【正文】 DS12887 芯 片 具 有 微 功 耗 ， 外 圍 接 口 簡(jiǎn) 單 ， 精 度 高 。 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 。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(hào) 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(duì) 外 界 人 體 紅 外 信 號(hào)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(hào) ， 一 舉 兩 得 。探 頭 將 只 會(huì) 產(chǎn) 生 一 種 電 壓 信 號(hào) 0V。探 頭 將 會(huì) 根 據(jù) 有 無 人 體 信 號(hào) 在 “2 腳 ”產(chǎn) 生 或 兩 種 電 壓 信 號(hào) 。 探 頭 故 障 斷 路 時(shí) ， 則 “2 腳 ”或 “5 腳 ”的 電 壓 降 為 0V。圖 215 人 體 信 號(hào) 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(hào) 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 。 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 。 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(zhǎng) 為 λ m=2989/（ 309~）=~， 中 心 波 長(zhǎng) 為 。 例 如 ， SCA021 對(duì) ~14um 波 長(zhǎng) 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(zhǎng) 為 6~14um， 中 心 波 長(zhǎng) 為 10um。 為 了 對(duì) 某 一 波 長(zhǎng) 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 。 所 以 ， 傳 感 器 對(duì) 人 體 的 移 動(dòng) 或 運(yùn) 動(dòng) 敏 感 ， 對(duì) 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 。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(duì) 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(hào)的 產(chǎn) 生 。 傳 感 器 仍 然 沒 有 信 號(hào)輸 出 。 圖 211 信 號(hào) 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(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 電 流 ， 傳 感 器 無 輸 出 。 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 。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 。 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 。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 。 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 。第 二 章 硬 件 電 路 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 現(xiàn)二 、 探 測(cè) 范 圍 ——指 鏡 片 能 探 測(cè) 的 有 效 距 離 （ 米 ） 和 角 度 。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 ） 。 三 、 黑 色 用 于 防 強(qiáng) 光 干 擾 。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 。 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(hào) 變 成 電 信 號(hào) 送 入 電 子 電 路 驅(qū) 動(dòng) 負(fù) 載 工 作 。 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 。//兩 次 轉(zhuǎn) 換 間 隔 大 于 21usP0=0xff。}ADCS=1。if(ADOUT)vol|=0x01。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。//開 啟 控 制 電 路 ， 使 能 DATA OUT 和 I/O CLOCKfor(i=1。vol=0。w=PickCount。uint vol。sbit ADCS=P1^2。 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。 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 。 如 果 I/O CLOCK 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 。 10 位 數(shù) 據(jù) 通 過 DATA OUT 被 發(fā) 送 到 主 機(jī) 串 行 接 口 。 開 始 10 個(gè)I/O 時(shí) 鐘 提 供 采 樣 模 擬 輸 入 的 控 制 時(shí) 序 。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 。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 效 情 況 下 ， I/O CLOCK 最 初 被 禁 止 且 DATA OUT 處 于 高 阻 狀 態(tài) 。 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) 。 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 。 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) 。圖 27 光 信 號(hào) 取 樣 電 路常 州 工 學(xué) 院 計(jì) 算 機(jī) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 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 。 同 時(shí) 它 采 用 了 Microwire 串行 接 口 方 式 ， 故 引 腳 少 ， 接 口 方 便 靈 活 。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 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。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 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) 。 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 。從 機(jī) 使 用 單 片 機(jī) 的 制 通 信 收 發(fā) 器 MAX485的 工 作 狀 態(tài) ， 平 時(shí) 置 低 電 平 ， 使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)從 機(jī) 串 行 口 處 于 偵 聽 狀 態(tài) 。 同 時(shí) 將 A和 B端 之 間 加 匹配 電 阻 ， 這 里 選 用 120Ω 的 電 阻 。 RO和 DI端 分 別 為 接 收 器 的 輸 出 和 驅(qū) 動(dòng) 器 的 輸 入 端 ， 與 單 片 機(jī) 連 接 時(shí) 只需 分 別 與 單 片 機(jī) 的 RXD和 TXD相 連 即 可 ； RE和 DE端 分 別 為 接 收 和 發(fā) 送 的 使 能 端 ， 當(dāng) RE端為 邏 輯 0時(shí) ， 器 件 處 于 接 收 狀 態(tài) ； 當(dāng) DE端 為 邏 輯 1時(shí) ， 器 件 處 于 發(fā) 送 狀 態(tài) ， 因 為 MAX485工 作 在 半 雙 工 狀 態(tài) ， 所 以 只 需 用 單 片 機(jī) 的 一 個(gè) 管 腳 控 制 這 兩 個(gè) 引 腳 即 可 ， 主 機(jī) 與 從 機(jī)分 別 使 用 進(jìn) 行 控 制 ； A端 和 B端 分 別 為 接 收 和 發(fā) 送 的 差 分 信 號(hào) 端 ,當(dāng) A引 腳的 電 平 高 于 B時(shí) ， 代 表 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù) 為 1； 當(dāng) A的 電 平 低 于 B端 時(shí) ， 代 表 發(fā) 送 的 數(shù) 據(jù) 為 0。 它 完 成 將 TTL電 平 轉(zhuǎn) 換 為 RS485電 平 的 功 能 。 主 機(jī) 與 從 機(jī) 的 通 信 電 路 圖 分 別 如 圖 25 與 圖26 所 示 。 在 這 里 使 用 的 是 主 從 式 通 信 方 式 ， 主 機(jī) 由主 控 制 器 充 當(dāng) ， 從 機(jī) 為 分 控 制 器 。本 系 統(tǒng) 的 有 線 通 信 方 式 采 用 RS485 總 線 進(jìn) 行 通 信 ， RS485 標(biāo) 準(zhǔn) 支 持 半 雙 工 通 信 ，只 需 三 根 線 就 可 以 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 的 發(fā) 送 和 接 收 ， 同 時(shí) 具 有 抑 制 共 模 干 擾 的 能 力 ， 接 收 靈 敏度 可 達(dá) 177。 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 中 ， 往 往 有 多 點(diǎn) 互 連 而 不 是 兩 點(diǎn) 直 連 ， 而 且 大 多 數(shù) 情 況 下 ， 在 任一 時(shí) 刻 只 有 一 個(gè) 主 控 模 塊 （ 點(diǎn) ） 發(fā) 送 數(shù) 據(jù) ， 其 他 模 塊 （ 點(diǎn) ） 處 在 接 收 數(shù)