【正文】 直流電壓增益高 (約 100dB) 。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)算放大器的場合。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。在閑置模式下， CPU 停止工作。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。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。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 （ 1） XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 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。 RST： 復(fù)位輸入。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 ： 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。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，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。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 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。 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。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 l時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND： 接地。 （ 9） 支持低功耗模式和掉電模式。 （ 7） 六個(gè)中斷源。 （ 5） 32跟可編程輸 /輸出線。 （ 3） 三層程序存儲(chǔ)器瑣。 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。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。 （ 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)。 （ 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。 （ 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。 （ 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。 （ 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。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。 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。下面介紹幾個(gè)主要部分。 圖 29 為 ST89C52 單片機(jī)的基本組成功能方塊圖?？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。 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。 （ 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)。 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。 （ 5） 單片機(jī)的功能是通用的。 （ 4） 系列齊全，功能擴(kuò)展性強(qiáng)。 （ 3） 單片機(jī)的 I/O引腳通常是多功能的。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。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。而 RAM則為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放變量。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。 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器視場的夾角，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區(qū)域。 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?，F(xiàn)在主要使用的是雙元和四 元傳感器。 熱釋電器件是熱釋電傳感器的核心元件，是將熱輻射變?yōu)殡娏鞯膭?dòng)態(tài)能量轉(zhuǎn)換元件，熱釋電器件的電特征屬性是一個(gè)以熱電晶體薄膜為電介質(zhì)的平板電容器，隨著溫度的改變，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變化的熱輻射。 菲涅爾透鏡是凸透鏡，將物體的紅外影像投射在熱電元件表面。 RSY2 Y1R1 R2 C2 C1 R3 R4 Q2N P NQ1F E TV c c V C C3v 12vOUT 圖 25 熱釋電紅外傳感器原理圖 21 圖 26 菲涅爾透鏡 被動(dòng)紅外探測器光學(xué)系統(tǒng)的類型 被動(dòng)紅外探測器光學(xué)系統(tǒng)包括菲涅爾透鏡、拋物面反射鏡、遮擋片三種類型。 其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖 25 所示 , 在 VCC 電源端利用 C1 和 R2 來穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。本設(shè)計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器 LM317來進(jìn)行兩級(jí)放大，以使其獲得足夠的增益。 當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號(hào)，然后使該信號(hào)通過一個(gè)由 C C R R2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為 16Hz，下限截止頻率為 6Hz。為了對(duì)某一波長范圍的紅外輻射有較高的敏感度，該傳感器在窗口上加裝了一塊干涉濾波片。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測元上，從而使傳 感器輸出電壓信號(hào)。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，從而完成報(bào)警功能。 一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi) ， 人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的 熱量不同 ，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理 而輸出電壓信號(hào)。 