【文章內容簡介】 數(shù)字輸出 916De2 數(shù)字輸出 1018De3 數(shù)字輸出 1120FPL 地 1219Do3 數(shù)字輸出 1317Do2 數(shù)字輸出 1415Do1 數(shù)字輸出 1513Do0 數(shù)字輸出 1621GND 地 1711ACKN 時鐘反相信號數(shù)字輸出 189PCLK 象素時鐘，數(shù)字輸入 FCD4B14的引腳功能。，芯片內部電路分為傳感器和資料轉換兩個主要部分。在傳感數(shù)組中，當 280行中的某一行被選中時，被選擇行的每一個象素的電信號傳送到放大器（一次一列）放大。在有兩列被同時選中時（奇數(shù)的和偶數(shù)的），兩個特定的象素信息被傳送到兩個4位A/D轉換器，兩個象素就可在同一個時鐘脈沖時間內被讀出。圖 FCD4B14的內部結構圖傳感器部分每一個象素本身就是一個傳感器。傳感器可檢測從啟動數(shù)據采集到讀取信息之間的溫度變化。整個時間從象素復位到預定的初始狀態(tài)開始為止（這是一個時間的積分過程）。速度取決于焦熱電層（pyroelectric layer）的靈敏度，在復位到積分時間結束之間的溫度變化，和在積分時間的持續(xù)時間內，象素上的電荷被產生。A/D轉換器將象素的模擬信號轉換為可以被微處理器使用的數(shù)字信號，重構8位的指紋圖像。并行端口和USB接口的數(shù)據傳輸率為1MB/s，重構指紋圖像最低需要500frame/s速率。兩個4位ADC輸出兩個象素的內容，一次一個字節(jié)。(c)沖擊傳感器 在玻璃由或玻璃門上安裝壓電型傳感器，檢測由于故意破壞而引起的沖擊現(xiàn)象。這種傳感器對汽車的聲音成風所引起的輕微振動沒什么反應，僅對故意破壞或切割玻璃引起的高頻振動作出響應，從而能夠檢測這種故意破壞的行為。將沖擊傳感器粘貼在門窗的玻璃上，當有人敲擊或擊碎玻璃時，傳感器可以傳輸信號。，在其外殼的基板上固定一個螺栓，螺栓上有一個彈簧，彈簧的頂端焊有一個鋼球，它們都是良導體。外殼也使用良導體制成。在靜止狀態(tài)時，不論傳感器受到外力沖擊，如砸、碰、撞、敲擊、撬動時，則鋼球在加速度作用下產生運動和外殼接通，便可輸出報警信號，使系統(tǒng)工作。這個傳感器在此系統(tǒng)中將被安放在每個用戶的窗戶上。 沖擊傳感器 A/D轉換器的選擇ADC0809是一個28引腳雙列直插式封裝的芯片，帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及與微型計算機兼容的控制邏輯CMOS組件，其轉換方法是逐次逼近型。它的各引腳功能如下：IN0～IN7：8路模擬電壓信號輸入端；2－1～2－8：8位數(shù)字量輸出端；START：啟動A/D轉換的控制輸入端，高電平有效；ALE：地址鎖存允許控制信號輸入端，該引腳有效時，ADDC、ADDB、ADDA才能控制所選擇8路輸入模擬通道中的1路。START和ALE這兩個信號端可連在一起，當通過軟件輸入一個正脈沖時，便立即啟動A/D轉換；OE：輸出數(shù)據允許信號端，高電平有效。只有該信號有效時，才能打開輸出三態(tài)緩沖器，用于指示轉換已完成，結果數(shù)據已存在鎖存器中。在中斷方式下，此信號可以作為向CPU申請中斷的請求信號，在查詢方式下，此信號可以作為A/D轉換完畢的狀態(tài)信號；CLOCK：時鐘脈沖輸入端；VCC：電源＋5V連線端；GND：接線端；REF（＋）：參考電源輸入端，通常此引腳與VCC相連；REF（－）：參考電源地端，通常此引腳與GND相連；ADDC、ADDB、ADDA選擇模擬通道的地址輸入端。