【正文】 置 高 電 平 ， 發(fā) 送 應(yīng) 答 信 息 ， 然 后 再 置 低 電 平 接 收 控 制 指 令 ， 繼 續(xù) 保 持 為 低 電 平 ， 使 串 行 收 發(fā) 器 處 于 接 收 狀 態(tài) ； 若 不 是 本 機(jī) 地 址 ， 使 低 電 平 ， 使 串 行收 發(fā) 器 處 于 接 收 偵 聽(tīng) 狀 態(tài) 。ROREDEDI GNDABVCCTLP5214ATLP5214BTLP5214C+5V+ 470Ω+5V120Ω20Ω20Ω12V7V12V7VMAX485RST/Vpp1RXD/TXD/XTAL24XTAL15INT0/INT1/T0/T1/GND10VCC 20 19 18 17 16 15 14 1189C2051第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn)13 光 信 號(hào) 取 樣 電 路光 信 號(hào) 取 樣 電 路 如 圖 27 所 示 ， 圖 中 主 要 由 光 信 號(hào) 采 集 電 路 和 A/D 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 電 路組 成 ， 其 中 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 是 電 路 的 核 心 。 信 號(hào) 經(jīng) 過(guò) 采 集 送 入 A/D 轉(zhuǎn) 換 電 路 ， 通 過(guò) 單 片 機(jī) 處理 后 ， 最 終 作 為 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 程 序 進(jìn) 行 開(kāi) 關(guān) 燈 判 斷 的 依 據(jù) 。A/D 轉(zhuǎn) 換 器 的 位 數(shù) 應(yīng) 根 據(jù) 信 號(hào) 的 測(cè) 量 范 圍 和 精 度 來(lái) 選 擇 ， 使 其 有 足 夠 的 數(shù) 據(jù) 長(zhǎng) 度 ，保 證 最 大 量 化 誤 差 在 設(shè) 計(jì) 要 求 的 精 度 范 圍 內(nèi) 。 本 系 統(tǒng) 中 ， 信 號(hào) 的 測(cè) 量 范 圍 的 電 壓 ：—， 精 度 。在 本 次 設(shè) 計(jì) 中 選 用 了 帶 串 行 控 制 的 10 位 模 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 TLC1549， 它 是 由 德 州 儀 器（ Texas Instruments 簡(jiǎn) 寫(xiě) 為 TI） 公 司 生 產(chǎn) 的 ， 它 采 用 CMOS 工 藝 ， 具 有 自 動(dòng) 采 樣 和保 持 ， 采 用 差 分 基 準(zhǔn) 電 壓 高 阻 抗 輸 入 ， 抗 干 擾 性 能 好 ， 可 按 比 例 量 程 校 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 換 范 圍 ，總 不 可 調(diào) 整 誤 差 達(dá) 到 (177。)1LSB Max， 芯 片 體 積 小 等 特 點(diǎn) 。 同 時(shí) 它 采 用 了 Microwire 串行 接 口 方 式 ， 故 引 腳 少 ， 接 口 方 便 靈 活 。 與 傳 統(tǒng) 的 并 行 方 式 接 口 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 （ 例ADC0809/0808） 相 比 ， 其 單 片 機(jī) 的 接 口 電 路 簡(jiǎn) 單 ， 占 用 I/O 口 資 源 少 。圖 27 光 信 號(hào) 取 樣 電 路 Microwire 串 行 總 線 性 能 介 紹Microwire 總 線 是 美 國(guó) 國(guó) 家 半 導(dǎo) 體 （ NS） 公 司 推 出 的 三 線 同 步 串 行 總 線 。 這 種 總線 由 一 根 數(shù) 據(jù) 輸 出 線 （ SO） 、 一 根 數(shù) 據(jù) 輸 入 線 （ SI） 和 一 根 時(shí) 鐘 線 （ SK） 組 成 （ 但每 個(gè) 器 件 還 要 接 一 根 片 選 線 ） 。 原 始 的 Microwire 總 線 上 只 能 連 接 一 片 單 片 機(jī) 作 為 主機(jī) ， 總 線 上 的 其 它 設(shè) 備 都 是 從 機(jī) 。 