【文章內(nèi)容簡介】 指的的是中斷可由軟件編程控制是否允許中斷，或禁止中斷，大部分都是可屏蔽中斷。需要注意的是，如果將 ATmegal6 設(shè) 置為允許外部中斷，則即使把 INT0、 INT1和 INT2 引腳沒置為輸出方式， 外部中斷仍然會被觸發(fā)。外部中斷可 選擇采用上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和 低電平觸發(fā) (INT2 中斷只能采用沿觸 發(fā)方式，在下文中將著重介紹 INT0 和 INT1 中斷 )，具體選用什么方式由 MCU 控制寄存器MCUCR 以及 MCU 控制和狀態(tài)寄存器 MCUCSR 的設(shè)置決定。 中斷寄存器 在 ATmega16 中，除了寄存器 SREG 中 的全局中斷允許標志位 I 外，與外部中斷有關(guān)的寄存器有 4 個，共有 11 個標志位。其作用分別是： 3 個外部中斷中斷標志位， 3 個中斷允許控制位 , 用于定義外部中斷的觸發(fā)類型。 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 表 31 中斷向量表 向量號 程序地址（ 2） 中斷源 中斷定義 1 $000(1) RESET 外部引腳電平引發(fā)的復(fù)位上電復(fù)位，掉電檢測復(fù)位看門狗復(fù)位以及 JTAG AVR 復(fù)位 2 $002 INT0 外部中斷請求 0 3 $004 INT1 外部中斷請 求 1 4 $006 TIMER2 COMP 定時器 / 計數(shù)器 2 比較匹配 5 $008 TIMER2 OVF 定時器 / 計數(shù)器 2 溢出 6 $00A TIMER1 CAPT 定時器 / 計數(shù)器 1 事件捕捉 7 $00C TIMER1 COMPA 定時器 / 計數(shù)器 1 比較匹配 A 8 $00E TIMER1 COMPB 定時器 / 計數(shù)器 1 比較匹配 B 9 $010 TIMER1 OVF 定時器 / 計數(shù)器 1 溢出 10 $012 TIMER0 OVF 定時器 / 計數(shù)器 0 溢出 11 $014 SPI, STC SPI 串行傳輸結(jié)束 12 $016 USART, RXC USART ， Rx 結(jié)束 13 $018 USART, UDRE USART 數(shù)據(jù)寄存器空 14 $01A USART, TXC USART ， Tx 結(jié)束 15 $01C ADC ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)束 16 $01E EE_RDY EEPROM 就緒 17 $020 ANA_COMP 模擬比較器 18 $022 TWI 兩線串行接口 19 $024 INT2 外部中斷請求 2 20 $026 TIMER0 COMP 定時器 / 計數(shù)器 0 比較匹配 21 $028 SPM_RDY 保存程序存儲器內(nèi)容就緒 （ 1）中斷控制寄存器 ——MCUCR 封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。 （ 2）控制和狀態(tài)寄存器 ——MCUCSR 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 9 （ 3）通用中斷控制寄存器 ——GICR （ 4）通用中斷標志寄存器 ——GIFR 當 INTx 引腳上的有效事件滿足中斷觸發(fā)條件后， INTFx 位會變成 “ 1” 。如果此時 SREG 寄存器中 I = 1，以及 GICR 寄存器中的 INTn 被置為 “ 1” ， MCU將響應(yīng)中 斷請求同時硬件自動將 INTFn 標志位清零。 用戶可以使用指令將 INTFn 清除，清除的方式是寫邏輯 “ 1” 到 INTFn，將標志清零。 當 INT0（ INT1）設(shè)置為低電平觸發(fā)方式時，標志位 INTF0（ INTF1） 始終為 “ 0” ，這并不意味著不產(chǎn)生中斷請求，而是低電平觸發(fā)方式是不帶中斷標志類型的中斷觸發(fā)。在低電平觸發(fā)方式時，中斷請求將一直保持到引腳上的低電平消失為止 。 I/O 口配置引腳 每個端都具有三個寄存器位 : DDxn、 PORTxn 和 PINxn ，如 P63―I/O 端口寄存器的說明” 所示。 DDxn 位于 DDRx 寄存器， PORTxn 位于 PORTx 寄存器， PINxn 位于 PINx 寄存器。 DDxn 用來選擇引腳的方向。 DDxn 為 1“ 時 ， Pxn 配置為輸出，否則配置為輸入。引腳配置為輸入時，若 PORTxn 為 1“，上拉電阻將使能。如果需要關(guān)閉這個上拉電阻，可以將 PORTxn 清零，或者將這個引腳配置為輸出。復(fù)位時各引腳為高阻態(tài)，即使此時并沒有時鐘在運行。 當引腳配置為輸出時，若 PORTxn 為 1“，引腳輸出高電平 (1“ ) ，否則輸出低電平 (“ 0―) 。 