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毕业设计论文
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红外线电子门控制,毕业设计论文
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毕业设计说明书 红外线电子门控制 系部：自动化与信息工程系 专业：电子设备与运行管理 指导老师：田玉丽 学生：李红建 学号： 20092004173 2011 年 10 月 15 日星期六 平顶山工业职业技术学院 nts目录 第一章 绪论 .5 1.1 课题研究的 可行性 . 5 1.2 红外线自动门发展 . 5 1.3 课题的意义和目的 . 6 1.4 课题的功能概述 . 6 1.5 该设计的基本设计思路 . 7 第二章 方案论证 .8 2.1 单片机的选择 . 8 2.2 门控传感器的选择 . 9 第三章 主要器件的介绍 .9 3.1 热释红外传感器的原理和使用 . 9 3.3 BISS0001 芯片介绍和典型电路 . 12 3.3.1 BISS0001 的内部： . 13 3.3.2 BISS0001 的特点： . 13 3.3.3 BISS001 管脚图： . 14 3.3.4 BISS001 管脚说明： . 14 3.3.5 BISS0001 的参数： . 15 3.3.6 BISS0001 工作原理 . 15 3.4 AT89C51 单片机简介 . 18 3.4.1 AT89C51 主要特性： . 19 3.4.2 AT89C51 管脚说明： . 19 3.4.3 振荡器特性： . 20 3.5.1 步进电动机有如下特点 : . 21 3.5.2 反应式步进电机 . 21 3.5.3 反应式步进电动机的步进原理 . 22 3.5.4 驱动控制系统组成 . 23 3.5.5 斩波驱动 . 24 第四章 系统软硬件设计 . 25 4.1 设计电路的电框图和原理 . 25 4.1.1 系统硬件总体逻辑设计 . 26 4.2 设计电路原理图 . 27 4.3 系统软件结构 . 28 4.4 各部分程序设计 . 28 4.4.1主程序 ： . 29 4.4.2开门子程序： . 30 4.4.3 关门子程序 : . 31 4.4.4 T0中断服务程序 :. 31 4.4.5 T0中断服务程序 :. 32 4.5 信号流程说明 . 32 nts4.5.1 T1中断服务程序： . 33 第五章 设计总结 . 36 致 谢 . 38 nts摘要 毕业设计是教学过 程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。通过毕业设计，能使学生综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习。通常，仅对大专以上学校要求在毕业前根据专业的不同进行毕业设计，对中等专业学校的学生不作要求 高等学校技术科学专业及其他需培养设计能力的专业或学科应届毕业生的总结性独立作业。要求学生针对某一课题，综合运用本专业有关课程的理论和技术，作出解决实际问题的设计。 毕业毕业设计是高等学校教学过程的重要环节之一。相当于一般高等学校的毕业论文。目的是总结检查学生在校期间的学习成果，是评定毕业成绩的重要依据；同时，通过毕业设计，也使学生对某一课题作专门深入系统的研究，巩固、扩大、加深已有知识，培养综合运用已有知识独立解决问题的能力。毕业设计也是学生走上国家建设岗位前的一次重要的实习。 一些国家根据学生的毕业设计，授予一定的学衔。如建筑师、农艺师、摄影师等。中国把毕业设计和毕业考试结合起来，作为授予学士学位的依据。 自动门 英文名： automatic door 自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世 界第一自动门品牌多玛在 1945 年开发出油压式、 19 62 年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门 (红外感应 ,微波感应 ,触摸感应 ,脚踏感应 )、刷卡 自动门等。 随着科技的不断发展，自动门在人们日常生活中断得到了广泛的应用，同时对 其安全性及各方面的性能的要求越来越高。自动门的控制系统是随着人们对生活条件的不断追求，科技的不断发展应运而生的高科技产品。 本次设计是红外线自动门控制系统，使用红外线传感器作为感应器，检测到人体辐射的红外线能量变化，将其转化为电信号，传给单片机。交流电机作为门驱动装置。通过单片机控制交流电机，使门自动打开，当人进门后又可以使门自动关闭。本课题主要实现红外线检测和基于 AT89C51 的单片机控制系统 关键词： 自动化 单片机 热释红外线传感器 AT89C51 BIS0001 芯片 nts 第一章 绪论 1.1 课题研究的可行性 现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。 通过对“自 动门控制系统”的研究和设计，我精心撰写了 单片机 控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。 1.2 红外线自动门发展 1) 类型多， 规模小 。近年来几年来， 自动门在国内得到了快速的发展。 据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有 50 多家，但普 遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方nts面 还不具备和进口产品竞争的实力。 2) 价格不等。 