【正文】 帶散熱片時(shí)，輸出電流可達(dá) 1A。 由于輸入電壓為電網(wǎng)電壓，一般情況下所需直流電壓的數(shù)值和電網(wǎng)電壓的有效值相差較大，因而電源變壓器的作用為降壓。 開(kāi)關(guān)速度快，高速光電耦合器的響應(yīng)速度到達(dá) ns 數(shù)量級(jí)，極大的拓展了光電耦合器在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用。當(dāng)單片機(jī)引腳輸出高電平時(shí)，繼電器 RL1 開(kāi) 35 關(guān)動(dòng)作，電燈電路接通。 圖 221 單限電壓比較器 （ a） 電壓比較器接線圖 （ b） 電壓比較器輸出波形 第四節(jié) 按鍵電路 圖 222 按鍵電路 該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個(gè)獨(dú)立式按鍵，它們的功能分別為 S1 強(qiáng)制控制照明系統(tǒng)的燈全亮、 S2 強(qiáng)制燈全滅、 S3 可以使系統(tǒng)退出這種強(qiáng)制程序，使系統(tǒng)回到自動(dòng)監(jiān)控的狀態(tài)中。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。 圖 220 LM339 引腳圖 圖 220 為 LM339 引腳圖 ， 每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。簡(jiǎn)單的電壓比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但是抗干擾能力差，因此我們就要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)。 有光照： 反向電阻顯著減小，反向電流顯著增加，光電流的大小與光的強(qiáng)度，波長(zhǎng)有關(guān)。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“ 0LX”表示。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見(jiàn)光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻） 29 可達(dá) 1～ 10M 歐 ,在強(qiáng)光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻 RL一端接 +5V 電 28 源，另一端與 R1 的電阻分壓。在 Tx 時(shí)間內(nèi)，只要 VS發(fā)生上跳變， VO就會(huì)從 VS上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè) Tx 周期，若 VS保持為“ 0”狀態(tài)，則 VO 一直保持有效狀態(tài) 。 BISS0001 就是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。當(dāng) Tx 時(shí)間結(jié)束時(shí)， Vo 下跳回低電平， 同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期 Ti 。 25 圖 214 內(nèi)部框圖 如下說(shuō)明各種情況的工作方式。當(dāng) VcVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) VcVR時(shí)允許觸 發(fā) (VR≈ ) 10 IB 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端 11 VDD 工作電源正端 12 2OUT O 第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 24 （二）功能敘述 BISS0001 是 CMOS 數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰?BISS0001 是一款具有較高性能的熱釋電傳感器信號(hào)處理集成電路，它主要由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成。材質(zhì)一般用有機(jī)玻璃。段密度高的鏡片在 50mm 長(zhǎng)度有 26 段之多。 黑色用于防強(qiáng)光干擾。鏡片從外觀分類為：長(zhǎng)形、方形、圓形，從功能分類為：?jiǎn)螀^(qū) 多段、雙區(qū)多段、多區(qū)多段。圓環(huán)線多而密感應(yīng)角度大， 焦距遠(yuǎn)；圓環(huán)線刻錄的深感應(yīng)距離遠(yuǎn)，焦距近。 三、菲涅耳透鏡 菲涅耳透鏡（ Fresnel len），又稱螺紋透鏡，是由法國(guó)物理學(xué)家?jiàn)W古斯丁178。 熱釋電紅外傳感器探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。探測(cè)器安裝在推薦地使用高度，對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面上地小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。 圖 27 RE200B 實(shí)物圖 18 圖 28 RE200B 應(yīng)用電路 （一）熱釋電紅外傳感器工作原理 熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為 2179。由于鏡片受到紅外探頭視場(chǎng)角度的制約，垂直和水平感應(yīng)角度有限，鏡片面積也有限。 該傳感器由經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的透鏡組構(gòu)成，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。 RE200B 的 D、 G、 S 端分別為電源端、地端和目標(biāo)輸出電壓端。