【正文】 外接上拉電阻。 Flash 編程和程序校驗(yàn)期間， P1 接收低 8位地址。 P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。對 P3 口寫入 “ 1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。但要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 PSEN ：程序存儲允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖 23： 圖 23 振蕩電路 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 PD 是掉電模式，當(dāng) PD=1 時，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即 PD 和 IOL 同時為 1，則先激活掉電模式。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件 被激活，IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。 12 為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 表 22 空閑和掉電模式外部引腳 模式 程序存儲器 ALE PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 FPEROM，這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息，如 表 23 所示。讀簽名字節(jié)的過程和單元 030H、 031H 和 032H 的正常校驗(yàn)相仿，只需將 、 保持低電平，返回值意義如下： （ 030H） =1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公式制造。 編程接口：采用控制信號的正確組合可對 Flash 閃速存儲陣裂中的每一代 碼字節(jié)進(jìn)行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。 14 圖 24 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) （一） 時鐘電路 AT89C51 雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。 在設(shè)計(jì)印刷電路板時，晶體和電容應(yīng)盡可能 靠近單片機(jī)芯片安 裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。 （二） 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。通過檢測是否有人體 紅外信號來實(shí)現(xiàn)這一功能。人體熱釋紅外信號通過菲涅爾透鏡聚焦，傳給熱釋電紅 外傳感器 PIR，然后 PIR 將物理信號轉(zhuǎn)換為微弱電信號，接著 PIR 信號處理電路將微弱電信號進(jìn)行處理，生產(chǎn)單片機(jī)可識別的數(shù)字信號。 熱釋電紅外傳感器（ PIR） RE200B 對人體信號進(jìn)行檢測，紅外傳感信號專用處理芯片 BISS0001 對所采集信號進(jìn)行初步處理。 熱釋電紅外傳感器利用熱釋電效應(yīng)，能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柾瑫r，它還能鑒別出運(yùn)動的生物與其他非生物。 紅外信號采集模塊采用紅外傳感器 PIR，采用菲涅爾透鏡原理，專門用來與熱釋電紅外傳感器配套使用。同一行的數(shù)個同心環(huán)組成一個垂直感應(yīng)區(qū)，同心環(huán)間組 成一個水平感應(yīng)段。區(qū)與區(qū)之間，段與段之間，區(qū)段之間形成盲區(qū)。 二、 釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器 (Pyroelectric Infrared Sensor，簡稱 PIR)是 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。圖 28 是該傳感器的典型應(yīng)用電路圖。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，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。 抗干擾性能： 防小動物干擾。 抗燈光干擾。 熱釋電紅外 傳感器遠(yuǎn)離空調(diào) ,冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴? 由于熱釋電傳感器輸出的信號變化緩慢、幅值小 (小于 1mV)，不能直接作為照明系統(tǒng)的控制信號，因此傳感器的輸出信號必須經(jīng)過一個專門的信號處理電路，使得傳感器輸出信號的不規(guī)則波形轉(zhuǎn)變成適合于單片機(jī)處理的數(shù)字信號 。此設(shè)計(jì)原 來被應(yīng)用于燈塔，這個設(shè)計(jì)可以建造更大孔徑的透鏡，其特點(diǎn)是焦距短，且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。鏡片（ 厚）表面刻錄了一圈圈由小到大，向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。垂直感應(yīng)區(qū)越多垂直感應(yīng)角度越大；鏡片越長感應(yīng)段越多水平感應(yīng)角度就越大。由于鏡片受到紅外探頭視場角度的制約，垂直和水平感應(yīng)角度有限，鏡片面積也有限。 圖 211 常用鏡片 感應(yīng)圖 當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離 A 區(qū)或中距離 B區(qū)或近距離 C 區(qū)的某個段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號送入電子電路驅(qū)動負(fù)載工作。 白色主要用于適配外殼顏色。以毫米為單位。前面已經(jīng)闡述區(qū)段數(shù)量越多被感應(yīng)人體移動幅度就越小，因此，選用區(qū)段多且密的鏡片就能增強(qiáng)探測動作靈敏度，人體只要在感應(yīng)的有效范圍內(nèi)稍微移動就有效。通過分布在鏡片上的同心圓的窄帶（視窗）用來實(shí)現(xiàn)紅外線的聚集，相當(dāng)于凸 透鏡的作用。因?yàn)槿四槻?、膝部、手臂紅外輻射較強(qiáng)，正好對著 22 上邊的透鏡；下邊較少，一是因?yàn)槿梭w下部紅外輻射較弱，二是為防止地面小動物紅外輻射干擾。 人體輻射的紅外線中心波長為 910μ m 測元件的波長靈敏度在 ～ 20μ m 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。 四、熱釋電傳感器信號處理芯片 （一） BISS0001 概述 本設(shè)計(jì)采用 BISS0001 來完成對熱釋電傳感器輸出信號的處理。 (a) 23 (b) 圖 213 BISS0001芯片實(shí)物圖與外觀圖 (a)實(shí)物圖 (b)外觀圖 表 25 管腳功能說明 序號 名稱 I/O 功能 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端，當(dāng) A=1 時，允許重復(fù)觸發(fā)；當(dāng)A=0 時，不可重復(fù)觸發(fā) 2 VO O 控制信號輸出端。 