基于51单片机红外感应家用小夜灯的设计(2)

当检测到人体移动信号时，电荷信号经过FET放大后，经过C2，R1的稳压后使输出变为高电位，再经过NPN的转化，输出OUT为低电平。

其特性有以下几点：

(1)这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10um左右的红外辐射必须非常敏感。

(2)为了仅仅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尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。

(3)被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。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具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。

(4)一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而形成电信号驱动小灯泡发光。

(5)菲尼尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离）。 三、热释电红外传感器的优缺点

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，本身不发任何类型的辐射，其功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。但是热释电红外传感器容易受各种热源、光源干扰，被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不容易被探头接收，环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时后会造成短时间失灵。

第二节AT89C51单片机简单概述

一、 AT89C51单片机的结构简介

AT89C51单片机是美国Atmel公司生产低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，器件

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采用Atmel公司的高密度、非易失性存取技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元，功能强大。AT89C51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

图2-2为AT89C51单片机的基本组成功能方块图。由图可见，在这一块芯片上，集成了一台微型计算机的主要组成部分，其中包括CPU、存储器、可编程I/O口、定时器/计数器、串行口等，各部分通过内部总线相连。下面介绍几个主要部分：

外时钟源 外部事件计数

外部中断 控制 并行口 串行通信

图2-2 AT89C51 功能方块图

二、 AT89C51管脚说明

Atmel公司的AT89C51是一种高效微控制器。采用40引脚双列直插封装形式。AT89C51单片机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。

VCC：供电电压。 GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL

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门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。

PSEN：外部程序存储器的选通信号端。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。

，不管是否EA/VP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）有内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

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第三章 红外感应家用小夜灯的设计

第一节 红外感应家用小夜灯的设计

红外感应家用小夜灯构造简单，使用方便、灵活而且组装成本低。当今社会不断进步，科学技术和经济不断发展，人们的生活水平得到了很大提高，即便如此，在很多落后的偏远山村，硬件设施还是很落后，黑夜时人们在屋内、走廊等地方行走时都很不方便，因而对紧急的照明措施提出了很高的要求，本设计就是为了满足落后偏远山村的紧急照明需求而设计的家庭式电子照明系统，根据不同的要求，通过软件延时程序来设计所需的持续照明时间。 一、 设计任务与要求

人体辐射的红外线中心波长为9～10um，而热释电红外线传感器的波长灵敏度在0.2～20um范围内几乎稳定不变，所以实际系统中常采用的是热释电红外线传感器。热释电红外线传感器主要是以非接触的形式对人体辐射的红外线进行检测，将检测到的红外光谱转变成微弱的电信号，然后通过放大电路将微弱的电信号放大，最后经单片机处理以达到驱动电路从而达到使感应灯泡发光的效果。

设计一个红外感应家用小夜灯，红外感应在一定距离范围内有效，具有较强抗干扰性，较高的稳定性和可靠性。设计一个延时程序，让红外感应小夜灯发光持续2min。

系统可实现功能是当有人经过时，热释电红外传感器将探测到动作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送出TTL 电平至AT89C51单片机，经单片机处理运算后驱动执行发光器控电路使灯泡发光。

二、 设计方案及设计思路

AT89C51单片机采用非易失性存取技术，是低电压，高密度、兼容标准MCS-51指令的系统，功能强大，加上通过假期的学习比较，对我来说，AT89C51学起来要容易些，因此在本设计最终决定采用AT89C51单片机。其可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。

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主动红外探测器由红外发射器和红外接收器组成。红外发射器发射一束或多数经过调制过的红外光线投向红外接收器。发射器与接收器之间没有遮挡物时，感应灯不会发光。有物体遮挡时，接收器输出信号发生变化，感应灯就发光，这样很容易产生错误信号。然而被动红外探测器中有2个关键性元件，一个是菲涅尔透镜，另一个是热释电传感器。虽然自然界中任何高于绝对温度（-273K）的物体都会产生红外辐射，但是不同温度的物体释放的红外能量波长也不同。人体有恒定的体温，与周围环境温度存在差别。当人体移动时，这种差别的变化通过菲涅尔透镜被热释电传感器检测到，从而输出电信号。热释电红外传感器的制作简单、成本低、安装比较方便，而且性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠，因而本设计采用的是被动式的热释电红外传感器。

本设计包括硬件和软件设计两个部分，电路结构划分为：热释电红外传感器、单片机控制电路、发光器控制电路及相关的控制管理软件。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、功能设定等功能。

当有人进入红外探测区 …… 此处隐藏：2664字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……