要注意的是只有在ALE引腳有效時，三個引腳才能控制選擇。 。 ADC0809與AT89S51的接口設計 下位機數(shù)據采集系統(tǒng)設計。A/D轉換器AT89S51傳感器檢測信號 下位機數(shù)據采集系統(tǒng)框圖其中傳感器檢測信號通過沖擊傳感器、紅外傳感器和指紋識別傳感器來實現(xiàn)。A/D轉換器選用ADC0809。ADC0809在前面的敘述中已經闡述過，因此這里不在介紹。系統(tǒng)通過傳感器將檢測到的信號經由A/D轉換器傳送至下位機AT89S51中，完成數(shù)據的采集。 上位機鍵盤/顯示接口電路設計本系統(tǒng)鍵盤/顯示接口電路采用8279芯片。8279是一種通用的可編程鍵盤、顯示器接口芯片，能完成鍵盤輸入和顯示控制的功能，用于單片機應用系統(tǒng)中，可以大大提高CPU的效率，并可使接口電路更具有通用性。8279的功能主要包括鍵盤輸入和顯示控制兩個部分，其中鍵盤部分提供掃描工作方式，可連接64個鍵的矩陣鍵盤，并具有自動消抖和多鍵同時按下保護功能。顯示部分則提供了掃描方式的顯示接口?？膳c8位或者16位LED數(shù)碼管連接。 8279的電路組成和工作原理8279主要由輸入/輸出控制、數(shù)據緩沖器、控制與定時寄存器、掃描計數(shù)器、回復緩沖器、FIFO／傳感器RAM、顯示RAM、顯示地址寄存器等電路組成。 下面分別介紹各部分電路的工作原理。（1） 輸入/輸出控制及數(shù)據緩沖器 數(shù)據緩沖器足雙向緩沖器，它將內部總線和外部總線連通，用于傳送CPU和8279之間的命令和數(shù)據。輸入/輸出控制線控制/向各種內部寄行器和緩沖器發(fā)送或接受數(shù)據。CS是片選信號，只有當CS=0時，8279才被選通，CPU才能對其進行讀寫操作。RD、WR是來自CPU的讀寫控制信號。 A0用于區(qū)別信息的特性，當A0=0時，表示輸入/輸出的信息均為數(shù)據；當A0＝1時，表示輸入/輸出的信息為指令，而輸出的信息是狀態(tài)字。（2） 控制與定時寄存器及定時控制 控制與定時寄存器用來寄存鍵盤和顯示的工作方式以及由CPU編程的其他操作方式。這些寄存器一旦接收并鎖存送來的命令，就通過譯碼產生相應購控制信號，從而完成相應的控制功能。定時控制包含基本的計數(shù)鏈，首級計數(shù)器是一個可編程的N級計數(shù)器，N可以在2~31之間由軟件編程，以便從外部時鐘CLK得到內部所需的100kHz時鐘。然后經過分頻為鍵盤掃描提供適當?shù)闹鹦袙呙桀l率和顯示掃描時間。（3） 掃描計數(shù)器掃描計數(shù)器有兩種工作方式，按編碼方式工作時，計數(shù)器做二進制計數(shù)，四位計數(shù)狀態(tài)從掃描線SL0~SL3輸出，經外部譯碼器譯碼后，為鍵盤和顯示器提供掃描線。按譯碼方式時，掃描計數(shù)器的最低二位被譯碼后，從SL0~SL3輸出，因此SL0~SL3提供了4中取1的掃描譯碼。（4） 回復緩沖器、鍵盤去抖及控制來自RL0~RL3的8根回復線的回復信號，由回復緩沖器緩沖并鎖存。在鍵盤工作方式中，回復線作為行列式鍵盤的行列輸入線。在逐行掃描時，回復線用來搜索每一行列中閉合的鍵，當某一鍵閉合時，去抖電路被置位，延時等待10ms后，再檢驗該鍵是否繼續(xù)閉和，并將該鍵的地址和附加的移位、控制狀態(tài)一起形成鍵盤數(shù)據送入8279內部FIFO（先進先出）存儲器?？刂坪鸵莆籇D7的狀態(tài)由兩個獨立的附加開關決定．而掃描（DDD3）和回復（DDD0）則是被按鍵置位的數(shù)據。