高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场， 目前国内厂家的产品基本上也都具 备了比较完善的功能，但生产工艺略 嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。 3） 产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品 往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大， 加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。 同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。 1.3 课题的意义和目的 经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、写字楼等场所，自动门更是得到大范围 的普及使用。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的建筑增添了不少高贵典雅的气息。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。 自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动 门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，提高了建筑的档次。 1.4 课题的功能概述 在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。由于公共场所（像医院、机场等）的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。 以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三个方面： 一、智能化设计 自动门选择配置智能化控制系统，可 随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能，即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。 二、安全性设计 具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在 3.5 公斤以下，方便、安全、可靠。 三、稳定性设计 自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。 nts 由 于采用步进电机驱动，配合 T 型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和安全。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用： 1、安全辅助装置 如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹 住。 2、备用电源 为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。 3、辅助光线传感器 在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器（红外对射保护装置），当门打开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持打开状态。当手离开后几秒后，门应该重新关闭。综上所述，自动门在很多领域具有不可比拟的优越性，随着国民经济的快速发展，自动门在我国已经迎来了快速发展的黄金时期。 自动门构造的技术参数 一、 主要的技术指标： 技术指标 单门 双开门 门重量 130kg 1 扇 100kg 2 扇 导轨长度 20005000mm 开门速度 200450mm/秒 (可调 ) 闭门速度 200450mm/秒 (可调 ) 慢行速度 3050mm/秒 (可调 ) 开门时间 开门静止后 110 秒的范围内 (可调 ) 控制器 高速智能电脑处理器控制 马达 DC24V 40W 无刷步进电机 电源电压 AC220V 50Hz 消耗功率 100W 手动开启力 3.5 公斤以下 安全功能 开闭时遇到障碍物能立即开启 ,晚间转换到报警功能 使用环境 -20 +50 二、主要构造部件 部件特性 智能控制器：自动检测门的重量、宽度，使门保持在最佳运行状态。 步进电机：高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不发热。 皮带：高效同步 磁性轮 ，防止打滑，保证平稳运行。 吊架：用于运动门扇的悬挂，安全可靠。 1.5 该设计的基本设计思路 1、有人来时（进门或出门）开门。当人走到离门不远 的时候时，安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时，将启动电动机带nts动传动链开门。 2、无人时关门延迟 ,当热释收发装置没有检测到有人在离门 1N 的范围内，将延迟 1 秒启动电动机带动传动链关门。 3、关门中途来人，立即开门。当启动电动机带动传动链关门时，感应探头突然检测到在离门 1m 的范围内有人，则 立即停止电动机关门，启动电动机带动传动链开门。总体结构图如下图 1： 第二章 方案论证 2.1单片机的选择 20 世纪 80 年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言， 世界上一些著名的计算机厂家已投入 市场的产品就有 50 多个系列，数百个品种。