【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 隔離物。（4）紅外線熱釋電傳感器不要直對(duì)窗口，否則窗外的熱氣流擾動(dòng)和人員走動(dòng)會(huì)引起誤報(bào)，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。振動(dòng)位移傳感器：高靈敏振動(dòng)位移傳感器，是一種集振動(dòng)和位移測(cè)量于一身的全方位固態(tài)控制器件,是目前作為狀態(tài)檢測(cè)和報(bào)警的最佳選擇，傳感部分采用目前先進(jìn)固態(tài)加速度檢測(cè)器件，既對(duì)振動(dòng)有很高的檢測(cè)靈敏度，又對(duì)周圍環(huán)境的聲音信號(hào)抑制，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，可廣泛應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車、保險(xiǎn)柜、門窗等場(chǎng)合的防盜裝置中，器件的內(nèi)部均含有專用的控制芯片，應(yīng)用非常方便，可直接帶動(dòng)小功率負(fù)載。熱釋電紅外線傳感器簡(jiǎn)介熱釋電紅外線傳感器是80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件，它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)輸出。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)檢測(cè)等。為了探測(cè)移動(dòng)人體,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器,在這種傳感器內(nèi)部,兩個(gè)敏感元件反相連接,當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同,互相抵消。但人體移動(dòng)時(shí),兩元件極化程度不同,凈輸出電壓不為0 ,從而達(dá)到了探測(cè)移動(dòng)人體的目的。 PIR的原理特性熱釋電紅外線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2*1mm的探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出1020米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而強(qiáng)其能量幅度。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為910um。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為710um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。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)處理而輸出電壓信號(hào)。在該探測(cè)技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測(cè)器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來(lái)完成探測(cè)目的。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。 PIR結(jié)構(gòu)特性及安裝使用時(shí)D端接電源正極，G端接電源負(fù)極，S端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。這種濾波片除了允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射通過(guò)外，還能將燈光、陽(yáng)光和其它紅外輻射拒之門外。當(dāng)人體輻射的紅外線通過(guò)菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測(cè)元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號(hào)，然后使該信號(hào)通過(guò)一個(gè)由CCRR2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為16Hz。由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測(cè)信號(hào)電壓十分微弱（通常僅有１mV左右），而且是一個(gè)變化的信號(hào)，同時(shí)菲涅爾透鏡的作用又使輸出信號(hào)電壓呈脈沖形式（脈沖電壓的頻率由被測(cè)物體的移動(dòng)速度決定，），所以應(yīng)對(duì)熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。本設(shè)計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器LM317來(lái)進(jìn)行兩級(jí)放大，以使其獲得足夠的增益。本設(shè)計(jì)所用的熱釋感器就采用這種雙探測(cè)元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖25所示, 在VCC電源端利用C1和R2來(lái)穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管FET放大后，經(jīng)過(guò)C2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢?，再?jīng)過(guò)三極管Q2的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平。圖25 熱釋電紅外傳感器原理圖圖26 菲涅爾透鏡被動(dòng)紅外探測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)的類型被動(dòng)紅外探測(cè)器光學(xué)系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、拋物面反射鏡、遮擋片三種類型。圖28 雙元紅外傳感器示意圖菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在PIR上；第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)。 菲涅爾透鏡是凸透鏡，將物體的紅外影像投射在熱電元件表面。熱釋電紅外傳感器其熱釋電器件及前置放大電路封裝在圓型金屬帽內(nèi)，金屬帽頂部方型開(kāi)孔鑲嵌有抗冷白光的硅紅外濾光片，底部有金屬引腳，分別為電源引腳，地線引腳，熱電信號(hào)輸出腳。熱釋電器件是熱釋電傳感器的核心元件，是將熱輻射變?yōu)殡娏鞯膭?dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換元件，熱釋電器件的電特征屬性是一個(gè)以熱電晶體薄膜為電介質(zhì)的平板電容器，隨著溫度的改變，熱電晶體表面自發(fā)極化電荷其規(guī)模具有跟隨變化的性質(zhì)，即熱輻射可引起該電容器的電容量變化，從而可利用這一特性來(lái)探測(cè)變化的熱輻射。