【文章內(nèi)容簡介】 掉電保護(hù)方式下，RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T 可選。 主控制機(jī)電路設(shè)計(jì) 主控制器采用 STC89C52單片機(jī)作為微處理器，STC89C52是 STC 公司生產(chǎn)的低電壓、高光照檢測(cè)電路熱紅外傳感器 人體檢測(cè)電路火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警電路控制電路顯示電路MCU第 7 頁性能 CMOS8位單片機(jī),具有8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器， STC89C52RC 單片機(jī)：8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；內(nèi)帶2K 字節(jié) EEPROM 存儲(chǔ)空間；可直接使用串口下載；STC89C52單片機(jī)：8K 字節(jié)程序存儲(chǔ)空間；256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；帶有2KB 的eeprom 空間。 菲涅爾透鏡 菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號(hào)折射（反射）在 PIR 上，第二個(gè)作用是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。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(gè)段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個(gè)適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號(hào)變成電信號(hào)送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。整個(gè)接收人體紅外光的方式也被稱為被動(dòng)式紅外活動(dòng)目標(biāo)探測(cè)器。鏡片主要有三種顏色：聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易變形。 二、白色主要用于適配外殼顏色。三、黑色用于防強(qiáng)光干擾,鏡片可以結(jié)合產(chǎn)品外觀注色，使產(chǎn)品整體更美觀。每一種鏡片有一型號(hào)（以年號(hào)+系列號(hào)命名），鏡片主要參數(shù)：一、外觀描述——外觀形狀（長、方、圓）、尺寸（直徑）。以毫米為單位。二、探測(cè)范圍——指鏡片能探測(cè)的有效距離（米）和角度。三、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。長形和方形鏡片要呈弧形以焦距為單位對(duì)準(zhǔn)探頭窗口。鏡片與探頭的配合應(yīng)用——我們常用的是雙源式探頭，揭開濾光玻璃片，其內(nèi)部有兩點(diǎn)對(duì) 7—14um 的紅外波長特別敏感的 TO—5 材料連接著場效管。靜態(tài)情況下空間存在紅外光線，由于雙源式探頭采用互補(bǔ)技術(shù)，不會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)輸出。動(dòng)態(tài)情況下，人體經(jīng)過探頭先后被 A 源或被 B 源感應(yīng)，SaSb 或 SaSb 產(chǎn)生差值，雙源失去互補(bǔ)平衡作用而很敏感地產(chǎn)生信號(hào)輸出，見圖 33。當(dāng)人對(duì)著探頭呈垂直狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，Sa=Sb 不產(chǎn)生差值，雙源很難產(chǎn)生信號(hào)輸出。因此，探測(cè)器安裝的位置與人行走方向呈平圖 32 信號(hào)產(chǎn)生輸出示意圖第 8 頁行為宜。 熱釋電傳感器及處理電路 熱釋電紅外線傳感器熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。熱釋電傳感器具有成本低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、靈敏度高、可流動(dòng)安裝等特點(diǎn)。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。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器若不加菲涅爾透鏡，則其檢測(cè)距離僅為 2 m 左右；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測(cè)距離可增加到 10 m 以上。由于熱釋電傳感器輸出的信號(hào)變化緩慢、幅值小(小于 1 mV)，不能直接作為照明系統(tǒng)的控制信號(hào)，因此傳感器的輸出信號(hào)必須經(jīng)過一個(gè)專門的信號(hào)處理電路，使得傳感器輸出信號(hào)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(hào)。根據(jù)以上要求，人體熱釋電檢測(cè)電路組成框圖如圖 34 所示。 圖 33 人體熱釋電檢測(cè)電路組成框圖 信號(hào)處理電路 本設(shè)計(jì)采用 BIS0001 來完成對(duì)熱釋電傳感器輸出信號(hào)的處理。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)、報(bào)警用人體熱釋電傳感器等。BIS0001 的引腳圖如圖 圖 34BIS0001 的引腳圖 光照檢測(cè)電路 圖 36 中，運(yùn)算放大器 OP1 將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由 C3耦合給運(yùn)算放大器 OP2 進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器 COP1 和 COP2 構(gòu)成的雙向鑒幅檢測(cè)對(duì)象 菲涅爾透鏡 熱釋電紅外傳感器 信號(hào)處理電路 Vm第 9 頁器處理后，檢出有效觸發(fā)信號(hào) Vs 去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號(hào) VO 經(jīng)晶體管 T1 放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。