【正文】 體的輻射能量隨溫度的升高而增大?！裣嗤瑴囟认拢煌繕?biāo)物體的輻射能量是不同的。該信號通過熱釋電傳感器內(nèi)部場效應(yīng)管的源極輸出。熱釋電傳感器也有缺點(diǎn)，如：●信號幅度小，容易受各種熱源、光源干擾?！褚资苌漕l輻射的干擾?！癖粍蛹t外探測器的主要檢測的運(yùn)動方向?yàn)闄M向運(yùn)動方向，對徑向方向運(yùn)動的物體檢測能力比較差?！?抗電磁干擾：探測器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中的要求，一般手機(jī)電磁干擾不產(chǎn)生報警。熱釋電紅外傳感器的安裝要求：熱釋電紅外傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系。 熱釋電紅外傳感器遠(yuǎn)離空調(diào)，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 熱釋紅外傳感器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流干擾和人員走動會引起誤報警，有條件的最好把窗簾拉上。熱釋紅外傳感器對人體的敏感程度還和人的運(yùn)動方向關(guān)系很大。在現(xiàn)場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報，求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環(huán)。配上菲涅爾透鏡時傳感器的探測半徑可達(dá)到10m。因此，菲涅爾透鏡片是紅外探頭的“眼鏡”。配用不當(dāng)產(chǎn)生誤動作和漏動作，致使傳感器不能正常工作；配用得當(dāng)能充分發(fā)揮人體感應(yīng)的作用，使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。表面刻錄了一圈圈由小到大，向外由淺之深的同心圓，從剖面看似鋸齒。紅外光線越是靠進(jìn)同心環(huán)，光線越集中，而且越強(qiáng)。垂直感應(yīng)區(qū)越多，垂直感應(yīng)角度越大；鏡片越長，感應(yīng)段越多，水平感應(yīng)角度就越大。不同區(qū)的同心圓之間相互交錯，減少區(qū)段之間的盲區(qū)。由于鏡片受到紅外探頭視場角度的制約，垂直和水平感應(yīng)角度有限，鏡片面積也有限。目前人體驗(yàn)知系統(tǒng)中的光調(diào)制器一般都采用多元陣列式菲涅爾透鏡，它起到紅外輻射收集器和調(diào)制器的雙重作用。加裝菲涅爾透鏡可使傳感器的探測半徑從不足2m提高到至少8m范圍。這樣，當(dāng)人體在裝有菲涅爾透鏡的傳感器監(jiān)控范圍內(nèi)運(yùn)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。 圖33 菲涅爾透鏡外形圖 菲涅爾透鏡的作用菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）在PIR上，第二個作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測區(qū)域的移動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。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。它集Flash程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編程及通用8位微處理器于單片芯片中，ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價AT89S51單片機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。由圖可見，在這一塊芯片上，集成了一臺微型計(jì)算機(jī)的主要組成部分，其中包括CPU、存儲器、可編程I/O口、定時器/計(jì)數(shù)器、串行口等，各部分通過內(nèi)部總線相連。外部鐘源 外部事件計(jì)數(shù) 振蕩器和時序OSC程序存儲器4KB ROM差距存儲器256B RAM/SFR定時器/計(jì)數(shù)器 2 X 16AT89S51 CPU內(nèi)中端64 KB 總線擴(kuò)展控制器可編程I/O可編程全雙工串行口圖41 AT89S51單片機(jī)的基本組成功能方塊圖1. 中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)最核心的部分，是單片機(jī)的大腦和心臟，主要完成運(yùn)算和控制功能。2. 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部RAM）AT89S51中共有256個RAM單元，但其中能作為寄存器供用戶使用的僅有前面128個，后128個被專用寄存器占用。4. 定時器/計(jì)數(shù)器 AT89S51共有2個16位的定時器/計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)定時和計(jì)數(shù)功能。