【正文】 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，23 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， 可由指令來設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來區(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： 單片機(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 24 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 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)25 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，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，各部分通過內(nèi)部總線相連。下面介紹幾個(gè)主要部分。 26 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），用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)。因此常說的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是指前 128 個(gè)單元，簡稱內(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，簡稱內(nèi)部 ROM。 （ 4） 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 27 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、 P P P3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 上述部件只有通過內(nèi)部總線將其連接起來才能構(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 此可以說它是一臺(tái)簡單的計(jì)算機(jī)。 ST89C52 較詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如 圖 21028 圖 210 ST89C52 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 29 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、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)開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 l時(shí)，被定義為高阻輸入。 PO能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH編程時(shí)， PO口作為原碼輸入口，當(dāng) FLASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， PO輸出原碼，此時(shí) PO外部必須被 拉高。 30 圖 211 ST89C52 引腳排列圖 P1口 ： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 1/O口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 P2口 ： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 1/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸 出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口 ： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 1/O口，可接收輸出 4個(gè) TTL門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，31 由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流 (ILL)這是由于上拉的緣故。 P3口也可作為 ST89C52的一些特殊功能口，如下為管腳的備選功能 : （ 1） RXD(串行輸入口 ) （ 2） TXD(串行輸出口 ) （ 3） /INTO(外部中斷 0) （ 4） /INT1(外部中斷 1) （ 5） TO(記時(shí)器 0外部輸入 ) （ 6） T1(記時(shí)器 1外部輸入 ) （ 7） /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 ) （ 8） /RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 ) （ 9） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST： 復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 XTAL1： 反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性 （ 1） XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 32 圖 212 內(nèi)部振蕩電路與外部振蕩電路 （ 2） 芯片擦除 整個(gè) EPROM 陣列和三 個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫 “1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， ST89C52 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 LM317 概述 LM317 內(nèi)部包括有兩 個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。 芯片特點(diǎn) ： 內(nèi)部頻率補(bǔ)償。 直流電壓增益高 (約 100dB) 。