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从今天开始，华维单片机编程与您一起设计烟雾探测器的硬件设计。
烟感由三部分组成：、、
烟雾探测电路，有很多设计方案，我们选择合泰科技的烟感专用芯片： HT45F23A.
?40℃ ~ 85℃
4KBytes
64Bytes
128 Bytes
22端口
6通道 12-bit的快速ADC 可于16个ADC Clock从模拟到数字信号的转换在时间内快速完成
内建两组OPA与两组相比，OPA有PGA软件可以设置功能1~放大倍数为56倍。
支持超低功耗
事实上，市场上有很多类似的芯片。为什么要选择一个？FLASH 4K、SRAM 128Bytes 如此稀缺的芯片资源呢？
1. 超低功耗： 通过实际产品测试，可以实现方案芯片制造的产品，整机功耗低 3uA(3V供电)。
2. 内置了OPA，而且支持PGA功能可以通过软件完成1-56倍的放大，可以满足我们在不增加外部信号放大电路的情况下实现弱点 放大烟雾报警信号。
3. 6通道的12-bit的快速ADC，。
可以在16个ADC Clock时间内完成AD许多低价芯片很难实现转换。
这里强调一下我们在烟雾探测过程中，特别是电池供电，ADC功能必须选择快速模式。
为什么要快ADC ，在后面的软件设计中，我会给你详细的解释。
迷宫内发射部分的电路是控制红外发射管。这相对容易理解。让我们来看看发射部分的设计。
发射电路由 单片机的Smoke_Tx控制：
Smoke_Tx为低电平： Q迷宫不导通U2的1 红外发射管和两脚 负极悬空，发射管不工作。
Smoke_Tx为高电平： Q2.迷宫内发射管的负极通过R13 和R17接地，发射管工作，有光
(烟雾检测时，Smoke_Tx为高电平，发射工作)
迷宫内的红外接收管 通过烟雾颗粒在迷宫中散射的微弱光接收微弱信号。
这个信号太弱了，只有几十毫伏， 单片机必须通过外部放大电路来识别和处理信号。让我们分析一下 接收部分电路的迷宫
两个操作放大器内部集成，OPA1 和 OPA2.可用于用户特定的模拟信号处理。它们的使能或除能只能通过软件设置来实现。
两个操作放大器集成在单片机内部，OPA1 和 OPA2.可用于用户特定的模拟信号处理。
它们的使能只能通过软件设置来实现。
控制特殊寄存器，OPA 可轻松实现单位增益缓冲器、同相放大器、反相放大器、各种滤波器等相关应用。
让我们来看看单片机两个操作放大器的内部结构，如下图所示：
我们在这里重点看一看A1N、A1P、A1E和A2N、A2P、A2接口，这些接口是我们的单片机IO接口，u下图设计。
A1N、A1P、A1E是单片机内部运算放大器1，A2N、A2P、A1E.是单片机内部操作放大器2的接口：
1.接收管的两个脚接，但单片机内部操作放大器2 同相输入管脚A2P 和反向输脚A2N。
2. MCU_EV由单片机的IO PB0控制，给接收管正极供电，让红外接收管工作。
如上图: 红色粗线圈的部分是 红外接收信号和单片机操作放大器2的链接电路
1.操作放大器反向输入脚 通过C5和R9 与操作放大器2的输出脚连接构成负反馈放大电路
2. 操作放大器2的输出脚与操作放大器1的相同输入脚相连，放大信号由单片机内部放大器1放大。
如上图所示：
1. 通过内部操作放大器2放大信号，输入操作放大器1的同相输入脚。
2. 操作发大器2的反向输入脚C6 和R12和输出脚连接，构成了一个负反馈放大电路。将运算发大气2的发达型号经 运算放大器1 再放大。
两次放大的红外接收信号需要单片机内部ADC识别放大信号的大小，以识别烟雾浓度。
烟雾浓度越大，接收管接收的信号越多，输出的信号越强，放大的信号越大。
放大信号通过单片机PA四口输入单片机。
如何与单片机相匹配ADC 建立连接呢？ 让我们看看单片机ADC 如下图所示：
从上图中红色方框标志的文本可以看出，单片机从两个内部通道连接到单片机内部放大器A1E 和A2E。
我们只需要将军ACS2-ACS0 配置成110. 我们可以放大信号和 单片机的ADC 连接通道。
至此，感烟探测器 分析了发射信号和接收信号电路。
功能：提示烟雾工作状态、快闪报警、正常慢闪
从上图可以看出，LED灯直接有单片机IO口控制
从上图可以看出 按键的和LED直接与单片机相同IO 链接。
我们使用的是低成本的蜂鸣器。 实物图如下：
如我们的原理图所示，有三个接口：R 与上图的红线链接，G 与绿线链接，B和黑色线接连。
让我们分析一下原理图：
- BAT(电池电压)经过L1.与蜂鸣片R连接 给蜂鸣片供电。 L1的作用是升压，电池低压为3.6V，升压后可达40-60V。
- 从上图可以看出，电感1有升压功能，需要Q1 和Q3导通，才能正常工作。从电路可以看出，Q1是常导通状态，Q3 正常工作需要单片机控制。
- G脚是电池电压BAT 通过R6直接连接。所有G的电压固定在电池低压3.6V。
- 单片机的PC3经R11 控制Q3的开关. MCU_BUZZ拉低，Q3不导通，蜂鸣器不工作。MCU_BUZZ抬高，蜂鸣片B脚接地。
- 1KHZ-10KHZ 方波频率是由MCU_BUZZ来控制的。
- 输出一个1KHZ 蜂鸣器以方波频率发出尖锐的鸣叫。
本产品的感烟探测和 NB-IOT没有在同一块PCB上，是有6P的2.0的插针链接。接口图如上。
PIN1-2 是电池的电源和GND
PIN3: 是烟感控制单片机的上行数据接口，采用单线通讯方式
PIN4: 是烟感控制单片机的下行数据接口，采用单线通讯方式
PIN5: 是唤醒脚 是单片机唤醒NB-IOT，启动数据传输的作用
PIN6: 预留
如上图：烟感探测器的电源是电池直接供电的。
D1: 防止电池接反，电池接反保护的作用
R1: 用于BAT和VCC滤波隔离的作用。
C1: 这是电解电容，主要用于滤波，滤波的作用是让我们的VCC电压接近平稳。
ok,这篇文章就讲到这里，下一篇文章华维单片机编程为大家讲解NB-Iot模块BC26的原理图设计。