报警器-单片机课程设计.docx

47 / 47遵义师范学院工学院 单片机课程设计题目： 报警器 学院： 工学院 专业： 电气自动化技术 年级： 13级 姓名： 黎江 刘玉梅 冯建兵 学号： 133060403045 时间： 2015.6.14 目录第一章.引言 3 1.1单片机的概述 3 1.2 课题内容介绍 3 1.3设计目的 4第二章.总体方案设计 8 第三章.系统硬件设计 33 3.1 元件清单 9 3.2 核心元器件的介绍 31 3.3工作原理 31 3.4 硬件原理图 33第四章.系统软件设计 35 4.1 主硬件流程图 34 4.2 副硬件流程图 35总结 36 参考文献 37附录 45程序代码 45 第一章1.1单片机的概述1.AT89C51 的结构单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品，与MCS- 48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令，指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习。MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品。DP-51S单片机仿真实验仪是由广州致远电子有限公司设计的DP系列单片机仿真实验仪之一，是一种功能强大的单片机应用技术学习、调试。图1为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分。 图1 AT89C51 功能方块图 2.AT89C51 管脚说明 ATMEL公司的AT89C51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。VCC:供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FLASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FALASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 INT0（外部中断0）P3.3 INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 WR（外部数据存储器写选通）P3.7 RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。PSEN：外部程序存储器的选通信号端。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA /VP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。 1.2课题内容介绍利用单片机内部的程序监控报警电路，一旦有人触动人体传感器、无线发送信号就会发送单片机内部。单片机内部就会利用软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。然后驱动电路控制信号放大并推动声音和led灯报警设备完成相应的动作。同时无线发送信号也会发送的无线接收端到达远程的另一端的单片机 。经过单片机内部发动驱动并从另一端报警 让我们知道有人盗窃。报警延迟一段时间后自动解除，也可通过人工手动解除报警信号，当警报消除后复位键使系统复位，或者在声音报警延迟会有定时器自动消除报警。1.3设计目的1.进一步熟悉和掌握单片机的结构和工作原理。2.掌握单片机的内部功能模块的应用及c语言程序的编写，内部功能模块如定时器/计数器、中断、片外存储器、I/O口、串行口通讯等。3.通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法。4.通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5.使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬设计过程、方法及实现为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。6.通过在图书馆和互联网上查阅各种单片机的资料，培养自学和独立思考的 能力。与同学交流研究，懂得更多以前不明白的知识。7.在课题设计过程中，不断的调试程序和修改程序，提高了对单片机的应用能力，分析和解决问题的能力。8能综合运用所学的知识及电子焊接技术基础知识连接硬件实现设计功能。第二章 总体的设计方案 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、键盘控制、人体传感器、无线传输与接收、报警等子模块。电路结构可划分为：人体传感器、无线传输与接收、报警器、单片机控制电路、LED控制电路及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。