在 ( 高阻態(tài) ) 三態(tài) ({DDxn, PORTxn} = 0b00) 輸出高電平 ({DDxn, PORTxn} = 0b11) 兩種狀態(tài)之間進行切換時，上拉電阻使能 ({DDxn, PORTxn} = 0b01) 或輸出低電平 ({DDxn,PORTxn} = 0b10) 這兩種模式必然會有一個發(fā)生。通常，上拉電阻使能是完全可以接受的，因為高阻環(huán)境不在意是強高電平輸出還是上拉輸出。如果使用情況不是這樣子，可以通過置位 SFIOR 寄存器的 PUD 來禁止所有端口的上拉電阻。 端口引腳配置 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 10 表 2 端口引腳配置 DDxn PORTxn PUD I/O 上 拉電阻 說明 0 0 X Input NO 高阻太（ HiZ） 0 1 0 Input YES 被外部拉低時將輸出電流 0 1 1 Input NO 高阻太（ HiZ） 1 0 X Output NO 輸出低電平（吸收電流） 1 1 X Output NO 輸出高電平（輸出電流） 熱釋電傳感器介紹 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡多是由 聚烯烴 材料注壓而 成的薄片，鏡片表面一面為光面，另一面刻錄了由小到大的同心圓。菲涅爾透鏡的在很多時候相當于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好。菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用；二是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR（被動紅外線探測器）上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。 實物圖 32 所示 其工作原理十分簡單：假設(shè)一個透鏡的折射能量僅僅發(fā)生在光學(xué)表面（如：透鏡表面），拿掉盡可能多的光學(xué)材料，而保留表面的彎曲度。 另外一種理解就是，透鏡連續(xù)表面部分 ―坍陷 ‖到一個平面上。從剖面看，其表面由一系 列鋸齒型凹槽組成，中心部分是橢圓型弧線。每個凹槽都與相鄰凹槽之間角度不同，但都將光線集中一處，形成中心焦點，也就是透鏡的焦點。每個凹槽都可以看做一個獨立的小透鏡，把光線調(diào)整成平行光或聚光。這種透鏡還能夠消除部分球形像差。 圖 321 菲涅爾透鏡實物圖 熱釋電傳感器的原理 熱釋電傳感器是一種新敏感組件，它是由高熱點系數(shù)材料，配以濾光鏡片和阻抗匹陪有用場效應(yīng)管組成，它能以非接觸方式檢測出來自人體發(fā)出的紅外輻長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 11 射，將其轉(zhuǎn)化成電信號輸出，并可有效控制人體輻射以外的干擾輻射，如陽光，燈光及其反射光。 熱釋電傳感器是一個以熱電晶體為電介質(zhì)的平板電容器。因熱電晶體具有自發(fā)極化性質(zhì)，自發(fā)極化能夠隨著溫度變化，所以人輻射可以引起電容器電容的變化，從而可利用這一特性來探測變化的輻射。熱電探測器件大致分為溫差電阻型，熱敏電阻型，氣動型和熱釋電型四類。 熱電晶體是壓電晶體的一種，具有非中心對稱的晶體結(jié)構(gòu)。自然狀態(tài)下，在某個方向上正負電荷中心不對稱，在某個方向上存在著一定的變化電荷，稱為自發(fā)極化。晶體溫度變化時，可以引起晶體的正負電荷中心發(fā)生位移，因此表面上的極化電荷隨之變化。 熱釋電紅外線傳感器利用的是熱釋電效應(yīng)，是 一種溫度敏感傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個表面做成電極，當傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有 Δ T 的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷 Δ Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓 Δ V。 熱釋電傳感器是一種高阻抗 (10 ～ l0 Q)的器件，容易引入噪聲，所以與它相連的前置放大器的第一級必須采用高輸人阻抗 (R 10 n)、低噪聲的場效應(yīng)晶體管，并把它封裝在熱釋電探測器管殼內(nèi)。這樣可以有效地降低噪聲、防止外界干擾及機械振動的影響。人體都有恒定的體溫，一般在 37176。 C 左右，會發(fā)出 10mm 左右特定波長的紅外線 ，熱釋電紅外線傳感器就是靠探測人體發(fā)射的紅外線而進行工作的。紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到熱釋電元件，并且只允許 814um 波長的紅外線通過，其視角可以達到 120 度，這樣去除了環(huán)境因素帶來的影響，這種元件在接收到人體紅外輻射變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后經(jīng)檢測處理。 