基于MSP430G2211實(shí)現(xiàn)的家用非法闖入檢測報(bào)警器馮翠萍.ppt

1,MSP430G2系列Launchpad作品開發(fā)實(shí)例教程,實(shí)例名稱：基于MSP430G2211實(shí)現(xiàn)的家用非法 闖入檢測報(bào)警器 作 者：馮翠萍 制作單位：西安電子科技大學(xué)測控工程與儀器系 MSP430單片機(jī)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 制作時(shí)間：2011年12月,2,1.作品功能介紹:,使用單片機(jī)型號(hào)：MSP430G2211 作品功能：利用紅外傳感器對(duì)非法從門窗闖入進(jìn)行報(bào)警，通過單片機(jī)MSP430G2211對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，給予報(bào)警，并在夜間可自動(dòng)開啟檢測功能。,3,G2-Launchpad開發(fā)板簡介,MSP-EXP430G2 LaunchPad 特性: USB 調(diào)試與編程接口無需驅(qū)動(dòng)即可安裝使用，且具備高達(dá) 9600 波特的 UART 串行通信速度 支持所有采用 PDIP14 或 PDIP20 封裝的 MSP430G2xx 和 MSP430F20xx 器件 分別連接至綠光和紅光 LED 的兩個(gè)通用數(shù)字 I/O 引腳可提供視覺反饋 兩個(gè)按鈕可實(shí)現(xiàn)用戶反饋和芯片復(fù)位 器件引腳可通過插座引出，既可以方便的用于調(diào)試，也可用來添加定制的擴(kuò)展板 高質(zhì)量的 20 引腳 DIP 插座，可輕松簡便地插入目標(biāo)器件或?qū)⑵湟瞥?4,5,MSP430G2211,該單片機(jī)超低功耗，具有5種節(jié)電模式，1us內(nèi)便可從待機(jī)模式喚醒，并具有一個(gè)強(qiáng)大的16位RISC CPU、16位寄存器和常數(shù)發(fā)生器，有助于最大限度的發(fā)揮代碼效率。此單片機(jī)還具有豐富的時(shí)鐘源，包括LF、OSC和VLO。它可通過串行口系統(tǒng)編程，無需外部編程電壓，具有可編程的保密熔絲代碼保護(hù)，它具有Spy-Bi-Wire仿真邏輯接口。另外它還有10位I/O口、8個(gè)比較器通道和16位的Timer_A定時(shí)器，帶2路捕獲和比較寄存器。此單片機(jī)的I/O口和Timer_A定時(shí)器都具有強(qiáng)大的中斷能力。,6,該款單片機(jī)繼承了MSP430系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)： 低供電電壓范圍：1.8V-3.6V；超低功耗：活動(dòng)模式-220 A at 1 MHz, 2.2 V，待機(jī)模式-0.5 A， 關(guān)機(jī)模式（保留RAM）-0.1 A；擁有五種節(jié)電模式；低于1us的待機(jī)喚醒速度；16位精簡指令集，指令周期可達(dá)62.5ns；基本時(shí)鐘模塊配置：高達(dá)16MHz的帶校準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘，內(nèi)部超低功耗的低頻振蕩器，32KHz的晶振，外部數(shù)字時(shí)鐘源；串行板上編程；2線制JTAG接口的在線仿真邏輯等。,7,2.實(shí)物介紹,器件、布局及傳感器連接,8,3.系統(tǒng)組成框圖,熱釋電紅外傳感器RE200B感應(yīng)人體發(fā)射出的紅外線，通過紅外傳感信號(hào)處理器BISS0001的放大、檢測、延遲，輸出有效信號(hào)送到單片機(jī)I/O口，利用邊沿觸發(fā)I/O中斷，給予報(bào)警。,9,傳感器介紹,熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測元件。在每個(gè)探測器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測元件，并將兩個(gè)探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。,10,4.硬件單元電路,熱釋電傳感調(diào)理電路：,11,BISS0001的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖中，其原理框圖如圖所示，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器。輸出信號(hào)經(jīng)晶體管T1驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。R4為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與3端連通時(shí)，紅外開關(guān)處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，紅外開關(guān)則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。,12,5.PCB設(shè)計(jì),13,6.安裝、調(diào)試、連接方法,安裝：按照原理圖進(jìn)行硬件焊接。 調(diào)試：主要包括電源電路測試和傳感器電路測試。 連接：將輸入和輸出相應(yīng)的連接到LaunchPad底板上。,14,7.程序總體流程圖,程序流程圖： P1.6設(shè)置為上升沿觸發(fā)中斷，在 中斷中設(shè)置P1.0輸出低電平，實(shí) 現(xiàn)報(bào)警，喚醒CPU進(jìn)入循環(huán)，延遲 時(shí)間，P1.0取反停止報(bào)警(報(bào)警的 時(shí)間可以任意設(shè)置，或者采用人 為停止報(bào)警)。,15,8.功能子程序調(diào)試,中斷子程序調(diào)試：斷點(diǎn)、寄存器窗口 #pragma vector=PORT1_VECTOR _interrupt void P1_ISR(void) if(P1IFG ,16,1.P1.6產(chǎn)生中斷，進(jìn)入中斷子程序，在中斷子程序中設(shè)置斷點(diǎn)，觀察寄存器的變化，硬件中報(bào)警電路工作，實(shí)現(xiàn)報(bào)警(即P1.0=0)。,17,2.進(jìn)入循環(huán)，在循環(huán)程序中設(shè)置斷點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)令P1口恢復(fù)初始狀態(tài)，報(bào)警電路通過延遲后停止，而且電路可實(shí)現(xiàn)多次觸發(fā)中斷。,18,9.總結(jié),硬件部分 模擬電路實(shí)驗(yàn)、元件封裝、焊接 軟件部分 軟件結(jié)構(gòu)、功能模塊、軟件大小控制、程序調(diào)試、故障定位,19,本實(shí)例中，僅使用了簡單的I/O功能，MSP430G2211內(nèi)部有豐富的資源，所以可以熟悉此單片機(jī)內(nèi)部資源，配合適當(dāng)?shù)挠布娐?，?shí)現(xiàn)更多的功能。 在硬件電路中，紅外傳感器電路的靈敏度不高，可能是受熱釋電紅外調(diào)理電路中較多的濾波電容和電阻的影響還有紅外信號(hào)處理芯片里面的延遲，以至輸出的電壓信號(hào)有一點(diǎn)延遲，所以在以后進(jìn)一步的優(yōu)化當(dāng)中應(yīng)該對(duì)傳感器的靈敏度有所提高，而且可以對(duì)非法闖入多方面的進(jìn)行測試，防止靈敏度不夠或者出現(xiàn)遺漏現(xiàn)象。對(duì)于MSP430單片機(jī)，則可以使用更多資源，豐富整個(gè)設(shè)計(jì)，達(dá)到更加準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的。,20,10.思考題,1.本實(shí)例中僅使用了簡單的I/O口功能和簡單的一種測試方式，是否可以利用別的I