【产品】家庭安防系统设计秘诀——Silicon Labs EFM8单片机控制芯片
随着人们生活水平的提高，对居家环境的安全越来越重视，每个人都希望有一个快速、有效、连动的防火、防盗、防爆的安防体系来保护家庭成员日常生活安全。于是传感器走进了人们的生活，由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，人们可以方便使用计算机对这类信号进行处理，基于传感器和微机控制技术的安防产品满足了人们日常安全生活的需求，安防产品也成为大部分人生活的必须品。
本文介绍基于SILICON LABS EFM8单片机控制芯片进行设计的安防系统，本方案包括硬件设计和软件设计，其中硬件设计是整个安防系统的关键部分。硬件部分主要由传感器、ADC电路、 单片机控制模块、显示屏、报警器、键盘部分组成。
就此设计的几个模块来说，单片机是设计的中心模块，整个系统工作在系统软件控制之下。设置在监测点上的各种数据采集模块将被检测物质信息转化成电信号，经ADC模块模拟转数字电路，将TTL电平输入到单片机。在单片机内，经软件查询、识别判决等环节实时发出报警状态信号。驱动电路将控制信号放大并驱动声光报警电路完成相应报警。可以设定延迟时间信号让报警信号自动解除，也支持手动解除报警信号，当警情消除后复位电路可使系统复位。
具体的设计框图如下：
图1：系统设计框图
该系统的工作流程如下：
1）各种传感器实时采集被测物质告警信息并转换为电量，再送给A/D转换器
2）经过A/D转换为二进制数值，送给MCU，MCU根据设计目的完成相应的软件处理
3）处理完毕后，送给显示屏，实时监测各种被测物体的数据
4）如果被测物质超过设定值，触发报警装置，报警的音频参数由单片机设置，以区分是何种物质引起的告警
5）各个告警参数可以在A/D转换中进行巡回检测
6）由小键盘控制所需显示的各种监测物质的参数
7）手动或者自动解除报警信号
系统设计中采用的EFM8系列单片机是Silicon Labs 最近推出的8位MCU，最大工作频率可达 50 MHz，其特点如下：
EFM8BB 8位MCU主要特点：
• 流水线式 8 位 C8051 核心，最大工作频率达 50 MHz
• 最多 22 个一体机、5 V 容差 I/O 引脚
• 一个多达 20 个通道的 12 位模拟数字转换器 (ADC)
• 两个低电流模拟比较器
• 集成的温度传感器
• 3 通道增强型 PWM / PCA
• 多达 5 个 16 位计时器
• UART、SPI 和 SMBus/I2C
• 灵活的引脚映射交叉开关优先级
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