基于單片機控制的家庭智能防盜警報系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2025-08-06 12:48本頁面
【正文】 1的引腳結(jié)構(gòu)圖 AT89C51的主要性能1．與MCS51單片機產(chǎn)品兼容2．4k字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器3．1000次擦寫周期4．全靜態(tài)操作：0HZ~24HZ5．三級程序存儲器鎖定6．32個可編程I/O口線7．兩個16位定時器/計數(shù)器8．五個中斷器9．可編程串行通道10．低功耗空閑和掉電模式11．看門狗定時器 傳感器的選擇 傳感器的紅外輻射與紅外探測的原理結(jié)構(gòu)熱釋電傳感器是利用紅外輻射與紅外測溫的原理來探測的,紅外測溫屬非接觸式測溫，是測溫技術(shù)中的主要手段，其特點是測溫范圍廣，響應(yīng)速度快和不明顯破壞被測對象溫度場，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等領(lǐng)域。，操作方便。非接觸測溫技術(shù)的意義是顯而易見的。在某些場合，溫度測量逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的普遍重視。熱釋電元件的工作原理是基于熱釋電效應(yīng)，即在強電介質(zhì)溫度變化ΔP的自然極化的存在，此時傳感器有電信號輸出，晶體的這種性質(zhì)被稱為熱釋電極或熱釋電效應(yīng)。例如：LiTaO2(鉭酸鋰)和BaTiO2(鈦酸鋇)等。 紅外測原理紅外測溫是通過探測物體表面發(fā)射的能量來測量其溫度，由物理學(xué)可知，處于絕對溫度（－℃）以上的任何物體，都要釋放熱能，而紅外輻射溫度計測量其中與溫度有關(guān)波長范圍內(nèi)的熱能，并將其轉(zhuǎn)換與溫度成比例的電信號，由此測出其溫度。實際中大多數(shù)物體為非黑體，其熱輻射公式為：E=εE0其中：E為物體在一定溫度下的輻射能力；E0為與E在同一溫度下的黑體輻射能力；ε為黑度系數(shù)，表示物體的發(fā)射能力接近黑體的情況，其值在0～1之間。所以如果能量出物體的輻射功率，則可確定它的溫度。它可以分成熱釋電探測器和光子探測器兩大類：其中，熱釋電探測器是電效應(yīng)工作的探測器，其響應(yīng)速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響應(yīng)寬、工作頻率寬，靈敏度與波長無關(guān)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域廣，容易使用。如圖21為熱釋電紅外傳感器的電路圖。它的等效電路是一個在負載電阻上并聯(lián)一個電容的電流發(fā)生器，其輸出阻抗極高，而輸出電壓信號又極其微弱，故在管內(nèi)附有JFET及厚膜電阻，以達到阻抗變大的目的。圖21 熱釋電紅外傳感器的電路圖熱釋電體的自發(fā)極化強度與溫度有關(guān)。溫度升高到Tc時，自極化消失，此溫度稱為居里溫度。由于自發(fā)極化，在與極化軸相垂直的晶體兩外表面上出現(xiàn)正負極化強度。因此不能在靜態(tài)條件下測量自發(fā)極化，但是自由電荷和面束縛電荷所需的時間很長，因晶體自發(fā)極化的弛豫時間很短，約10－12s，因此當晶體經(jīng)受一定頻率的溫度變化時其體內(nèi)的自由電荷和外部雜散電荷便來不及中和變化著的面束縛電荷，因此可在動態(tài)條件下測量自發(fā)極化。如圖22所示的電路連接負載，則在紅外輻射時，就有電流流過負載經(jīng)放大后成為輸出信號。因此，熱釋電探測器與其他熱釋探測器不同，它只存在溫度升降的過程中才有信號輸出。如果用調(diào)制頻率為f的紅外線照射熱釋電晶體，則晶體的溫度自發(fā)極化強度（PS）及其引起的面束縛作電荷密度均以頻率f作周期變化。如果用負載電阻Rg把兩個電極連接起來，就會有熱釋電電流Is 通過負載。 圖23熱釋電傳感器等效電路電流源的電流強度為Is為： 式中：p一自發(fā)極化強度對溫度變化率，稱為熱釋電系數(shù)。熱釋電傳感器只有與菲涅爾透鏡配合使用才能發(fā)揮最大作用。這樣，當人體在裝有菲涅爾透鏡的傳感器監(jiān)控范圍內(nèi)運動時，人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡傳到傳感器上，形成一個不斷交替變化的盲區(qū)和亮區(qū)，使得敏感單元的溫度不斷變化，傳感器從而輸出信號，或者說，人體在監(jiān)控范圍內(nèi)活動時，進人一個視場后，又走出這個視場，再進人另一視場對傳感器而言，相當于一會兒看到人，一會兒又看不到人，人體的紅外線輻射不斷改變傳感器的溫度，使之有一個又一個相應(yīng)的電信號。需要說明的是:在每次接通電源時，傳感器要有幾秒到十幾秒的“預(yù)熱”時間，在這段時期內(nèi)該傳感器不起作用。要經(jīng)過放大、比較等幾個環(huán)節(jié)才能輸出控制信號。熱釋電紅外傳感器控制電路就是根據(jù)檢測信號的特點和輸出信號的要求，完成上述功能的電路。如圖25是控制電路的結(jié)構(gòu)框圖：低頻放大比較整形ViVo圖25控制電路的結(jié)構(gòu)框圖LM324系列器件為價格便宜的帶有真差動輸入的四運算放大器。靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。每一組運算放大器可用圖27所示的符號來表示，它有5個引出腳，其中“+”、“”為兩個信號輸入端，“V+”、“V”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。LM324的引腳排列見圖27。放大器的帶寬對可靠性和靈敏度有重要影響，帶寬窄，噪聲小誤動作率低；帶寬寬，噪聲大，誤動作率高！ 如圖31所示，本系統(tǒng)采用LM324中的兩個集成運算放大器構(gòu)成低頻帶通放大電路，LM324內(nèi)部集成了四個獨立的高增益運算放大器，其電流?。ǖ湫椭礗s=），且與所加電源電壓的大小無關(guān)，頻率補償及偏置電流均采用了溫度補償措施，性能穩(wěn)定。圖31低頻帶通放大電路放大器要求：增益：60~70DB帶寬：~7HZ工作原理：放大電路的電壓增益為：A=1+2πfR12C4/(1+2πfR7C4)(1+2πfR12C4)一般要求放大電路的增益為65DB。靜態(tài)下應(yīng)將輸出端電位設(shè)在1/2處，方法是：ICA外接RR10分壓器，將1/2VCC引至運放的同相輸入端，這相當于將輸入偏置電壓墊高1/2VCC,從而使輸出電壓的靜態(tài)電位定在1/2VDD處。 電壓比較整形電路圖32 門限電路電壓比較器的作用是將一個模擬電壓與一個參考電壓相比較。本系統(tǒng)應(yīng)用LM324剩余的兩
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