【文章內(nèi)容簡介】 8 圖 32 熱釋感應傳感器 （三）菲涅耳透鏡 菲涅耳透鏡片相當于熱釋感應傳感器的“眼鏡”，它和人的眼睛一樣的作用，配用得當與否直接 影響到使用的功效，配用不當產(chǎn)生錯誤的動作，致使用戶或者開發(fā)者對其失去信心。它的作用是有效的將探測到空間的紅外線集中到傳感器上，菲涅耳透鏡根據(jù)性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產(chǎn)生不同的監(jiān)控視場，視場越多，控制越嚴密。如圖 33 所示為菲涅耳透鏡模型圖。 圖 33 菲涅耳透鏡 （四） BISS0001芯片簡介 BISS0001 是一款傳感信號處理集成電路，只要熱釋感應器把紅外線接收到信號傳輸?shù)?BISS0001 里進行信號處理，它本身靜態(tài)電流極小，工作電壓在 3V— 5V之間，當工作電壓為 5V時輸出的 驅動電流為 10MA。配以熱釋電紅外傳感器和少量外圍元器件即可構成被動式熱釋電紅外傳感器，廣泛用于安防，自控等一些領域，它是有 16 個管腳組成的一種集成塊。如圖 34 所示為 BISS000 集成芯片的內(nèi)部框圖，管腳功能說明如表 31 所示。 9 圖 34 BISS0001 內(nèi)部框圖 表 31：管腳說明圖 引腳 名稱 I/O 功能說明 1 A I 可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端。當 A 為“ 1”時，允許重復觸發(fā)；反之，不可重復觸發(fā) 2 VO O 控制信號輸出端。由 VS 的上跳前沿觸發(fā)，使 Vo 輸出從低電平跳變到高電平時視 為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間 Tx 之外和無 VS 的上跳變時， Vo 保持低電平狀態(tài)。 3 RR1 輸出延遲時間 Tx的調(diào)節(jié)端 4 RC1 輸出延遲時間 Tx的調(diào)節(jié)端 5 RC2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 6 RR2 觸發(fā)封鎖時間 Ti 的調(diào)節(jié)端 7 VSS 工作電源負端，一般接 0V 8 VRF I 參考電壓及復位輸入端。通常接 VCC，當接“ 0”時可使定時器復位 10 9 VC I 觸發(fā)禁止端。當 Vc＞ VR 時允許觸發(fā) (VR≈ ) 10 IB 運算放大器偏置電流設置端，經(jīng) RB 接 VSS 端， RB取值為 1M左右。 11 VCC 工作電源正端，范圍為 3~5V 12 2OUT O 第二級運算放大器的輸出端 13 2IN I 第二級運算放大器的反相輸入端 14 1IN+ I 第一級運算放大器的同相輸入端 15 1IN I 第一級運算放大器的反相輸入端 16 1OUT O 第一級運算放大器的輸出端 由圖可見 BISS0001 由運算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時間定時器、封鎖時間定時器即參考電壓等構成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰？蓮V泛應用于多種傳感器和延時控制器。 首先，根據(jù)實際需要，利用運算放大器 OP1 組成傳感信號預處理電路，將信號放大。然后耦合給運算放大器 OP2，再進行第二級放大，同時將直流電位抬高為 VM(≈ )后，將輸出信號 V2送到由比較器 COP1和 COP2 組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號 Vs。由于 VH≈ 、 VL≈，所以，當 VDD=5V 時，可有效抑制177。 1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3 是一個條件比較器。當輸入電壓 Vc＞ VR 時， COP3 輸出為高電平，進入延時周期。 當 A 端接“ 0”電平時，在 Tx時間內(nèi)任何 V2 的變化都被忽略 ，直至 Tx 時間結束，即所謂不可重復觸發(fā)工作方式。當 Tx 時間結束時， Vo 下跳回低電平，同時啟動封鎖時間定時器而進入封鎖周期 Ti。在 Ti 時間內(nèi)，任何 V2的變化都不能使 Vo 跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平） ,可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。