【正文】 圖321 數(shù)字信號輸入部分熱釋電感應(yīng)電路如圖322所示。其主要原因是，當(dāng)產(chǎn)生報警信號后，OUT3輸出約為5V的工作電壓，需要用三極管將其轉(zhuǎn)換成低電平。放大后的信號由C2耦合到下一級[1214]。S9014是NPN型三極管，其IC靜態(tài)工作電流達100mA，放大倍數(shù)最大可達1000倍。通過U1B的比較，其輸出電平為運放工作電壓高電平5V，三極管Q2導(dǎo)通，J2輸出為低電平；當(dāng)OUT2端輸入沒有信號時，輸出為0V，所以三極管Q2截止，J2引腳輸出為高電平。當(dāng)工作中的紅外線傳感器J1探測到前方人體輻射出的紅外線信號時，由J1的S端引腳輸出微弱的電信號（1～10Hz），經(jīng)三極管Q1等組成第一級放大電路放大（見圖318），再通過C2輸入到運算放大器U1A中進行高增益、低噪聲放大，此時由U1A輸出的信號已足夠強。當(dāng)LMV324工作在5V時，,?！?，采用軌到軌的輸出。圖316 RE200B紅外檢測元件內(nèi)部電路圖如圖319所示為最基本的放大電路，運放芯片采用低電壓、單電源、低功耗LMV324芯片，如圖317所示。其內(nèi)部電路如圖316所示：1腳接工作電壓，其工作電壓低且范圍寬（～15V）；2腳為輸出源極電壓；3腳為公共地。4. 熱釋電傳感器選型傳感器采用雙元熱釋電紅外檢測元件RE200B。2)被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。價格低廉。對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探測元上，從而使傳感器輸出電壓信號。該傳感器將兩個極性相反、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。將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進行極化，這就制成了熱釋電探測元。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7~10μm，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器[2022]。為了提高探測器的探測靈敏度從而增大探測距離，一般在探測器的前方裝設(shè)一個菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號放大70分貝以上，這樣就可以測出10~20米范圍內(nèi)人的行動。在每個探測器內(nèi)裝入一個或兩個探測元件，并將兩個探測元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個用于信號取出，２個用于提供加熱電流。MQ2的電路連接圖如圖314所示。2. MQ2的引腳介紹MQ2的引腳共有6個，接線簡單方便，6引腳接電源，3引腳接地，2腳作為信號輸出，接入ADC0809進行AD轉(zhuǎn)換（如圖313所示）。按照其使用手冊的介紹可以將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)化為模擬電壓的變化，經(jīng)過單片機的AD轉(zhuǎn)化輸出具體的氣體濃度值。MQ2型普通氣敏煙霧傳感器，它的工作原理簡單，性能可靠，其對天然氣中主要含量甲烷有較高的靈敏度。測濕電路與單片機的連接圖如圖312所示。ADC0809的典型轉(zhuǎn)換頻率為640kHz，ALE信號頻率與晶振頻率有關(guān)，如果晶振頻率取12MHz，則ALE的頻率為2MHz，所以ADC0809的時鐘端CLK與單片機的ALE端相接時，要考慮分頻。NE555的輸出端跟ADC0809的IN0通道相接，則ADC0809芯片的地址選通為ADDR0、ADDRADDR2都接地。6）當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE 為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。4）在ST 端給出一個至少有100ns 寬的正脈沖信號。2）初始化時，使ST 和OE信號全為低電平。 ADC0809的引腳圖如圖311所示。D7－D0 為數(shù)字量輸出線。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。A，B 和C 為地址輸入線，用于選通IN0－IN7 上的一路模擬量輸入。ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8 路模擬量分時輸入，共用A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 AD0809 的邏輯結(jié)構(gòu)ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。其主要性能有：逐次比較型；CMOS工藝制造；單電源供電；無需外部進行零點和滿量度調(diào)整；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；易與各種微控制器接口；具有鎖存控制的8路模擬開關(guān)；分辨率為8位；功耗為15mW；轉(zhuǎn)換時間為128ms；。1. ADC0809應(yīng)用簡介反之，也需要將計算機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)為連續(xù)變化的模擬量，為了控制調(diào)節(jié)一些執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)對被控對象的控制。ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器ln2 （36）因而，輸出的方波頻率為 F =1/（T充電+T放電）=1/[C(R24+2R14)ln2] （37） 可見，空氣濕度通過555測量振蕩電路就轉(zhuǎn)變?yōu)榕c之成反比的頻率信號，表32給出了其中的一組典型測試值。R如此翻來翻去，形成方波輸出。另外，R19是防止輸出短路的保護電阻，R25是用于平衡溫度系數(shù)。集成定時器555芯片外接電阻R14，R24與濕敏電容C構(gòu)成了對C的充放電回路。在此電路中，555定時器正是根據(jù)這一功能用作多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出頻率信號的。6. HS1101和NE555連接把HS1101和NE555同時接入電路中的電路設(shè)計原理圖如圖312所示。Pin 8 (V +) ：這是555個計時器IC的正電源電壓端。當(dāng)這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。當(dāng)計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下，這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。它通常被接到正電源或忽略不用。于高電位時的最大輸出電流大約200 mA 。Pin 3 (輸出) ：當(dāng)時間周期開始555的輸出腳位。Pin 2 (觸發(fā)點)：這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。