此 后 ， NS 公 司 推 出 了 8 位 的 COP800 單 片 機(jī) 系 列 ，仍 采 用 原 來(lái) 的 Microwire 總 線 ， 但 單 片 機(jī) 上 的 總 線 接 口 改 成 既 可 由 自 身 發(fā) 出 時(shí) 鐘 ， 也常 州 工 學(xué) 院 計(jì) 算 機(jī) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文14可 由 外 部 輸 入 時(shí) 鐘 信 號(hào) ， 也 就 是 說(shuō) ， 連 接 到 總 線 上 的 單 片 機(jī) 既 可 以 是 主 機(jī) ， 也 可 以 是從 機(jī) 。 為 了 區(qū) 別 于 原 有 的 Microwire 總 線 ， 稱 這 種 新 產(chǎn) 品 為 增 強(qiáng) 型 的Microwire／ PLUS 總 線 。 增 強(qiáng) 型 的 Microwire／ PLUS 總 線 上 允 許 連 接 多 片 單 片 機(jī) 和 外圍 器 件 ， 因 此 ， 總 線 具 有 更 大 的 靈 活 性 和 可 變 性 ， 非 常 適 用 于 分 布 式 、 多 處 理 器 的 單片 機(jī) 測(cè) 控 系 統(tǒng) 。 要 改 變 一 個(gè) 系 統(tǒng) ， 只 需 改 變 連 接 到 總 線 上 的 單 片 機(jī) 及 外 圍 器 件 的 數(shù) 量和 型 號(hào) 。 Microwire 總 線 系 統(tǒng) 的 典 型 結(jié) 構(gòu) 如 圖 28 所 示 。圖 28 Microwire 總 線 系 統(tǒng) 典 型 結(jié) 構(gòu) TLC1549 的 接 口 設(shè) 計(jì)圖 29 TLC1549 引 腳 及 與 A/D 接 口 電 路TLC1549 采 用 了 Microwire 串 行 接 口 方 式 ， 其 接 口 時(shí) 序 如 圖 29 所 示 ， 在 芯 片 選擇 （ CS） 無(wú) 效 情 況 下 ， I/O CLOCK 最 初 被 禁 止 且 DATA OUT 處 于 高 阻 狀 態(tài) 。 當(dāng) 串 行 接 口把 CS 拉 至 有 效 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 換 時(shí) 序 開(kāi) 始 允 許 I/O CLOCK 工 作 并 使 DATA OUT 脫 離 高 阻 狀 態(tài) 。串 行 接 口 然 后 把 I/O CLOCK 序 列 提 供 給 I/O CLOCK 并 從 DATA OUT 接 收 前 次 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 。I/O CLOCK 從 主 機(jī) 串 行 接 口 接 收 長(zhǎng) 度 在 10 和 16 個(gè) 時(shí) 鐘 之 間 的 輸 入 序 列 。 開(kāi) 始 10 個(gè)I/O 時(shí) 鐘 提 供 采 樣 模 擬 輸 入 的 控 制 時(shí) 序 。圖 210 TLC1549 方 式 1 時(shí) 序 圖在 CS 的 下 降 沿 ， 前 次 轉(zhuǎn) 換 的 MSB 出 現(xiàn) 在 DATA OUT 端 。 10 位 數(shù) 據(jù) 通 過(guò) DATA OUT 被 發(fā) 送 到 主 機(jī) 串 行 接 口 。 為 了 開(kāi) 始 轉(zhuǎn) 換 ， 最 少 需 要 10 個(gè) 時(shí) 鐘 脈 沖 。 如 果 I/O CLOCK 第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn)15傳 送 大 于 10 個(gè) 時(shí) 鐘 長(zhǎng) 度 ， 那 么 在 的 10 個(gè) 時(shí) 鐘 的 下 降 沿 ， 內(nèi) 部 邏 輯 把 DATA OUT 拉 至低 電 平 以 確 保 其 余 位 的 值 為 零 。 在 正 常 進(jìn) 行 的 轉(zhuǎn) 換 周 期 內(nèi) ， 規(guī) 定 時(shí) 間 內(nèi) CS 端 高 電 平至 低 電 平 的 跳 變 可 終 止 該 周 期 ， 器 件 返 回 初 始 狀 態(tài) （ 輸 出 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 的 內(nèi) 容 保 持 為 前次 轉(zhuǎn) 換 結(jié) 果 ） 。 由 于 可 能 破 壞 輸 出 數(shù) 據(jù) ， 所 以 在 接 近 轉(zhuǎn) 換 完 成 時(shí) 要 小 心 防 止 CS 被 拉至 低 電 平 。 時(shí) 序 圖 如 圖 210。 TCL1549 的 數(shù) 據(jù) 采 集 程 序 設(shè) 計(jì)/* AetAD()TLC1549 數(shù) 據(jù) 采 集 */sbit ADCLK=P1^0。sbit ADOUT=P1^1。sbit ADCS=P1^2。/**/Void AetAD(){uchar i=1,w,PickCount。uint vol。for(w=1。w=PickCount。