尽管单片机的品种很多，但是在我国使用的最多的是 INTER 公司的 MCS-51系列单片机，直到现在 MCS-51系列单片机仍不失为主流系列。在最近的若干年仍是工业检测控制的主角。 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更 加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪） MCS-51 系列单片机有 3 个基本类型： 8031、 8051、 8751。这里选用的是 8751 单片机。 8031 内部包括一个 8 位 CPU， 128 个字节 RAM， 21 个特殊功能寄存器， 4 个 8位并行 I/O 口， 1 个全双功串行口， 2 个 16 位定时器 /计数器，但片内无程序存储器，需要外扩 EPROM 芯片。 8051 在 8031 基础上，片内又集成有 4K ROM，作为程序存储器，是一个程序不超过4K 字节的小系统。 ROM 内的程序是公司制作芯片时，代为用户烧制的，出厂的 8051nts都是含有 特殊用途的单片机。所以 8051 适合用于应用在程序已定的产品中。 8751 是在 8031 的基础上，增加了 4K 字节的 EPROM，它构成了一个程序小于 4KB的小系统。用户可以将程序固化在 EPROM 中，可以反复修改程序。本系统需要通过对程序的修改，来达到电机转速可调，可能需要反复的写入程序，所以选用 8751 单片机的定时器配合 P0 口输出来产生 PWM 调制波，来控制直流伺服电动机。 2.2门控传感器的选择 热释红外感应器： 对物体的存在进行反应，不管人员是否移动，只要处于感应器的扫描范围内，它都会反应。红外感应器的反应速度 比微波感应器慢。本系统首先要求的是安全，所以选用热释红外线传感器。 红外线传感器包括光学红外线传感器 infrared transducer 利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和 光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范 围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。 具有红外传感器的望远镜可用于军事行动，林地战探测密林中的敌人，城市战中探测墙后面的敌 人，以上均利用了红外线传感器测量人体表面温度从而得知敌人所在地 ,适用于 家用电器中 。 第三章 主要器件的介绍 3.1 热释红外传感器的原理和使用 热释电红外传感器是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器，它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的 红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域 。 热释电效应：自然界的任何物体，只要其温度高于绝对零度（ 273），总是不断地向外发出红外辐射，并以光的速度传播能量。物体向外辐射红外辐射的能量与物体的温度和红外辐射的波长有关。 物体的温度越高，它所发射的红外辐射的峰值波长越小，发出红外辐射的能量也越大 。通常，电介质的内部是没有载流子的，因此它没有导电能力。但是任何电介质毫无例外地都是由带电粒子组成的，即自 由电子和原子核组成的。在外加电压的作用下，这些带电粒子也要发生移动，带正电荷的粒子趋向负极，带负电荷的粒子趋向正极。其结果是使电介质的一个表面带正电，另一个表面带负电，我们称这种现象为电极化。对于上述现象，某些铁电体电介质材料却是个例外，像nts上述的几种铁电体材料，当被极化后撤去外加电压时，这种极化现象仍然保留下来，这种现象被称为自发极化。自发极化的强度与温度相关，当温度升高时，极化强度降低。自发极化的铁电体平时靠捕捉大气中的浮游电荷保持平衡状态。当一些晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷，这 种由于热变化产生的电极化现象，被称为热释电效应。晶体自发极化所产生的束缚电荷被来自空气中附着在晶体表面的自由电子所中和，其自发极化电矩不能表现出来。当温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生电荷耗尽，电荷耗尽的状况正比于极化程度，下图表示了热释电效应形成的原理。将释放出的电荷通过放大器放大后就成了一种控制信号，利用这一原理制成的红外传感器称为热释电红外传感器。 如果红外辐射持续下去，电介质的温度就会升到新的平衡状态，表面电荷也同时达到平衡。这时它就不再释放电荷，也就不 再有信号输出了，如下图图 3 1 所示。因此，对于这类热释电红外传感器，只有在红外辐射强度不断变化，它的内部温度随之不断升降的过程中，传感器才有信号输出，而在稳定状态下，输出信号则为零。因此在应用这类传感器时，应设法使红外辐射不断变化，这样才能使传感器不断有信号输出。为了满足这一要求，通常在热释电传感器的使用中，总是要在它的前面加装一个菲涅尔透镜。 图 3 1 热释电效应的形成原理 简图 能产生热释电效应的晶体称之为热释电体或热释电元件，其常用的材料有单晶 (LiTaO3 等 )、压电陶瓷（ PZT等）及高分子薄膜（ PVFZ等）。热释红外线传感器内部结构与电路如下图 3 2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 T的变化时，热释电效应会在两个电极上会产生电荷 Q，即在两电极之间产生一微弱电压 V。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 Q会跟空气中的离子所结合而消失，当环境温度稳定不变时， T=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 T，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。