就此设计的核心模块来说，单片机就是设计的中心单元，所以此系统也是单片机应用系统的一种应用。单片机应用系统也是有硬件和软件组成。硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统，软件是各种工作程序的总称。单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段。从设计的要求来分析该设计须包含如下结构：人体传感器电路、无线传输与接收电路、报警电路、单片机、复位电路及相关的控制管理软件组成；它们之间的构成框图如图2总体设计框图所示：图2 总体设计框图 AT89C51驱动LED发光显示复位电路 蜂鸣器报警驱动无线接收模块AT89C52人体传感信号无线传输模块蜂鸣器报警驱动处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。设置在监测点上的人体传感器有人时会有高平电信号，高电平电平传AT89C51单片机。在单片机内，经程序、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。驱动电路将控制信号推动声光报警设备完成相应动作。在这期间同时单片机与无线传输模块通信将高平数据传给另一个远程单片机 ，同时驱动这蜂鸣器报警当报警延迟10s一段时间后自动解除，也可人工手动解除报警信号，当警情消除后复位电路使系统复位，或者是在声光报警10s钟后有定时器实现自动消除报警。 第三章 系统硬件设计3.1元件清单元器件名称数量1.无线传输模块一对 2.人体传感器 13.单片机最小系统 14.继电器 25.蜂鸣器 16.发光二极管 98.导线若干3.2核心元部件的介绍1.单片机最小系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统. 对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路. 有些情况也有P0端口上有排阻.下面给出一个51单片机的最小系统电路图： 图二 最小系统原理电路图说明复位电路:由电容串联电阻构成,由图并结合电容电压不能突变的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以,适当组合RC的取值就可以保证可靠的复位.一般教科书推荐C 取10u,R取8.2K.当然也有其他取法的,原则就是要让RC组合可以在RST脚上产生不少于2个机周期的高电平.至于如何具体定量计算,可以参考电路分析相关书籍。晶振电路:典型的晶振取11.0592MHz(因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的uS级时歇,方便定时操作)。单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机。特别注意:对于31脚(EA/Vpp),当接高电平时,单片机在复位后从内部ROM的0000H开始执行;当接低电平时,复位后直接从外部ROM的0000H开始执行.这一点是初学者容易忽略的。复位电路：一、复位电路的用途单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。单片机复位电路如下图：二、复位电路的工作原理在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现，那这个过程是如何实现的呢？在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。开机的时候为什么为复位在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是10K*10UF=0.1S。也就是说在电脑启动的0.1S内，电容两端的电压时在03.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从51.5V减少（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右）。按键按下的时候为什么会复位在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收到高电平。单片机系统自动复位。 总结：1、复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US，即可实现复位，所以电路中的电容值是可以改变的。2、按键按下系统复位，是电容处于一个短路电路中，释放了所有的电能，电阻两端的电压增加引起的。51单片机最小系统电路介绍1.51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用1030uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。2.51单片机最小系统晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。