AT89C2051單片機(jī)在無線門鈴報(bào)警器的應(yīng)用

門鈴在中國古代較少聽說，有錢的大戶人家是在大門上裝有裝飾性的門環(huán)，叫門的人可用門環(huán)拍擊環(huán)下的門釘發(fā)出較大的響聲，有現(xiàn)代"門鈴"的作用。

　　當(dāng)今，無線門鈴與無線門鈴報(bào)警器比比皆是，但同時(shí)按照門鈴與報(bào)警器還是給家庭帶來了些許麻煩。而無線門鈴報(bào)警器就是將門鈴與報(bào)警器集于一身。它的體積小，性價(jià)比高等特點(diǎn)得到了人們的好評(píng)。而現(xiàn)在市場上許多產(chǎn)品的遙控器與接收器件的數(shù)據(jù)傳輸都是采用非編碼式，因而互相的影響較大，一旦一個(gè)院子兩戶人家同時(shí)安裝時(shí)，就很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤響應(yīng)。而基于單片機(jī)的無線門鈴報(bào)警器，將發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，只有收到與接收機(jī)相配套的遙控器發(fā)射出的信號(hào)時(shí)，接收機(jī)才會(huì)做出反應(yīng)。從而在降低成本的同時(shí)達(dá)到了方便實(shí)用的目的。
 

　　一、硬件設(shè)計(jì)

　　電路原理圖如下圖所示，主要由無線接收、數(shù)據(jù)解碼、數(shù)據(jù)處理、報(bào)警電路、音樂電路、功放電路和電源電路組成。整機(jī)接收頻率315M,數(shù)據(jù)解碼采用市面上用得較多的PT2272專用解碼芯片，可靠性及穩(wěn)定性較好;數(shù)據(jù)處理的任務(wù)由單片機(jī)完成，用于區(qū)分報(bào)警信號(hào)、門鈴信號(hào)，同時(shí)接受各種操作指令，完成相應(yīng)的操作，當(dāng)接收到報(bào)警信號(hào)后驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路，發(fā)出響亮的警車報(bào)警聲，當(dāng)收到的是門鈴信號(hào)時(shí)，就發(fā)出音樂聲。

　　AT89C2051是一帶有2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)的低電壓，高性能8位CMOS微處理器。它采用ATMEL的高密非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。通過在單塊芯片上組合通用的CPLI和閃速存儲(chǔ)器，ATMEL的AT89C2051是一強(qiáng)勁的微型處理器，它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供一定高度靈活和成本低的解決辦法。AT89C2051提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)RAM,15根I/O口，兩個(gè)16位定時(shí)器，一個(gè)五向量兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行口，一個(gè)精密模擬比較器以及兩種可選 的軟件節(jié)電工作方式。空閑方停止CPU工作但允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行工作口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM內(nèi)容但振蕩器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一個(gè)硬件復(fù)位。

　　二、軟件設(shè)計(jì)

　　該報(bào)警器的的設(shè)計(jì)難點(diǎn)主要集中在軟件的設(shè)計(jì)上，在對電路的設(shè)計(jì)上，我們對于音頻發(fā)生電路采用了專用音樂集成電路，一定程度上簡化的程序開發(fā)的難度，這種電路設(shè)計(jì)方式，當(dāng)要發(fā)出一種聲音時(shí)，只需控制這部分電路供電即可，音樂電路得電后，產(chǎn)生音頻信號(hào)，送入功放電路放大后便可發(fā)出聲音，為了給有興趣的網(wǎng)友提供改進(jìn)的機(jī)會(huì)，我們留了P3.4口作為音頻信號(hào)的發(fā)生器端口，可根據(jù)網(wǎng)友自己的實(shí)際需要進(jìn)行相應(yīng)功能的開發(fā)，在本程序中，我們對布防和撤防的響應(yīng)聲設(shè)計(jì)成軟件控制，網(wǎng)友可以熟悉了本機(jī)程序后，將門鈴的音樂聲也用軟件來完成，以提高讀者的單片機(jī)軟件編制水平。

　　三、硬件電路的調(diào)試

　　1、電源電路的調(diào)試

　　在本設(shè)計(jì)中，主要用兩種值的電壓，即輸入的12V和供單片機(jī)及相關(guān)電路工作的5V電壓。將輸入電壓接入后，測量7805輸出端電壓，正常時(shí)應(yīng)為5V左右，由于7805三端穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部具有過流保護(hù)功能，因此若電路制作中有短路等故障時(shí)，輸出電壓變?yōu)?,而且三端穩(wěn)壓器件的散熱片發(fā)熱嚴(yán)重，此時(shí)應(yīng)馬上斷電，否則容易損壞穩(wěn)壓器件。當(dāng)測得輸入電壓為12V和三端穩(wěn)壓輸出端為5V左右時(shí)，說明供電電路工作正常。2、音頻電路調(diào)試

