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1、电子电路课程设计实验报告实验课实验课程：程： 电电子子电电路路课课程程设计设计 实验实验名称：名称： 汽汽车车无无线报线报警器警器 时时 间间： ： 2009-7-11 班班 级级： ： 电电子子 0703 姓姓 名：名： 于爽于爽 07214077 何何艺艺 07214064 李冰李冰 07214067 指指导导老老师师： ： 朱明朱明强强 汽车无线报警器【实验背景及目的】随着社会经济的发展，作为交通工具的汽车在国内越来越普及，以后更多的家庭都将拥有自己的私家车。汽车的防盗问题一直是受到重视的问题，虽然许多汽车都安装了报警器，但报警器大多具备单向控制功能，只能在一定的范围内使用遥控器激活或关
2、闭报警器。当在停车场上的诸多汽车中有一辆汽车报警时，在远处你很难判断是否是自己的汽车。所以我们需要研制一种汽车无线报警器能够随时掌握自己的汽车报警状态。汽车无线报警器主要使用无线通讯技术，将汽车报警器的报警信息进行远距离传送。通过该设计，可以使我们掌握无线发送以及接收模块的使用方法，并掌握信号编码解码和串并转换的基本原理。通过实际的制作达到：1、培养学生查阅资料的能力；2、培养学生工艺素质；3、培养学生市场素质；4、培养学生团队精神；5、培养学生综合设计和实践能力。【设计任务与要求】一、基本部分1. 最少 4 路报警输入，以短路节点方式提供。报警传感器可以使用按键开关进行模拟；2. 无报警时每
3、隔一段时间发送一次汽车当前的状态，当有报警时立即发送报警信息；3. 报警接收端有 n 路与发送端相对应的声光指示，可以锁存报警信息；4. 无线传输所使用的信号调制、解调方式不限，可以使用成品模块。扩展部分：二、发挥部分1. 设计汽车报警传感器，如震动传感器；2. 声光指示部分可增加数码显示或音量可调等功能。当数码显示“0”时，证明只有安全信号，当显示“1-7”时，表示来自 7 路的不同的危险信号。3. 在发射端，当安全信号到来时，安全指示灯亮，一旦有危险信号到来，安全指示灯灭，而危险指示灯亮，而且蜂鸣器响，对于不同路的危险信号，危险指示灯的闪烁程度及蜂鸣器的响声都不相同。4.同接收端一样，发射
4、端同样具有锁存功能。一旦有危险信号到来，指示灯就亮，而且蜂鸣器就响。当信号撤除时，还是具有锁存功能以提醒车主。5.当只有安全信号时，接收端只有安全指示灯亮，蜂鸣器不响，当危险信号到来时，安全指示灯的闪烁程度发生变化，并且伴随着蜂鸣器的响动。 【基本原理】在发送端有 n 路并行的开关量输入，首先将并行输入进行并串变换，进行无线调制后通过无线信道进行传输。在接收端无线解调后再进行串并变换，对应输出与输入开关量相应的输出量。具体设计要根据选购的无线模块确定。【总体方案构思与选定】该汽车无线报警器由发射部分和接受部分构成。发射部分完成安全信号与危险信号的生成，信号的逻辑处理以及信号的无线发送，我们采用
5、 555 来产生安全信号，用它产生的脉冲来指示当前汽车的状态，当只有安全信号到来时，安全指示灯（绿灯）每隔一段时间闪一次，代表汽车此时所处的状态。一旦有危险信号到来，则安全指示灯熄灭，而危险指示灯（红灯）开始闪烁，且对于不同路的危险信号来说，红灯的闪烁程度和蜂鸣器的声响都是不同的，这可以用151 实现。然后经过信号的逻辑处理，经过无线传输模块发射出。接受部分完成信号的无线接收，信号的逻辑处理以及信号的显示和信号的音频报警。由无线接收模块接收到来自发射端的信号，若接收到的是安全信号，则安全指示灯(绿灯)亮，但蜂鸣器不响，只是我们设计绿灯的闪烁最慢。当接收到危险信号时，安全指示灯仍亮，但是闪烁程度
6、变快且伴随着蜂鸣器的声响，对于不同的危险信号，绿灯的闪烁程度和蜂鸣器的声响都不同，最后我们用数码管显示当前的信号，当安全信号到来时，数码管显示“0”，当危险信号到来，显示“1-7”表示来自 1-7 路不同的危险信号。 （我们模拟的是 8 路信号的报警）设计的总体框图如下：安全信号的生成报警信号的生成信号的逻辑处理信号的无线发射信号的无线接收信号的逻辑处理信号的显示信号的音频报警【各单元电路设计方案】1、汽、汽车车的安全信号的安全信号：设计要求在无报警信号时每隔一段时间产生一个汽车状态信号，对此信号没有什么特殊的要求，因此我们想设计了一个脉冲信号发生器来实现这个功能。而我们想到了由 555 芯片
7、组成的震荡器，其周期是可以由电阻和电容的数值来调整的，因此安全信号的产生我们选用了这个电路。但在电路进行调试时我们发现其产生的信号周期短，所以我们决定加一个分频器电路，增加其周期，我们选用了由 193 芯片组成的分频器，这样在实现安全信号周期的问题上就比较容易解决了。安全信号的产生信号周期的延长安全信号的输出安全信号框架图2、 、传传感器感器电电路：路：此电路模块在汽车无线报警器中是很重要的一部分，在设计时我们针对汽车被盗时，必然会引起震动，想到用振动传感器来模拟报警信号。震动传感器电路开关组模拟传感器报警信号产生报警信号产生框架图3、 、逻辑处逻辑处理理电电路模路模块块： ：在设计逻辑处理电
8、路时，考虑到无线发、收模块的因素，无法使用双向控制，并且在设计上存在困难，将电路进行了改进，在处理信号时，只需向发射器传送一个信号，即表示有贼，因此，电路简化为使用一块 74LS148 芯片构成的编码器。将安全信号置于 O 输入端，其余传感器接于 1-7 输入端，一旦有传感器发送信号，安全信号将自动切断。无信号传送，安全信号将一直工作。并且由于发射模块在发射前需要编码，能接收 4 位 2 进制编码，这个电路最大可以扩展到 16 路信号的输入。报警信号 7 路（15 路）安全信号信号的逻辑处理（设立信号的优先 级，即报警信号优先）输出二进制编码信号逻辑处理模块框架图4、无、无线发线发射、接收模射
