【正文】 /**/Void AetAD(){uchar i=1,w,PickCount。uint vol。for(w=1。w=PickCount。w++){ADCLK=ADOUT=0。vol=0。ADCS=0。//開 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){第 三 章 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 實(shí) 現(xiàn)//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)}} 人 體 信 號 采 集 電 路人 體 信 號 采 集 由 人 體 紅 外 檢 測 探 頭 和 比 較 電 路 組 成 。 人 體 紅 外 探 頭人 體 紅 外 檢 測 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 折 射 （ 反 射 ） 在 PIR上 ， 第 二 個(gè) 作 用 是 將 探 測 區(qū) 域 內(nèi) 分 為 若 干 個(gè) 明 區(qū) 和 暗 區(qū) ， 使 進(jìn) 入 探 測 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 。 當(dāng) 人 進(jìn) 入 感 應(yīng) 范 圍 ， 人 體 釋 放 的 紅 外 光 透 過 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 變 成 電 信 號 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 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 （ 以 年 號 +系 列 號 命 名 ） ， 鏡 片 主 要 參 數(shù) ：一 、 外 觀 描 述 ——外 觀 形 狀 （ 長 、 方 、 圓 ） 、 尺 寸 （ 直 徑 ） 。 以 毫 米 為 單 位 。第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn)二 、 探 測 范 圍 ——指 鏡 片 能 探 測 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 形 和方 形 鏡 片 要 呈 弧 形 以 焦 距 為 單 位 對 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 濾 光 玻 璃 片 ， 其 內(nèi) 部有 兩 點(diǎn) 對 7—14um 的 紅 外 波 長 特 別 敏 感 的 TO—5 材 料 連 接 著 場 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 輸 出 。動(dòng) 態(tài) 情 況 下 ， 人 體 經(jīng) 過 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 輸 出 ， 見 圖 211。 當(dāng) 人 對 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 輸 出 。 因 此 ， 探 測 器 安 裝 的 位 置 與 人 行 走方 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 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 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。 圖 211 信 號 產(chǎn) 生 輸 出 示 意 圖圖 212 傳 感 器 頂 圖 213 傳 感 器 低 圖 214 傳 感 器 側(cè)第 三 章 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 實(shí) 現(xiàn)（ 1） 敏 感 單 元當(dāng) 傳 感 器 沒 有 檢 測 到 人 體 輻 射 出 的 紅 外 線 信 號 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 電 流 ， 傳 感 器 無 輸 出 。