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DZ259投影机VGA线被拔报警的设计,毕业设计
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I 摘 要 本设计是无线防盗报警系统 分 机设计，无线防盗报警系统由两部分组成总机和分机； 本系统 用于投影机 VGA 线被拔报警。由分机检测 VGA 线，当分机检测到 VGA 线被拔掉时，将报警信息通过无线信号发送给主机， 使 主机进行报警，并显示相关的信息。 无线防盗报警系统 分 机设计使用 PIC16F73 单片机为核心，使用 PIC 单片机里 A/D转换把传感器中的模拟信号 转换 成数字信号 ，根据此信号判断 VGA 线是否被拔， 当 VGA 线被拔时， 单片机通过异步串口 和 无线 发射 模块 将报警信息 发 射给 主机 ， 主机接到信号使用蜂鸣器进行报警。本系统具有简 单、实用、成本低廉等特点，也可以拓展用于其他场合的报警。 关键词 ： PIC16F73 单片机；无线发射； 防盗报警 nts II Abstract The design is the extension of the wireless anti-theft alarm system. The wireless anti-theft alarm has two parts. One is switchboard. The other is separate computer. The system is used in VGA line of alarm of projector. When the separate computer detect the VGA lost, the switchboard can receive the alarm information. The switchboard alarms and display the information. The wireless guards against theft to report to the police the system switchboard design usage PIC16F73 the single a machine is a core, Usage PIC single a machine A/D the conversion feels to spread emulation in the machine signal conversion arithmetic figure signal, Judge whether VGA line is pulled out or not according to this signal, be the line of VGA is pulled out, the single a machine passes the a shoots with lead-in the mold piece will report to the police the information shoot to the host, the host receives signal usage machine proceed report to the police.This system has simple, practical, cheap etc. in cost characteristics, also can expand to used for the other situation report to the police. Keywords:microcontroller(PIC16F73); wireleless wave; alarm nts III 目 录 1 绪 论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.2 研究目的 . 2 1.3 本文研究内容 . 2 2 系统硬件的功能特点 . 3 2.1 单片机简介 . 3 2.2 单片机特点 . 3 2.3 单片机的一般结构 . 