1單片機(jī)控制的智能家居安防系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)案例目錄單片機(jī)控制的智能家居安防系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)案例 11.1最小系統(tǒng)模塊 11.1.1STC89C52單片機(jī) 11.1.2最小系統(tǒng)電路 21.2液晶顯示模塊 31.2.11602液晶顯示器 31.3煙霧檢測(cè)模塊電路 51.4DS18B20溫度傳感器電路 51.5人體紅外檢測(cè)模塊 61.5.1熱釋電紅外傳感器的原理 6 71.6輸入及輸入模塊 71.6.1按鍵輸入模塊 7 81.6.3LED報(bào)警電路 91.1最小系統(tǒng)模塊1.1.1STC89C52單片機(jī)STC89C52單片機(jī)是眾多單片機(jī)型號(hào)中的一種。STC89C52單片機(jī)的指令系統(tǒng)可以兼容MCS-51指令系統(tǒng)，同時(shí)具有高密度、非易失性存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)。因此STC89C52單片機(jī)可以在多種復(fù)雜的情況下應(yīng)用。STC89C52單片機(jī)共有40個(gè)引腳，其中32個(gè)引腳是外部(I/O)端口，同時(shí)單片機(jī)內(nèi)部含有2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信□,2個(gè)讀寫口線。STC89C52的封裝方式通常有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等，可以滿足多種情況下的需求。(STC89C52單片機(jī)，如圖3-1-1所示)21P36WR23456789路這三個(gè)電路共同構(gòu)成。(最小系統(tǒng)電路，如圖3-1-2所示)其中晶振電路有：兩個(gè)電容，一個(gè)晶振。兩個(gè)30pF的電容，起振是這兩個(gè)電容的作用，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是讓晶振更容易的起振，電容的大小范圍是復(fù)位電路的功能，類似于電腦的重啟功能。當(dāng)我們使用電腦時(shí)，有時(shí)候會(huì)音樂(lè)一些稀奇古怪的原因?qū)е码娔X死機(jī)，或者崩潰。這時(shí)候電腦的開(kāi)關(guān)機(jī)功能是失效的，因?yàn)槌绦驘o(wú)法執(zhí)行開(kāi)關(guān)機(jī)的命令了，所以必須手動(dòng)重將電腦重啟。而電腦重啟的過(guò)程中，會(huì)中斷所有進(jìn)程，從頭開(kāi)始。單片機(jī)同理，同時(shí)因?yàn)閱纹瑱C(jī)在跑程序時(shí)，更容易受到周圍環(huán)境的干擾，而出現(xiàn)一些問(wèn)題，在最小系統(tǒng)電路中，復(fù)位電路由一個(gè)電容和一個(gè)電阻構(gòu)成，電容大小為或者采用5V的沖電器供電。33P23P22P21個(gè)10uF1234567864568912液晶顯示器是常用顯示器件中的一種，其優(yōu)點(diǎn)是體積較小、重量較輕、曲線等。而因?yàn)闊o(wú)電磁輻射緣故、所以使其使用壽命可以達(dá)到綜上所述，現(xiàn)如今液晶顯示器已被廣泛應(yīng)用到各類電子產(chǎn)品當(dāng)中，所以本設(shè)而該顯示器又因?yàn)橐恍┎煌?，被分成了兩款，一款是帶背光的顯示器，一款是無(wú)背光的顯示器。至于其中的區(qū)別，因個(gè)人能力所限，只知到帶背光的顯示器比較厚重，而無(wú)背光的比較輕薄，至于兩款顯示器在應(yīng)用中差別并不大。(液晶顯示器說(shuō)明，如圖3-2-1所示)4圖3-2-1液晶顯示器說(shuō)明液晶模塊電路，如圖3-2-2所示。液晶引腳說(shuō)明，如圖3-2-3所示AK23456789圖3-2-2液晶模塊電路圖編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1電源地9數(shù)據(jù)2電源正極數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)5數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)數(shù)據(jù)7數(shù)據(jù)8數(shù)據(jù)5煙霧檢測(cè)模塊對(duì)整個(gè)安防系統(tǒng)的重要性不言而喻。但是因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所的。因此，在設(shè)計(jì)的電路中就需要一個(gè)能將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的芯片，這樣單片機(jī)才能接收到信號(hào)，而經(jīng)過(guò)仔細(xì)的篩選后，決定高、體積較小等優(yōu)點(diǎn)。ADC0832型芯片的分辨率可以高達(dá)256級(jí)，這便讓它足以適應(yīng)大部分一般的轉(zhuǎn)換需求。而它具有的數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能，可以以此來(lái)將數(shù)據(jù)的誤差縮小。