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电气电子毕业设计论文
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毕业设计236无线防盗报警系统的设计,电气电子毕业设计论文
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目 录 摘要 . 错误 !未定义书签。 关键词 . 2 1引言 . 3 1.1防盗报警系统概述 . 3 1.1.1报警探测器 . 3 2、方案论证与系统总方框图 . 6 2.1系统 方框图 . 7 3.分机电路 . 7 3.1热释红外检测分机电路 . 7 3.1.1集成电路 HN911L . 8 3.1.2 信号编码、发射组件 FDD-5 . 9 3.2 干簧管磁控传感器检测分机电路 . 10 4主机电路 . 10 4.1 主机信号接收处理电路 . 11 4.1.1主机信号接收处理电路 . 11 4.1.2 信号接收、解码组件 JDD-5 . 12 4.2 主机音频放大输出电路 . 12 5电源电路 . 14 5.1电源电路方案 . 14 5.2 主机电源电路 . 14 6 报警系统布、撤防电路 . 14 6.1布、撤防电路方案 . 14 6.2 无线布、撤电 路 . 15 6.3 编译码集成电路 VD5026/VD5027 . 16 6.4 遥控电路概述 . 18 结语 . 20 参考文献 . 21 致谢 . 21 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 2 摘 要 文中主要介绍了无线防盗报警系统的设计过程，它由分机电路、主机电路、电源电路、遥控电路组成。分机电路是对现场进行监控，一旦有入侵者，分机就向主机发射报警信号。本设计中的分机电路 最多有十五路，分机电路有两种组成方式：热释红外传感器分机电路、干簧管磁控传感器分机电路。主机的任务主要是对分机发射来的报警信号进行接收、处理，指示出警情所发生的地点和发出报警声。在电源电路的设计中，分机采用电池供电，主机采用交流电源和电池进行替换供电，交流电源停电时，电源自动切换为电池供电。遥控电路的目的是完成系统的布、撤防工作。文中还介绍了有关的芯片的使用，并且对无线收发、遥控电路的基本组成进行了一定的描述。 关键词 传感器；无线发射；无线接收；编码；解码 Design of the wireless guard against theft and alarm system Abstract: In the article mainly introduced the wireless security alarm system design process, it by the extension telephone electric circuit, the main engine electric circuit, the power circuit, controls remotely the electric circuit to be composed. The extension telephone electric circuit is carries on the monitoring to the scene, once has the intruder, the extension telephone on to the main engine launch alarm. In this design extension telephone electric circuit most has 15 groups, the extension telephone electric circuit has two compositions ways: The heat releases the infrared sensor extension telephone electric circuit, does spring pipe the magnetism to control the sensor extension telephone electric circuit. The main engine duty mainly is the half machine launch alarm carries on the receive, processing, instructed the police sentiment occurs the place and sends out reports to the police the sound. When in the power circuit