3 2.3.1 中央处理单元 (CPU) . 4 2.3.2 存储器 RAM 和 ROM . 4 2.3.3 输入 /输出 (I/O)接口 . 4 2.3.4 单片机的应用 . 4 2.4 PIC16F73 单片机介绍 . 5 2.4.1 PIC16F73 单片机技术特点 . 6 2.4.2 PIC16F73 单片机引脚图 . 7 2.4.3 PIC16F73 单片机引脚符号及功能 . 7 2.5 PIC16F7X 微控制器性能特点简介 . 8 2.5.1 高性能类 -RISC CPU . 8 2.5.2 外围部件特性 . 9 2.5.3 微控制器特性 . 9 2.5.4 CMOS 工艺技术 . 10 2.2.5 片内器件模块 . 10 3 系统的硬件设计 . 11 3.1 系统方案构想 . 11 3.2 系统的主要功能 . 11 3.2.1 系统功能框图 . 12 3.3 单片机控制模块 . 12 3.3.1 PIC 芯片晶振设计 . 14 3.4 传感器模块 . 14 3.4.1 高性能集成四运放 LM324 的原理与应用 . 14 3.5 无线发射模块 . 16 3.6 电源的设计 . 18 4 系统软件设计和实现 . 20 4.1 A/D 转换 . 20 4.1.1 PIC16F73 最显著的特点就是带 8 位 A/D 转换功能 . 21 4.1.2 A/D 转换相关寄存器 . 21 4.1.3 A/D 采样 . 22 4.2 异步串行通信 . 23 4.2.1 串行通讯接口（ USART）模块 . 24 4.2.2 USART 异步发送器 . 24 nts IV 4.2.3 USART 异步接收器 . 27 4.2.4 USART 波特率产生器（ BRG） . 31 4.5 PIC16FXX 指令寻址方式 . 32 4.6 开发工具概述 . 32 4.6.1 PIC 系列单片机仿真器 . 33 4.7 程序实现 . 35 5 系统的调试 . 40 5.1 硬件调试 . 40 5.2 软件调试 . 40 结 论 . 41 致 谢 . 42 参考文献 . 43 附录 （ A） . 44 英文原文 . 44 附录 （ B） . 51 汉语翻译 . 51 附录 （ C） . 56 总电路图 . 56 附录 （ D） . 57 nts 1 1 绪 论 1.1 课题背景 当前报警系统使用最广的是有 线 报警或短距离无 线 报警，如 RS232, RS485、红外线等。但随着应用需求的日益复 杂，如在一些测控系统中，由于各测控点分布范围广、数量多、距离远，还可能地处偏僻，因此架设光缆、铺设电缆难度大、不切合实际，向电信部门租用专用电话线又要申请很多电话线，而且有些测控点线路难以到达，况且采用电话线路时需要等待漫长的电话拨号过程，速度慢，运营成本较高，总之测控系统采用有线通信方式建设周期长、工作难度大、运行费用高，不便于大规模使用 ;与之相比，无线通信方式则显得非常灵活，它具有投资较少、建设周期短、运行维护简单、性价比高等优点。正是在这一环境下诞生了无线报警系统，无线报警系统是不需要人员到达现场，使 用计算机技术、单片机技术、通信技术、网络技术和微电子技术相结合，通过一定的网络设备建立通讯联系，具有高度集成性，集软件、硬件为一体，对各种范围内各种待监测设备自动正确采集、传输、统计及综合分析的系统。具有传输速度快，传输质量高、远距离、安全、可直接与营业计算机联网等突出的优点。采用无线报警系统可以降低人员的劳动强度、降低人为因素造成的不安全，并能迅速的统计实时线损。 无线报警技术的出现，是计算机网络技术与监控技术相结合的必然结果。早期无线报警技术是非实时非在线监控方式，而现代无线报警技术是实时在线监控方式， 借助于计算、互联网和通信技术，操作者可以依靠安装在现场的各种传感器及音视频设备，远隔千里便可随时了解现场生产与设备情况，对生产现场进行监控、诊断与控制 .无线报警技术的模式是与通信技术的发展密不可分的，伴随着通信技术的发展，出现了三种无线报警模式。 （ 1） 人工无线报警 这种方式是通过人工对现场参数及现场运行情况进行记录，然后带回总控室有工程师进行分析推理，这就包含了太多的人为因素，而且无法实现实时在线监控，存在很多弊端，这是比较原始的方式。 （ 2） 有线网络无线报警 有线网络监控方式是现代无线报警模式，他将现场 各个采样点通过通信线将其连成网。根据通信方式的不同，可以有以太网、光纤网等等，这种方式也是现在广为使用nts 2 的方式，如现场总线。其最显著特点是现场的采样设备将各种传感器获取的设备状态信息转变为数字信号后，通过网络传送给远程诊断工程。远程诊断工程师再利用计算机和现代数字信号处理技术对收到的数字信号进行分析处理，对设备状态进行评估，给出诊断结论并将结果返回给现场人员 .由于数字信号远程传输的保真度高，不受时间和空间影响，因此诊断结论可靠性高，可以实现真正意义上的实时在线远程监控与诊断。但是这种方式在网络铺设上投资巨大， 而且受距离限制，各数据点之间的距离越远铺网的投资就要上升，主要是由于需要增设路由器。 1.2 研究目的 近年来，智能家居的概念及设备在我国得到了迅猛发展，作为智能家居重要组成部分之一的防盗报警器也得到了众多研究机构和生产厂家的重视。目前，我国市场上的家用防盗报警器种类繁多，功能不一，其中既有进口的，也有国产的。进口产品虽说在性能参数上占有优势，但其价格往往较高；国内产品在价格水平上占有优势，但其性能又常常较低，消费者经常会因在进口产品和国内产品之间取舍两难而伤神。因此，开发性价比较高的新型无线防盗报警器就 具有了广阔的市场前景和突出的实用意义。本文在分析比较国内外现有防盗报警器技术特点的基础上，以 PIC 单片机控制技术为核心，开发出一款无线防盗报警器。 1.3 本文研究内容 本文 无线防盗报警器，主要涉及到工作如下： （ 1） 调研国内外无线报警器的现状。 （ 2） 根据需要分析，对无线防盗报警器的硬件进行设计。 （ 3） 完成对无线防盗报警器的程序的设计。 （ 4） 对以上的工作总结和展望。 nts 3 2 系统硬件 的功能特点 2.1 单片机简介 单片机在过去仅仅是以一种把 CPU、存储器、 I/O接口集成在一起的 集成电路面目出现，它的功能和目的只限于小型控制。随着电子技术和计算机应用的发展，单片机技术在近年已经有了很大发展。今天它已经深入到数字信号处理、计算机网络、并行处理等大型系统中，并且采用了大量新颖的技术，也产生了各种具有新的结构和功能的单片机 。 普 遍认 为 单片机 是 在 一块 硅 片上集 成 了 中央 处 理器 (CPU) 、存储器(RAM,ROM,EPROM)和各种 I/O接口 (定时器，计数器，并行 I/O口，串行口， A/D转换器以及脉冲调制器 PWM等 ),这样一快芯片具有一台计算机的功能，因此被称为单片微型计算机 。 2.2 单片机特点 单片机具有体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强及运算速度快等特点，故在国民经济建设，军事，工业等领域均得到广泛的应用，已经深入到各个领域。单片机在检测，控制领域中，具有以下特点。 （ 1） 小巧灵活，成本低，易于产品化。它能方便地组装成各种智能式测控设备及各种智能仪器仪表。 （ 2） 可靠性好，适应温度范围宽。单片机本身是按工业测控环境要求设计的，可以适应各种恶劣环境。 （ 3） 易扩展，很容易构成各种规模的应用系统，控制功能强。 （ 4） 可以很方便的实现多机和分布式控制。 2.3 单片机的一般结构 单片机 的结构有两种类型。一种是哈佛 (Harvard)结构，即程序存储器和数据存储器分开编址的结构。 MCS-51 系列就是采用了这种结构。另一种是 普林斯顿 (Princeton)结构。这种结构将程序存储器和数据存储器统一编址。 MCS-96 系列就是普林斯顿结构。 单片机不论采用以上哪种结构，其基本组成包括： CPU,ROM,RAM和 I/O 接口。 nts 4 2.3.1 中央处理单元 (CPU) CPU 是计算机的核心部件，它决定了单片机的主要功能特性。与所有的计算机一样，单片机的 CPU 由算术运算单元 (ALU)和控制单元组成，完成算术、 逻辑、控制和协调各项基本单元的操作。与通用微机相比，单片机没有明显的数据总线和地址总线，往往采用数据总线和地址总线复用的形式。 2.3.2 存储器 RAM 和 ROM 由于受到集成度的限制，单片机内的存储器单元较少，一般 RAM 不超过 256B，ROM 或 EPROM 为 1 8KB。