(3) 菲涅耳透镜
菲涅耳透镜片相当于热释感应传感器的“眼镜”,它和人的眼睛一样的作用,配用得当与否直接影响到使用的功效,配用不当产生错误的动作,致使用户或者开发者对其失去信心。它的作用是有效的将探测到空间的红外线集中到传感器上,菲涅耳透镜根据性能要求不同,具有不同的焦距(感应距离),从而产生不同的监控视场,视场越多,控制越严密。如图2-3所示为菲涅耳透镜模型图。
图2-3 菲涅耳透镜
(4) BISS0001芯片简介
BISS0001是一款传感信号处理集成电路,只要热释感应器把红外线接收到信号传输到BISS0001里进行信号处理,它本身静态电流极小,工作电压在3V—5V之间,当工作电压为5V时输出的驱动电流为10MA。配以热释电红外传感器和少量外围元器件即可构成被动式热释电红外传感器,广泛用于安防,自控等一些领域,它是有16个管脚组成的一种集成块。
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图2-4 BISS0001内部框图
由图可见BISS0001 由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器即参考电压等构成的数模混合专用集成电路。可广泛应用于多种传感器和延时控制器。首先,根据实际需要,利用运算放大器OP1组成传感信号预处理电路,将信号放大。然后耦合给运算放大器OP2,再进行第二级放大,同时将直流电位抬高为VM(≈0.5VDD)后,将输出信号V2送到由比较器COP1和COP2组成的双向鉴幅器,检出有效触发信号Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD,所以,当VDD=5V时,可有效抑制±1V的噪声干扰,提高系统的可靠性。 COP3是一个条件比较器。当输入电压Vc>VR时,COP3输出为高电平,进入延时周期。 当A端接“0”电平时,在Tx时间内任何V2的变化都被忽略,直至Tx时间结束,即所谓不可重复触发工作方式。当Tx时间结束时,Vo下跳回低电平,同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期Ti。在Ti时间内,任何V2的变化都不能使Vo跳变为有效状态(高电平),可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。而可重复触发工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期间,信号Vs不能触发Vo为有效
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状态。在Vc=“1”、A=“1”时,Vs可重复触发Vo为有效状态,并可促使Vo在Tx周期内一直保持有效状态。在Tx时间内,只要Vs发生上跳变,则Vo将从Vs上跳变时刻起继续延长一个Tx周期;若Vs保持为“1”状态,则Vo一直保持有效状态;若Vs保持为“0”状态,则在Tx周期结束后Vo恢复为无效状态,变化都不能触发Vo为有效状态。
(5) 信号采集处理模块
图2-5 信号处理模块
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图2-6 实物图
本电路是将人体辐射的红外线转变为电信号。热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大,然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后,检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。延时周期可通过R12来调节输出,在延时时间内只要Vs发生上跳变,Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期,而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器,若Vs一直保持为高电平,这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。而根据不同的距离要求来调节R13,最大可以调节到7米左右。图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后,在延时时间段内如果有人体在其感应范围活动,其输出将一直保持高电平,直到人离开后才将高电平变为低电平,本电路设计就是可触发方式。
(6) 单片机部分
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复
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位为止。这一模块以单片机为中心把程序代码烧进去然后外围接上复位电路、振荡电路、键盘控制、LED显示电路、报警电路等子模块。要使单片机工作起来最基本的电路构成为单片机最小系统如图2-7所示。
图2-7 信号处理模块 单片机最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路构成。 STC89C52 单片机的工作电压范围:4V-5.5V,所以通常给单片机外界5V直流电源。连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V,而20脚VSS接电源地端。
复位电路就是确定单片机的工作起始状态,完成单片机的启动过程。单片机接通电源时产生复位信号,完成单片机启动确定单片机起始工作状态。当单片机系统在运行中,受到外界环境干扰出现程序跑飞的时候,按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持
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