design, the extension telephone uses the battery power supply, the main engine uses the alternating current supply and the battery carries on the replace power supply, the alternating current supply power cut, power source automatic cut over for battery power supply. Controls remotely the electric circuit the goal is completes the system the cloth, withdraws from a defended position to work. In the article also introduced the related chip use, and to wireless receiving and dispatching, controlled remotely the electric circuit the basic composition to carry on the certain description Keyword: Sensor ; Launch wirelessly; Receive wirelessly; Code; Decoding nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 3 1 引言 随着物质生活的不断改善，人们对人身和财产的安全也更加关注，期盼着能够扮演看家狗作用的 防盗 报警系统的诞生 。 同时 家里存放的贵重物品越来越 多，这也出现了如何保证家里的东西存放的安全的问题，因此防盗报警系统 得到了广泛的使用，它在保护人民的财产方面发挥了极其重要 的作用 。 1.1 防盗报警系 统 概述 防盗报警系统是在探测到防范现场有入 侵者时能发出报警信号的专用电子系统，一 般由探测器（报警器）、传输 系统和报警控制器组成。探测器 （报警器） 检测 到 有 意外情况就产生报警信号，通过传输系统送入报警控制器发出声、光或以其他方式报警。 图 1.1 报警系统的组成 1.1.1 报警探测器 报警器种类很多，按所探测的物理量的不同可分为微波、红外、激光、超声波、激光和振动等方式；按电信号的传输不同，又可分为无线传输和有线传输两种方式。 这里只介绍本文将用到的报警探测器。 1、 红外线报警器 红外线报警器是利用红外线的辐 射和接收技术构成的报警装置。根据其工作原理又可分为主动式和被动式两种类型。 1)主动式红外报警器。主动式红外报警器是由收、发装置两部分组成。如图 1.2所示。发射装置向装在几米远甚至几百米远的接收装 置辐射一束红外线，当被遮断时，接收装置即发出报警信号，因此它是一种 阻挡式报警器，或称对射式报警器。 通常发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉 冲信号，经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线。通过 聚焦透镜将红外nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 4 光变为较细的红外光束，射向接收装置 。接收装置由光学透镜、红 外光电管、放大整形电路、功率驭动器及执行机构等组成。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号，经整形放大后推动执行机构启动报警设备。 图 1.2 主动式红外报警器组成 主动式红外报警器有较远的传输距离，因红外线属于非可见光源，人侵者难以发觉与躲避，防御界线非常明确。尤其在室内应用时，简单可靠，应用广泛，但因暴露于外面，易被损坏或被人侵者故意移位或逃避等 ；在室外应用 时则受雾、雪、雨等天气因素影响比较大。因此，室外探测距离的设计 应是室内探测 距离的一半到三分之一。 2)被动式红外报警器。被动式红外报 警器不向空间辐射能量，而是依靠接收人体发出的红外辐射来进行报警的。我们知道，任何有温度的物体都在不断地向外界辐射红外线， 人体都有恒定的体 温 ，一般在 37 度，所以 会发 出特定波 长 为 10 微米 的红外线，红 外探 头 就是靠探 测 人 体发射的 10 微米左右的 红 外 线 而 进 行工作的。人体 辐射 的 10微米左右的 红 外 线通过 菲 涅 尔滤 光片增 强 后聚集到 红 外感 应 源上。 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 ，正常时 探 测 器 无信号输 出。 