【文章內容簡介】 而異 。 復合型 是指中間轉換環(huán)節(jié)與物性型敏感元件復合而成，采用中間環(huán)節(jié)的目的是在大量的被測非電量中可直接利用敏感材料的物質特性轉換為電信號 。 5 傳感器的轉換原理分類 有機 — 電傳感器、光 — 電傳感器、熱 — 電傳感器、磁 — 電傳感器、電化學傳感器 。 6 傳感器的功能分類 單功能傳感器、多功能傳感器、智能傳感器 。 7 按輸出信號分類 根據傳感器輸出是模擬信號還是數字信號，可分為模擬傳感器、數字傳感器此外根據轉換過程可逆與否，分為雙向傳感器和單向傳感器 。 傳感器的發(fā)展 方向和技術發(fā)展特點 傳感器的發(fā)展方向和趨勢 傳感器涉及的知識廣泛，但它們卻有共性，因此發(fā)展途徑主要是采用新工藝，技術、材料、理論達到高質量的轉換效能 。 技術發(fā)展特點 1 高精度、數值化 隨著自動化生產程度的不斷提高，對傳感器的要求也在不斷提高，必須研制出具有靈敏度高、精確度高、響應速度快 、互換性好的新型傳感器以確保生產自動化的可 靠性 。 2 智能化 隨著現代化的發(fā)展，傳感器的功能突破了傳統(tǒng)的功能，數字傳感器即傳感器的智能化隨著機器人的出現、宇宙飛船向地球傳遞的信 息 增多，多 種數據應由傳感器自身處理、分類、 壓縮傳送 。 3 向微功耗及無源化發(fā)展 傳感器一般都是非電量向電量轉換，工作時離不了電源，在野外現場或遠離電網的地方 ，往往使用電池供電或太陽能供電，開發(fā)微功耗的傳感器和無源的傳感器可以節(jié)省能源、提高系 統(tǒng)壽命 。 4 微型化、集成化 控制儀器設備的功能越來越大，要求各個部件體積所占空間越來越好，傳感器越小越好，目前硅材料制作的傳感器體積已經很小 。 紅外傳感器基本原理分類 紅外輻射的基本概念：紅外輻射俗稱紅外線，是一種肉眼看不見的電磁波。波 長 范圍大致在 ~1000um 的頻譜范圍之內，紅外線所占據的波段被分為四部分，即近紅外，中紅外，遠紅外，和極紅外 。紅外輻射和所有電磁波一樣，是以波的形式在空間 直線傳播的，具有反射、折射、散射、干涉和吸收等性質。紅外光在真空中 V 傳 =3*10^8m|s 紅外光在介質中傳播會產生衰減，紅外光在金屬中傳播衰減很大 ，但紅外輻射能透過大部分半導體和一些塑料，大部分液體對紅外輻射吸收非常大。氣體對其吸收各不相同，大氣層對不同波長的紅外光存在不同的吸收帶。 第 3 章 AT89C51 單片機的結構與 主要 特性 單片機的概述 AT89C51 是一種低功耗、高性能、 CMOS、 8 位微控制器帶有 4K 字節(jié) 閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓高性能的微處理器，叫做單片機。它的只讀存儲器可以反復的擦除 100 次，它使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 89S51 指令集輸出管腳兼容。 它是一種高效微控制器，它為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供靈活而價廉的方案 。 特性： 與 MCS— 51 兼容 4K 字節(jié)可編程 Flash 存儲器 周期為 1000 次循環(huán)擦除 全靜態(tài)工作： 0~24HZ 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內部 RAM 32 可編程 I/O 口線 兩 個 16 位定時器和計數器 五個中斷源 可編程串行通道 片內振蕩器和時鐘電路 掉電模式 和空閑模式 。 單片機硬件的組成 中央處理器（運算器和控制器）、存儲器（ ROM、 RAM）、 I/O 接口、特殊功能部件 。中央處理器是單片機 的核心部件，作用是讀入和分析每條指令并按功能要求完成操作 ?？刂破魇强刂茊纹瑱C工作的神經中樞；通常 ROM 存放程序代碼和常數表格數據， RAM 存放變量和全局數據； I/O 接口 有串行和并行接口 。特殊功能部件 一般包括定時 /計數器、中斷系統(tǒng)、時鐘振蕩電路、布爾處理器。 51 單片機的引腳 與實現功能 圖 31 AT89C51的引腳排列 DIP40 電源引腳： Vcc：主電源的正極端，接 +5V。 不同的單片機可以允許不同的工作電壓 。 Vss：主電源的負極端，接地。 時鐘引腳： XTAL1：片內反相放大器的輸入端 。 若用外部輸入時鐘， 此引腳必須接 地 。 XTAL2：片內反相放大器的輸入端。若用外部輸入時鐘，此引腳做它的輸入端 。 控制引腳： RESET/VPD： RESET 是復位信號輸入端，它保持兩個機器周期（ 24 個時鐘周期） 以上的高電平可以完成復位操作 ， 正脈沖有效（寬度 ?8 mS） 。 ALE/PROG: 地址鎖存允許 控制端 。 EA/Vpp: 尋址外部 ROM 控制端 。低有效，片內有 ROM 時應當接高電平。 