3.51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4.P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。 设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。2人体传感器D-SUN PIR 人体红外感应模块 是基于红外线技术的自动控制产品。灵敏度高、可靠性强、超低功耗，超低电压工作模式。广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品.功能特点：1、全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2、光敏控制（可选择，出厂时未设）可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3、温度补偿(可选择，出厂时未设)：在夏天当环境温度升高至30-32，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。4、两种触发方式：（可跳线选择）a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；b、可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。5、具有感应封锁时间(默认设置:2.5S封锁时间)：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。(此时间可设置在零点几秒几十秒钟)。6、工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。7、微功耗:静态电流50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。8、输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。1. 感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。2. 应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。3.感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应，但左右两侧仍然比上下两个方向感应范围大、灵敏度强，安装时仍须尽量按以上要求。注：调节距离电位器顺时针旋转，感应距离增大（约7米），反之，感应距离减小（约3米）。调节延时电位器顺时针旋转，感应延时加长（约300S），反之，感应延时减短（约5S）。3.无线传输模块E50-TTL-5001.模块介绍1.1. 特点简介E50-TTL-500 是一款 500mW 的无线数传模块，工作在 148-173.5MHz 频段，由于频率很低，具有极强的穿透与绕射能力，特别适合于需要穿越障碍 物等复杂场合。同时使用串口进行数据收发，降低了无线应用的门槛。模块具有软件 FEC 前向纠错算法，其编码效率较高，纠错能力强，在突 发干扰的情况下，能主动纠正被干扰的数据包，大大提高抗干扰能力和传输距 离。在没有 FEC 的情况下，这种数据包只能被丢弃。模块具有数据加密和压缩功能。模块在空中传输的数据，具有随机性， 通过严密的加解密算法，使得数据截获失去意义。而数据压缩功能有概率减小 传输时间，减小受干扰的概率，提高可靠性和传输效率。模块可以工作在 2.4 - 5.5V，满足电池供电需求。模块具有四种工作模式，可以在运行时自由切换，在省电模式下， 消耗电流仅几十 uA，非常适合超低功耗应用。典型应用：模块特点： 无线抄表 5000 米传输距离 无线传感 多种波特率 智能家居 -121dBm 接收灵敏度 工业遥控、遥测 超低接收功耗（最低 30uA） 智能楼宇、智能建筑 四种工作模式 高压线监测 休眠电流仅 4.0uA 环境工程 空中唤醒功能 高速公路 频率 148 - 173.5M，256 个信道 小型气象站 双 256Bytes 环形缓冲器 自动化数据采集 多种功率等级（最大 500mW） 消费电子 加密算法+FEC 纠错功能 智能机器人 内置看门狗，永不死机 路灯控制 可配置 65536 个地址（便于组网） 其他无线传输应用 支持电压读取功能1.2 基本用法最简用法：透明传输数据，例如：从 A 点发 3 字节数据 01 02 03 到 B 点，B 点就收到数据 01 02 03。灵活用法：定点传输，达到组网、中继等多种应用方式。具体请详见本手册之描述，以及相关应用手册（Application Note） 1.3模块电气参数序号参数值明细参数名称124 * 43mm（不含天线）模块尺寸2全进口元器件，产地：日本、美国、德国器件来源3机贴，无线类产品必须机贴方能保证批量一致性和可靠性生产工艺41*7*2.54mm，可使用万能板和杜邦线接口方式5148MHz -173.5MHz，100KHz 步进，建议 1703MHz，出厂默认 170.0工作频段62.4 - 5.5VDC供电电压7最大 5.2V。