一旦侵入探 测区域内 ，人体 红 外 辐 射通 过 部分 镜 面聚 焦，并被 热释电元 件 接收， 经后续电路处理后就会发出报警信号。 它有以下的特点： 1)这 种探 头 是以探 测 人体 辐 射 为 目 标 的。所以 热释电 元 件 对 波 长为 10微米左右的 红 外辐 射必 须 非常敏感。 2)为 了 仅仅对 人体的 红 外 辐 射敏感，在它的 辐 射照面通常覆 盖 有特殊的菲涅 尔滤 光片，以扩大探测范围 。 3)被 动红 外 传 感器包含 两个 互相串 联 或并 联 的 热释电元 。而且制成的 两个电 极化方向正好 相反，环境背景作用对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生 热释电 效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 5 5)菲 涅 尔滤 光片根据性能要求不同，具有不同 的焦距（感 应 距离）， 从 而 产 生不同的监 控 视场，视场 越多，控制越 严 密。 被 动 式 热释电红 外探 头 的优缺 点 为 ： 优 点 ： 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； 缺 点 ： （ 1）容易受各种 热 源、光源干扰： （ 2）被 动红 外穿透力差，人体的 红 外 辐 射容易被遮 挡 ，不易被探 头接 收。 （ 3）易受射 频辐 射的干扰。（ 4）环境温 度和人体 温 度接近 时 ，探 测和灵 敏度明 显 下降，有 时 造成短 时 失 灵 。 抗干扰性能：（ 1）防小 动 物干扰。探 测 器安 装 在推荐的 使用高度， 对 探 测范围内 地面上地小 动 物，一般不 产 生 报 警。（ 2）抗 电 磁干扰。探 测 器的抗 电 磁波干扰性能符合 GB10408中 4.6.1要求，一般手机 电 磁干扰不 会 引起 误报 。（ 3）抗 灯 光干扰。探 测 器在正 常灵 敏度的范 围内 ，受 3米外 H4 卤素灯 透 过 玻璃照射，不 产 生 报 警。 它 为了消除日光灯中的红外干扰，在探测器前装有波长为 8-14微米的滤光片。 红 外 线热释电传 感器的安 装 要求： 红 外 线热释电 人体 传 感器只能安 装 在室 内 ，其 误报 率与安 装 的位置和方式有极大 的关 系 .。正确的安 装应满 足下列 条 件： （ 1） 红 外 线热释电传 感器 应 离地面 2.0-2.2米。 （ 2） 红 外 线热释电传 感 器远 离空 调 , 冰箱，火 炉 等空 气温 度 变 化敏感的地方。 （ 3） 红 外 线热释电传 感器探 测范围内 不得隔屏、家具、大型盆景或其它隔离物。 （ 4） 红 外 线热释电传 感器不要直 对 窗口，否 则窗 外的 热 气流扰 动 和人 员 走 动会 引起 误报 ，有 条 件的最好把窗帘拉上。 红 外 线热释电传 感器也不要安 装 在有 强 气流活 动 的地方。 图 1.3 红外探测的敏感方向 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 6 红 外 线热释电传 感器 对 人体的敏感程度 还和 人的 运动 方向 关 系很大。 如图 1.3 所示，红 外 线热释电传 感器 对 于 径 向移 动反应 最不敏感 , 而 对 于 横 切方向 (即与半 径 垂直的方向 )移 动则 最 为 敏感 。 在 现场选择 合适的安 装 位置是避 免红 外探 头误报、 取得 最佳 检测灵 敏度 的极 为 重要的 一 个环节 。 2、 开关报警器 开关报警器是一种电子装置，它可以把防范现场传感器的位置或工作状态的变化转换为控制电路通断的变化，并以此来触发报警电路。由于这 类报警器的传感器的工作状态类似于电路开关，故称为开关报警器。 开关报警器常用的传感器有磁控开关、微波开关和易断金属条等。当它们被触发时，传感器就输出信号使控制电路通或断，引起报警装置发出声光报警。 本设计用到了磁控开关，它的工作原理很简单 ， 如下图所示： 图 1.4 干簧管磁控开关的原理 当永久磁铁靠近干簧管时，触点 GT接通，即干簧管开关接通；当永久磁铁远离干 簧管时，触点断开，即干簧管开关断开。 根据它的原理可知， 干簧管磁控开关可以用于检测门、窗是否打开。 2、方案论证与系统总方框图 根据报警信号的传输方式的不同，可将报警系统分为有线报警系统 和无线报警系统 。有线报警系统受外界的干扰能力高，但系统的隐蔽性不佳。 无线报警系统由于是采用了无线的传输方式，它 的隐蔽性很好 ， 所以本系统 采用了报警信号 无线传输 的方法，同时为了增加系统的可靠性，盗情检测电路采用 热释红外传感器和磁控 传感器两种传感器 ，它们共同 对环境进行监控 。