w++){ADCLK=ADOUT=0。vol=0。ADCS=0。//開(kāi) 啟 控 制 電 路 ， 使 能 DATA OUT 和 I/O CLOCKfor(i=1。i=10。i++)//采 集 10 位 串 行 數(shù) 據(jù){//給 一 個(gè) 脈 沖ADCLK=1。vol=1。if(ADOUT)vol|=0x01。ADCLK=0。}ADCS=1。delay(21)。//兩 次 轉(zhuǎn) 換 間 隔 大 于 21usP0=0xff。//P0 口 置 初 始 輸 入 狀 態(tài)}}第 三 章 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 實(shí) 現(xiàn)16 人 體 信 號(hào) 采 集 電 路人 體 信 號(hào) 采 集 由 人 體 紅 外 檢 測(cè) 探 頭 和 比 較 電 路 組 成 。 人 體 紅 外 探 頭人 體 紅 外 檢 測(cè) 探 頭 由 菲 涅 爾 透 鏡 、 熱 釋 紅 外 傳 感 器 P2288 組 成 。1． 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(guò) 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) 的 焦 距 ， 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 ， 一 、 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 還 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(zhǎng) 、 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(zhǎng) 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(kāi) 濾 光 玻 璃 片 ， 其 內(nèi) 部有 兩 點(diǎn) 對(duì) 7—14um 的 紅 外 波 長(zhǎng) 特 別 敏 感 的 TO—5 材 料 連 接 著 場(chǎng) 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(guò) 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(jiàn) 圖 211。 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 走圖 211 信 號(hào) 產(chǎn) 生 輸 出 示 意 圖第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn)17方 向 呈 平 行 為 宜 。2 熱 釋 紅 外 傳 感 器熱 釋 電 人 體 紅 外 線 傳 感 器 是 上 世 紀(jì) 80 年 代 末 期 出 現(xiàn) 的 一 種 新 型 傳 感 器 件 ， 現(xiàn) 在 已得 到 越 來(lái) 越 廣 泛 的 應(yīng) 用 ， 從 原 理 上 分 析 ， 它 主 要 有 主 動(dòng) 式 和 被 動(dòng) 式 兩 類 。熱 釋 電 紅 外 傳 感 器 和 熱 電 偶 都 是 基 與 熱 電 效 應(yīng) 原 理 的 熱 電 型 紅 外 傳 感 器 。 熱 釋 電紅 外 傳 感 器 （ 以 下 簡(jiǎn) 稱 ： 傳 感 器 ） 由 敏 感 單 元 、 阻 抗 變 換 器 和 濾 光 窗 等 三 大 部 分 組 成 。圖 212 為 它 們 的 頂 視 圖 ， 其 中 較 大 的 矩 形 部 分 為 濾 光 窗 ， 圖 213 為 底 視 圖 ， 圖 214為 側(cè) 視 圖 ， P P2 為 兩 個(gè) 敏 感 單 元 ， 面 積 約 21mm2， 間 距 1mm。 （ 1） 敏 感 單 元當(dāng) 傳 感 器 沒(méi) 有 檢 測(cè) 到 人 體 輻 射 出 的 紅 外 線 信 號(hào) 時(shí) ， 由 于 P P2 自 身 產(chǎn) 生 極 化 ，在 電 容 的 兩 端 產(chǎn) 生 極 性 相 反 、 電 量 相 等 的 正 、 負(fù) 電 荷 ， 而 這 兩 個(gè) 電 容 的 極 性 是 相 反 串聯(lián) 的 ， 所 以 ， 正 、 負(fù) 電 荷 相 互 抵 消 ， 回 路 中 無(wú) 電 流 ， 傳 感 器 無(wú) 輸 出 。當(dāng) 人 體 靜 止 在 傳 感 器 的 檢 測(cè) 區(qū) 域 內(nèi) 時(shí) ， 照 射 到 P P2 上 的 紅 外 線 光 能 能 量 相 等 ，且 達(dá) 到 平 衡 ， 極 性 相 反 、 能 量 相 等 的 光 電 流 在 回 路 中 相 互 抵 消 。 傳 感 器