建议与供电电压之差小于 0.3V，以降低功耗。通信电平8约 5000m（测试条件：晴朗，空旷，最大功率，天线增益 5dBi，高度大于 2m，1K 空中速率）实测距离9最大 27dBm（约 500mW），4 级可调（0-3），每一级增减约 3dBm发射功率108 级可调（1、2、5、8、10、15、20、25Kbps）空中速率112.0uA（M1 =1，M0 = 1）休眠电流12390mA500mW（电压 5V 时）发射电流1314.5mA（模式 0、模式 1）|最低约 30uA（模式 2 + 2s 唤醒）接收电流14UART 串口，8N1、8E1、8O1，从 1200 - 115200 共 8 种波特率通信接口15UART 串口可设置成推挽/上拉、漏极开路驱动方式16256 字节缓存，数据分包 58 字节发射长度17256 字节缓存，数据分包 58 字节接收长度18可配置 65536 个地址（便于组网，支持广播和定点传输）模块地址19内置智能化处理，用户无需关心RSSI 支持20-121dbm1Kbps（接收灵敏度和串口波特率、延迟时间无关）接收灵敏度21SMA 天线/弹簧天线天线形式22-40 +85工作温度2310% 90%相对湿度，无冷凝工作湿度24-40 +125储存温度2.功能简介2.1引脚定义引脚序号引脚名称引脚方向引脚用途1M0输入（极弱上拉）和 M1 配合，决定模块的 4 种工作模式，不可悬空2M1输入（极弱上拉）和 M0 配合，决定模块的 4 种工作模式，不可悬空3RXD输入TTL 串口输入，连接到外部 TXD 输出引脚。可配置为漏极开路或上拉输入，详见参数设置4TXD输出TTL 串口输出，连接到外部 RXD 输入引脚。可配置为漏极开路或推挽输出，详见参数设置5AUX输出用于指示模块工作状态，用户唤醒外部 MCU，上电自检初始化期间输出低电平，可配置为漏极开路输出，或推挽输出，详见参数设置6VCC模块电源正参考，电压范围：2.4V - 5.5VDC7GND模块地线2.2. 模块与 MCU 连接 无线串口模块为 TTL 电平，请与 TTL 电平的 MCU 连接。某些 5V 单片机，可能需要在模块的 TXD 和 AUX 脚加 4-10K 上拉电阻。2.3. 模块复位模块上电后，AUX 将立即输出低电平，并进行硬件自检，以及按照用户参数进行工作方式设置。在此过程中，AUX 保持低电平，完毕后 AUX 输出高电平，并按照 M1、M0 组合而成的工作模式开始正常工作。所以，用户需要等待 AUX 上升沿，作为模块正常工作的起点。2.4. AUX 详解AUX 用于无线收发缓冲指示和自检指示。它指示模块是否有数据尚未通过无线发射出去，或已经收到无线数据是 否尚未通过串口全部发出，或模块正在初始化自检过程中。AUX 功能说明：ll功能 1：串口数据输出指示（用于唤醒休眠中的外部 MCU） ll功能 2：无线发射指示缓冲区空：内部 256 字节缓冲区的数据，都被写入到无线芯片（自动分包）。当 AUX=1 时用户连续发起小于 256 字节的数据，不会溢出。当 AUX=0 时缓冲区不为空：内部 256 字节缓冲区的数据，尚未全部写入到无线芯片并开启发射，此时模块有可 能在等待用户数据结束超时，或正在进行无线分包发射。注意：AUX=1 时并不代表模块全部串口数据均通过无线发射完毕，也可能最后一包数据正在发射中。 l功能 3：模块正在配置过程中（仅在复位和退出休眠模式的时候）注意事项：l上述功能 1 和功能 2，输出低电平优先，即：满足任何一个输出低电平条件，AUX 就输出低电平。当所有低电平 条件均不满足时，AUX 输出高电平。l当 AUX 输出低电平时，表示模块繁忙，此时不会进行工作模式检测。当模块 AUX 输出高电平后 1ms 内，将完成 模式切换工作。l用户切换到新的工作模式后，至少需要在 AUX 上升沿 2ms 后，模块才会真正进入该模式。如果 AUX 一直处于高 电平，那么模式切换将立即生效。l用户从模式 3（休眠模式）进入到其他模式或在复位过程中，模块会重新设置用户参数，期间 AUX 输出低电平。3.工作模式以下表格为 M1、M0 输入状态和对应的模式介绍。模式（0-3）M1M0模式介绍备注0 一般模式00串口打开，无线打开，透明传输接收方必须是模式 0、11 唤醒模式01串口打开，无线打开，和模式 0 唯一区别：数据包发射前，自动增加唤醒码，这样才能唤醒 工作在模式 2 的接收方接收方可以是模式 0、1、22 省电模式10串口接收关闭，无线处于空中唤醒模式，收到无线数据后，打开串口发出数据。1、发射方必须模式 12、该模式下不能发射3 休眠模式11模块进入休眠，可以接收参数设置命令详见工作参数详解3.1. 模式切换用户可以将 M1、M0 进行高低电平组合，确定模块工作模式。可使用 MCU 的 2 个 GPIO 来控制模式切换。当改 变 M1、M0 后：若模块空闲，1ms 后，即可按照新的模式开始工作。若模块有串口数据尚未通过无线发射完毕， 则发射完毕后，才能进入新的工作模式。若模块收到无线数据后并通过串口向外发出数据，则需要发完后才能进 入新的工作模式。