系统可分为 分机（ 多台） 和 主机 ，分机的盗情检测电路检测到有 目标 后，通过无线电波给主机发送信号，主机接收到信号后 进行处理并 发出报警。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 7 2.1 系统方框图 图 2.1 系统方框图 报警系统主要由分机电路和主机电路和电源电路、遥控电路组成，主机电路又可分为 主机信号接收处理电路、 主机音频放大输出电路。 报警检测电路的传感器 有两种：热释红外传感器、 干簧管磁控传感器，本报警系统的分机最多可以有十五台。 首先分机的报警探测器探测到有入侵者进入防范现场后，将信号进行编码后 ， 并发送给主机；主机的信号接收处理电路将接收到的信号进行解码后，通过二极管的点亮指示出警情发生的地点，同时 信号 接收处理电路向 音频放大输出电路输送音频信号，音频放大输出电路将音频信号放大后，发出报警声。 遥控电路对报警系统进行 布、撤防 的设置 。 3.分机电路 分机电路的传感器采用热释红外传感器和 干簧管磁控传感器 两种方式，分机具有多路，每一路发现目标后将向主机发送信号。 3.1 热释红外 检测分机电路 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 8 图 3.1 热释红外检测分机电路 在 图 3.1 中集成电路 IC1 HN911L 为微功耗红外探测集成电路， IC2 FDD-5 为信号编码 、发射组件 。 盗情检测电路主要由 IC1 HN911L 完成，编码 、 发射电路主要由 IC2 FDD-5 来完成。 在监视环境静态时， IC1 的 1 脚为低电平， 2 脚为高电平（本电路未采用），晶体管 VT截止，继电器 K 不吸合，其触点 K 处于断开状态，发射组件 因得不 到工作电源而不工作，整个电路处于待机状态，此时功耗很小。 一旦监视 环境 中 出现人体活动，人体辐射的微弱红外信号经 IC1 内部电路放大处理后，其 1 脚输出高电平，触发 三极管 VT 导通，使继电器 K 得电，常开触点 K 闭合， 组件 FDD-5得电工作，内部编码电路输出编码信号经调制、放大后，由天线发射出去。由本振电路产生12.033MHz 基频信号，经 3 倍频后输出 36.100MHz 的调频信号，最后加至功率放大级，放大后的射频信号由 4 脚输出经天线发射至空中。同时 组件上的 状态指示灯 VD 点亮。 电路图中的 K1 是遥控接收电路的布、撤防继电器的常开触点。，通过 K1 的闭合与断开实现布、撤防，遥控电路将在下文中介绍。 3.1.1 集成电路 HN911L HN911L 是热释红外探测模块，它 的 内 部 含热释电红外传感器、放大、延时、信号处理nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 9 电路及两个输出控制级。模块为 33mm 28mm 17mm 的长方体，外置 6 个引脚。 HN911L 具有灵敏 度高、抗干扰能力强、使用方便、耐低温性能好等优点。 HN911L 是HN911 系列的一种， HN911 红外探测模块 系列 ，可分为通用型 HN911T 和微功耗型 HN911L、低温型 HN911D 等。本设计采用微功耗型，这样可以减少电源的消耗。 图 3.2 HN911L 集成电路的内部方框图 3.1.2 信号编码、发射组件 FDD-5 组件 FDD-5，内部包括了信号编码、发射电路和功放电路等，下图所示的是它的方框图 ： 图 4.3 FDD-5 方框图 FDD-5 内部的编码器 VD5026 的地址引脚和数字输入端未 画出，使用包 含编码和发射电路在内的编码发射组件的优点是：它的 各项技术指标均已 调好，不需要复杂的调试过程。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 10 3.2 干簧管 磁控 传感器 检测 分机 电路 图 4.4所示的磁控 传感器 检测分机电路 和热释红外传感器 检测分机电路 很相似，不同的是它们所用的传感器不同。 图 4.4 干簧管磁控传感器检测分机电路 它的基本工作原理为： 小磁铁和干簧管 GT 组成磁 控开关，将小磁铁和干簧管 GT 固定在门窗上 ,在门窗关闭时 GT 呈闭合状态，三极管 VT 的基极处于低电平， VT 不导通。 如果门或者窗被打开时， GT 将 打开 ， VT 导通，使继电器 K 带电，它的常开触点闭合 ， 编码 、发射组件 FDD-5 获得电源后 向主机 发射报警信号。 电路图中的 K1 是遥控接收电路的布、撤防继电器的常开触点 ，通过 K1 的闭合与断开实现布、撤防。 4 主机电路 主机电路的主要功能是将分机送来的数字信号进行编码和解 码，同时指示出报警发生的位置和发出报警声。主机电路可分为信号接收处理电路、 音频放大输出电路两部分。 