智能台灯毕业论文 - 图文(5)

PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号 将不出现。

/EA/VPP:当疋八保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 (0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内 部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP)。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。

3 传感器的选择及功能介绍

3.1热释电红外传感器

本次设计智能节能利用的传感器是热释电红外传感器。传感器在电路中起着很大的作用，要利用它釆集向来的信号去对灯光进行控制。热释电红外传感器本身釆集到的信号是很微弱的，感应的范围也很小，但是在它正面加上一个菲涅尔透镜以后，它的信号采集范围剩可以增大到20米左右。本次设计对热释电红外传感器的性能要求比较高，因为它采集回来的信号将直接影响灯光控制电路的控制行为。首先，这种传感器要对人体发出的红外线感应很灵敏，而对其他的小动物发出的红外

9

智能台灯控制器

线不起作用。其次是能够感应较远跑离的红外信号，这就需要借助于菲涅尔透镜的聚焦作用。下面开始详细介绍热释电红外传感器的工作原理以及工作特性。 3.1.1概述

本系统采用的热释电传感器成品的引脚示意图如图2.7所示，引脚功能如下： 数字1脚：电源负极

数字2脚：信号输出，高电平有效，4～6V和工作电压有关 数字3脚：电源正极 DC6～9V W1：灵敏度调整 W2：输出延时调整 5～120秒

图3-1 热释电红外传感器的引脚示意图

它的技术参数如下： 1、工作电压：DC6～9V 2、电平输出：和电源电压相同

3、感应角度：水平：90～140度；垂直：15～30度 4、静态电流：小于750μA 5、无信号输出：0V 6、感应距离：0.5～15米

7、外形尺寸：28mm×38mm 高25毫米（最高点） 8、输出电平：4～6V与工作电压有关 9、工作时间：可调5-120秒范围

当探测器检测到异常的情况，由2脚输出一个高电平，发送到单片机上，单片机做出报警处理。

10

智能台灯控制器

3.1.2热释电红外传感器工作原理

热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。热释电效应是指当一些晶体受热时，在晶体两端产生数量相等而符号相反的电荷，由于热变 化产生的电极化现象。通常，晶体内发极化所产生的朿缚电荷被来內空气屮附着在晶体 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。

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△0,即在两电极之间产生一微弱电乐△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会跟空气巾的离子所结合而消失，当环境温度稳走不变时，△T=O,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。

人体都有恒定的体温，一般在37°左右，会发出10mm左右特定波长的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的红外线而进行工作的。红外线通过菲涅耳滤光片增强后聚集到热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后经检测处理后就能产生电压信号。被动红外探失，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元件，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎都有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输 3.2光敏电阻

光敏电阻的重要特性是它的阻值人小随着环境光的改变而改变，当环境光比较强 时，它的阻值减小，相反当环境光较弱时，它的阻值就会增大，这是跟它本身的制作材料有关的。本文的智能节能台灯设计也是利用了光敏电阻的这一特性，用它来感应环境光的强度。若是环境光较强的时候，比如白天时，光敏电阻的阻值就很小，传感器信号处理电路会根据它的阻值进行相应的处理；相反当环境光较弱的时候，比如晚上或者阴天吋，它的电阻值就会变大，同时热释电红外传感器要足检测到有人在附近时，传感器信号处理电路就会把这些信号经过处理传到单片机控制电路，从而启动点亮台灯。所以光敏电阻对环境光的检测在电路中也很重要。对光

11

智能台灯控制器

敏电阻要求也很高，要对环境光比较敏感，及时把信号传送到信号处理检测电路。要了解光敏电阻是如何工作的，先要它有一定的了解，下面介绍光敏电阻的一些特性。 3.2.1概述

光敏电阻器（photovaristor) 又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用厂光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子一空穴对，参与导电，使电路中电流增强。

3.2.2光敏电阻工作原理

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带屮产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子一空穴对增加了半导体材料中载流子的数问，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发 产生的电子一空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

12