圖39 NE555引腳圖1）~18V ；2）供應(yīng)電流1015mA；3）輸出電流225mA (max)；4）上升/下降時間100 ns。4）它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。2）它的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出電平及輸入觸發(fā)電平，均能與這些系列邏輯電路的高、低電平匹配。3. NE555主要特點1）只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。NE555為8腳時基集成電路，由Signetics Corporation發(fā)布，現(xiàn)在被普遍使用，并且延伸出了許多的應(yīng)用電路。這就需要將電容的變化量準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C易于接受的信號，常用的兩種方法是：將HS1101置于運放與阻容組成的橋式振蕩電路中，所產(chǎn)生的正弦波電壓信號經(jīng)整流、直流放大、再A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號或者是將HS1101置于555振蕩電路中，將電容值的變化轉(zhuǎn)為與之呈反比的電壓頻率信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換可直接被單片機所采集。HS1101的常用參數(shù)如表31：表31 HS1100常用參數(shù)表參數(shù)符號參數(shù)值單位工作溫度Ts40~100℃儲存溫度T40~125℃供電電壓Vs10V濕度范圍RH0~100％RH焊接時間t10S；3)高可靠性與長時間穩(wěn)定性；4)快速反應(yīng)時間,響應(yīng)時間小于5s；5)精度較高,誤差不大于2%RH；6)可用于線性電壓或頻率輸出回路。1)全互換性，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下不需校正即相對濕度(Ps)：VMrp――被測空氣的絕對（g/3m，mg/3m）；絕對濕度大氣濕度有兩種表示方法：絕對濕度與相對濕度。大氣中含有水汽的多少，表示大氣中的干、濕程度，用濕度來表示，也就是說，濕度表示大氣干濕程度的物理量[17]。 Ts=370H=880=55℃ （22） 濕度檢測系統(tǒng)方框圖如圖38所示圖38 測濕方框圖1. 濕度及其表示方法在自然界中，凡是有水和生物的地方，在其周圍的大氣里總是含有或多或少的水汽。各種操作的時序圖與DS1820相同。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進行。圖37中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，就是DS18B20的測溫原理。所對應(yīng)的一個基數(shù)值。55計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將55 圖35 DS18B20引腳圖 圖36 DS18B20連接圖 DS18B20的測溫原理2. DS18B20引腳定義1.；（7）內(nèi)置產(chǎn)品序列號，64位光刻ROM，方便多機掛接。；（4）最大的工作周期為750毫秒；（5）全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出℃，最高可達到12位分辨率 DS18B20的主要特征（1）溫度檢測范圍是–55℃因為待測地點存在很多較強的干擾信號，受到干擾的溫度模擬信號很容易存在測量誤差，減小測量的精度。 DS18B20的一線總線具有方便、經(jīng)濟、靈活的特點，可使用戶非常輕松地組建傳感器的網(wǎng)絡(luò)。DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖34所示。ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫，溫度變換的功率來自于數(shù)據(jù)總線，不需要額外的電源。圖33 單片機晶振電路圖 溫度傳感器的選擇 DS18B20 介紹DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司推出的一種改進后的智能的溫度傳感器。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求（如圖32）。當(dāng)人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復(fù)位手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。圖31 AT89S52引腳圖 復(fù)位電路基本的復(fù)位方式單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。XTAL1 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。PSEN程序儲存允許輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。 單片機引腳介紹P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用[89]。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。該系列單片機的始祖是Intel的8031單片機，后來隨著Flash rom技術(shù)的發(fā)展，8031單片機取得了長足的進展，成為應(yīng)用最廣泛的8位單片機之一，其代表型號是ATMEL公司的AT89系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測控系統(tǒng)之中。 系統(tǒng)方框圖根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，選擇AT89S52作為主控芯片，選用集成的溫度傳感器DS18B20測量倉庫的溫度，濕敏元件SH001NE555和ADC0809共同構(gòu)成濕度檢測模塊，火災(zāi)報警系統(tǒng)則是選擇MQ2型煙霧傳感器檢測，還有液晶實時顯示溫濕度變化、矩陣鍵盤輸入溫濕度理想值、聲光報警系統(tǒng)對火災(zāi)的發(fā)生及時警告，檢測溫濕度的同時還有暖風(fēng)機、壓縮機、電風(fēng)扇動態(tài)調(diào)節(jié)溫濕度，使其滿足理想范圍值。為了防止糧食被盜，同時節(jié)省人力資源，熱釋電防盜系統(tǒng)也是必不可少的。 設(shè)計方案糧情監(jiān)控系統(tǒng)的主要控制量就是溫濕度，必須及時的采集倉庫內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)溫濕度不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時，應(yīng)立即采取措施。始終讓倉庫溫濕度恒定，最大限度地提高糧食的存放時間。12) 適宜糧食存儲的溫度范圍是818℃ ，相對濕度要低于15%RH。10) 將檢測到的溫濕度發(fā)送