nts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8mm12mm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 3 2 热释电红外线传感器的结构及内部电路 3.2自动门的原理 自动门的原理自动门的基本工作原理 自动门 自动门机的基本组成大体上相同，有了以上构成，再加上开门信号，就可以配置成一套简单的自动门系统了。 自动门的系统配置是指根据使用要求而配备 的，与自动门控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、门禁系统、安全装置、集nts中控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。 1、开门信号 自动门的开门信号是触点信号，红外传感器是常用信号源： 红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员出入的场所。 另外，如果自动门接受触点信号时间过长，控制器会认为信号输入系统出现障碍。而且自 动平移门如果保持开启时间过长，也会对电气部件产生损害。红外传感器并不了解接近自动门的人是否真要进门，所以有些场合更愿意使用按键开关。 按键开关可以是一个触点式的按钮，更方便的是所谓肘触开关。肘触开关很耐用，特别是它可以用胳膊肘来操作。避免了手的接触。 还有脚踏开关，功能一样，但对防水的要求较高，而且脚踏的力量很大，容易使脚踏开关失效。还有一种带触点开关的拉手，当拉手被推 (或在反方向拉 )到位时，向门机提供触点信号。 现在的楼宇自控有时会提出特殊的要求，例如使用电话的某一分线控制开门。要达到这个要求 ，只要保证信号是无源的触点信号即可。有些情况下，人们会提出天线遥控的要求。用一个无线接受器与自动门进行触点式连接，再配一个无线发射器，就可以达到要求。不过，现在的无线电波源太多，容易导致偶然开门是一个麻烦的问题。 定时器可以自动控制门的状态，其原理是将时钟与特定的开关电路相连，可预设定时间将自动门处于自动开启或锁门状态。 2、门禁系统与非公共区域的自动门 如果说对自动门的性能和质量要求最高的，是在使用频率极高的大型公共区域，那么自动门功能要求最高是对进出人员进行选择的非公共区域。门禁系统是对入 门授权的识别。在识别或检测入门授权通过以后，向自动门的控制系统提供开门信号。在提供开门信号之前，自动门必须处于锁门的状态。门禁系统包括从最简单的钥匙开关，密码锁，磁卡锁。（考勤统计系统）。一直到复杂的体重识别系统，指纹识别系统等。但无论系统怎样复杂，最终都是给自动门提供开门的触点信号。信号电路的屏蔽对避免由于无关信号的干扰而误开门的情况发生非常重要。 3、对自动门的要求就是解锁动作与开门动作之间的协调。 应用于自动平移门的电子锁有锁皮带的电磁锁和锁门体吊挂件的电动锁，锁电机的三种。后者用于重型自动 平移门，自动平开门的电子锁有电磁门吸，电子插销锁和电子开门器，电子开门的作用力方向不影响门的开启动作，不易发生误操作。还有一种带触点开关的机械锁，使锁与开关结合，锁不处于开锁状态，触点就不能接触，不可能发生误操作。 4、集中控制 集中控制的概念，包括集中监视自动门运行状态和集中操作多个自动门两层含义，集中监视自动门开门关门状态可以通过位置信号输出电路来实现，可以采用接触式开关，当门到达一定位置（如开启位置）时，触动开关而给出触点信号。也可以采用感应式信号发生装置，当感应器探测到门处于某一位置时发出 信号。在中控室设置相应的指示灯，就可以显示自动门的状态，而集中操作通常指同时将多个门打开或锁住，这取决于自动门控制器上有无相应的接线端子。 3.3 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。它的内都nts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。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。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。脚（ RX）和脚（ CX）为输出定时控制器 T，的外接元件端，定时时间为： TX 50103RXCX。脚（ Ri）和脚 Ci）为锁定时间控制 器 i 的外接元件，锁定时间 Ti 24RiCi。脚（ VRF）为参考电压及复位端，使用时一般接 VDD，若按 SS，可使定时器复位。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.脚（ IB）为偏置电流设置端，由外接电阻 RB 接 SS 端， RB 一般取 1M的电阻。 12 脚（ OUT2）和 13 脚（ IN2-）分别为第二级运放的输出端和反相输人端。 14 脚（ IN1+）和 15 净（ IN1-）分别为第一运放的同相和反相输入端。 16 脚（ OUT1）为第一运放的输出端。 11 脚（ VDD）和 7 脚 （ VSS）分别为电源正、负端。 3.3.1 BISS0001的内部： 图 3 3 热释红外传感器处理芯片 BISS0001的内部电路 3.3.2 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) nts3.3.3 BISS001管脚图 ： 图 3 4 BISS001管脚图 3.3.4 BISS001管脚说明： 引脚 名称 I/O 能说明 1 A I 可重复触发和不可重复触发选择端。