熱釋電紅外傳感器包括單元、雙元、四元三種類型?，F(xiàn)在主要使用的是雙元和四元傳感器。被動(dòng)紅外傳感器優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)主要為：（1）本身不發(fā)射任何類型輻射，安全可靠；（2）價(jià)格低廉。缺點(diǎn)主要為：（1）容易受各種熱源、陽(yáng)光源干擾；（2）受環(huán)境溫度限制，環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，靈敏度下降；（3）針對(duì)被動(dòng)紅外探測(cè)器存在的缺點(diǎn)，可以采用不同的措施來(lái)避免產(chǎn)品誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象。一方面是采用新技術(shù)來(lái)加強(qiáng)抗干擾能力；另一方面是在安裝方面加以注意。產(chǎn)品在安裝過(guò)程中還需要注意安裝方向，由于透鏡的光學(xué)特性決定橫切探測(cè)區(qū)域比較敏感，所以產(chǎn)品安裝時(shí)要注意入侵方向與探測(cè)器視場(chǎng)的夾角，最好成90o垂直，這樣就可以保證有人入侵時(shí)能最大程度橫切探測(cè)區(qū)域。 單片機(jī)技術(shù)單片機(jī)的特點(diǎn)：所謂單片機(jī)就是一塊芯片上集成了CPU、ROM、RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口電路等而具有一定規(guī)模的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)與通用微型計(jì)算機(jī)相比較，它在硬件結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨(dú)到之處，主要特點(diǎn)如下：（1）單片機(jī)中的存儲(chǔ)器ROM和RAM是嚴(yán)格分工的。ROM為程序存儲(chǔ)器，只存放程序、常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。而RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放變量。這樣的結(jié)構(gòu)主要是考慮到單片機(jī)用于控制系統(tǒng)中，有較大的程序存儲(chǔ)空間，把已調(diào)試好的程序固化在ROM中，而把少量的隨機(jī)數(shù)據(jù)存放在RAM中，這樣，小容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器能以高速RAM形式集成在單片機(jī)內(nèi)，以加快單片機(jī)的執(zhí)行速度。但單片機(jī)上RAM是作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用，而不是當(dāng)作高速數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器（Cache）用。（2）采用面向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制的需要，單片機(jī)的邏輯控制能力要優(yōu)于同等級(jí)的CPU，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)的位處理能力。單片機(jī)的運(yùn)行速度也較高。（3）單片機(jī)的I/O引腳通常是多功能的。由于單片機(jī)機(jī)芯上引腳有限，為了解決實(shí)際引腳和需要的信號(hào)線數(shù)的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法，引腳處于何種功能，可由指令來(lái)設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來(lái)區(qū)分。（4）系列齊全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)具有內(nèi)部掩膜ROM、內(nèi)部EPROM和外接ROM等形式，并可方便的擴(kuò)展外部的RAM、ROM及I/O接口，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來(lái)極大的方便。（5）單片機(jī)的功能是通用的。單片機(jī)雖然主要是作控制器用，但功能上還是通用的，可以像一般微處理器那樣廣泛地應(yīng)用在各個(gè)方面。單片機(jī)的應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)在控制應(yīng)用領(lǐng)域中，有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）體積小、成本低、運(yùn)用靈活、易于產(chǎn)品化，它能方便地組成各種智能化的控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)電儀一體化；（2）面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得更佳的性能價(jià)格比；（3）抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣的環(huán)境下都能可靠地工作，這是其他機(jī)種無(wú)法比擬的；（4）可以方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)和分布式控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。單片機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，下面僅列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域。（1）工業(yè)控制數(shù)控機(jī)床，溫度控制，可編程順序控制，電機(jī)控制，工業(yè)機(jī)器人，智能傳感器，離散與連續(xù)過(guò)程控制；（2）儀器儀表智能儀器，醫(yī)療器械，液體和氣體色譜儀，數(shù)字示波器；（3）電訊技術(shù)調(diào)制解調(diào)器，聲象處理，數(shù)字濾波，智能線路運(yùn)行控制；（4）辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)外部設(shè)備圖形終端機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)，繪圖儀，磁盤/磁帶機(jī)，智能終端機(jī)；（5）導(dǎo)航與控制導(dǎo)彈控制，魚(yú)雷制導(dǎo)，智能武器裝置，航天導(dǎo)航系統(tǒng)；（6）汽車與節(jié)能點(diǎn)火控制，變速控制，防滑車控制，排氣控制，最佳燃料控制，計(jì)費(fèi)器，交通控制；（7）商用產(chǎn)品自動(dòng)售貨機(jī)，電子收款機(jī)，電子秤，銀行統(tǒng)計(jì)機(jī)；（8）家用電器微波爐，電視機(jī)，錄像機(jī)，音響設(shè)備，游戲機(jī)。