DDD3來自動掃描計數(shù)器，是按下鍵的行列編，而DDD0則來自列計數(shù)器，它們是根據回復信號而確定的列編碼。在傳感器開關狀態(tài)矩陣方式中，回復線的內容直接被送往相應的傳感器RAM（即FIFO存儲器)。在選通輸入方式中，回復線的內容在CNTL/STB線的脈沖上升沿被送入FIFO存儲器。（5） FIFO/傳感器及其狀態(tài)寄存器FIFO/傳感器RAM是—個雙重功能的8x8RAM。在鍵盤或選通方式工作時，它是FIFO存儲器，其輸入或讀出遵循先入先出的原則。FIFO狀態(tài)寄存器用于存放FIFO的工作狀態(tài)。例如，RAM是滿還是空，其中存有多少數(shù)據，是否操作出錯等。當FIF0存儲器不空時，狀態(tài)邏輯將產生IRQ＝1信號向CPU申請中斷。在傳感器矩陣方式工作時，這個存儲器已變?yōu)閭鞲衅鞑皇谴鎯ζ?。它存放著傳感器矩陣中的每一個傳感器狀態(tài)。在此方式中，若檢索出傳感器變化，IRQ信號變?yōu)楦唠娖?，向CPU申請中斷。（6）顯示RAM和顯示地址寄存器顯示RAM用來存儲顯示數(shù)據，容量為168位。在顯示過程中，存儲的顯示數(shù)據輪流從顯示寄行器輸出。顯示寄存器分為A、B兩組，OUTA0~3利OUTB0~3可以單獨送數(shù)，也可以組成一個8位的字。顯示寄存器的輸比與顯示掃描配合，不斷從顯示RAM中讀出顯示數(shù)據，同時輪流驅動被選中的顯示器件，以達到多路復用的目的，使顯示器件呈現(xiàn)穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。 管腳、引線與功能說明8279采用40引腳封裝。 8279管腳圖其引腳功能如下：D0~D7（數(shù)據總線）：雙向三態(tài)總線，和系統(tǒng)數(shù)據總線相連，用于CPU和8279間的數(shù)據/命令傳遞。CLK（系統(tǒng)時鐘）：輸入線。當RESET=1時，8279復位，其復位狀態(tài)為：（1） 16個字符顯示；（2） 編碼掃描鍵盤、雙鍵鎖定；（3） 程序時鐘編碼為31。CS(片選)：輸入線。當CS=0時，8279被選中，允許CPU對其讀、寫，否則被禁止。A0(數(shù)據選擇)：輸入線。當A0＝1時，CPU寫入數(shù)據為命令字，讀出數(shù)據為狀態(tài)字；當A0=0時，CPU讀、寫的字節(jié)均為數(shù)據。、（讀、寫信號）：輸入線，低電平有效，來自CPU的控制信號，控制8279的讀寫操作。IRQ（中斷請求）：輸入線，高電平有效。在鍵盤工作方式中，當FIFO/傳感器RAM中存有數(shù)據時，IRQ為高電平。CPU每次從RAM中讀出數(shù)據時，IRQ變?yōu)榈碗娖?。若RAM中仍有數(shù)據，則IRQ再次恢復為高電平。在傳感器工作方式中，當檢測到傳感器狀態(tài)變化時，IRQ就出現(xiàn)高電平。SL0~SL3（掃描線）：輸出線．用來掃描鍵盤和顯示器。它們可以編程設定為編碼（4中取1）或譯碼輸出（16取1）。RL0~RL7（回復線）：輸入線，它們是鍵盤矩陣或傳感器矩陣的列（或行）信號輸入線。SHIFT（移位信號）：輸入線，高電平有效。該輸入信號是鍵盤數(shù)據的最高位（D7）．通常用來擴充鍵開關的功能、作為控制功能鍵用。在選通輸入方式時，該信號的上升沿可將來自RL0~RL7的數(shù)據存入FIFORAM中。在傳感器輸入方式時，該信號無效。A0~A3（A組顯示信號）：輸出線。B0~B3（B組顯示信號）：輸出線。