通常接 VDD，當(dāng)接“ 0”時可使定時器復(fù)位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬?？蓮V泛應(yīng)用于多種傳感器和延時控制器。由于 VH≈ 、 VL≈ ，所以，當(dāng) VDD=5V 時，可有效抑制177。當(dāng) A 端接“ 0”電平時，在 Tx 時間內(nèi)任何 V2 的變化都被忽略，直到 Tx時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。在 VC=“ 1”、A=“ 1”時， VS 可重復(fù)觸發(fā) VO 為有效狀態(tài)，并可促使 VO 在 Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。 由于 PIR 信號變化緩慢、 幅值小 ,針對該特點(diǎn) ,專用信號處理器一般分為 3 步處理濾波放大、窗口比較、噪聲抑制及數(shù)字信號處理?？稍O(shè)置為可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式。延時周期的大小可通過 R1 和C1 調(diào)節(jié)。 10mA（ VDD=5V） 工作溫度 10℃ ～ +70℃ 存放溫度 65℃ ～ +150℃ （三） BISS0001 的應(yīng)用 BISS0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。 該方案的感光器件為光敏電阻 RL， R1 為精密電阻。當(dāng)有光照射時，光敏電阻阻值下降，三級管 VT 進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出為低電平；當(dāng)無光照時，三極管 VT 截止，輸出為高電平。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機(jī)械上的自動保護(hù)裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機(jī)自動曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒有光照射的時候，流過的電流稱為暗電流。 （ 4）光譜響應(yīng)。光照特性指光敏電阻輸出的電信號隨光照度而變化的特性。 （ 6）伏安特性曲線。 （ 8）額定功率。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子 — 空穴對將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。 二、方案二 方案二電路圖如圖 219 所示。 光敏二極管在反向工作電壓下工作： 無光照： 反向電阻很大，通過管子的電流較小，約為 微安 。 （ 2）暗電流 ID： 無光照條件下，在最高反向電壓作用下所測得的反向電流。利用簡單電壓比較器可將正弦波變?yōu)橥l率的方波或矩形波。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平。 LM339 是集成了四個比較器的芯片，盡管本次設(shè)計(jì)中只是用了其中的一個比較器， 32 由于該芯片的價錢不高，而且留出多余的單元可以供今后系統(tǒng)功能擴(kuò)展與增強(qiáng)使用，這也是硬件設(shè)計(jì)的基本原則。 1）當(dāng)“ +”端電壓高于“ ”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。 圖 221(a)給出了一個基本單限比較器。 圖 221(b)為其傳輸特 性。 34 第五節(jié) LED 指示電路 圖 223 LED 電路圖 任何儀器設(shè)備，如果有實(shí)時的信號指示，不僅能夠幫助人們分析該系統(tǒng) 是否在正常工作。 圖 224 方案一電路圖 方案一使用了一個三極管 Q1 來控制繼電器電路，繼電器 RL1 線圈一端接 +12V直流電源另一端與三極管集電極相連。 圖 225 方案二電路圖 方案二則使用一個光電耦合器代替方案一的三極管，其他部分同方案一。 可以在不 同電位和不同阻抗之間傳輸電信號，且對信號具有放大和整形等功能，使得實(shí)際電路設(shè)計(jì)大為簡化。 高線性型光電耦合器除了用于電源監(jiān)測等，還被用于醫(yī)用設(shè)備，能有效地保護(hù)病人的人生安全。其主要經(jīng)過電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電壓。需要通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。內(nèi)含過流、過熱和過載保護(hù)電路。它由電源變壓器 TR，橋式整流電路，濾波電容 C1 C15，防止自激電容 C1 C14 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)極為簡捷方便地搭成的。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。在本電路中采用了集成穩(wěn)壓芯片 LM7805 解決了電源穩(wěn)壓問題。降壓后還是交流電壓，所以需要整流電路把交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓 。 第七節(jié) 電源電路 圖 226 電源電路圖 根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 226 所示。 體積小，器件多采用雙列直插封裝，具有單通道、雙通道以及多達(dá)八通道等多種結(jié)構(gòu)，使用十分方便。二極管起續(xù)流作用。二極管 D5 起續(xù)流作用。 該照明系統(tǒng)設(shè)置了兩個 LED 燈作指示燈，綠色 LED 亮?xí)r，表示系統(tǒng)處于自動監(jiān)控狀態(tài)：黃色 LED 燈亮?xí)r，表示系統(tǒng)處于鍵盤強(qiáng)制控制狀態(tài)，等待退出鍵 S3 使其退出強(qiáng)制狀態(tài)。 這三個按鍵是分別接在單片機(jī)的 、 、 三個端口上，由于 P0 口內(nèi)沒有上拉電阻，故外接三個上拉電阻。 1)當(dāng)輸入電壓 UinUr 時，輸出為高電平 UOH。另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。 兩個輸入端電 壓差別大于 10mV 就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM339 用在弱信號檢測等場合是比較理想的。兩個輸入端一個稱為同相輸入端，用“ +”表示，另一個稱為反相輸入端，用“ ”表示。一般應(yīng)用中，有時也可以用線性運(yùn)算放大器，在不加負(fù)反饋的情況下，構(gòu)成電壓比較器來使用。改進(jìn)后的電壓比較器有：滯回比較器和窗口比較器。 （ 3）光電流 IL： 光敏二極管在光照條件下所產(chǎn)生的電流 IL 越大，性能就越好。 光敏二極管的主要參數(shù)： （ 1）最大工作電壓 Vrmax： 光照條件下，反向電流不超過 微安所能承受的最高反向工作電壓?？烧{(diào)電阻用來設(shè)定與所要設(shè)定照度值對應(yīng)的比較電位。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也 加交流電壓。 在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很 高，當(dāng)受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對了半導(dǎo)體材料中載流子的