而可重復觸發(fā)工作方式下的波形在 Vc=“ 0”、 A=“ 0”期間，信號Vs 不能觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。在 Vc=“ 1”、 A=“ 1”時， Vs 可重復觸發(fā) Vo 為有效狀態(tài)，并可促使 Vo 在 Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在 Tx時間內(nèi)，只要 Vs發(fā)生上跳變，則 Vo 將從 Vs 上跳變時刻起繼續(xù)延長一個 Tx周期；若 Vs 保持為“ 1”狀態(tài)，則 Vo 一直保持有效狀態(tài)；若 Vs 保持為“ 0”狀態(tài)，則在 Tx 周期結束后Vo 恢復為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時間 Ti 時間內(nèi)，任何 Vs 的變化都不能觸11 發(fā) Vo 為有效狀態(tài)。 （五）信號采集處理模塊 圖 35 信號處理模塊 本電路是將人體輻射的紅外線轉變?yōu)殡娦盘枴後尲t外感應 2 腳輸入到前置放大器 OP1 進行放大，然后由 C4 耦合給運算放大器 OP2 進行第二級放大。再經(jīng)過電壓比較器 COP1 和 COP2 構成雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號去啟動延時時間定時器輸出信號在經(jīng)過 R3 進入單片機部分進行處理。延時 周期可通過R12 來調(diào)節(jié)輸出，在延時時間內(nèi)只要 Vs 發(fā)生上跳變， Vo 就會從 Vs 上跳變時刻起繼續(xù)延長一個周期，而電路中的電容為了能夠更好的控制了芯片內(nèi)的定時器，若Vs 一直保持為高電平，這樣就可以通過 P10 傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)進行下一步處理。而根據(jù)不同的距離要求來調(diào)節(jié) R13，最大可以調(diào)節(jié)到 7 米左右。圖中 BISS0001 中 1腳用跳線連連接住一個接高電平可觸發(fā)工作另一個接低電平不可觸發(fā)工作 ,可重復觸發(fā)方式就是感應到高電平后，在延時時間段內(nèi)如果有人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才將高電平變?yōu)榈碗娖?，?電路設計就是可觸發(fā)方式。 12 四、單片機部分 （一） AT89S52單片機簡介 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 At mel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2 級中斷結構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。這一模塊以單片機為中心把程序代碼燒進去然后外圍接上復位電路 、 振蕩電路 、鍵盤控制、 LED顯示 電路、 報 警電路等子模塊。 （二）單片機最小系統(tǒng)： 要使單片機工作起來最基本的電路構成為單片機最小系統(tǒng)如圖 42 所示。13 圖 42 信號處理模塊 單片機最小系統(tǒng)包括單片機 、 復位電路 、 時鐘電路構成。 AT89S52 單片機的工作電壓范圍： ,所以通常給單片機外界 5V直流電源。連接方式為單片機中的 40 腳 VCC 接正極 5V，而 20 腳 VSS 接電源地端。 復位電路就是確定單片機的工作起始狀態(tài)，完成單片機的啟動過程。單片機接通電源時產(chǎn)生復位信號，完成單片機啟動確定單片機起始工作狀態(tài)。 當單片機系統(tǒng)在運行中，受到 外界 環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。 一般有上電自動復位和外部按鍵手動復位，單片機在時鐘電路工作以后，在 RESET 端持續(xù)給出 2 個機器周期的高電平時就可以完成復位操作。本 設計采用的是外部手動按鍵復位電路，需要接上上拉電阻來 提高輸出高電平的值 。如圖 421 所示。 14 圖 421 復位電路圖 時鐘電路好比單片機的心臟，它控制著單片機的工作節(jié)奏。時鐘電路就是振蕩電路，是向單片機提供一個正弦波信號作為基準，決定單片機的執(zhí)行速度。XTAL1 和 XTAL2