原标题：无线红外探测器硬件设计方案

基于STC15W204S单片机+BISS0001热释电红外传感器+HT7530稳压芯片实现无线红外探测器硬件设计方案

一、引言

无线红外探测器在智能家居、安防监控等领域具有广泛的应用。本文详细介绍了一种基于STC15W204S单片机、BISS0001热释电红外传感器和HT7530稳压芯片的无线红外探测器硬件设计方案。该方案通过合理的电路设计，实现了低功耗、高可靠性的红外探测和报警功能。

二、主控芯片型号及作用

2.1 主控芯片型号：STC15W204S

STC15W204S是宏晶科技（STC Microelectronics）推出的一款高性能微控制器（MCU）单片机芯片。该芯片采用先进的STC-ISP技术，具备高速、低功耗、高可靠性等特点，广泛应用于各类嵌入式系统中。STC15W204S的封装形式为SOP16，引脚数量为16个，便于布局和连接。

2.2 主控芯片的作用

STC15W204S单片机在无线红外探测器中扮演核心控制器的角色。其主要作用包括：

1. 信号处理：接收来自BISS0001热释电红外传感器的红外报警信号，并进行处理。

2. 报警输出：根据处理结果，通过无线模块发送报警信号至报警主机。

3. 电源管理：监控电池电压，实现电池低压检测功能。

4. 防拆功能：检测防拆开关的状态，防止探测器被非法拆卸。

三、热释电红外传感器型号及作用

3.1 传感器型号：BISS0001

BISS0001是一款热释电红外传感器的专用芯片，由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延时时间定时器、时间定时器及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。该芯片能够检测人体或动物发出的红外辐射，并将其转换为电信号输出。

3.2 传感器的作用

BISS0001热释电红外传感器在无线红外探测器中的主要作用包括：

1. 红外探测：通过热释电效应检测人体或动物的红外辐射。

2. 信号放大：内置两级运算放大器，将微弱的红外信号放大至单片机可处理的范围。

3. 触发控制：根据设定的触发条件，输出高电平报警信号。

四、稳压芯片型号及作用

4.1 稳压芯片型号：HT7530

HT7530是一款低压差稳压器（LDO），封装形式为SOT-89。该芯片具有输入电压范围宽（最高可达28V）、输出电流大（最大100mA）、输出电压稳定（3V）等特点，适用于各种低功耗嵌入式系统。

4.2 稳压芯片的作用

HT7530稳压芯片在无线红外探测器中的主要作用包括：

1. 电压转换：将9V电池电压转换为3V，为单片机和传感器供电。

2. 电压稳定：确保单片机和传感器在稳定的电压下工作，提高系统的稳定性和可靠性。

五、硬件设计方案

5.1 电源设计

电源设计是无线红外探测器的关键部分。本设计采用一颗DC9V电池作为供电电源，通过HT7530稳压芯片将9V电压转换为3V，为单片机和传感器供电。具体电路设计如下：

• 电池夹：J3连接9V电池。

• 波动开关：J4作为电源开关，控制红外传感器的开关。

• 滤波电容：C11和C12为稳压前端滤波电容，C13和C15为稳压后端滤波电容，确保输出电压稳定。

• 稳压芯片：HT7530提供100mA的输出电流，封装为SOT-89。

5.2 被动红外探测设计

被动红外探测部分采用BISS0001热释电红外传感器。具体设计如下：

• 脚位功能：

• VDD：工作电源正端，范围为3~5V。

• VSS：工作电源负端，一般接0V。

• 1B：运算放大器偏置电流设置端，经RB接VSS端，RB取值为1MΩ左右。

• 1IN-、1IN+：第一级运算放大器的反相输入端和同相输入端。

• 1OUT：第一级运算放大器的输出端。

• 2IN-：第二级运算放大器的反相输入端。

• 2OUT：第二级运算放大器的输出端。

• VC：触发禁止端，当VC<VR时禁止触发，当VC>VR时允许触发，VR≈0.2VDD。

• VRF：参考电压及复位输入端，一般接VDD，接“0”时可使用定时器复位。

• A：可重复触发和不可重复触发端，当A=“1”时允许重复触发，当A=“0”时不可重复触发。

• VO：控制信号输出端，由V5的上跳变沿触发使VO从低电平跳变到高电平时为有效触发。

• 触发锁定时间：通过外部电路调整，如R15、R16、C3和J2连接BISS0001的5、6脚实现触发锁定时间的定时。

• 红外热释电路：

• PIR1为热释电红外传感器，电源输入端通过C13、R30、C17、C18、R31组成电源电路，并加入多重滤波以防止误报。

• 信号输出端通过C8滤波，R25和R26将电源信号放大，并输入到BISS0001的14脚。

• 第一级放大电路由BISS0001内部的OP1构成，信号从16脚输出。

• 第二级放大电路由OP2构成，信号从13脚输入，经过C14、R29、S3（10K温敏电阻）放大后输出。

• OV脚为BISS0001的信号输出脚，通过R18和Q5将信号输给单片机处理。

5.3 MCU主控设计

MCU主控部分采用STC15W204S单片机。具体设计如下：

• 电源输入：单片机的6脚为电源输入脚，C1为电源滤波电容。

• 接地：8脚为GND，直接接地线。

• 电源指示灯：R8和LED1组成单片机的电源指示灯电路，LED的负极接GND，单片机的P5.5输出高电平时LED亮，输出低电平时LED灭。

• 防拆功能：S1和R14组成产品的防拆功能，防拆开关按下去时S1的1脚和2脚连接，单片机的P3.3是高电平；如果防拆开关松开，1脚和3脚连接，P3.3变为低电平。

• 红外感应接收：P3.6为红外感应报警信号输入脚，采用下降沿触发。

• 无线信号发射：P3.2为OOK无线信号发射输出脚，K0、K1、K2、K3为OOK数据码调整控制，在本设计中未使用。

5.4 电池低压检测设计

电池低压检测部分用于监控电池电压，确保在电池电量不足时及时报警。具体设计如下：

• 低压检测电路：+9V为电池供电电压，VCC为系统供电电压3V。

• 电阻分压：R1和R9的阻值是固定的，根据电阻分压原理，Q1基极的电压（R1和R9之间）和+9V的电压成正比。

• 电池低压检测：当电池电压降低至6V左右时，Q1基极的电压不足以使Q1导通，Q2的基极通过R10的上拉使Q2导通，low_vot端的电平变为低电平，触发电池低压检测中断。

5.5 无线发射设计

无线发射部分采用OOK（On-Off Keying）调制方式，将报警信号通过无线发送给WIFI报警主机。具体设计如下：

• 无线发射电路：利用市场上的无线发射IC实现，涉及的知识较多，篇幅较长，此处不再详细介绍。

• 报警信号传输：当红外传感器检测到人体或动物的红外辐射时，输出高电平报警信号至单片机。单片机通过无线发射电路将报警信号发送给WIFI报警主机，最终通知用户或管理处。