6. 串行口AT89S51有1個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。時鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時鐘脈沖序列。它共有5個中斷源；2個外部中斷源/INT0和/INT1；3個內(nèi)部中斷源，即2個定時/計(jì)數(shù)中斷，1個串行口中斷。 管腳說明ATMEL公司的AT89S51是一種高效微控制器。AT89S51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭芤_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。l GND：接地。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 l P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻 拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。l P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。作為輸入，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。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。l /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時， /EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。l XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性 （1）XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下，CPU停止工作，但是RAM、定時器、計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍然在工作。 AT89S51單片機(jī)的工作周期 單片機(jī)有了硬件和軟件就可以在控制器發(fā)出的控制信號作用下有條不紊地工作，控制信號必須定時發(fā)出，為了定時計(jì)算機(jī)內(nèi)部必須有一個準(zhǔn)確的定時脈沖。振蕩周期：是指為單片機(jī)提供時鐘脈沖信號的振蕩源的周期，即由單片機(jī)的晶體振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖的周期。在一個狀態(tài)周期中有兩個時鐘脈沖，通常稱它為PP2。在一個機(jī)器周期內(nèi)，CPU可以完成一個獨(dú)立的操作。控制部件是單片機(jī)的神經(jīng)中樞，以主振蕩頻率為基準(zhǔn)（主振周期即為振蕩周期），控制器控制CPU的時序，對指令進(jìn)行譯碼，然后發(fā)出各種控制信號，它將各個硬件環(huán)節(jié)組織在一起。 AT89S51單片機(jī)的工作過程和工作方式單片機(jī)工作過程循環(huán)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的工作原理（馮存儲程序是指人們必須事先把計(jì)算機(jī)的執(zhí)行步驟序列（即程序）及運(yùn)行中所需的數(shù)據(jù)，通過一定的方式輸入并存儲在計(jì)算機(jī)的存儲器中。單片機(jī)的工作方式有：復(fù)位、程序執(zhí)行、掉電保護(hù)和低功耗、編程、校驗(yàn)與加密等方式。復(fù)位方式是單片機(jī)的初始化操作，單片機(jī)除了正常的初始化外，當(dāng)程序運(yùn)行出錯或由于操作錯誤而使系統(tǒng)處于死循環(huán)時，也需要按復(fù)位鍵重啟機(jī)器。復(fù)位不影響片內(nèi)RAM存放的內(nèi)容，而ALE在復(fù)位期間將輸出高電平。復(fù)位后：⑴（PC）=0000H 表示復(fù)位后程序的人口地址為0000H，即單片機(jī)復(fù)位后從0000H單元開始執(zhí)行程序； ⑵（PSW）=00H，其中RS1()=0，RS0()=0，表示復(fù)位后單片機(jī)選擇工作寄存器0組；⑶（SPW）=07H 表示復(fù)位后堆棧在片內(nèi)RAM的08H單元處建立；⑷P0口—P3口鎖 存器為全1狀態(tài)，說明復(fù)位后這些并行接口可以直接作輸入口，無需向端口寫1. 表42 復(fù)位狀態(tài)表寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HA00HT2CON00HB00HTH000HPSW00HTL000HSP0FHTH100HDPTR0000HTL100HP0—P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUFXXHIE0X000000BPCON(0XXX0000B)TMOD00H定時器/計(jì)數(shù)器、串行口、中斷系統(tǒng)等特殊功能寄存器復(fù)位后的狀態(tài)對各功能部件工作狀態(tài)的影響。