所以模式切换只能在 AUX 输出 1 的时候有效，否则会延迟切换。例如：在模式 0 或模式 1 下，用户连续输入大量数据，并同时进行模式切换，此时的切换模式操作是无效的。模 块会将所有用户数据处理完毕后，才进行新的模式检测。所以一般建议为：检测 AUX 引脚输出状态，等待 AUX 输出高电平后 2ms 再进行切换。当模块从其他模式被切换到休眠模式时，如果有数据尚未处理完毕。模块会将这些数据（包括收和发）处理完毕 后，才能进入休眠模式。这个特征可以用于快速休眠，从而节省功耗。例如：发射模块工作在模式 0，用户发起串口数据“12345”，然后不必等待 AUX 引脚空闲（高电平），可以直接切换到休眠模式，并将用户主 MCU 立即休眠，模块会自动将用户数据全部通过无线发出后，1ms 内自动进入休眠。从而节省 MCU 的工作时间，降低 功耗。同理，任何模式切换，都可以利用这个特征，模块处理完当前模式事件后，在 1ms 内，会自动进入新的模式。从 而省去了用户查询 AUX 的工作，且能达到快速切换的目的。例如从发射模式切换到接收模式。用户 MCU 也可以 在模式切换前提前进入休眠，使用外部中断功能来获取 AUX 变化，从而进行模式切换。此操作方式是非常灵活而高效的，完全按照用户 MCU 的操作方便性而设计，并可以尽可能降低整个系统的工作 负荷，提高系统效率，降低功耗。3.2. 一般模式（模式 0）当 M1 = 0，M0 = 0 时，模块工作在模式 0。发射：模块接收来自串口的用户数据，模块发射无线数据包长度为 58 字节，当用户输入数据量达到 58 字节时， 模块将启动无线发射，此时用户可以继续输入需要发射的数据。当用户需要传输的字节小于 58 字节时，模块等待3 字节时间，若无用户数据继续输入，则认为数据终止，此时模块将所有数据包经过无线发出。当模块收到第一 个用户数据后，将 AUX 输出低电平，当模块把所有数据都放入到 RF 芯片并启动发射后，AUX 输出高电平。此时表明最后一包无线数据已经启动发射，用户可以继续输入长达 256 字节的数据。通过模式 0 发出的数据包，只能 被处于模式 0、模式 1 的接收模块收到。 接收：模块一直打开无线接收功能，可以接收来自模式 0、模式 1 发出的数据包。收到数据包后，模块 AUX 输出 低电平，并延迟 5ms 后，开始将无线数据通过串口 TXD 引脚发出，所有无线数据都通过串口输出后，模块将 AUX 输出高电平。3.3. 唤醒模式（模式 1）当 M1 = 0，M0 = 1 时，模块工作在模式 1。发射：模块启动数据包发射的条件与 AUX 功能都等同于模式 0，唯一不同的是：模块会在每个数据包前自动添加 唤醒码，唤醒码的长度取决于用户参数中设置的唤醒时间。唤醒码的目的是用于唤醒工作在模式 2 的接收模块。 所以，模式 1 发射的数据可以被模式 0、1、2 收到。接收：等同于模式 0。3.4. 省电模式（模式 2）当 M1 = 1，M0 = 0 时，模块工作在模式 2。发射：模块处于休眠状态，串口被关闭，无法接收来自外部 MCU 的串口数据，所以该模式不具有无线发射功能。接收：在模式 2 下，要求发射方必须工作在模式 1。无线模块定时监听唤醒码，一旦收到有效的唤醒码后，模块 将持续处于接收状态，并等待整个有效数据包接收完毕。然后模块将 AUX 输出低电平，并延迟 5ms 后，打开串 口将收到的无线数据通过 TXD 发出，完毕后将 AUX 输出高电平。无线模块继续进入“休眠 - 监听”的工作状态（polling）。通过设置不同的唤醒时间，模块具有不同的接收响应延迟（最长 2s）和平均功耗（最小 30uA）。 用户需要在通讯延迟时间和平均功耗之间取得一个平衡点。3.5. 休眠模式（模式 3）当 M1 = 1， M0 = 1 时，模块工作在模式 3。发射：无法发射无线数据。接收：无法接收无线数据。参数设置：休眠模式可以用于模块参数设置，使用串口 9600、8N1，通过特定指令格式设置模块工作参数，详见 工作参数详解。注意：当从休眠模式进入到其他模式，模块会重新配置参数，配置过程中，AUX 保持低电平。完毕后输出高电平， 所以建议用户检测 AUX 上升沿。3.6. 快速通信测试将 USB 测试板（我司的选配件）插上电脑，确保驱动已经安装正确。插上 USB 测试板上的模式选择跳线（即 M1= 0，M0 = 0），如下图红框，让模块工作在模式 0。选择 3.3V 或 5V 供电均可。运行“串口调试助手”软件，并选择正确的串口号，观察发送窗口和对应的接收窗口。4.指令格式休眠模式（模式 3：M1=1，M0=1）下，支持的指令列表如下（设置时，只支持 9600，8N1 格式）：序号指令格式说明1C0 + 工作参数16 进制格式发送 C0+5 字节工作参数，共 6 字节，必须连续发送（掉电保存）2C1 C1 C116 进制格式发送三个 C1，模块返回已保存的参数，必须连续发送。3C2 + 工作参数16 进制格式发送 C2+5 字节工作参数，共 6 字节，必须连续发送（掉电不保存）4C3 C3 C316 进制格式发送三个 C3，模块返回版本信息，必须连续发送。