　　將這部分電路制作完成后，用手捏一螺絲力的金屬部分去碰LM386的第3腳，正常時(shí)可聽到揚(yáng)聲器中發(fā)出的"吱、吱"聲。然后再將門鈴音樂發(fā)生電路和報(bào)警聲音發(fā)生電路焊好，通電后分別將VT4和VT5的集電極和發(fā)射極短接一下，可聽到兩種聲音，這此說明音頻部分電路工作都正常。

　　3、無線信號(hào)接收電路的調(diào)試

　　將無線信號(hào)接收電路安裝完成后便可進(jìn)行調(diào)試。將發(fā)射器的地址編碼和接收器的地址編成一致，(編碼方式見本站關(guān)于PT2262/2272的應(yīng)用相關(guān)介紹)，通電后一邊測量無線接收模塊的信號(hào)輸出端對地電壓值，正常時(shí)在沒有按遙控器時(shí)，所測的電壓為隨機(jī)變化值，且不穩(wěn)定，當(dāng)按下遙控器時(shí)，輸出電壓為一個(gè)較為穩(wěn)定的1.2V左右的直流電壓，若測得的電壓符合上述變化，說明無線接收模塊工作正常。完成這步測試后，接下來可測量解碼電路的工作情況。用萬用表測量2272第17腳對地電壓，沒有按遙控器時(shí)，輸出電壓為0,當(dāng)按下遙控器后，輸出一個(gè)大于4V的有效電壓，說明解碼電路工作正常。

　　4、整體調(diào)試

　　經(jīng)過以上幾步調(diào)試后，說明系統(tǒng)外圍電路都工作正常，只要裝上寫有程序的單片機(jī)，便可以正常工作了。下圖是我們制作好后的實(shí)物照片，可供網(wǎng)友制作時(shí)作為參考，查看元器件是否有錯(cuò)焊。

　　5、整體安裝

　　■將焊接好的電路板安裝于安裝合底板用螺絲固定，留出喇叭線和電源指示燈連接線。

　　■將喇叭安裝于蓋子喇叭孔處，然后將塑膠用電烙鐵熔化后固定喇叭，將兩根喇叭線與喇叭上的引線焊牢。

　　■將面板上的電源燈裝好，把兩根指示燈引線與發(fā)光二極管焊牢，注意極性不要焊反，否則燈將不亮。

　　■從電源插座處引出兩根電源線，若無法確認(rèn)插座的電源極性，可以在不焊線時(shí)插上開關(guān)電源，用萬用表測量三個(gè)引腳哪兩個(gè)是電源端，然后撥下插頭，從插座上焊出正、負(fù)電源線，然后與線路板上的接線端子相接，線路板上有標(biāo)識(shí)，"+"端接正，另一端接負(fù)。

　　■將蓋子與底座裝好，用固定螺絲固定。

　　6、試機(jī)

　　將紅外線人體探測器蓋子打開，裝入二節(jié)5號(hào)電池，再將蓋子裝好，延時(shí)一段時(shí)間后，只要有人在前面走動(dòng)，便會(huì)發(fā)送信號(hào)，同時(shí)指示燈點(diǎn)亮。將電源插入電源孔，此時(shí)電源指示燈點(diǎn)亮，按動(dòng)遙控器上的"開"鍵，此時(shí)喇叭"嘟、嘟"響二聲，系統(tǒng)進(jìn)入布防狀態(tài)，這時(shí)只要有無線人體信號(hào)收到，便發(fā)出響亮的110警車聲，按下遙控器上的"關(guān)"鍵，可以停止報(bào)警，若不按"關(guān)"鍵，同時(shí)沒有人體信號(hào)發(fā)送，則系統(tǒng)自動(dòng)延時(shí)30秒左右后停止報(bào)警，若一直有人體信號(hào)發(fā)送，將一直報(bào)警。

　　在停止報(bào)警狀態(tài)下，按下"關(guān)"鍵，喇叭"嘟"響一聲，系統(tǒng)進(jìn)入撤防狀態(tài)，此時(shí)，就算有無線人體信號(hào)發(fā)送，也不報(bào)警。在空閑狀態(tài)下，按下無線門鈴鍵，系統(tǒng)便發(fā)出音樂聲，實(shí)現(xiàn)無線門鈴功能。

　　這款無線報(bào)警主機(jī)對任何發(fā)射頻率為315M,編碼采用PT2262的無線探頭都可適用，如無線人體探測器，無線門磁傳感器、無線微波探測器等，由于實(shí)際使用的環(huán)境不同，所需主機(jī)與之相配套的設(shè)置也不同，網(wǎng)友可以根據(jù)自己的發(fā)輝，通過編寫不同的軟件，從而實(shí)現(xiàn)不同的功能。