当 A为“ 1”时，允许重复触发；反之，不可重复触。 2 VO O 控制信号输出端。由 VS的上跳变沿触发，使 Vo 输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延迟时间 T0之外和无 VS的上跳变时， Vo保持低电平状态。 3 RR1 - 输出延迟时间 T0的调节端 4 RC1 - 输出延迟时 间 T0的调节端 5 RC2 - 触发封锁时间 Ti的调节端 6 RR2 - 触发封锁时间 Ti的调节端 7 VSS - 工作电源负端 8 VRF I 参考电压及复位输入端。通常接 VDD，当接“ 0”时可使定时器复位 9 VC I 触发禁止端。当 VcVR时允许触发 (VR 0.2VDD) 10 IB - 运算放大器偏置电流设置端 11 VDD - 工作电源正端 12 2OUT O 第二级运算放大器的输出端 13 2IN- I 第二级运算放大器的反相输入端 14 1IN+ I 第一级运算放大器的同相输入端 nts15 1IN- I 第一级运算放大器的反相输入端 16 1OUT O 第一级运算放大器的输出端 3.3.5 BISS0001的参数： 符号 参数 测试条件 参数范围 单位 Vi 电源 /电压 0.36.0 V V1/V0 输入 /输出电压 Vss-0.3Vdd+0.3 V Ii 最大输出电流 Vi 10 MA To 工作温度 20+70 Ts 贮存温度 40 +125 3.3.6 BISS0001工 作原理 BISS0001 是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 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 VVR 时， COP3 输出为高电平，进入延时周期。 当 A 端接“ 0”电平时，在 To 时间内任何 V2的变化都被忽略，直至 To 时间结束，即所谓不可重复触发工作方式。当 To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。 1、不可重复触发工作方式 以下图所示的不可重复触发工作方式下的波形，来说明工作过程。 nts 图 3-5 BISS0001不可重复触发工作方式 以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明其工作过程。 可重复触发工作方式下的波形在 V=“ 0”、 A=“ 0”期间，信号 Vs 不能触发 Vo为有效状态。在 V=“ 1”、 A=“ 1”时， Vs 可重复触发 Vo 为有效状态，并可促使 Vo 在 To 周期内一直保持有效状态。 在 To 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 To 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 To 周期结束后 Vo 恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间 Ti 时间内，任何 Vs 的变化都不能触发 Vo 为有效状态。 2 、可重复触发工作方式 以下图所示的可重复触发工作方式下的波形，来说明工作过程。 图 3-6 BISS0001可重复触发工作方式 当热释电红外传感器接收到人体红外辐射后输出检测信号，然后由 14脚输入 BISS0001,经地内部电路处理，由 2 脚输出探测信号（正向脉冲信号）。输出脉冲信号的宽度由外接电阻 R9 和电容 C6 来决定。当 2 脚输出控制脉冲后，电子开关被接通，数字编码电路和无线电发射电路由于得到电源而开始工作。电源变压器为 5W/15V， E 为 12V 免维护蓄电池，供停电使用。 S1nts为锁控电源开关，可根据需要安装在适当处所，用来接通工作电源，无必要时可取消设置。 SCR 采用 1A 的单向可控硅。 HFC9301 为软封装发声电路，发声为“嘀、嘀”声。电路 的调试主要是主机与各分机之间的统调。将发射电路和接收电路组装好后，先将发射机中 C10 的调至适当位置后固定不动，接着调整接收机中的 C1，使接收机能收到发射机发出的信号。若为“一对多”或“多对一”报警系统，应先将主机“一”（可以是发射机，也可以是接收机 ）调好固定，然后调整各分机，使其与主机统调。 BISS0001 应用线路图如 3-7 所示 : 图 3-7 BISS0001的热释电红外开关应 用电路图 上图中，运算放大器 OP1 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 OP2 进行第二级放大，再经由电压比较器COP1 和 COP2 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。 上图中， R3 为光敏电阻，用来检测环境照度。当作为照明控制时，若环境较明亮， R3 的电阻值会降低，使 9 脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号 Vs。 SW1 是工作方式选择开关，当 SW1 与 1 端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当 SW1 与 2 端连通 时，芯片则处于不可重复触发工作方式。图中 R6 可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选 10K，实际使用时可以用 3K，可以提高电路增益改善电路性能。输出延迟时间 Tx 由外部的 R9和 C7 的大小调整，触发封锁时间 T
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