用如图8所示曲线来表示，其中λp为峰值响应波长，响应度下降到峰值波长的一半时所对应的波长λc称为截止波长。
(3)噪声电压Vｎ
任何一种传感器都不同程度地存在着噪声电压，它是一种无法避免的、毫无规律的电压起伏。如果噪声电压过高，它的数值接近或已超过有用的信号电压，则该传感器就无法使用了。因此必须将传感器的噪声电压限制在一定的允许范围内。常见的热释电红外传感器的噪声电压的峰-峰值一般为几十至几百毫伏。
(4) 等效噪声功率NEP
若辐射到传感器上的红外辐射功率所产生的有用输出电压恰与传感器本身的噪声电压相等，此时的辐射功率称为等效噪声功率，即信噪比为1时所需要的输人功率。等效噪声功率仅是一个理论界限，并不意味着辐射功率大于NEP就可以检测出来。事实上，要检测出辐射信号的存在，辐射功率应是NEP的2～6倍。热释电红外传感器的NEP值为1×～1×。
(5) 探测度D
探测度的定义为等效噪声功率NEP的倒数，即D＝1／NEP（）。显然，D越大越好。实验发现，许多红外传感器的D和／NEP均与探测元的有效面积A和放大器带宽Δƒ有关，故引人归一化探测度：D＝（AΔƒ）／NEP（cm·Hz）·

图9响应波长图
2.4 热释电红外传感器的安装与使用
2.4.1热释电红外传感器的安装
热释电红外传感器根据其使用目的的不同，每一型号都有自己的响应波长范围，使用时应根据使用目的选择合适的传感器。例如：当用来测量温度时，应选用响应波长为1～20um的传感器。用于火焰探测时，则应选用响应波长为4.35±0.15um的传感器。如果用于人体探测，如防盗或保安等，则应选用波长为7～15um的传感器。若选择不当，则会使仪器失去控制作用或达不到控制要求。
图10 传感器的安装图

如图10所示。其中图10（a）为传感器安装示意图，图10（b）为探测方向示意图。
2.4.2 热释电红外传感器使用注意事项:
(1)避免误报警探测范围内不要放置会发热的物体，
(2)探测范围内避免强光照射干扰，
(3)探测范围内避开被风吹而引起飘动的物体,
(4)探测范围内避免动物干扰，可调高下深测区，使0.5米以下动物活动不在探测区内,
(5)发现误报探测器，找出原因排除之,
(6)选择经公安部检验合格，性价比好的探测器。
2.4.3 如何避免漏报警
(1)探测范围内不要有障碍物遮挡，留有探测空隙不足以引起报警,
(2)探测器安装位置不要致使探测范围造成盲区，给盗贼可乘之机,
(3)探测器安装位置要靠近被保护物体，如保险柜等贵重物,
(4)探测范围要有余量，要考虑到夏天， 当环境温度升高与人体表面温度一致时（30～32℃），探测距离会缩短1/3以上，甚至个别探测器会出现不探测。因此，务必引起注意。
第三章 发射电路
热释电红外控制集成发射电路的作用不仅仅是将热释电红外传感器输出的探测信号电压进行放大。该电路通过集成化制作技术，在电路内制作出具有各种功能的电路，因此使电路具有完全的控制功能。使用这种控制电路可使热释电红外控制电路结构简化，功能齐全，功耗降低，工作可靠，性能优良，组装方便.
3.1 BISS0001芯片
BISS0001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。它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配，而且也能和其他多种传感器进行匹配。它的内都是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。
BISS0001采用16脚标准型塑料封装结构。①脚（A）为触发方式控制端，当A＝1时，电路可重复触发；当A＝0时，电路不可重复触发。②脚（V0）为控制信号输出端，当有传感信号输人时，V0输出高电平。③脚（RX）和④脚（CX）为输出定时控制器T，的外接元件端，定时时间为：TX≈24576×RXCX。⑤脚（Ri）和⑥脚Ci）为锁定时间控制器Υi的外接元件，锁定时间为：Ti≈24×RiCi。⑧脚（VRF）为参考电压及复位端，使用时一般接VDD，若按ⅤSS，可使定时器复位。⑨脚（Vc）为触发禁止端，当VC＜VR时禁止触发；当VC＞VR时，允许触发，VR＝0.2VDD.⑩脚（IB）为偏置电流设置端，由外接电阻RB接ⅤSS端，RB一般取1MΩ的电阻。12脚（OUT2）和13脚（IN2-）分别为第二级运放的输出端和反相输人端。14脚（IN1+）和15净（IN1-）分别为第一运放的同相和反相输入端。16脚（OUT1）为第一运放的输出端。11脚（VDD）和7脚（VSS）分别为电源正、负端。

