| 博物馆智能防盗保护器系统设计 |
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| 作者：孙国臣 刘泾 来源：21IC 点击数：684 更新时间：2006-9-18 |
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为了保证良好的线性度，必须给温度传感器LM19 的输入端提供稳定的直流电压，本设计采用的是3.3V稳压二极管，保证传感器有最大的动态范围，即-55℃~+130℃。传感器输出电流很小(几十微安),因此需要加运放进行放大，否则会被处理器引脚电压驱动为高电平或者低电平，以致于不能准确采集到电压信号。本文采用的运放器件是LMC6035。调试时应该注意，LM19是负温度系数的温度传感器，即温度越高，输出电压越低；反之，温度越低，电压越高，因此要合理选择运放的电阻参数，使输出有合适的动态范围。
存储器及其接口电路
为了避免系统突然掉电导致监控数据的丢失，存储器件采用了AM29F002，它是一款Flsah ROM，存取数据速度相当快，掉电后数据不会丢失
。设计中用了两块存储器，总存储量为218*2=524288，而一帧图像的最大有效数据量为648*448=290304，基本上可以满足存储要求。因为图像传感器输出的数字信号要直接存入存储器，同时处理器也要对存储器里的数据进行读写，而采用的处理器直接寻址范围有限，只能进行8位寻址，因此需要较复杂的控制逻辑，本文采用CPLD器件EPM7128来解决这一问题，通过软件编程简化硬件设计。
处理器及外围控制电路
处理器部分是系统的核心，它具有控制和处理两个功能。外围控制接口电路包括讯响部分、空调控制显示部分和串口电路。
电源电路设计
以尽量减小功耗为目的，整个系统采用了两种供电电源：3.3V 和 5V。3.3V稳压模块采用的是CZ1585CT，5V稳压模块采用的是MC7805T。由于现在稳压电源集成度比较高，电路组成也比较简单，在此就不给出原理图了。
软件程序的设计
由于整个系统有单片机的控制与数据处理，也有PC机的图形处理，还有接口逻辑设计，因此软件调试既包括AVR单片机程序调试，也包括PC机程序的调试，还有硬件逻辑的描述，前两种程序的编写均使用C语言，后一种采用硬件描述语言VHDL进行编写。
AVR单片机部分的程序设计要完成对CMOS器件的控制，温度和图像的采集与处理以及图像数据的传输。
PC机图像处理程序主要完成图像数据的接收、分析处理以及图像的显示，主要程序模块有图形显示模块，UART通信模块，图像恢复模块等，程序相对来说比较复杂，程序段也比较长，在此就不给出了。
结语
本系统具有实时性强、智能化、功耗低等特点。虽然是为专用用途而设计，实际上它适用于任何需要图像和温度监控的场合，比如普通家庭的防盗及室内温度调节，游泳馆的水温控制及防溺水等。由于时间有限，设计中还存在着很多缺陷与不足，在很多方面如图像数据的传输、图像的恢复等还需要进一步的改进与完善。
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