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為 910μ m 測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在 ～ 20μ m 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。時(shí)鐘頻率用12MHz 時(shí) C 取 22uF,R 取 1KΩ。為了提高溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用 NPO 電容。單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種。 極限參數(shù)如表 24 所示。 表 23 型號(hào)信息 Vpp 12V 5V 芯片頂面標(biāo)識(shí) AT89C51 AT89C51 xxxx xxxx—5 AT89C51 的程序存儲(chǔ)器列陣采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)的 FPEROM 程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清楚。 掉電模式： 在掉點(diǎn)模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)。 在空閑工作模式狀態(tài)， CPU 保持睡眠狀態(tài)而所有片內(nèi)的外設(shè)保持激活狀態(tài)，這種方式由軟件產(chǎn)生。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG ）。作輸入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 8 32 個(gè)可編程 I/O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行 UART 通道 低功率空閑和掉電模式 （一） AT89C51 結(jié)構(gòu)框圖于引腳說(shuō)明 圖 22 AT89C51 結(jié)構(gòu)框圖 AT89C51 結(jié)構(gòu)框圖如圖 22 所示。方案二實(shí)現(xiàn)兩種等級(jí)的控制，方案三實(shí)現(xiàn)一種連續(xù)的控制是比較難的。如果沒(méi)有，繼續(xù)判斷紅外檢測(cè)電路有無(wú)探測(cè)到有人，無(wú)人時(shí)，滅燈并返回繼續(xù)判斷有無(wú) 按鍵按下。 這種方案對(duì)于教室，圖書館等場(chǎng)所，這種需要一個(gè)恒定照度的場(chǎng)合是非常合適的，如果希望熒光燈能實(shí)現(xiàn)照度調(diào)節(jié)，需要配合數(shù)字整流器。 如圖 13 具有兩個(gè)照明調(diào)節(jié)等級(jí)的方案。如果沒(méi)有，繼續(xù)判斷紅外檢測(cè)電路有無(wú)探測(cè)到有人，無(wú)人時(shí)，滅燈并返回繼續(xù)判斷有無(wú)按鍵按下。復(fù)位電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)各單元值的初始化。 2 第一節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 在設(shè)計(jì)最初需要一個(gè)整體的思路來(lái)確定設(shè)計(jì)的框架。具體功能如下： 第一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人體紅外檢測(cè)電路，有進(jìn)入探測(cè)范圍時(shí)輸出信號(hào)。 當(dāng)然說(shuō)經(jīng)過(guò)教導(dǎo)，相信肯定可以減少這些浪費(fèi)能源的情況發(fā)生，但從技術(shù)上完全可以解決這個(gè)問(wèn)題。在校期間，對(duì)學(xué)校的教室以及圖書館的照明設(shè)計(jì)不太滿意。長(zhǎng)明燈比比皆是，人走不熄燈的現(xiàn)象到處存在。 although small number of cases, they turn on all of the lights。據(jù)測(cè)算，這種現(xiàn)象的耗電占其單位所有耗電的 40% 左右。 針對(duì)生活中這種照明中電能浪費(fèi)的現(xiàn)象設(shè)計(jì)一套使用單片機(jī)控制的智能照明系統(tǒng)。比如在教室內(nèi)，晚上要演示幻燈片，現(xiàn)實(shí)條件是室內(nèi)有人，自然照度不滿足工作要求，按照系統(tǒng)的自動(dòng)控制程序，是不會(huì)滅燈的，但我們確實(shí)需要燈滅，這時(shí)就可以按下強(qiáng)制關(guān)燈按鍵。最后由繼電器電路來(lái)控制照明電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制。我們可以提出好幾種方案，來(lái)進(jìn)行比較，評(píng)價(jià)，最終確定一種比較合理的方案，如下是我提出的三種方案。 本方案是智能照明系統(tǒng)的一種最簡(jiǎn)單的流程圖，表現(xiàn)在什么地方呢，就是它只控制燈的亮與滅，沒(méi)有調(diào)光功能。方案三的特別之處也在于它的可見(jiàn)光檢測(cè)電路和調(diào)光電路。從而引起照明領(lǐng)域的開(kāi)始 初始化，設(shè)定 照度值 E0 有無(wú)按鍵 ? 按鍵處 理 ? 有人否？ 滅燈 Y N Y Y N N 檢測(cè)當(dāng)前照度值E1,與 E0 比較 啟動(dòng)調(diào)光電路 E1≥ E0？ 6 又一次革命，而照明質(zhì)量將會(huì)有質(zhì)的飛躍。 第三種方案它夠監(jiān)測(cè)當(dāng)前照度值 E1，與設(shè)定值 E0 作比較，當(dāng) E1E0 時(shí)，啟動(dòng)調(diào) 光電路進(jìn)行照明補(bǔ)償，維持照度不低于設(shè)定值 E0。功能強(qiáng)大 AT89C51 單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。對(duì)端口寫 “ 1” ，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉倒高電平，此時(shí)可作輸入口。