當(dāng) 人 體 靜 止 在 傳 感 器 的 檢 測 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 仍 然 沒 有 信 號輸 出 。 同 理 ， 在 燈 光 或 陽 光 下 ， 因 陽 光 移 動(dòng) 的 速 度 非 常 緩 慢 ， P P2 上 的 紅 外 線 光 能能 量 仍 然 可 以 看 作 是 相 等 的 ， 且 在 回 路 中 相 互 抵 消 ； 再 加 上 傳 感 器 的 響 應(yīng) 頻 率 很 低（ 一 般 為 ~10Hz） ， 即 傳 感 器 對 紅 外 光 的 波 長 的 敏 感 范 圍 很 窄 （ 一 般 為 5~15um） ，因 此 ， 傳 感 器 對 它 們 不 敏 感 。從 原 理 上 講 ， 任 何 發(fā) 熱 體 都 會(huì) 產(chǎn) 生 紅 外 線 ， 熱 釋 電 人 體 紅 外 線 傳 感 器 對 紅 外 線 的敏 感 程 度 主 要 表 現(xiàn) 在 傳 感 器 敏 感 單 元 的 溫 度 所 發(fā) 生 的 變 化 ， 而 溫 度 的 變 化 導(dǎo) 致 電 信 號的 產(chǎn) 生 。 環(huán) 境 與 自 身 的 溫 度 變 化 由 其 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 決 定 了 它 不 向 外 輸 出 信 號 ； 而 傳 感 器 的低 頻 響 應(yīng) （ 一 般 為 ~10Hz） 和 對 特 定 波 長 紅 外 線 （ 一 般 為 5~15um） 的 響 應(yīng) 決 定 了傳 感 器 只 對 外 界 的 紅 外 線 的 輻 射 而 引 起 傳 感 器 的 溫 度 的 變 化 而 敏 感 ， 而 這 種 變 化 對 人體 而 言 就 是 移 動(dòng) 。 所 以 ， 傳 感 器 對 人 體 的 移 動(dòng) 或 運(yùn) 動(dòng) 敏 感 ， 對 靜 止 或 移 動(dòng) 很 緩 慢 的 人體 不 敏 感 ； 它 可 以 抗 可 見 光 和 大 部 分 紅 外 線 的 干 擾 。（ 2） 濾 光 窗 制 造 熱 釋 電 紅 外 探 測 元 的 高 熱 電 材 料 是 一 種 廣 譜 材 料 ， 它 的 探 測 波 長 范 圍 為～ 20μ m。 為 了 對 某 一 波 長 范 圍 的 紅 外 輻 射 有 較 高 的 敏 感 度 ， 通 常 在 傳 感 器 上 加 裝了 一 塊 干 涉 濾 光 窗 。 濾 光 窗 是 由 一 塊 薄 玻 璃 片 鍍 上 多 層 濾 光 層 薄 膜 而 成 的 ， 濾 光 窗 能有 效 地 濾 除 ~14um 波 長 以 外 的 紅 外 線 。 例 如 ， SCA021 對 ~14um 波 長 的 紅 外 線的 穿 透 量 為 70%， 在 處 時(shí) 下 降 為 65%， 而 在 處 時(shí) 陡 降 為 %； P2288 的響 應(yīng) 波 長 為 6~14um， 中 心 波 長 為 10um。物 體 發(fā) 射 出 的 紅 外 線 輻 射 能 ， 最 強(qiáng) 波 長 和 溫 度 的 關(guān) 系 滿 足 λ m*T=2989（ ）（ 其 中 λ m 為 最 大 波 長 ， T 為 絕 對 溫 度 ） 。 人 體 的 正 常 體 溫 為 36~℃ ， 即309~， 其 輻 射 的 最 強(qiáng) 的 紅 外 線 的 波 長 為 λ m=2989/（ 309~）=~， 中 心 波 長 為 。 因 此 ， 人 體 輻 射 的 最 強(qiáng) 的 紅 外 線 的 波 長 正 好 落 在濾 光 窗 的 響 應(yīng) 波 長 （ 7~14um） 的 中 心 。 所 以 ， 濾 光 窗 能 有 效 地 讓 人 體 輻 射 的 紅 外 線 通過 ， 而 最 大 限 度 地 阻 止 陽 光 、 燈 光 等 可 見 光 中 的 紅 外 線 的 通 過 ， 以 免 引 起 干 擾 。 第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn) 比 較 電 路比 較 電 路 如 圖 215 所 示 ， 由 兩 個(gè) 運(yùn) 算 放 大 器 組 成 ， 輸 入 信 號 來 自 于 紅 外 人 體 探頭 輸 出 。 