(煙霧檢測(cè)模塊電路，如圖3-3所示)EBDAT HwA876534圖3-3煙霧檢測(cè)模塊電路圖經(jīng)過(guò)查閱資料和論證考察后，決定本設(shè)計(jì)所使用的溫度傳感器采用，路來(lái)說(shuō)，簡(jiǎn)單了很多，因?yàn)樗灰齻€(gè)引腳。而這三個(gè)引腳當(dāng)中，還有兩個(gè)是用來(lái)接電源的引腳，所以事實(shí)上只需要掌握一個(gè)引腳就可以了。在這個(gè)模塊的電路中，1號(hào)引腳一般用來(lái)接GND,而2號(hào)引腳一般用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，3號(hào)引腳用來(lái)接地。(DS18B20的模塊電路，如圖3-4所示)688三_DQc1.5人體紅外檢測(cè)模塊隨著上世紀(jì)計(jì)算機(jī)被發(fā)明，科技便開(kāi)始爆炸性的快速蓬勃發(fā)展。上世紀(jì)80年代便是科技爆炸的時(shí)代，在這10年里出現(xiàn)了一種靈敏度極高的新型探測(cè)元件，熱釋電紅外線傳感器。這種類型的傳感器的原理，是通過(guò)感應(yīng)人體所輻射的紅外線，并將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)并且輸出。這種新型的傳感器被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)化節(jié)能裝置上，以及與其他元件一起組成可以報(bào)警的防意外入侵裝置。它利用的是人體輻射，所以可以在無(wú)接觸的情況下，檢測(cè)到紅外線能量，然后將檢測(cè)到的變化轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，然后輸出給其他元件。由于這個(gè)電壓信號(hào)比較小，所以可以通過(guò)放大電壓信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)電路。該型傳感器利用的是熱電效應(yīng)原理，同原理的還有熱電偶紅外傳感器。雖然兩者利用的是同一個(gè)原理，但是還是有一定的區(qū)別的，那就是前者的熱電系數(shù)和熱電偶型比起來(lái)，高出了很多。而為了減少因?yàn)榘l(fā)熱而帶來(lái)的干擾，前者在工藝上做出了調(diào)整，通過(guò)反向串聯(lián)兩個(gè)熱電元件，而這兩個(gè)熱電元件特性卻是一致的。這樣便能尚在與物體保持一定的距離的情況下，利用輻射檢測(cè)到該物體，然后轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)熱電元直接輸出的信號(hào)是電荷信號(hào)，系統(tǒng)不能直接識(shí)別和使用，所以就需要將這種信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。而電壓信號(hào)是通過(guò)電阻來(lái)轉(zhuǎn)化的，因此需要在熱釋電上加入場(chǎng)效應(yīng)管，來(lái)達(dá)到改變阻值的目的。又因?yàn)閮?nèi)置的7電阻阻值極大，所以還需要一個(gè)源極跟隨器來(lái)控制電阻的大小。除了探測(cè)元和場(chǎng)效管外，熱釋電型紅外傳感器還有一個(gè)部分，那便是干涉濾光鏡片。本文所設(shè)計(jì)的智能家居安防系統(tǒng)中，負(fù)責(zé)防盜的模塊，就是利用的熱釋電紅外傳感器。人體紅外檢測(cè)電路是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單的一個(gè)模塊，因?yàn)檫@個(gè)檢測(cè)電路引腳數(shù)是極少的，只有三個(gè)。而三個(gè)引腳中又有兩引腳是連接電源端和接地端的，因而只有第二號(hào)引腳是連接單片機(jī)的P10□。(紅外檢測(cè)電路，如圖3-5-2所示)吉~_HC1.6輸入及輸入模塊按鍵鍵盤，在其使用的過(guò)程中，都會(huì)產(chǎn)生一種現(xiàn)象叫做“毛刺”。而“毛刺”會(huì)影響系統(tǒng)的可靠性，因此就必須解決這個(gè)問(wèn)題。為了消除這個(gè)問(wèn)題，該方法的原理是：利用“毛刺”持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)的特點(diǎn)，所有讓系統(tǒng)在按鍵被按下后，延時(shí)后再進(jìn)行操作。(按鍵電路，如圖3-6-1所示)8K4在整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)中，作為輸出“主力”的便是蜂鳴器。其電路如圖3-15。而一般的電流，尚不足以讓蜂鳴器在系統(tǒng)中正常工作，因此需要一個(gè)較大的電流，而51單片機(jī)IO電流又可滿足其需求。所以為了獲得一個(gè)較大的電流，就采用三極管來(lái)滿足其需求，從而控制蜂鳴器發(fā)音。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用PNP型S8550三極管，而且選用了有源蜂鳴器，其內(nèi)部存在一個(gè)震蕩電路，這樣就可以通過(guò)單片機(jī)的高低電平來(lái)控制它，而且不需要持續(xù)不斷的電平。又因?yàn)?1單片機(jī)上電時(shí)，默認(rèn)高電平。因此，蜂鳴器不會(huì)在開(kāi)機(jī)時(shí)發(fā)出聲音。(蜂鳴器電路，如圖3-6