這兩組引線都是顯示數(shù)據輸出線，與多位數(shù)字顯示的掃描線SL0~SL3同步，兩組可以獨立使用，也可以合并使用。BD(顯示消隱)：輸出線：低電平有效。該信號在數(shù)字切換顯示或使用消隱命令時，將顯示消隱。 命令格式與命令字 8279的操作方式是通過CPU別8279送入命令來實現(xiàn)編程的。當數(shù)據選擇端A0置l時，CPU對8279寫入數(shù)據為命令字，讀出的數(shù)據為狀態(tài)字。8279共有8條命令。其功能及命令字定義如下。（1）鍵盤/顯示方式設置命令其中：DDD5=000為設置命令特征位。DD3：設定顯示方式，其定義如下：00：8個字符顯示，左入口；01：16個字符顯示，左入口；10：8個字符顯示，右入口；11：16個字符顯示，右入口。左入口：即顯示位置從最左一位（最高位）開始，以后逐次輸入的顯示字符逐個向右順序排列；右入口，即顯示位置從最右一位（最低位）開始，以后逐次輸入的顯示字等待時，已有的顯示字符逐個向左順序排列。DDD0：用來設定鍵盤工作方式，如下所示。000 編碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定；001 譯碼掃描鍵盤，雙鍵鎖定；010 編碼掃描鍵盤，N鍵輪回；011 譯碼掃描鍵盤，N鍵輪回；100 掃描傳感器矩陣；101 譯碼掃描傳感器矩陣；110 選通輸入，編碼顯示掃描；111 選通輸入，譯碼顯示掃描。雙鍵鎖定于N鍵輪回是多鍵按下的兩種不同的保護方式。雙鍵鎖定是為兩鍵同時按下提供的保護方法。在消抖周期里，如果有兩鍵同時按下，則只有其中一個鍵彈起，而另—個鍵保持在按下位置時，才被認可。N鍵輪回是對若干鍵同時按下的保護方法。當有若干鍵按下時，鍵盤掃描能夠根據檢測到的他們按下的順序，依次將它們的狀態(tài)送入FIFORAM中。（2）程序時鐘命令其中：DDD5=001為時鐘命令特征位。DDDDD0用來設定外部輸入CLK端的時鐘進行分頻的分頻數(shù)N。N取值為2~3l。例如外部時鐘頻率為2MHz，DDDDD0被置為10100（N＝20），則對輸入的外部時鐘20分頻，以獲得8279內部要求的100kMHz的基本頻率。（3）讀FIFO/傳感器RAM命令其中：DDD5＝010是讀FIFO/傳感器RAM命令特征位。該命令字只在傳感器方式時使用。在CPU讀傳感器RAM之前，必須使用這條命令來設定傳感器RAM中的8個地址（每個地址一個字節(jié)）。DDD0是傳感器RAM中的8個字節(jié)地址。AI（D4）為自動增量特征位，當AI＝1時，每次讀出傳感器RAM后地址自動加1，地址指針指向下—個存儲單元。這樣，下一個數(shù)據便從下一個地址讀出，而不必重新設讀FIFO/傳感器RAM命令。在鍵盤工作方式中，由于讀出操作嚴格按照先入先出順序，因此，不需要使用此命令。（4）讀顯示RAM命令其中：DDD5＝100為寫顯示RAM命令字的特征位，在寫顯示器RAM之前用該命令設定將要寫入的顯示RAM地址。DDDD0是將要寫入的存儲單元地址。Al（D4）為自動增量特征位，當AI＝l，每次寫入后地址自動加1，指向下一次寫入地址。（5）顯示禁止寫入/消隱命令特征位其中：DDD5＝101為顯不禁止寫入/消隱命令特征位。W/A、IW/B （DD2）為A、B組顯示RAM寫入屏蔽位。由于顯示寄存器分成A、B兩組，可以單獨送數(shù)，故用兩位來分別屏蔽。當A組的屏蔽位D3=1時，A組的顯示RAM禁止寫入：從CPU寫入顯示器RAM數(shù)據時，不會影響A的顯示。這種情況通常在采用雙4位顯示器時使用，因為兩個雙四位顯示器是相互獨立的。為了給其中一個雙四位顯示器輸入數(shù)據而又不影響