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2 亦接收高位地址和其他控制信號(hào)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器。需要注意的是：如果加 密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。 （二） AT89C51 的工作特點(diǎn) 空閑節(jié)電模式： AT89C51 有兩種可用軟件 編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點(diǎn)工作模式。 其二是通過(guò)硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)， 而高電壓編程模式可與通用 EPROM 編程器兼容。 （ 032H） =FFH 聲明為 12V 編程電壓。 內(nèi)部存儲(chǔ)器容量有限。電容值無(wú)嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， C C2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。 復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。時(shí)鐘頻率選用 12MHz 時(shí)， C 取 22uF,Rs 取 200Ω， R0 取 1KΩ。這就是該電路模塊要實(shí)現(xiàn)的功能。菲涅爾透鏡的作用是將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測(cè)元上，同時(shí)也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電紅外探測(cè)元要求信號(hào)不斷變化的特性，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測(cè)距離及范圍。區(qū)段數(shù)量多被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度就小，區(qū)段數(shù)量少被感應(yīng)人體移動(dòng)幅度就要大。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如作電源開(kāi)關(guān)控制、防盜防火報(bào)警、自動(dòng)偵測(cè)等。 （二）被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。 （三）熱釋電紅外傳感器的安裝要求 熱釋電紅外傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān) 19 系 .。 實(shí)際使用時(shí)，在熱釋電傳感器前需安裝菲涅爾透 鏡，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測(cè)距離及范圍。如圖 29 為菲涅爾透鏡實(shí)物圖。不同區(qū)的同心圓之間相互交錯(cuò)，減少區(qū)段之間的盲區(qū)。 如圖 212，是圓形鏡片探測(cè)效果圖。 焦距 ——指鏡片與探頭窗口的距離，精確度以毫米的小數(shù)點(diǎn)為單位。考慮透鏡的參數(shù)主要有：光通量、不同透鏡同心度、厚度不均勻性、透鏡光軸與外形同心度、透過(guò)率、焦距誤差等。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò) 部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無(wú) VS 的上跳變時(shí)， Vo 保持低電平狀態(tài)。外界元件由使用者根據(jù)需要選擇。 COP3 是一個(gè)條件比較器。 熱釋電傳感器 S 極輸出信號(hào)送入 BISS0001 的 14 腳，經(jīng)內(nèi)部第一級(jí)運(yùn)算放大器放大后，由 C3 耦合從 12 腳輸入至內(nèi)部第二級(jí)運(yùn)算放大器放大，再經(jīng)電壓比較器構(gòu)成的鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，最后從 12 腳輸出電壓信號(hào)送人單片機(jī)進(jìn)行照明控制。在將傳感信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理后 ,通過(guò)雙向鑒幅器可檢測(cè)出有效觸發(fā)信號(hào) VS。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白炙燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)以及多種傳感器和延時(shí)控 制器。 使用一個(gè)光敏電阻作為光線傳感器 檢測(cè)環(huán)境的光照度 ,光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光 照射時(shí)，流過(guò)的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“ 100LX”表示。若將不同波長(zhǎng)下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。 （ 7）溫度系數(shù)。 在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很 高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降?？烧{(diào)電阻用來(lái)設(shè)定與所要設(shè)定照度值對(duì)應(yīng)的比較電位。 （ 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。一般應(yīng)用中，有時(shí)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(lái)使用。 兩個(gè)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(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比