主机信号接收处理部分，主要将报警信号进行 接收、 处理，通过发 光二极管的点亮方式，指示出 报警发生所在的位置，同时将警声 音频信号 输 送给音频放大输出电路进行放大。 音频放大电路的功能主要是将信号接收处理电路送来的 警声音频信号 进行放大处理，并 发出 报警声。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 11 4.1 主机信号接收处理电路 4.1.1 主机信号接收处理电路 图 4.1 主机信号接收处理电路 图 4.1 为 主机信号接收处理 电路图 ， IC1 JDD-5 为信号接收解码组件， IC2 CD4067 为4/16 位数据 分配器， IC3 KD9561 为警声集成电路。 如果 信号接收解码组 件 IC1 JDD-5 没有 收到主机发来的编码信号 ，整机不工作。 一旦 IC1收到 由分机发射来的 编码信号后，经内部解调、放大、整形、译码、分析比较后，若编、解码电路的 设定 地址完全相同，则 IC1 的 2 脚输出高电平至 CD4067 的 ST 端， 让 CD4067 工作 （ CD4067 的 ST 端为使能端，高电平有效） ，同时 IC1 的 A、 B、 C、 D 端输出发射机送来的 4 位二进制数据（注 A、 B、 C、 D 端是从接收解码组 件 JDD-5 内的信号译码集成电路VD5027 的 10 脚 13 脚引出的数据线，本文将在以下的文章中介绍 编码器 VD5026、 译码nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 12 器 VD5027） 。 JDD-5 输出的 数据直接送入 IC2 CD4067 的 A、 B、 C、 D 端，经内部解 码 后，可形成15 路输出， 根据发光二极管 VD1 VD15 的发光情况可知最先发生警情的地点。 因为 只有当 IC1 JDD-5 的 2 引脚是 高电平时 IC2 CD4067 才进行工作， 所以 增加 了 系统的抗干扰性。当 IC1 JDD-5 接收到从主机发送来的信号后，它的 2 脚将出现高电平，同时它内部装的指示灯将点亮，表示接收有效，同时将驱动晶闸管 VS16 导通，使警声集成电路KD9561 工作，它将输出警声 音频 信号给音频放大电路。 4.1.2 信号接收、解码组件 JDD-5 图 4.2 JDD-5 的内部方框图 译码集成电路 VD5027 的地址输入端和数据输出端 未 画出，在制作时必须将分机发射 、编码主件 FDD-5 中的编码器 VD5026 和主机接收译码主件 JDD-5 的译码器 VD5027 地址 设定为 一致， 分机的编码器 VD5026 的地址编码 具有唯一性，才能指示出不同的警情地点 。 IC2 CD4067 的数据锁存功能由 ST 段所加的电平来实现。 ST=“ 0”时，输入级门被封锁，输入数据的变化不能被译码， ST=“ 1”时才能被译码。 4.2 主机音频放大输出电路 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 13 图 4.3 为音频放大电路，由主机信号接收处理电路的集成发声电路 KD9561 输出的音频信号经 C1偶合后，由功放 LM386放大后由 5脚输出给扬声器，发出报警声。 图 4.3 主机音频放大输出电路 这里采用的是集成功率放大器 LM386， 它的特点是功耗低、工作电压范围宽、外围组件少和调整方便等。它内部由 10 只晶体管构成输入级、电压增益级和电流驱动级。 图 4.4 功放 LM386 LM386 的 典型参数如下 ：工作电压范围 4V 12V，静态电流 4mA，输出功率最大nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 14 660mW，电压增益最大 46dB，带宽 300kHz，输入阻抗 50k， 谐波 失真 0.2， 输 入偏置 电流 250uA。 5 电源电路 电源电路是报警器的能量来源，在设计电源电路时，既要考虑电源的能量 问题 又要考虑电源的连续性 问 题 。 5.1 电源电路方案 分机的电路由电池供电， 为 了防止交流 电 网停 电 ， 报 警器主机 电 源采用交流和支流 2种工作方式 进行 供电 ，并可自 动转换 。 市电有电时，采用市电，市电没电时将由电池供电。 5.2 主机电源电路 图 5.1 主机电源电路 在上图的主机电源电路中， 220V交流 电 经 变压 器降 压 ， 桥式 整流、 C1滤 波、 稳压块 7812稳压 、 C2 滤 波后得到 稳 定的 12V 直流 电，发 光二极管指示 电 源的工作 状态 。 