人體輻射的紅外線中心波長為 910um，而探測元件的波長靈敏度在 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“ 盲區(qū) ” 和 “ 高靈敏區(qū) ” ，以提高它的探測接收靈敏度。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。 PIR 的原理特性 熱釋電紅外線傳感器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 的探測元件。 為了探測移動(dòng)人體 ,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器 ,在這種傳感器內(nèi)部 ,兩個(gè)敏感元件反相連接 ,當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件 極化程度相同 ,互相抵消。 熱釋電紅外線傳感器 簡介 熱釋電紅外線傳感器是 80年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件，它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)輸出。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。 18 （ 3） 紅外線熱釋電傳感器探測范圍內(nèi)不得有隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物。 正確的安裝應(yīng)滿足下列條件 : （ 1） 紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 。 抗干擾性能： 防小動(dòng)物干擾：探測器安裝在推薦的使用高度，對(duì)探測范圍內(nèi)地面上的小動(dòng)物，一般不產(chǎn)生報(bào)警。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用 ，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號(hào)輸出。為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的抑制作用。 被動(dòng)式熱釋電紅外探測器的特性：這種探頭是以探測人體輻射為目標(biāo)的。紅外感應(yīng)源通常采用一些熱釋電元件（強(qiáng)介電質(zhì)材料如鈦鎬酸鉛、鈦酸鋇等）作成。人體都有恒定的體溫，一般在 37℃ ,所以會(huì)發(fā)出特定波長 10um左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的 10um左右的紅外線而進(jìn)行工作的。 在電子防盜、人體探測器領(lǐng)域中，被動(dòng)式熱釋電紅外探測器的應(yīng)用非常 廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定而受到廣大用戶的歡迎。本系統(tǒng)考慮到不僅要滿足可靠探測的需要，而且還需經(jīng)濟(jì)實(shí)用和安裝操作簡便，所以選用了無線人體熱釋電紅外傳感器完成防盜監(jiān)測。檢測控制系統(tǒng)處于某種狀態(tài)的信息，并由此控制系統(tǒng)的狀態(tài)，或者跟蹤系統(tǒng)變化的目標(biāo)值。把以文字、符號(hào)、代碼、圖形等多種形式記錄在紙或膠片上的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)等易處理的信號(hào)數(shù)據(jù)，或者讀出記錄在各種媒介上的信息并進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對(duì)某種特定要求，需檢測目標(biāo)物的存在狀態(tài)，把某狀態(tài)信息轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)或裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。 傳感器技術(shù) 感應(yīng)器技術(shù)是信息采集技術(shù)的第一步，感應(yīng)器是將能夠感受到的及按規(guī)定被測量的按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或 裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，其中敏感元件是指感應(yīng)器中能直接感受或響應(yīng)被測量 (輸入量 )的部分，轉(zhuǎn)換元件是指感應(yīng)器中能將敏感元件感受的或響應(yīng)的感應(yīng)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和（或）測量的電信號(hào)的部分。 系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 本系統(tǒng)主要有電源電路、熱釋電紅外傳感器電路、振動(dòng)位移傳感器模塊、16 ST89C52控制電路、警鈴電路部分組成。 智能住宅安防報(bào)警系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)方案是參照國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)我國住宅建設(shè)的實(shí)際情況，為滿足新時(shí)期居民的居住要求，并充分考慮其經(jīng)濟(jì)性和可靠性。當(dāng)報(bào)警延遲 10s一段時(shí)間后自動(dòng)解除，也可人工手動(dòng)解除報(bào)警信號(hào)，然后通過 LED 顯示報(bào)警次數(shù)，當(dāng)警情消除后復(fù)位電路使系統(tǒng)復(fù)位，或者是在聲光報(bào)警 10s 鐘后有定時(shí)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)消除報(bào)警。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)過軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出入侵報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。它們的進(jìn)程框圖如 圖 22 所示。硬件包括單片機(jī)、輸入 /輸出設(shè)備、以及外圍應(yīng)用電路等組成的系統(tǒng)，軟件是各種工作程序的總稱。 就此設(shè)計(jì)的核心模塊來說，單片機(jī)就是設(shè)計(jì)的中心單元，所以此系統(tǒng)也是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一種應(yīng)用。電路結(jié)構(gòu)做成可劃分為：熱釋電紅外傳感器 、家庭智能報(bào)警器、單片機(jī)控 制電路、 LED 控制電路及相關(guān)的控制管理軟件組成。 該設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。 為了探測移動(dòng)人體 ,通常使用雙元件型熱釋電紅外傳感器 ,在這種傳感器內(nèi)部 ,兩個(gè)敏感元件反相連接 ,當(dāng)人體靜止時(shí)兩元件極化程度相同 ,互相抵消。 本系統(tǒng)采用了熱釋電紅外傳感器，它的制作簡單、成本低，安裝比較方便，而且防盜性能比較穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng) 、靈敏度高、安全可靠。 通過比較，方案二能滿足我們實(shí)時(shí)快捷的要求，更加簡單有效，固本設(shè)計(jì)