图11 BISS0001的管脚图
（1）BISS0001的特点
①CMOS工艺
②数模混合
③具有独立的高输入阻抗运算放大器
④内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰
⑤内设延迟时间定时器和封锁时间定时器
⑥采用16脚DIP封装
（2）BISS0001的内部框图

图12 BISS0001内部框图
（3）BISS001的管脚说明
脚
名称
I/O
功能说明
1
A
I
可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发
2
VO
O
控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。
3
RR1
--
输出延迟时间Tx的调节端
4
RC1
--
输出延迟时间Tx的调节端
5
RC2
--
触发封锁时间Ti的调节端
6
RR2
--
触发封锁时间Ti的调节端
7
VSS
--
工作电源负端
8
VRF
I
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
9
VC
I
触发禁止端。当Vc<VR时禁止触发；当Vc>VR时允许触发(VR≈0.2VDD)
10
IB
--
运算放大器偏置电流设置端
11
VDD
--
工作电源正端
12
2OUT
O
第二级运算放大器的输出端
13
2IN-
I
第二级运算放大器的反相输入端
14
1IN+
I
第一级运算放大器的同相输入端
15
1IN-
I
第一级运算放大器的反相输入端
16
1OUT
O
第一级运算放大器的输出端
表2 BISS0001的管脚说明
（4）BISS0001的参数（加入附表中）
（5）BISS0001的工作原理
BISS0001 是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。　
以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 不可重复触发工作方式下的波形。首先，根据实际需要，利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路，将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2，再进行第二级放大，同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，当VDD=5V时，可有效抑制±1V的噪声干扰，提高系统的可靠性。 COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc时，COP3输出为高电平，进入延时周期。 当A端接“0”电平时，在Tx时间内任何V2的变化都被忽略，直至Tx时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时，Vo下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内，任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态（高电平）,可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

图13 BISS0001不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Vc=“0”、A=“0”期间，信号Vs不能触发Vo为有效状态。在Vc=“1”、A=“1”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，任何Vs的变化都不能触发Vo为有效状态。

图14 BISS0001可重复触发工作方式下的波形
本设计当中使用不可重复触发工作方式来输出信号。
3.2 编码集成电路YL5026
YL5026是CMOS大规模数字集成电路,是一种8位编码发射器。它的第1-8脚是编码的输入端，每个输入端可以有3种状态，即“0”、“1”或“开路”，其中“0”表示为低电平，“1”表示为高电平，因此8个脚可以组成38=6561个不同的编码。如果需要更多的编码，可将输入端改为4态连接方式，这时第1脚是第4种状态的公共连接脚，第2脚-第8脚与第1脚连接时为第4种状态。所以第2脚-第8脚都可以有4种状态，即“0”、“1”、“开路”、“接1脚”。在这种情况下可以组成47=16384个编码。第10脚-第13脚也可作为编码地址线，与第1-第8脚联合起来组成12位编码地址线，这时编码数可高达411=4194304个。本文要介绍的是YL5026与YL5027配合应用，YL5026的第10-第13脚用作数据输入线，根据需要这几个脚可以置“0”或置“1”。第14脚是发射指令端，当此脚接地时，YL5026输出端则发出一组编码脉冲。第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R（KHz），式中R为外接电阻，单位为千欧。第17脚是编码输出端，第18脚、第9脚分别是电源的正、负极。脚管封装图如图15所示。

