基于紅外探測原理的多路無線安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.4聲光報(bào)警電路

　　當(dāng)接收到系統(tǒng)檢測到有報(bào)警信號(hào)時(shí)，定時(shí)器啟動(dòng)，產(chǎn)生周期性中斷，控制ATmega16單片機(jī)的P4和P5口發(fā)出周期是1 s的脈沖信號(hào)，蜂鳴器發(fā)出蜂鳴，發(fā)光二極管閃爍。實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，當(dāng)按下復(fù)位鍵之后，系統(tǒng)復(fù)位，報(bào)警解除。聲光報(bào)警電路如圖6所示。

　　圖6聲光報(bào)警電路

　　2.5電源電路

　　電源電路由變壓器、整流濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。變壓器用于將220 V的交流電壓轉(zhuǎn)換成7.5 V和9 V低壓交流電壓;整流濾波電路用于將交流電整流濾波成較平滑的直流電壓;然后通過穩(wěn)壓電路輸出+5 V(Vcc)和+9 V的直流電，供系統(tǒng)的接收系統(tǒng)和發(fā)射系統(tǒng)使用。電源電路如圖7所示。

　　圖7電源電路原理圖

　　3軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要是AVR單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，由主程序和各種功能塊子程序組成，包括LCD顯示程序、外部中斷服務(wù)程序、定時(shí)器中斷程序等，具有結(jié)構(gòu)清晰，調(diào)整改進(jìn)容易的特點(diǎn)。該系統(tǒng)主要由C程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)控制功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、控制功能設(shè)置和報(bào)警模式設(shè)置等，完成自動(dòng)檢測控制和報(bào)警任務(wù)。當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測到報(bào)警信號(hào)，無線編碼發(fā)射系統(tǒng)開始工作，對地址信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼發(fā)射。無線接收系統(tǒng)接收到信號(hào)時(shí)，就對信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并將解調(diào)的信號(hào)輸入到解碼集成電路，若地址信號(hào)完全相符，則單片機(jī)外部中斷被觸發(fā)，在中斷服務(wù)程序中讀取報(bào)警信號(hào)并設(shè)置中斷標(biāo)志位，同時(shí)在12864上顯示，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，發(fā)光管閃爍，單片機(jī)把接收的數(shù)據(jù)通過RS-485傳輸給中心控制計(jì)算機(jī)。接收系統(tǒng)的主程序流程圖如圖8所示。

　　圖8主程序流程圖

　　3.1 LCD顯示程序設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)上電后，首先需要對液晶初始化，12864顯示器分兩行，初始化時(shí)，第一行顯示"采集數(shù)據(jù)：單次"，第二行顯示"控制命令：等待".當(dāng)下位機(jī)單次數(shù)據(jù)采集時(shí)，第一行顯示單次采集的數(shù)據(jù);當(dāng)下位機(jī)連續(xù)采集數(shù)據(jù)時(shí)，12864顯示的采集的數(shù)據(jù);第二行顯示PC機(jī)發(fā)出的命令，當(dāng)PC機(jī)沒有發(fā)送命令時(shí)，顯示"等待";當(dāng)PC機(jī)發(fā)送命令后，顯示"命令".可以直接使用MCU的總線方式讀寫液晶或者間接使用I/O軟件模擬LCD時(shí)序?qū)σ壕нM(jìn)行讀寫，本設(shè)計(jì)采用間接的方式，首先ATmega16對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，設(shè)置I/O的狀態(tài)，再初始化液晶，對液晶的顯示功能設(shè)置，通過寫命令控制寫入數(shù)據(jù)地址。其流程圖如圖9所示。

　　圖9 12864控制流程圖

　　無線接收系統(tǒng)通過接收到的報(bào)警信號(hào)，將報(bào)警序號(hào)實(shí)時(shí)顯示在12864上，如果有多個(gè)報(bào)警數(shù)據(jù)，則需要循環(huán)顯示報(bào)警點(diǎn)序號(hào)，因此需要?jiǎng)討B(tài)更新12864上顯示的數(shù)據(jù)。其流程圖如圖10所示。

　　圖10動(dòng)態(tài)修改顯示流程圖

　　3.2外部中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)外部中斷觸發(fā)方式選用邊沿觸發(fā)方式檢測無線接收系統(tǒng)是否接收到報(bào)警信號(hào)，這種觸發(fā)方式如果相繼兩次采樣，一個(gè)周期采樣為高，下個(gè)周期采用為低，則置"1"中斷申請觸發(fā)器，直到CPU響應(yīng)此中斷才清零。這樣不會(huì)丟失中斷，但輸入的負(fù)脈沖寬度至少需要保持12個(gè)時(shí)鐘周期，才能被CPU采樣到。當(dāng)無線接收系統(tǒng)接收到報(bào)警數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)的外部中斷0產(chǎn)生外部中斷，接收報(bào)警數(shù)據(jù)，并關(guān)閉外部中斷0同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器1開始計(jì)數(shù)，2 s后重新開外部中斷0，以接收下次的報(bào)警數(shù)據(jù)。中斷服務(wù)子程序流程圖如圖11所示。

　　圖11中斷服務(wù)子程序

　　3.3定時(shí)中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)采用8 MHz的時(shí)鐘晶振，定時(shí)器1作為外部中斷響應(yīng)報(bào)警數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)器，避免一次報(bào)警信號(hào)使單片機(jī)產(chǎn)生多次中斷。定時(shí)器1是16為計(jì)數(shù)器初值為3CAFH，中斷5次后，開外部中斷。

　　定時(shí)器0作為聲光報(bào)警電路的脈沖發(fā)生控制器，設(shè)置初值為06H，每中斷500次，控制單片機(jī)的P4和P5口改變輸出電平狀態(tài)，即聲光報(bào)警電路發(fā)出周期為1 s的聲光報(bào)警信號(hào)。定時(shí)器0和定時(shí)器1的中斷子程序如圖12所示。

　　圖12定時(shí)器中斷子程序