片内 RAM 仅作为特殊功能寄存器和用与暂存数据的通用寄存器。在采用哈佛结构的 MCS-51 单片机内部， RAM和 ROM(或 EPROM)是分开编址（即地址可以重叠），但 RAM 与 ROM 的作用是严格分工的。 RAM 专用作数据存储器，而 ROM 作为程序存储器， 用来存放程序指令及表格、常数。有些单片机 (如 8031、 8098)内不带 ROM 或 EPROM， 由用户在片外扩展。 2.3.3 输入 /输出 (I/O)接口 单片机都带有数量不等的输入 /输出 (I/O)接口。在并行 I/O 接口传输线中，有单向I/O 接口也有双向 I/O 接口。有的单片机还带有串行接口和 A/D,D/A 转换器。此外，单片机还有时钟电路、定时器 /计数器及中断系统等。 2.3.4 单片机的应用 在国外，单片机的应用已相当普及。国内从 1980 年开始才着手开发应用 ,至今已拥有数十家工厂专门生产单片机的开发系统，数以万 计的科技工作者已投身到单片机的开发和应用中，显示出越来越多的优越性，预示着单片机在我国有着广阔的应用前景单片机从家用电器，智能仪器仪表，工业控制直到火箭导航尖端技术领域，单片机都发挥着十分重要的作用。 单片机的应用范围 ,单片机主要可用于以下几方面。 （ 1） 测控系统中的应用 控制系统特别是工业控制系统的工作环境恶劣各种干扰也强，而且往往要求实时控nts 5 制、故要求控制系统工作稳定、可靠、抗干扰能力强。单片机是最适宜用于控制领域。例如炉子但温控制、电镀生产线自动控制等。 （ 2） 智能仪表中的应用 用单片机制作的测量、控制 仪表能使仪表向数字化、智能化、多功能化、柔性化发展，并监测、处理、控制等功能一体化，使仪表重量大大减轻，便于携带和使用，同时成本低、提高了性能价格比。如数字式 RLC 测量仪、智能转速表、计时器等。 （ 3） 智能产品 单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化、控制智能化，构成新型的机电、仪一体化产品。如数控车床、电脑空调机、各种家用电器和通信设备等。 （ 4） 在智能计算机外设中应用 在计算机应用系统中，除通用外部设备 (键盘、显示器、打印机 )外，还有许多用于外部通信、数据采集、多路分配管理、驱动控制等接口 .如果这些外部设备和接口全部出主机管理，势必造成主机负担过重、运行速度降低，并且不能提高对各种接口的管理水平。如果采用单片机专门对接口进行控制和管理，则主机和单片机就能并行工作这个仅大大提高系统的运算速度，而且单片机还可对接口信息进行预处理、以减少主机和接口问的通信密度、提高了接口控制管理的水平。如绘图仪控制器，磁带机、打印机的 控制器等等。 2.4 PIC16F73 单片机介绍 PIC16F73 单片机是由美国 Microchip 公司推出的一款 PIC16F7X 系列具有 FLASH程序存储器的 8 位 CMOS 单片机，该 单片机有 28 引脚采用双列直插和表面封装，是一种高速、低功耗、功能齐全的微处理芯片，其采用指令总线和数据总线分开的哈佛（ Harvard）双总线结构，内部含有 FLASH ROM、 RAM、 EEPROM、 I/O 端口、 A/D 转换器、捕捉器 /比较器 /PWM、串行通信端口、定时器 /计数器、中断控制器和中央处理器。它的结构基于文件寄存器的概念，数据总线、数据存储器总线和程序存储器总线。其中数据总线和数据存储器总线是 8 位宽，程序存储器总线是 14 位宽。集成于片内的数据存储器通过片内的 8 位总线与算术逻辑单元 ALU 连接，可以直接通 过内部总线传送信息，以寄存器方式工作和寻址。因此在本课题中，选择 PIC16F73 芯片作为该系统的核nts 6 心单片机。 PIC16F73 单片机的基本结构如图 4-2 2.4.1 PIC16F73 单片机技术特点 （ 1） 高速度 由于 PIC 系列微控制器所用的宽字单周期指令、哈佛双总线和 RISC 结构，其数据吞吐率最高可达 6MIPS（ Million Instruction Per Second,即每秒钟可执行 600 万条指令），这几乎是其他大多数 8 位微控制器速度的 4 倍。 （ 2） 实时执行 对时间要求苛刻的应用，例如电机控制、高速 I/O 或串行数据位流操作等， PIC 系列微控制器可以提供一种新的低成本的解决方案。利用 PIC 高性能算法处理能力的实时性可以取代低功率的存储操作和精确度不高的查表法。 （ 3） 低功耗 由于采用全静态 CMOS 设计，电源操作能耗很低，但非常可靠。因为片内有上电复位（ PORPower On Reset）电路、监视定时器电路和 RC 振荡器电路选择等，所以就不需要增加价格较高的片外支持的功能元器件，从而降低了系统成本和系统功耗。PIC 的小晶片尺寸加上 Microchip 先进的 CMOS 技术使芯片具有很宽的性能范围以及低工作电 流（典型值：在 3V， 32KHz 时工作电流为 15uA）和极小的待命状态电流（休眠方式 3V 工作情况下小于 1uA）。低电流特性应用于寿命电池供电的系统是很理想的。 （ 4） 用户可选择振荡器 片内集成带 RC 振荡器的监视定时器，而且引进了 用户可选择振荡器 的新设计概念，它允许用户在 4 种从直流到 20MHz 频率范围内选择一种振荡器形式让芯片执行指令，以优化系统的功耗。这 4 种振荡器方式是： RC 型 低成本的 RC 振荡器， XT 型标准的石英晶体振荡器， HS 型 高速石英晶体振荡器和 LP 型 低功耗低频石英晶体振荡器。 （ 5） 程序代码加密保护 具有程序代码加密保护功能，可通过对片内 EPROM 保密设置进行加密。 （ 6） 功能强大的 I/O 性能 PIC 系列微控制器的一个特点就是其输入输出功能十分强大。芯片可以在一个指令周期内对任何寄存器中的任何一位完成位置 1 位清零和位测试功能。所以 PIC 系列芯片与外部电路和接口效率非常高，可以用来作为高速 I/O 控制器。 nts 7 PIC 的 I/O 口有多种功能，通过软件配置，每 2 个 I/O 引脚都可以对输入和输出分别分时多路复用，或者可以被编程呈高阻状态，例如可以支持用普通总线进行多片配置。 2.4.2 PIC16F73 单片机引脚图 PIC16F73是 PIC16F7x系列微控制器中的一种，它由高性能 RISC结构的 CPU、存储器、 I/O接口和复位电路等组成。 RA0/AN02RA1/AN13RA2/AN2/VREF-4RA3/AN3/VREF+5RA4/T0CKI6RA5/AN4/SS7RB0/INT21RB122RB223RB3/PGM24RB425RB526RB6/PGC27RB7/PGD28RC0/T1OSO/T1CKI11RC1/T1OSI/CCP212RC2/CCP113RC3/SCK/SCL14RC4/SDI/SDA15RC5/SDO16RC6/TX/CK17RC7/RX/DT18VSS8VSS19MCLR/VPP1OSC1/CLKIN9OSC2/CLKOUT10VDD20U2PIC16F73图 2.1 PIC16F73引脚图 2.4.3 PIC16F73 单片机引脚符号及功能 （ 1） OSC1/CLKIN（管脚 9）振荡器输入 /外部时钟源输入线；该脚在本课题中连接晶体振荡器的输入端。 （ 2） OSC2/CLKOUT（管脚 10）振荡器输出线；在使用振荡器模式下，连接到振荡器，在 RC模式下，此引脚输出 OSC1四分之一频率的 CLKOUT信号，恰好是指令周期的频率；该脚在本课 题中连接晶体振荡器的输出端。 nts 8 （ 3） /MCLR/Vpp（管脚 1）复位出入引脚或可编程的电压输入或高电压测试模式控制，作为复位输入时，为 Active Low动作； （ 4） RA0/AN0（管脚 2） RA0为模拟输入 0； RA0是作为输入端。传感器信号的输入端。 （ 5） RA1/AN1（管脚 3） RA1为模拟输入 1； （ 6） RA2/AN2/VREF-（管脚 4） RA2为模拟输入 2或模拟参考负电压； （ 7） RA3/AN3/VREF+（管脚 5） RA3为模拟输入 3或模拟参考正电压； （ 8） RA4/T0CKI（管脚 6） RA4为 Timer0的外部时钟输入； （ 9） RA5/AN4/SS（管脚 7） RA5位模拟输入 4或 SSP的从动选择引脚； （ 10） RB0/INT（管脚 21） RB0也可以作为外部中断输入； （ 11） RB3/PGM（管脚 24） RB3也可以作为低电压烧写输入引脚； （ 12） RB5（管脚 26）引脚状态变化中断引脚； （ 13） RB6/PGC（管脚 27）引脚状态变化中断引脚， ICD引脚串行可编程时钟； （ 14） RB7/PGD（管脚 28）引脚状态变化中断引脚， ICD引脚串行可编程数据； （ 15） RC0/T1OSO/T1CKI（管脚 11） RC0为 Timer1振荡器输出或时钟输入； （ 16） RC1/T1OSI/CCP2（管脚 12） RC1为 Timer1振荡器输入或 CCP2模块的输入输出引脚； （ 17） RC2/CCP1（管脚 13） RC2为 CCP2模块的输入输出引脚； （ 18） RC3/SCK/SCL（管脚 14） RC3为 SPI与 I2C模式的同步串行时钟输入 /输出； （ 19） RC4/SDI/SDA（管脚 15） RC4在 SPI模式为数据输入， I2C为数据 I/O； （ 20） RC5/SDO（管脚 16） RC5在 SPI模式为数据输出； （ 21） RC6/TX/CK（管脚 17） RC6为 USART异步传送数据或同步时钟引脚； 本课题中作为信号的发送端 。 （ 22） RC7/RX/DT（管脚 18） RC7为 USART异步 传送数据或同步数据引脚。 2.5 PIC16F7X 微控制器性能特点简介 2.5.1 高性能类 -RISC CPU （ 1） 一共只有 35 条单字指令。 （ 2） 除了程序分支指令外其他所有的指令都是单周期指令。 （ 3） 工作速度： DC 20MHz 的时钟输入； DC 200ns 的指令周期。 nts 9 （ 4） 14 位字长的指令； 8 位字长的数据； 8 级硬件堆栈。 （ 5） 具有中断能力。 （ 6） 对数据和指令都有直接、间接和相对寻址方式。 2.5.2 外围部件特性 （ 1） 带有 8 位可编程预定标器的 8 位实时时钟 /计数器 （ TMR0）。 （ 2） 具有较强的 I/O 口可以直接驱动 LED 数码管。 1 最大拉电流可达 20mA； 2 最大灌电流可达 25mA。 对于 PIC16F73 不仅具有以上特点，还具有以下特性： （ 1） 有 1 个引脚可以被定义成捕捉输入 /脉宽调制（ PWM）输出 /比较输出。 （ 2） 16 位的捕捉输入的最大分辨率可达 12.5ns； 16 位的比较输入的最大分辨率可达200ns；脉宽调制输出的分辨率为 10 位。 （ 3） 还有 1 个 16 位定时器 /计数器 TMR1（作为捕捉 /比较的时基），在休眠时期可以用外部晶体 /时钟增量计数（作为实时时钟）。 （ 4） 有 8 位带有外部 RD、 WR 和 CS 控制线（微处理机接口）的并行从端口 PSP。 （ 5） 还有一个引脚可以被定义成捕捉输入 /脉宽调制输出 /比较输出。 （ 6） 有一个异步串行通信接口 USART。 2.5.3 微控制器特性 （ 1） 有上电复位功能 POR。 （ 2） 有上电延时定时器 PWRT 和振荡器起振定时器 OST。 （ 3） 带有片内 RC 振荡器的监视定时器 WDT 以保证可靠工作。 （ 4） 有可编程代码保护功能。 （ 5） 有省电的休眠模式 。 （ 6） 可对以下 4 种不同振荡器的方式进行选择： RC 型、 XT 型、 HS 型和 LP 型。 （ 7） 通过 2 个引脚可进行在线串行编程。 nts 10 2.5.4 CMOS 工艺技术 （ 1） 采用低功耗高速 CMOS EPROM/RPM 技术。 （ 2） 全静态设计。 （ 3） 宽范围的工作电压： 3.0V 6.0V。 （ 4） 低功耗。 （ 5） 宽工作温度范围。 由于 PIC16F7X 系列微控制器具有极高的微处理器和 CMOS 工艺的性能特性，并集成了各种实用的功能部件，因此用其构成系统可以大大减少外部元器件，提高产品可靠性和降 低成本，加上它的低功耗及宽工作电源电压、宽工作温度范围以及各种小体积封装形式，使它在几乎每个电子产品领域应用中都能成为首选芯片 分离的程序和数据空间该 PIC 器件带有 14 位程序存储器，最大寻址能力为 8k14位，用户存储空间（ 0000 0FFFh）共 4k14 位。当访问大于以上地址范围的物理存储空间时，可采用滚动循环访问方式。