表3
该编码集成电路工作电压范围较宽如表3，可以在2-6V范围内正常工作，而且耗电极小，静态电流仅有1uA。集成电路内部含有振荡电路，不用再外加晶振。
3.3 TWH8778的应用
TWH8778的外形及各脚的功能如图16所示，其⑤脚为控制端，当该脚的电压大子开启电压(约1.6V)时，电子开关闭合，①、②脚接通。
图16
3.4 无线电发射电路
无线电发射电路采用集成化微行发射组件，和它配套使用的接收组件为。该电路体积小，功能全，工作电源电压为6-12V，工作频率为100-400MHz其应用电路如图17所示。

图17发射电路
FD400在使用中，1脚接电源正端，2脚接地，3、4脚间接微调电容，用来调节发射频率，调节范围为100-400MHz。5脚为编码调制信号输入端。6、7脚间接振荡电感器，仅一匝，配合谐振。8脚接发射天线，此时发射距离为500m，若接入一段5-10m的天线，发射距离可达700m。
当热释电红外传感器接收到人体红外辐射后，BISS0001的输出端2脚输出高电平，将电子开关TWNH8778接通。编码电路和无线电发射电路得到工作电源，图20接收电路码电路YL5026将预置好的编码由17脚输出，由5脚输入发射电路FD400，通过内部调制，从输出端8脚输出，由天线向外发射。
第四章 接收电路
4.1 译码集成电路YL5027
YL5027是CMOS大规模数字集成电路, YL5027接收解码器有相应于YL5026的12位信息。第1脚-第8脚是地址线。当YL5026发出的地址编码与YL5027预置的编码相同时，则在YL5027的第10脚-13脚有数据输出，该输出信息与YL5026的第10-第13脚所置的数据相同。第14脚为输入端，第15脚、第16脚是振荡器，外接电阻值应与YL5026完全相同。第17脚是输出端。编码器YL5026发射时，如果密码相同，YL5027就会输出高电平. 该译码集成电路工作电压范围较宽，可以在2-6V范围内正常工作，而且耗电极小，静态电流仅有1uA。集成电路内部含有振荡电路，不用再外加晶振。YL5027管脚的功能如图18所示。

图18 YL5027管脚
该译码集成电路工作电压范围较宽，可以在2-6V范围内正常工作，而且耗电极小，静态电流仅有1uA。集成电路内部含有振荡电路，不用再外加晶振。
4.2 无线电接收电路中JD400的应用
无线电接收电路JD400为单列8脚直插式结构，1脚为电源正端，工作电压为6-9V。2脚为接地端，3、4脚间接微调电容，5、6脚间振荡电感（仅一匝），电感与电容配合调谐，使其与发射机的频率一致。7脚为调制信号输出端，输出信号中的地址码和数据编码（本机中发射电路未设数据编码）。接收电路无需外接天线。JD400的管角作用如图19所示。

图19
当JD400接收到由发射电路发送的编码调制信号后，通过内部解调处理后由7脚输出。该输出信号中包括了发射机发送的地址码和数据信号。将此信号由14脚输入译码电路YL5027中，经电路内译码的判断，若接收信号中的地址码与接收电路中的预置地址编码相同，则译码成功。

第五章 热释电红外探测数字编码无线报警系统
5.1电路组成
该报警系统采用热释电红外探测、微型强力无线电遥控组件FD400/JD400来传递呼叫信号的无线电遥控防盗报警系统。探测发收电路全部采用集成微型软件，体积小，工作稳定可靠。
本电路由热释电探测与无线发射电路、无线电接收电路两部分组成。其中热释电探测与无线发射电路组成如图20示，它包括热释电红外探测电路、电子开关、数字编码电路和无线发射电路。