例如使用晶振頻率為12MHz時，則復(fù)位信號持續(xù)時間應(yīng)不小于2us。前兩種見圖44所示，“看門狗”電路則是一種集成有單片機(jī)的電源監(jiān)測，按鍵復(fù)位以及對程序運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，防止程序“跑飛”出現(xiàn)死機(jī)而設(shè)計(jì)的電路。 RC復(fù)位電路程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式。待機(jī)方式也稱空閑方式，是一種節(jié)電工作方式。掉電方式也被稱為停機(jī)方式。它同樣是一種為降低功耗而設(shè)計(jì)的節(jié)電工作方式。這類系統(tǒng)往往是直流供電或停電時依靠備用電源供電，以維持系統(tǒng)的持續(xù)工作?？臻e和掉電模式外部引腳狀態(tài)如表43所示。5 硬件及軟件的設(shè)計(jì) 硬件電路實(shí)現(xiàn)經(jīng)設(shè)計(jì)要求及功能實(shí)現(xiàn)要求，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路原理見附錄一。該裝置主要由熱釋電紅外采集放大模塊、單片機(jī)控制模塊、語音報警模塊和數(shù)碼管顯示模塊組成。 人體檢測電路人體檢測電路是由熱釋紅外傳感器P2288—02來實(shí)現(xiàn)的。它采用平衡檢差方式工作，只感應(yīng)7—14um波長的活動人體紅外輻射線，不會受環(huán)境溫度及可見光的影響?；顒尤梭w輻射的紅外線被傳感器檢測到后，傳感器將產(chǎn)生微弱的電信號，送到信號處理電路。表51 性能參數(shù)敏感面積/m㎡2x1敏感度（1Hz,10Hz）/V﹒W16500,1000敏感元件數(shù)/個2噪聲/uV﹒Hz115封裝TO—5NEP(500,1,1)/(W﹒(Hz/2) 1)1x109窗口材料帶通濾波器DK(500,1,1)/(cm﹒Hz﹒(2﹒W) 1)工作電壓/V3—15信號提升時間（0—65%）/ms100工作溫度/℃40—60溫度系數(shù)/(%﹒℃1)儲存溫度/℃55—125偏移電壓（RL=22千歐）/V光譜響應(yīng)/um7—15 人體紅外信號處理電路由于熱釋電紅外傳感器探頭輸出的信號幅度?。╩V級）、頻率低（—），因此，對隨后的放大處理電路要求較高：既要達(dá)到很高的靈敏度，能有較遠(yuǎn)的作用距離，又要能準(zhǔn)確鑒別生物體和非生物體的運(yùn)動，使誤報率達(dá)到最低，還要能做到體積小、耗電低、外圍元件小。這個芯片是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰ISS0001的引腳圖如圖51所示。 圖51 BISS0001引腳圖 表52 BISS0001的引腳功能引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。由VS的上跳沿觸發(fā)，使VO輸出從低電平跳變到高電平時視為有效出發(fā)。通常接VDD，當(dāng)接0時可使定時器復(fù)位9VCI觸發(fā)靜止端。熱釋電紅外傳感器P2288輸出的電信號，經(jīng)過由電阻R和兩個電容組成的低通濾波電路，濾除高頻干擾噪聲，送至BISS0001的14腳。圖52 基于BISS0001的人體紅外信號處理電路 單片機(jī)系統(tǒng)本系統(tǒng)采用了89S51,由INT1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過P2口傳輸數(shù)據(jù)到LED顯示，防止誤報警。圖53 單片機(jī)系統(tǒng)的電路圖 LED數(shù)碼管的電路設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用的顯示器主要有發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED（Light Emitting Diode），近年也有配置CRT顯示器的。本系統(tǒng)只需顯示數(shù)字，不需要顯示圖形，因此選用LED數(shù)碼管顯示器。 圖54 LED數(shù)碼管本系統(tǒng)采用了共陰極的LED數(shù)碼管,陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。當(dāng)在某段發(fā)光二極管上施加一定的正向電壓時，該段筆畫即亮；不加電壓則暗。共陰極七段LED數(shù)碼管顯示數(shù)字0—F、文字、符號及小數(shù)點(diǎn)的編碼（a段為最低位，dp點(diǎn)為最高位）如表53所示。本系統(tǒng)采用了LED數(shù)碼管動態(tài)顯示方式,由單片機(jī)的P2口進(jìn)行控制其點(diǎn)亮。而共陰公共端分別由相應(yīng)的I/O線控制，實(shí)現(xiàn)各位的分時選通。 圖55 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示接口電路如果是選擇多位段選線皆由一個I/O口控制，則在每一瞬間，多位LED數(shù)碼