数据存储区分为每个存储体 Bank0 和 Bank1，每个存储体又由通用寄存器和专用寄存器构成。当状态寄存器中的 RP0 位为 0 时，选中Bank0； RP0 为 1 时选中 Bank1。每个存储体最大可以扩 展到 7Eh（ 128 个字节）。在每个存储体中，专用寄存器被安排在低空间，用 SRAM 实现的通用寄存器被安排在高地址空间。专用寄存器中含有 A/D 的寄存器。 完善的串行通信接口（ USART） USART 利用 RC6 和 RC7 两个引脚来作为通信线的二线制串行通信接口。它们可被定义为三种方式：全双工异步方式、半双工同步主控方式和半双工同步从动方式。 USART 部件含有两个 8 位的可读写状态和控制寄存器，分别为发送和控制寄存器 TXSTA、接收和控制寄存器 RCSTA。 2.2.5 片内器件模块 （ 1） 有 3 个定时 /计数器和 3 个双向 I/O 口。 （ 2） 含有 16 位捕捉 /比较 /PWM 模块。其中捕捉器的最大分辨率为 12.5ns；而比较器的最大分辨率为 200ns； PWM 的分辨率为 10 位。 （ 3） 带有 5 路 A/D 转换器和 A/D 中断功能 nts 11 3 系统的 硬件设计 3.1 系统方案构想 系统采用成熟的各项无线电通信技术、微控制技术和功能化模块化、结构化技术来构造基本的系统功能。使该系统易于维护和改进调整。 系统方案在通信应用方面主要有两种构想。其 一 是主机和分机联系的无线电通信采用单工通信。由于系统所需要的报警数据信号采用多路信号输入，免除 布线困难和不易于调整的构造，使用无线电通信达到系统可扩展性。基于小型化系统的应用，这是本文采用的方法，采用单工通信可以降低成本、电路简化适用和易于维护等特点。其二就是无线电通信采用双工通信。双工通信的优势在于能够使主机和分机保持通信联系，分机能够得到主机的控制信号并采取相应措施完成既定功能。当然双工通信必然导致成本上升和电路复杂化等，但作为稍大规模的报警等设施，这代价是值得付出的。 作为报警信号的采集者传感器部分，为了适用多种传感器的信号输入，采用公共接口作为传感器信号的输出 接口。无论传感器的输出信号如何， 都采用一个集成开关，当传感器信 号由非 0 到 0 时 就打开集成开关，使编码发射模块得电工作，对该报警采集点的信息进行编码调制发射。 3.2 系统的主要功能 该系统目前具有的主要功能有 : （ 1） 接收无线报警探测点的报警信号输入 (可扩展至多路 )。 （ 2） 无线收发模块发送无线编码信号至主机，传输距离大于 2km 而且能够实现主分机通信，以控制报警后续操作。 （ 3） 多种预警、报警模式 (可设置蜂鸣、光显示 )。 该系统包含有传感器模块、编码发射模块、解码接收模块、主机控制模块、和 LCD显示模块等。 nts 12 3.2.1 系统功能框图 系统主要有两大功能模块构成，分机完成信号检测和无线发射功能，主机完成无线接收和报警信号处理功能 和显示功能 。 图 3.1 分机的功能框图 分机由传感器模块和编码发射模块构成，完成报警信号探测和无线发射功能。其框图如图 3.1。 主机由解码接收模块、单片控制模块、语音信号处理模块和 LCD 显示模块等组成。其功能完成接警并具用户设定进行信号处理。 该系统硬件开发采用 Protel99 应用软件制作印刷版电路，软件开发采用 PIC 汇编借助单片仿真器进行开发和调试硬件电路，测控程序是用 PIC 单片机的指令系统编制而成。开发过程应用了 PIC 单片机技术、 Protel99 印刷电路板设计技术、汇编语言编程设计技术等。 分机由传感器模块 (即检测模块 )和编码发射模块构成，完成报警信号探测和无线发射功能。分机的工作原理是拨线控制电路的通断，电路的通断对输出电压有很大的影响，当拨线合上又被拔掉的时候，信号通过滤波器发送到 RA0 端输出电压，此时， RA0（即是 A/D 的输入端）的信号被送进单片机中 A/D,转换后，由非 0 到 0，说明有警情发生，则编码地址和相关信 息，然后通过无线电发送出去。 3.3 单片机控制模块 所谓单片机就是将 CPU, RAM, ROM、定时 /
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