R3 為光敏電阻，用來檢測(cè)環(huán)境照度。當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3 的電阻值會(huì)降低，使 9 腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào) Vs。SW1 是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng) SW1 與 1 端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng) SW1 與 2 端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。 防火及報(bào)警電路 火焰?zhèn)鞲衅魇翘綔y(cè)物質(zhì)在燃燒時(shí)，產(chǎn)生煙霧和放出熱量時(shí)產(chǎn)生的光輻射。　 　 火焰燃燒輻射光波段火焰?zhèn)鞲衅饔址Q感光式火災(zāi)探測(cè)器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性，即探測(cè)火焰燃燒的光照強(qiáng)度和火焰的閃爍頻率的一種火災(zāi)探測(cè)器。 圖 36 BIS0001 的熱釋電紅外開關(guān)應(yīng)用電路圖 顯示電路 圖 37 LCD1602 引腳圖1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中：第 1 腳：VSS 為電源地 第 2 腳：VCC 接 5V 電源正極第 10 頁第 3 腳：V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過高時(shí)會(huì) 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平 1 時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器 、低電平 0 時(shí)選擇指令寄存器。第 5 腳：RW 為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第 6 腳：E(或 EN)端為使能(enable)端。 第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端。第 15～16 腳：空腳或背燈電源。15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極。 輸出控制電路單片機(jī)對(duì)光照檢測(cè)電路和傳感器處理電路輸出的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，輸出控制信號(hào)由單片機(jī)的 輸出。在室內(nèi)環(huán)境光照較強(qiáng)或光較弱但室內(nèi)又無人時(shí)， 輸出高電平，此時(shí)三極管 V1 截止，繼電器 J1 不工作，則接在 220 V 上的照明設(shè)備不亮。在室內(nèi)光照較弱且傳感器檢測(cè)室內(nèi)有人時(shí)，則 輸出低電平，此時(shí)三極管 V1 導(dǎo)通，繼電器 J1 工作，則220 V 交流電通過繼電器加到照明設(shè)備上，照明設(shè)備正常點(diǎn)亮。 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)軟件流程圖 開始系統(tǒng)初始化火焰檢測(cè)火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警電路火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警電路報(bào)警光照檢測(cè)是否有人YN強(qiáng)弱NY第 11 頁 圖 41 系統(tǒng)軟件流程圖 軟件部分的主要任務(wù)是完成對(duì)光照檢測(cè)電路和對(duì)熱釋電傳感器信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)進(jìn)行處理。在光照較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)光照檢測(cè)電路的輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。光照較弱時(shí)，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài) V0 進(jìn)行檢測(cè)。若室內(nèi)有人時(shí) V0 為高電平，系統(tǒng)控制照明設(shè)備點(diǎn)亮。若檢測(cè)到室內(nèi)無人時(shí)，則系統(tǒng)控制照明設(shè)備熄滅并重新對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài) V0 進(jìn)行檢測(cè)?；谏鲜龇治?，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程如圖 41 所示。 仿真環(huán)境介紹 Keil 介紹隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展，Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil。該軟件是美國 Keil Software 公司出品的軟件開發(fā)系統(tǒng)，其允許用戶使用匯編或者 C 語言來開發(fā) MCS51 單片機(jī)（或與 MSC51 指令兼容的其它單片機(jī)）的應(yīng)用軟件。功能上，Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（u Vision）將這些部份組合在一起。外觀上采用全 Windows 界面，容易上手。性能上，即便是使用高級(jí)語言開發(fā)應(yīng)用程序，其生成的目標(biāo)代碼效率也非常高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊。 Proteus 介紹Proteus 是一款集單片機(jī)仿真與 SPICE 分析于一身的 EDA 仿真軟件，于 1989 年由英國Labcenter Electronic Ltd 研發(fā)成功，經(jīng)過多年的發(fā)屏，現(xiàn)已成為當(dāng)前 EDA 性價(jià)比最高、性能最強(qiáng)的一款軟件。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用