PSEN：選通外部 ROM 的讀 (OE)控制端。 低電平有效。 的第二功能 表 32 引 腳 第 二 功 能 RXD: 串行口接收數據輸入端 TXD: 串行口發(fā)送數據輸出端 INT0: 外部中斷申請輸入端 0 INT1: 外部中斷申請輸入端 1 T0: 外部計數脈沖輸入端 0 T1: 外部計數脈沖輸入端 1 WR: 寫外設控制信號輸出端 RD: 讀外設控制信號輸出端 8051 的 40 條引腳，除電源、晶振接入和通用 I/O 端口外，其余引腳都是為系統(tǒng)擴 展而設置 的 ,其中 P0 口有兩種工作方式。一種作為普通 I/O 端口使用時，是一個 8 位漏極開路型準雙向 I/O 端口。 二是在 CPU 訪問片外存儲器時，它是一個標準的雙向 I/O 接口，采用分時復用方式提供 8 位的地址和用做 8 位雙向數據總線。 P1 口是唯一的單功能接口，僅能作為通用 I/O 接口，它是自帶上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 端口，每一位驅動 4 個 LSTTL 負載，當 P1 口作為輸入接口時，應先向 P1 口鎖存器寫“ 1”。 P2 口有兩種工作方式。一種作為普通 I/O 端口使用時， 它是自帶上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 接口，每一位驅動 4 個 LSTTL 負載，當 P2 口作為輸入接口時，應先向 P2 口鎖存器寫“ 1”。 二是在訪問外部存儲器時， P2 口作為高 8 位地址線使用。 P3 口也是自帶上拉電阻的 8 位準雙向 I/O 端口，每一位驅動 4 個 LSTTL 負載。當 P2口作為輸入接口時，應先向 P2 口鎖存器寫“ 1”。 總線 一、地址總線 P2 口提供高 8 位地址 A8 ~ A15， P0 口經地址鎖存器提供低 8 位地址 A7 ~ A0 。 共 16位地址，外部尋址空間為 64K。 二、數據總線 P0 口提供數據總線 D7 ~D0 。 P0 口是分時復用線，它既輸送低 8 位地址信息（經地址鎖存器鎖存），又要傳送數據信息。 三、控制總線 主要由 ALE、 PSEN、 WR、 RD 組成，其中 WR、 RD 是 P3 口的第二功能。 地 址 鎖存器 址線 線 制 控制線 控制線 線制線 P2 P0 PSEN AL PSE E RD WR 89C51 地址線 控制線 數據線 圖 33 總線與接口 時鐘電路和振蕩器 51 單片機內置一個振蕩器和時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，常用頻率 6MHZ、 12MHZ。振蕩器實際上是一個高增益反相器。使用時需外接一個晶振和兩個相匹配的電容。單片機內部有一個高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2，在芯片的外部通過這兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調電容，形成反饋電路，就構成了一個穩(wěn)定的自激振蕩器，如下圖 所示，電路中電容一般為 30PF 左右，晶體振蕩頻率為 ~12MHZ。 圖 34 內部振蕩電路連接 在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了單片機間時鐘信號同步，引入唯一的外部脈沖信號作為單片機的振蕩脈沖。此時，對于 HMOS 和 CHMOS 型單片機，外部時鐘電路就有不同。 1． HMOS 型單片機外部時鐘電路 外部的脈沖信號是經過 XTAL2 引腳注入， XTAL1 接地。 XTAL2 要接上拉電阻。 2． CHMOS 型單片機外部時鐘電路 CHMOS 型單片機，外接時鐘信號從 XTAL1 端接入， XTAL2 端懸空。 CPU 總是按照一定的時鐘節(jié)拍與時序工作： 1 個振蕩周期 = 晶振頻率 fosc 的倒數； 1 個機器周期 = 12 個振蕩周期； 1 個指令周期 = 4 個機器周期 。 第 4 章 LMD18200 芯片 LMD18200 芯片的概論 LMD18200 是美國國家半導體公司 (NS)推出的專用于直流電動機驅動的 H 橋組件。同一芯片上集成有 CMOS 控制電 路 和 DMOS 功率器件，利用它可以與主處理器、電機和增量型編碼器構成一個完整的運動控制系統(tǒng)。 LMD18200 廣泛應用 于打印機、機器人和各種自動化控制領域。 主要性能 1 峰值輸出電流高達 6A，連續(xù)輸出電流達 3A； 2 工作電壓高達 55V； 3 Low RDS(ON) typically per switch； 4 TTL/CMOS 兼容電平的輸入； 5 無 “ shootthrough” 電流； 即無擊穿電流。 6 具有溫度報警和過熱與短路保護功能； 7 芯片結溫 能 達 145℃， 當 結溫達 170℃時，芯片關斷； 8 具有良好的抗干擾性。 典型應用 與引腳 典型應用 l