当 有交流 电 源时 ，整流 输 出的 12V电压 加在二极管 VD1的 负 极，二极管 VD1截止， 电 路依靠交流 电 源工作；一旦交流停 电 ，二极管 VD1负 极 失去 12V电压 而 导 通， 12V电 池通 过 VD1给 主机 电 路 供电 ，实现 交直流自 动 切 换 。 6 报警系统布 、 撤防 电路 报警系统必须能够对入 侵者报警，对主人不报警，所以报警系统必须具有布撤防装置，使报警报警系统 具有识别能力。 6.1 布 、 撤防电路方案 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 15 方案 1：采用人工方法 将每一路分机电源和 主机电源 开启或 关闭 来达到布、撤防的目的，但考虑到分机有多路再加上主机电源，这样将很麻烦。 方案 2： 采用无线遥控的方法来实现 布 、撤防， 这样只要按一下遥控按键就能 实现 布 、撤防 的目的，所以本遥控电路采用第 2种方案。 6.2 无线 布 、 撤电路 无线布、撤电路 如图 6.1和图 6.2所示 。只有遥控发射电路和遥控接收电路的地址 一致时 ， 接收电路才能接收到信号， 电路图中未画出地址端的连线，由于 VD5026和 VD5027的地址端是三态的，所以在实际应用中只要将它们空悬、高电平、低电平就行 ,但所有发射、接收电路的地址编码必须一致 。 报警系统中的 每一路 遥控 接收电路完全一样，只要遥控发射电路发出信号，各路接收电路都同时接收到信号。在发射电路中 SB1是布防按钮， SB2为撤防按钮，当按下按钮 SB1时，VD5026将把数字信号（从 13脚至 10脚依次为 1、 0、 0、 0）送到发射模块 T630 进行发射，当按下按钮 SB2时发射的数字信号为：从 13脚至 10 脚依次为 0、 1、 0、 0。 图 6.1 布撤防遥控发射电路 遥控接收电路中的接收模块 T631接收到由发射电路送来的信号后，在 VD5027中进行解码， 解出由 发射机送来的二进制数字。 如果 按下 发射电路的 按钮 SB1， 则 VD5027 输出的数nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 16 字信号为：从 13脚至 10脚依次为 1、 0、 0、 0，即 VD5027的 13脚输出高电平。 13脚输出高电平 将使三极管 VT1 的基极为高电平，使 三极管导通， 布、撤防 继电器 K1 得电 工作，使串联于 各报 警器的分机和主机的电源端的 布、撤防继电器器常开 触点 K1 闭合，使分机和主机获得电源而 工作，同时遥控接收电路中的 继电器 K1 的常开触点 K1 将闭合，使继电器 K1自锁，从而实现布防。 图 6.2 遥控接收电路 当报警系统正在工作的时候，按下遥控发射电路的撤防按钮 SB2后，接收电路的 VD5027输出的数字信号为：从 13 脚至 10 脚依次为 0、 1、 0、 0，即 VD5027 的 12 脚输出高电平。12脚输出高电平将使三极管 VT2导通，使继电器 K2得电工作，继电器 K2的常闭触点 K2将打开，使 布、撤防 继电器 K1 失电而停止工作 ，从而使串联 于各 分机和主机的电源端的 布、撤防 继电器 K1的常开触点打开，从而实现撤防 。 6.3 编译码集成电路 VD5026/VD5027 VD5026、 VD5027 是 CMOS大规模数字集成电路（见图 6.3）。前者是编码器，后者是译码器， 他们组合应用起来构成一个发射 接收数字编译码系统。 VD5026 编码器是一种 8 位编码发射器。它的第 1-8 脚是地址码 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nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 17 平，因此 8 个脚可以组成 38=6561 个不同的地址 码。 VD5026 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”。 VD5026 的 14脚是发射指令端，当此脚接地时， VD5026 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。 图 6.3 VD502、 VD5027 的引脚 译 码器 VD5027有相应于 VD5026的 12位信息。第 1脚 -第 8脚是地址线。当 VD5026发出的地址编码与 VD5027 预置的编码相同时，则在 VD5027 的第 10 脚 -13 脚有数据输出，该输出信息与 VD5026 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 VD5026完全相同。第 17脚是输出端， 编码器 VD5026发射时，如果地址 码相同， VD5027的 17脚 就会输出高电平。 