ST89C52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)ST89C52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS 51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的ST89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。ST89C52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè) 全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，ST89C52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷 系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三 種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖29為ST89C52單片機(jī)的基本組成功能方塊圖。有圖可見(jiàn)，在這一塊芯片上，集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲(chǔ)器、可編程I/O口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口等，各部分通過(guò)內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要部分。圖29 ST89C52 功能方塊圖（1）中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)最核心的部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，具有運(yùn)算和控制功能。ST89C52的CPU是一個(gè)字長(zhǎng)為8位的中央處理單元，即它對(duì)數(shù)據(jù)的處理是按字節(jié)為單位進(jìn)行的。（2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（內(nèi)部RAM）芯片中共有256B的RAM單元，但其中后128個(gè)單元（80H0FFH）被專用寄存器占用，能作為寄存器提供用戶使用的只是前128個(gè)單元（007FH），用于存放可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。因此常說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是指前128個(gè)單元，簡(jiǎn)稱內(nèi)部RAM。（3）程序存儲(chǔ)器（內(nèi)部ROM）芯片內(nèi)部有4 KB的掩膜ROM，可用于存放程序、原始數(shù)據(jù)和表格等，因此稱為程序存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)部ROM。（4）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器出于控制應(yīng)用的需要，芯片內(nèi)部共有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)單片機(jī)進(jìn)行控制。（5）并行I/O 口ST89C52共有4 個(gè)8 位的I/O口（P0、PPP3口），可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。（6）串行口ST89C52有1 個(gè)全雙工的可編程串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其他設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該串行口功能較強(qiáng)，既可以作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可以作為同步移位寄存器使用。（7）中斷控制系統(tǒng)ST89C52 的中斷系統(tǒng)功能較強(qiáng)，可以滿足一般控制應(yīng)用的需要。它共有5 個(gè)中斷源：2 個(gè)外部中斷源/INTO和/INT1 ；3 個(gè)內(nèi)部中斷源，即2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷，1個(gè)串行口中斷。（8）時(shí)鐘電路ST89C52 單片機(jī)芯片內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，系統(tǒng)允許的最高晶振頻率為12MHz。（9）內(nèi)部總線上述部件只有通過(guò)內(nèi)部總線將其連接起來(lái)才能構(gòu)成一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)?？偩€在圖中以帶箭頭的空心線表示。系統(tǒng)的地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)分別通過(guò)系統(tǒng)的三大總線—地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線進(jìn)行傳送，總線結(jié)構(gòu)減少了單片機(jī)的連線和引腳，提高了集成度和可靠性。由上所述，ST89C52雖然是一塊芯片，但它包括了構(gòu)成計(jì)算機(jī)的基本部件，因此可以說(shuō)它是一臺(tái)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)。ST89C52 較詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 210 圖 210 ST89C52 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖ST89C52的特點(diǎn)：ST89C52是ATMEL公司采用CMOS工藝生產(chǎn)的低功耗、高性能8位單片機(jī)，與MCS51單片機(jī)兼容，其功能特點(diǎn)為：（1）4K字節(jié)閃爍存儲(chǔ)器(FLASH)，可進(jìn)行1000次寫(xiě)、擦除操作。（2）靜態(tài)操作，外接OHZ24MHZ晶振。（3）三層程序存儲(chǔ)器瑣。（4）128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。（5）32跟可編程輸/輸出線。（6）兩個(gè)6位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。（7）六個(gè)中斷源。（8）一個(gè)可編程串口。（9）支持低功耗模式和掉電模式。下面我們介紹一下ST89C52的引腳，ST89C52引腳排列如圖211所示，各引腳的功能如下：VCC：供電電壓。GND：接地。PO口：PO口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。