9、、接收模块块： ：我们选用带编码，解码的 PT2262、PT2272 无线发射接收模块。模块的工作方式为单向控制，对报警器的开和关都为手动控制，非无线控制。通过 148 芯片后，电路向无线发射模块传送三位二进制码，发射模块的又一个输入端接低电平，作为扩展端，信号编码后经发射芯片向接收器发射，接收器接收后由解码器解码向电路传送四位二进制码。无线收发模块框架图5、 、报报警警显显示示单单元：元：这个单元分为两部分，一是声光报警，一是数码管显示。接收信号并解码后，其输出的四位二进制码经过 74LS47 后，在数码管上显示其对应的十进制，从数值上能分别出汽车状态，即 0 为安全，大于 0 为有盗贼。为
10、了做到引起车主注意，我们设计了声光报警器，由 74LS32和 74LS08 组成声光报警电路，可以更好的报警。二进制编码信号信号显示（十进制）二进制信号的逻辑处理报警信号声光报警报警显示框架图【总体电路设计原理】发发射端：射端：电路原理图如下：二进制编码无线发射模块无线接收模块二进制编码R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1555C1 1uC2 0.0047uR1 100kR2 10kD015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U274LS19301011121231341526374EI5EO15A09A17A26GS14
11、U374LS148D1LED-GREEN12 3U6:A74LS08X04X13X22X31X415X514X613X712A11B10C9E7Y5Y6U474151D2 LED-GREEN1R11Q41S121S232R52Q72S63R103Q93S1113S2124R144Q134S15U774LS279SW1 SW-SPDT1 2 1312U5:A 74LS27LS1SPEAKER该部分电路为汽车无线报警器的发射部分，主要利用 PT2262 发射模块对得到的编码进行发射。通过 555 定时电路产生的脉冲模拟安全信号，每隔一段时间发送一次汽车的当前状态，并通过发光二极管直观的显示汽车的状
12、态。利用 7 个开关模拟 7 路报警信号，当有报警信号出现时，74LS148 优先编码器会对报警信号进行优先编码器，通过74LS279 锁存器锁存得到的编码，利用 74LS193 计数器分频后会产生不同频率的信号，通过 74LS151 数据选择器的地址端对不同频率的信号进行选择，使蜂鸣器发出不同的声响，同时安全信号的指示灯熄灭，驱动另一个发光二极管不同频率的闪烁，指示报警信号出现。为了更好的模拟汽车无线报警器，我们把一路开关换成震动传感器，当有危险震动出现，传感器会产生一个高电平信号，编码的过程同开关的，但是值得注意的是震动传感器产生的信号时瞬间的，当震动消失时，报警信号就会消失，不能长时间的
13、驱动蜂鸣器和发光二极管进行报警，所以必须利用 74LS279 锁存器把得到的编码锁存，这样就可以达到预定的效果。图中发射模块没有画出，发射模块的13、12、11、10 脚分别接 74LS279 的 Q1、Q2、Q3 和地。接收端：接收端：电路原理图如下：R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1555C1 1uC2 0.0047uR1 100kR2 10kD015Q03D11Q12D210Q26D39Q37UP5TCU12DN4TCD13PL11MR14U274LS193X04X13X22X31X415X514X613X712A11B10C9E7Y5Y6U474151D2 LED-G
14、REENA7QA13B1QB12C2QC11D6QD10BI/RBO4QE9RBI5QF15LT3QG14U674LS47LS1SPEAKER123U3:A74LS32456U3:B74LS32123U5:A74LS08该部分电路为汽车无线报警器的接收电路，主要利用 PT2272 接收模块接受发射端发射的信号。该部分电路同样要用 555 定时电路来模拟安全信号，并通过 74LS193 计数器分频产生不同频率的信号，利用74LS151 数据选择器的地址端对不同频率的信号进行选择，对不同的报警信号驱动蜂鸣器和发光二极管产生不同的报警信息。与发射端不同的是，安全信号和报警信号我们用同一个发光二极管进
15、行指示，当有报警信号出现时，会有不同频率的闪烁和声响。同时增加了数码管的显示部分，当只有安全信号时，数码管只显示 0，当出现不同的报警信号时，数码管会相应的显示 17。图中 PT2272 接收模块没有画出，PT2272 的 D0、D1、D2、D3 管脚依次接 74LS47 的 A、B、C、D。【相关元件说明】1、 编码解码芯片 PT2262/PT2272PT2262/2272 最多可有 12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供 531441 地址码,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无
16、线遥控发射电路。编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片 PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其 17 脚为低电平，所以315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号，当 17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为 100的调幅。PT2272 解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L