VD5026、 VD5027的管脚排列见图 7.3。电气特性参数如表 1所示。 表1 VDD=5V 特性 符号 最小值 典型值 最大值 单位 工作电压 VDD 2 5 5 V 静态电流 Istb 1 1 10 Ua 流出电流 IoH 2.0 2.0 2.0 mA 流入电流 IoL 2.0 2.0 2.5 mA 输入电流 Iin 10 12 25 Ua nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 18 该编 、 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。它的外围电路也很简单，也容易与射频、红外线、超声等方式结合起来，组成遥控发射、接收 系统。因此这种电路应用非常广泛。如保安、消防、有线对讲等多用户系统。 6.4 遥控电路概述 遥控是利用 空间传递信息并实施控制的电路，其基本组成如图 6.4 所示。单通道遥控电路是较为简单的一种，是点对点控制； 多通道控制中增加了编码 、 解码器，可通过键盘实施多路控制；遥测电路则只有接收电路。用于信息传输的发射头、接收头可以是红外、超声波和无线电波，它们原则上是可以互换的，视要求和实际情况而定，但在互换时应考虑阻抗匹配、耦合方式、供电等问题，这些需要在实际中解决。 图 6.4 遥控电路的组成 遥控电路中的发射 、 接收头： 常用的典型的发射 、接收头有超声、红外、无线电三类。需要明确的是发射头、接收头必须成对使用。红外发射、 接收采用红外光电二极管，发射管进行电 光转换，接收管完成光 电转换；超声发射、接收采用超声波晶体换能器，利用压电效应实行电声互换，典型产品是 UCM-T40/R40，其中 T40 为发射头、 R40 为接收头，工作频率均为 40kHz。红外和超声波遥控距离在 2m- 10m 左右。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 19 无线电发射 、 接收头比 较复杂，早期的无线电发射、接收都是用分立元件搭制的，后来厂商 推出各种模块化的无线电发射 /接收头，对外只有几个引脚，如 输入，输出，电源，接地（有的模块还有外接振荡元件的端子）因此可作为标准件或部件使用，十分方便。无线发 、接 收头有调幅（ AM）、调频（ FM）、幅度偏移键控（ ASK）等各种方式。工作频率有固定式（出厂时调好），有的则根据需要由外接振荡元件决定，从几十兆赫一直延伸到数百兆赫，遥控距离数百米到几千米。简单的发射头内部只有一个载波振荡器，复杂的发射头内部有载波振荡，调制，高频功率放大等；简单的接收头采用超再生式接收或直接放大式，复杂的接收头采用超外差式。还有的无线电发射 /接收头内置编解码芯片，可实现多通道控制。这些都可 供电子设计与制作时选用。 多通道遥控需要用到专用的编码、 解码芯片，在用 编码 、 解码芯片时，必须明确几个重要概念： （ 1）编码 /解码芯片必须成对地使用。因为广商在开发这些芯片时，就为它们之间的正常通信制定了“协议”。 （ 2）编码器和解码器的地址码状态必须相同，才能进行正确解码，如同一把钥匙开一把锁那样。地址码越多，编码状态就越多。假设编 、 解码器具有 10 位三态地址码，则最大寻址能力为 310=59049 个。 也就是说，一个编码器可向 59049 个解码器发信号（一点对多点）；或者一个解码器可接收 59049 个编码器送来的信 息（多点对一点）。由此可体会到地址码的作用：一是为系统加密，防止别人破解；二是地址码可区分众多的用户，不同用户可设置不同地址码，而发射端可以用键盘改变地址码来选择用户。为了防止遥控过程中地址码被截获和破译，有的编 /解码芯片还采用了随机跳码和滚动跳码技术（如 TR1300/1315，TH150/151AB）。地址码有二态的（ 0， 1)，亦有三态的（ 0， 1、高阻），视不同芯片而异。 （ 3）编 /解码器都有数据端子，通常有 A、 B、 C、 D 四位，每位控制一路通道，如欲扩展控制通道，可另接四 /十六线译码 。因此可以说数据码决定 了控制通道，地址码决定了用户数，而数据码和地址码的组合则共同决定控制的通道数和用户数。 （ 4）编码器产生的数据输出，通常有地址码、数据码及同步码，这三部分组成一个码字，或称一帧，如图 6.5 为某编码器发出的编码。 nts华南热带农业大学本科毕业论文 无线防盗报警系统的设计 20 图 6.5 遥控编码的组成示例 编码是一组“密令”，它所表达的意思只有解码器才能破解。若解码器的地址码与编码器的地址码相同时，编码器的数据码置“ 1”时，解码器对应的数据码亦置“ 1”。这些都是厂商在开发芯片时事先安排好的。 （ 5）在数
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