【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 USB接口定義如圖 32所示。由圖 32可知，本設(shè)計(jì)只用到 4管腳，并將它們分別作為電源的正負(fù)極；而 3管腳為數(shù)據(jù)接口，本設(shè)計(jì)不會(huì)用到。 第 5 頁(yè) 圖 32 USB接口定義 本設(shè)計(jì)中光學(xué)系統(tǒng)采用菲涅爾透鏡（如圖 33所示）。 圖 33 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。它將 入射光的波長(zhǎng)限制到 10μm左右（人體紅外線輻射的峰值） 。在很多時(shí)候相當(dāng) 于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本較普通的凸透鏡低很多。其作用有兩個(gè)：一是聚焦作用；二是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(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，從而增強(qiáng)其能量幅度。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)。 熱釋電紅外傳感器如圖 34所示。 第 6 頁(yè) 圖 34熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅 外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。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。人體都有恒定的體溫，一般在 37度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng) 10μm左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10μm左右的紅外線而進(jìn)行工作的。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體發(fā)射的 10μm左右的紅外線通過(guò)菲涅爾透鏡增強(qiáng)后聚集到紅外探測(cè)元件。紅外探測(cè)元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。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 10～ 20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)。 被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價(jià)格低廉。 缺點(diǎn)： *容易受各種熱源、光源干擾 ； *被動(dòng)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 ； *環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。 抗干擾性能： ① 防小動(dòng)物干擾：探測(cè)器安裝在推 薦地使用高度（ 2～ 3米），對(duì)探測(cè)范圍內(nèi)地面 上地 小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警 ； ② 抗電磁干擾：探測(cè)器的抗電磁波干擾性能符合 GB10408中 ，一般手機(jī)電磁干擾不會(huì)引起誤報(bào) ； ③ 抗燈光干擾：探測(cè)器在正常靈敏度的范圍內(nèi)，受 3米外 H4 鹵素?zé)敉高^(guò)玻璃照射，不產(chǎn)生報(bào)警。 第 7 頁(yè) 紅外線熱釋電傳感器對(duì)人體的敏感程度還和人的運(yùn)動(dòng)方向關(guān)系很大。紅外線熱釋電傳感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感 ,而對(duì)于橫 切方向 (即與半徑垂直的方向 )移動(dòng)則最為敏感（如圖 35所示）。在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。 圖 35 傳感器敏感度 一旦有人侵入監(jiān)控區(qū)域時(shí)熱釋電紅外傳感器將和菲涅爾透鏡共同作用，對(duì)紅外信號(hào)接收后送交信號(hào)處理電路。其工作原理如圖 36所示。 圖 36 人體通過(guò)傳感器時(shí)產(chǎn)生的信號(hào) 信號(hào)處理及放大電路設(shè)計(jì)如圖 37所示 。 圖 37（ a） 信號(hào)處理及放大電路 第 8 頁(yè) 圖 37（ b） 信號(hào)處理及放大電路 圖 37（ a）構(gòu)成的信號(hào) 處理及放大電路理論上是能夠?qū)崿F(xiàn)報(bào)警功能的，但在做實(shí)物的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這種方案是不可行的，因此，最終選用圖 37（ b）作為信號(hào)處理及放大電路。 信號(hào)處理電路用到的關(guān)鍵器件為 BISS0001。它是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。它為 CMOS數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?；具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配進(jìn)行信號(hào)處理；帶有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾；內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器；結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬；內(nèi)置參考電壓，工作電壓范圍為 2～ 6V。在信號(hào)處理電路的輸出端 2接一個(gè) NPN三 極管，構(gòu)成放大電路。 單片機(jī)的工作原理：當(dāng)單片機(jī)的 BISS0001傳來(lái)的上升沿信號(hào)后，觸發(fā)單片機(jī)的 交替輸出高低 電平，發(fā)出報(bào)警聲音。 單片機(jī)復(fù)位電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。 89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST引腳上有一個(gè)高電平并維持 2個(gè)機(jī)器周期 (24個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù) 位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鈕復(fù)位。單片機(jī)上電后 Vcc不斷給 C2 充電， 第 9 頁(yè) 一旦 SW1按下 C2 放電電流由 Vcc流經(jīng) R R2，由于 R0 的分壓作用，使得 RST為高電平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)復(fù)位。 晶振電路：本設(shè)計(jì)中采用 12M晶振，它與單片機(jī)內(nèi)部電路結(jié)合產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率。時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)運(yùn)行速度越快。同時(shí)，它也直接決定單片機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 單 片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 38所示。 圖 38 單片機(jī)最小系統(tǒng) BISS0001 BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 特 點(diǎn) : *CMOS工藝 ； *具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)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(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器 。 BISS0001管腳圖如圖 39所示。 第 10 頁(yè) 圖 39 BISS0001管 腳圖 表 31 BISS0001管腳說(shuō)明 引腳 名稱 I/O 功能說(shuō)明 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng) A為 “1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā) 2 Vo O 控制信號(hào)輸出端。由 VS 的上跳變沿觸發(fā)，使 Vo 輸出從低電平跳變到高電平時(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無(wú) VS 的上跳變時(shí)， Vo 保持低電平狀態(tài)。 3 RR1 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時(shí)間 Tx的調(diào)節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié) 端 7 VSS 工作電源負(fù)端 8 VRF I 參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接 VDD，當(dāng)接 “0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位 9 Vc I 觸發(fā)禁止端。當(dāng) VcVR時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng) VcVR時(shí)允許觸發(fā) (VR≈) 10 IB 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端 11 VDD 工作電源正端 12 2OUT O 第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端