比 較 電 路 中 的 基 準(zhǔn) 電 壓 分 別 由 兩 個(gè) 獨(dú) 立 的 分 壓 電 路 得 到 ， 供 電 路 比 較 所 用 。即 運(yùn) 算 放 大 器 D1 的 6 腳 和 D2 的 1 腳 電 壓 分 別 為 和 。圖 215 人 體 信 號 比 較 電 路通 過 比 較 電 路 將 相 應(yīng) 的 電 壓 比 較 結(jié) 果 以 數(shù) 字 信 號 輸 出 。 當(dāng) 被 動(dòng) 紅 外 探 頭 在 有 效 范圍 內(nèi) 感 應(yīng) 到 人 體 信 號 后 ， 運(yùn) 算 放 大 器 的 “2 腳 ”或 “5 腳 ”的 電 壓 降 為 ； 當(dāng) 被 動(dòng)紅 外 探 頭 在 有 效 范 圍 內(nèi) 沒 有 感 應(yīng) 人 體 紅 外 信 號 時(shí) ， “2 腳 ”或 “5 腳 ”的 電 壓 降 為。 探 頭 故 障 斷 路 時(shí) ， 則 “2 腳 ”或 “5 腳 ”的 電 壓 降 為 0V。 頭 工 作 正 常 “1 腳 ”的 電 壓 恒 定 為 ， “2 腳 ”的 電 壓 有 1V 或 是 兩 種 狀 態(tài) ，“6 腳 ”的 電 壓 恒 定 為 ， “5 腳 ”的 電 壓 與 “2 腳 ”的 電 壓 保 持 一 致 。探 頭 將 會(huì) 根 據(jù) 有 無 人 體 信 號 在 “2 腳 ”產(chǎn) 生 或 兩 種 電 壓 信 號 。 頭 工 作 不 正 常 （ 由 于 故 障 或 沒 有 安 裝 探 頭 ）“1 腳 ”的 電 壓 恒 定 為 ， “2 腳 ”的 電 壓 為 0V，“6 腳 ”的 電 壓 恒 定 為 ， “5 腳 ”的 電 壓 為 0V。探 頭 將 只 會(huì) 產(chǎn) 生 一 種 電 壓 信 號 0V。具 體 的 比 較 結(jié) 果 如 下 表 21 所 示 。第 三 章 系 統(tǒng) 軟 件 設(shè) 計(jì) 及 實(shí) 現(xiàn)表 21 探 頭 采 集 信 號 輸 出 狀 態(tài) 表探 頭 工 作 狀 態(tài)“1 腳 ”電 壓“2 腳 ”或 “5 腳 ”電 壓“6 腳 ”電 壓 無 人 狀 態(tài) 1 1正 常工 作 有 人 狀 態(tài) 0 1斷 路 或 故 障 0V 1 0通 過 比 較 電 路 ， 不 僅 解 決 了 不 同 工 作 狀 態(tài) 時(shí) 被 動(dòng) 紅 外 探 頭 的 對 外 界 人 體 紅 外 信 號的 采 集 ， 而 且 也 實(shí) 現(xiàn) 了 僅 通 過 被 動(dòng) 紅 外 探 頭 的 兩 根 電 源 線 同 時(shí) 也 傳 輸 了 所 采 集 的 周 圍環(huán) 境 的 紅 外 信 號 ， 一 舉 兩 得 。 DS12887 時(shí) 鐘 芯 片 接 口 電 路 設(shè) 計(jì)本 次 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 中 ， 燈 光 設(shè) 計(jì) 有 以 時(shí) 間 作 為 基 準(zhǔn) 信 號 ， 故 采 用 了 DALLAS 公 司 的DS12887 芯 片 。 DS12887 為 DALLAS 公 司 生 產(chǎn) 的 實(shí) 時(shí) 時(shí) 鐘 芯 片 ， 除 具 有 實(shí) 時(shí) 鐘 功 能 外 ，它 還 具 有 114 字 節(jié) 的 通 用 RAM， 采 用 CMOS 技 術(shù) 制 成 ， 具 有 內(nèi) 部 晶 振 和 時(shí) 鐘 芯 片 備 份 鋰電 池 ， 而 且 它 與 目 前 應(yīng) 用 廣 泛 的 時(shí) 鐘 芯 片 MC146818B 和 DS1287 管 腳 兼 容 。 采 用DS12887 芯 片 設(shè) 計(jì) 的 時(shí) 鐘 電 路 無 需 任 何 外 圍 電 路 和 器 件 ， 并 具 有 良 好 的 微 機(jī) 接 口 。DS12887 芯 片 具 有 微 功 耗 ， 外 圍 接 口 簡 單 ， 精 度 高