图20探测与无线发射电路
无线电接收系统如图21所示,它包括接收电路、译码电路、报警电路。

图21接收电路
5.2工作原理
该无线电编码防盗报警器由发射机及接收机两部分组成。发射机电路如图20所示，它由人体热释电红外探测电路、编码电路及高频发射电路等组成。P2288人体热释电红外传感器设置在被监测的房间内，可对房间实施全方位的监视。当探测到有人活动时，从P2288的S端输出探测信号并送入IC1专用电路进行处理。在IC1的内部设有两级可编程运放、双向窗口电压鉴别器、电压比较器、延时及状态控制电路等。当处理后确认为有盗贼活动时，IC1的②脚跳变为高电平，使IC2的功率电子开关导通，编码电路IC3及无线电发射模块IC4得电工作，向外发射编码的无线电报警信号。在IC4不接外部天线的条件下，发射信号的传输距离可达500m。（如果加上天线发射距离可达到800m）
接收电路如图21所示。IC1为与FD400配套使用的无线电接收模块，当IC1接收到发射机发射的无线电编码报警信号后，经内部电路处理后由⑦脚输出，送入IC2。IC2为译码器，如果输入信号的编码与译码器的编码完全一致，则IC2的管脚便输出高电平。该高电平触发晶闸管VS1导通并自锁，于是讯响电路IC3开始工作，其输出的报警信号经VT1驱动蜂鸣器HTD不停地发出“嘀、嘀”的报警声，直到按下复位开关S2，报警方可停止。
毕 业 设 计 总 结
通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。
大学是象牙塔，也是一个小社会，面对生活的冲击。我曾经欢笑过，也曾经悲伤过。三年的风风雨雨塑造了我的人生观和世界观。最深刻的体会莫过于河南工院的院训“创新、求实、勤奋、文明”。 回首过去，我以诚待人无愧于心，那一步步深深的脚印全是我生活点滴的写照；展望未来，我昂首阔步满怀信心，那三年的大学生活便是我前进路上的坚强后盾。我外向乐观的性格改变了我许多，乐于助人，勤俭节约，来帮助比我更需要帮助的人，曾多次参加学校和系组织的活动，开拓了自己的视野，来超越自我，在老师和同学中得到了好评和充分的肯定。
总之，在河南工院这片热土上，我学到了很多的东西，更学会了如何做人，如何与人相处，如何更好地去适应社会。以“得之淡然，失之泰然”的心态去对待身边的人或事。同时存在着许多的不足，在我以后的工作和学习中，我会逐渐完善自我，相信自己会做的更好；在学习中，我最大的收获就是从被动学习转向主动学习，大学则更注重对学习能力、分析能力、独立思考能力以及合作能力的训练，同时培养学生的求知欲、探索精神和创新意识。思想变成熟了许多，性格更坚毅了，因为我很清楚将来社会就需要此类人才。自己的路还是自己要走，当今社会，要的是全面的复合型的人材，只要有能力，将来都会有出息的！金子无论放在哪里都会发光的。我知道，毕业不是终点，前方的路还很长。我将继续奋斗更好地服务于社会，服务于人民。
最后，感谢河南工院对我的辛勤培育，感谢李玉华老师对本次毕业设计的指导。

参考文献与资料
1、王煜东主编，《传感器及应用》。
2、陈永甫主编，《红外探测与控制电路》428～432页。
3、杨志忠主编，电子技术《模拟与数字》高等教育出版社。
4、王庆有主编，《光电技术》。
5、陶亚雄主编，《现代通信原理》电子工业出版社。
6、陈永甫主编：《红外探测与控制电路》，北京：人民邮电出版社，2004年。
7、无线电爱好者丛书，黄继昌等主编75～83页：《实用报警电路》，北京： 人民邮电出版社，2005年。
8、应用电路百例丛书，杨帮文主编：《新型集成器件实用电路（修订版）》，2006年，电子工业出版社。
9、王廷才主编《Protel DXP2004》应用教程第2版，机械工业出版社。

附表1

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