5C4 C4 C416 进制格式发送三个 C4，模块将产生一次复位，必须连续发送。4.1. 参数设置指令工作参数可以使用 C0 或 C2 命令，其区别是：C0 命令会将参数写入模块 FLASH，掉电保存。C2 命令为临时修 改指令，参数不会掉电保存，适用于需要频繁修改工作参数的场合。例如 C2 00 00 18 DC 44。工作参数配置表（默认：C0 00 00 18 DC 44 ）序号名称描述备注0HEAD固定 0xC0 或 0xC2，表示此帧数据为控制命令l必须为 0xC0 或 C2C0：所设置的参数会掉电保存。 C2：所设置的参数不会掉电保存。1ADDH模块地址高字节（默认 00H）00H-FFH2ADDL模块地址低字节（默认 00H）00H-FFH3SPED速率参数，包括串口速率和空中速率7，6：串口校验位00：8N1（默认）01：8O110：8E1l 通信双方串口模式可以不同11：8N1（等同 00）-5，4，3TTL 串口速率（bps）000：串口波特率为 1200001：串口波特率为 2400010：串口波特率为 4800011：串口波特率为 9600（默认）100：串口波特率为 19200101：串口波特率为 38400110：串口波特率为 57600111：串口波特率为 115200-2，1，0无线空中速率（bps）000：空中速率为 1K（默认）001：空中速率为 2K010：空中速率为 5K011：空中速率为 8K100：空中速率为 10K101：空中速率为 15K110：空中速率为 20K111：空中速率为 25K-l 通信双方波特率可以不同l 串口波特率和无线传输参数无关，不影响 无线收发特性。-l 空中速率越低，距离越远，抗干扰性能越 强，发送时间越长。l 通信双方空中无线传输速率必须相同。4CHAN通信频率（148M + CHAN * 0.1M）（默认 DCH:170M）l 00H-FFH，对应 148 - 173.5Mhz5OPTION7，定点发送使能位（类 MODBUS）0： 透明传输模式（默认）1： 定点传输模式-6IO 驱动方式（默认 1）1：TXD、AUX 推挽输出，RXD 上拉输入0：TXD、AUX 开路输出，RXD 开路输入-5，4，3无线唤醒时间（对接收方来说，是监听间隔 时间；对发射方来说，是持续发射唤醒码的时间）000：250ms（默认）001：500ms010：750ms011：1000ms100：1250ms101：1500ms110：1750ms111：2000msl为 1 时，每个用户数据帧的前 3 个字节作为高、低地址、信道。发射时，模块 改变自身地址和信道，完毕后，恢复原 有设置。-l 该位用于使能模块内部上拉电阻。漏极开 路方式电平适应能力更强，但是某些情况 下，可能需要外部上拉电阻-l 收发模块都工作在模式 0 下，该延迟时间 无效，可以任意值。l 发射方工作在模式 1，将持续发射相应时 间的唤醒码。l 接收方工作在模式 2，此时间是指接收方 的监听间隔时间（无线唤醒），只能收到 工作在模式 1 下发射方的数据。l 发射方设置的唤醒时间不能小于接收方 的监听间隔时间，否则可能丢失数据，当 双向通信时，双方可把唤醒时间设置一 致。l 唤醒时间越大，平均接收电流越低。-举例说明（序号 3“SPED”字节的含义）：该字节的二进制位76543210具体值（用户配置）00011000代表意义串口校验位 8N1串口波特率为 9600空中速率为 1K对应的十六进制184.2. 工作参数读取 在休眠模式下（M1=1，M0=1），用户向模块串口发出命令（HEX 格式）：C1 C1 C1，模块会返回当前的配 置参数。比如：C0 00 00 18 DC 44。4.3. 版本号读取在休眠模式下（M1=1，M0=1），用户向模块串口发出（HEX 格式）：C3 C3 C3，模块会返回当前版本号：比 如：C3 50 xx yy。此处的 50 代表模块型号（E50 系列），xx 就是版本号，不可更改。yy 代指模块其他特性，用户无 需关心。4.4. 复位指令在休眠模式下（M1= 1， M0= 1），用户向模块串口发起（HEX 格式）：C4 C4 C4，模块将产生一次复位。复 位过程中，模块进行自检，AUX 输出低电平，复位完毕后，AUX 输出高电平，模块开始正常工作。此时，可以进行模 式切换或发起下一条指令。 3.3 工作原理人体传感器也称热释电红外传感器，它是通过外界的辐射而引起它本身温度的变化，来给出一个高平电信号。当温度变化稳定后在没有信号输出，所以它只对运动的人感应。如果有人体通过 就会发出一个高平信号然后通过51单片机的内部程序识别驱动室内或防盗区报警电路同时把数据通过单片机串行口数据传输连接的无线数传输模块发送到另一个接收端的单片机上，驱动远程端的报警电路，这样就能起到防盗和提醒作用。4.4硬件原理图4.1主原理图4.2副硬件原理图 第四章 系统软件设计开始4.1 主程序工作流程图 系统初始化 发送高平数据是否还有检测信号等待下次报警蜂鸣LED报警是否持续10s是否检测有高平信号结束报警结束蜂鸣器LED报警开始4.2 副程序工作流程图 开始 系统初始化是否还有检测信号等待下次报警蜂鸣报警是否持