熱釋電傳感器 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 32 3 常見熱釋電紅外傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 引腳說明 目前常用的熱釋電紅外傳感器型號主要有 P22 LHl95 LHI95 RE200B、KDS20 PIS20 LHI87 PD632 等 圖 324 所示常見的熱釋電傳感器實物圖 。長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 12 熱釋電紅外傳感器通常采用 3 引腳金屬封裝，各引腳功能分別為 :電源供電端 (內(nèi)部開關(guān)管 D 極， DRAIN)、信號輸出端 (開關(guān)管 S 極， SOURCE)、接地端(GROUND)。 主要的工作參數(shù) ① 工作電壓 :常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為 3～ 15V。 ② 工作波長 :通常為 ～ 14 μ m。 ③ 源極電壓 :通常為 ～ ，R=47kΩ。 ④ 輸出信號電壓 :通常大于 。 ⑤ 檢測距離 :常用熱釋電紅外傳感器檢測距離約為 6～ 10m； ⑥ 水平角度 :約為 120176。 ； ⑦ 工作溫度范圍 :－ 10℃ ～＋40℃ 。 圖 324 常見的熱釋電紅外傳感器外形 熱釋電傳感器 輸出 特性 熱釋電紅外傳感器輸出電信號的幅度和頻率主要決定于：目標人體的溫度、探測區(qū)域背景、人體離傳感器的距離、人體移動的速度、光學(xué)透鏡系統(tǒng)的焦距和設(shè)計樣式。人體溫度和探測區(qū)域背景的溫差越大，離傳感器越近，輸出電信號的幅值將越大。雙敏感元熱 釋電傳感器配合菲涅爾光學(xué)透鏡使用時，輸出信號波形電壓峰峰值約為 1mV，頻率可由下列公式計算： LSfVf bb ???? ?2 （ 31） 其中： f 是輸出信號頻率（ Hz）， b V 是人體移動速度（ m/s）， fb 是光學(xué)系統(tǒng)焦距（ mm）， s 是傳感器敏感元的面積（ mm2）， L 是人體離傳感器距離（ m）。 對于雙敏感元傳感器，標準尺寸為 2（ mm） *1（ mm），人體移動速度范圍為 （ m/s）～ 5（ m/s），常 用探測器上使用的菲涅爾透鏡焦距為 25（ mm），我們可計算出傳感器輸出信號的頻率范圍為 ～ 8Hz[24]。 熱釋電紅外傳感器其優(yōu)點是本身不發(fā)出各種類型的輻射，該器件的功耗小、長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 13 隱蔽性好、價格低。 其缺點是容易受各種熱源、光源及射頻輻射的干擾；被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；當環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度下降，有時還會短時失靈 [8]。 注釋 :熱釋電與 0T0001 信號集成芯片的連接熱釋電的 聯(lián)合工作。熱釋電的 1腳連接到芯片的 8 交及電源端，熱釋電的信號出去端 2 腳送至 14 腳， 3 腳接地之后就由 0T0001進行一系列相應(yīng)處理。 OT0001 信號處理集成芯片 介紹 OT0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它和 BISS0001 芯片完全兼容，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 OT0001 芯片 特點 CMOS 工藝 數(shù)?；旌? 具有獨 立的高輸入阻抗運算放大器 內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾 內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器 采用 16 腳 DIP 封裝 OT0001 引腳 圖 332 OT0001 引腳圖 內(nèi)部框圖 長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 圖 333 0T001 內(nèi)部框圖 工作原理 OT0001 是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。 首先，根據(jù)實際需要，利用運算放大器 OP1 組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大。然后耦合給運算放大器 OP2，再進行第二級 放大，同時將直流電位抬高為 VM(≈)后，將輸出信號 V2 送到由比較器 COP1 和 COP2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號 Vs。由于 VH≈、 VL≈，所以，當VDD=5V 時，可有效抑制 177。1V 的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3 是一個條件比較器。當輸入電壓 VcVR(≈)時， COP3 輸出為低電平封住了與門U2,禁止觸發(fā)信號 Vs 向下級傳遞；而當 VcVR 時， COP3 輸出為高電平，進入延時周期 。 當 A