常州机电职业技术学院
* 寿命:1000写/擦循环 * 数据保留时间:10年 * 全静态工作:0Hz-24Hz * 三级程序存储器锁定 * 128*8位内部RAM * 32可编程I/O线 * 两个16位定时器/计数器 * 5个中断源 * 可编程串行通道
* 低功耗的闲置和掉电模式 * 片内振荡器和时钟电路 2.2.3 芯片擦除
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合,并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦除操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。
此外,AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下,CPU停止工作。但RAM,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存RAM的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。
2.3 热释电红外传感器介绍
热释电红外传感器主要是由一种高热电系数的材料,如锆钛酸铅系陶瓷、钽酸锂、硫酸三甘钛等制成尺寸为2*1mm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜,该透镜用透明塑料制成,将透镜的上、下两部分各分成若干等份,制成一种具有特殊光学系统的透镜,它和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样就可以测出10-20米范围内人的行动。
13
常州机电职业技术学院
菲涅尔透镜利用透镜的特殊光学原理,在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高灵敏区”,以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时,人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”,这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,从而强其能量幅度。
人体辐射的红外线中心波长为9-10um,而探测元件的波长灵敏度在0.2-20um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7-10um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收,这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。
热释红外线传感器内部结构与电路如下图4所示。热释电传感器利用的正是热释电效应,是一种温度敏感传感器。它由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成,元件两个表面做成电极,当传感器监测范围内温度有ΔT的变化时,热释电效应会在两个电极上会产生电荷ΔQ,即在两电极之间产生微弱电压ΔV。由于它的输出阻抗极高,所以传感器中有一个场效应管进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷ΔQ会跟空气中的离子所结合而消失,当环境温度稳定不变时,ΔT=0,传感器无输出。当人体进入检测区时,因人体温度与环境温度有差别,产生ΔT,则有信号输出;若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器也没有输出,所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。热释电红外传感器的结构及内部电路见下图所示。传感器主要有外壳、滤光片、热释电元件PZT、场效应管FET等组成。其中,滤光片设置在窗口处,组成红外线通过的窗口。滤光片为6mm多层膜干涉滤光片,对太阳光和荧光灯光的短波长(约5mm以下)可很好滤除。热释电元件PZT将波长在8mm-12mm之间的红外信号的微弱变化转变为电信号,为了只对人体的红外辐射敏感,在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲涅耳滤光片,使环境的干扰受到明显的抑制作用。
图4 热释电红外线传感器的结构及内部电路
热释电红外探头的优缺点:
优点:本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小,隐蔽性好。价格低廉。
14
常州机电职业技术学院
缺点:容易受各种热源、光源干扰;被动红外穿透力差,人体的红外辐射容易被遮挡,不易被探头接收;环境温度和人体温度接近时,探测和灵敏度明显下降,有时造成短时失灵。
2.4 BISS0001芯片介绍和典型电路
BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路,它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置,特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域,或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。它不仅能和热释电红外传感器的输出良好地匹配,而且也能和其他多种传感器进行匹配。它的内部是由运算放大器、电压比较器、与门电路、状态控制器、定时控制器、锁定时间控制器和禁止电路等组成。
BISS0001采用16脚标准型塑料封装结构。
1脚(A)为触发方式控制端,当A=1时,电路可重复触发;当A=0时,电路不可重复触发。
2脚(V0)为控制信号输出端,当有传感信号输人时,V0输出高电平。
3脚(RX)和4脚(CX)为输出定时控制器T,的外接元件端,定时时间为:TX=50×103RXCX。
5脚(Ri)和6脚Ci)为锁定时间控制器Υi的外接元件,锁定时间Ti=24RiCi。 7脚(VSS)为电源正端。
8脚(VRF)为参考电压及复位端,使用时一般接VDD,若按ⅤSS,可使定时器复位。 9脚(Vc)为触发禁止端,当VC<VR时禁止触发;当VC>VR时,允许触发,VR=0.2VDD. 10脚(IB)为偏置电流设置端,由外接电阻RB接ⅤSS端,RB一般取1MΩ的电阻。 11脚(VDD)为电源正、负端。 12脚(OUT2)为第二级运放的输出端 13脚(IN2-)为第二级运放的反相输人端。 14脚(IN1+)第一运放的同相输入端。 15净(IN1-)第一运放的反相输入端。 16脚(OUT1)为第一运放的输出端。
15
常州机电职业技术学院
2.4.1 BISS0001的内部结构及特点
下图5中,运算放大器OPl将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大,然后由C3耦合给运算放大器01:'2进行第二级放大,再经由电压比较器COPl和ODP2构成的双向鉴幅器处理后,检出有效触发信号VS去启动延迟时间定时器,输出信号VO经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。
图5 热释红外传感器处理芯片
BISS0001的特点:
*CMOS工艺,公耗低 *数模混合
*具有独立的高输入阻抗运算放大器 *内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰 *内设延迟时间定时器和封锁时间定时器 *采用16脚DIP封装 * 内置参考电源
*工作电压范围宽(3V~5V)
2.4.2 BISS001管脚图及管脚说明:
图6 BISS001管脚图
16

