基于at89c51单片机的家庭防盗报警系统设计毕业论文

基于at89c51单片机的家庭防盗报警系统设计毕业论文内容摘要：

Q APS 当红外辐射照射时热释电晶体温度升高自发极化电晶体温度升高自发极化强度降 低因此电极表面上感应电荷减少这相当于释放了一部分电荷因此称之为热释电现象 如图 23 所示的电路连接负载则在红外辐射时就有电流流过负载经放大后成为输出信号 图 23 若没有经过调制的红外辐射热释电晶体使温度升高到一个新的平衡值那么电极表面的感应电荷也变化到新的平衡值不再释放电荷也就不再输出信号因此热释电探测器与其他热释探测器不同它只存在温度升降的过程中才有信号输出所以利用热释电探测器探测的红外辐射必须经过调制 如果用调制频率为 f 的红外线照射热释电晶体则晶体的温度自发极化强度PS及其引起的面束缚作电荷密度均以频 率 f作周期变化如果 1f小于自由电荷中和面束缚电荷所需要的时间那么在垂直于 PS 的晶体的两个端面之间就会产生开路电压如果用负载电阻 Rg 把两个电极连接起来就会有热释电电流 Is 通过负载热释电晶体自发极化强度随温度变化使电极表面感应电荷发生变化其等效电路如图 24 所示 图 24 电流源的电流强度为 Is 为 式中 p 一自发极化强度对温度变化率称为热释电系数 菲涅尔透镜 目前人体验知系统中的光调制器一般都采用多元阵列式菲涅尔透镜它起到红外辐射收集器和调制器的双重作用热释电传感器只有与菲涅尔透镜配合使用才能发挥最大 作用加装菲涅尔透镜可使传感器的探测半径从不足 2m 提高到至少8m 范围菲涅尔透镜实际是一个透镜组每个单元一般都只有一个不大的视场且相邻的视场既不连续也不交叉都相隔一个盲区 如图 4 所示 这样当人体在装有菲涅尔透镜的传感器监控范围内运动时人体辐射的红外线通过菲涅尔透镜传到传感器上形成一个不断交替变化的盲区和亮区使得敏感单元的温度不断变化传感器从而输出信号或者说人体在监控范围内活动时进人一个视场后又走出这个视场再进人另一视场对传感器而言相当于一会儿看到人一会儿又看不到人人体的红外线辐射不断改变传感器的温度使之有一个又 一个相应的电信号 图 25 菲涅尔透镜不仅可以形成亮区和盲区而且还有聚焦作用其焦距一般在 5cm左右菲涅尔透镜一般由聚乙烯塑料片制成呈乳白色半透明状需要说明的是在每次接通电源时传感器要有几秒到十几秒的预热时间在这段时期内该传感器不起作用 24 热释电红外传感器控制电路芯片选择 热释电红外传感器输出的检测信号很小要经过放大比较等几个环节才能输出控制信号使电路执行相关动作热释电红外传感器控制电路就是根据检测信号的特点和输出信号的要求完成上述功能的电路本套系统采用通用原件构成热释电红外传感器的控制系统下图 26 是控制 电路的结构框图 图 26 LM324 系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器与单电源应用场合的标准运算放大器相比它们有一些显著优点该四放大器可以工作在低到30 伏或者高到 32 伏的电源下静态电流为 MC1741 的静态电流的五分之一共模输入范围包括负电源因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性每一组运算放大器可用图 27 所示的符号来表示它有 5 个引出脚其中 为两个信号输入端 VV为正负电源端 Vo 为输出端两个信号输入端中 Vi为反相输入端表示运放输出端 Vo 的信号与该输入端的位相反 Vi 为同相输入端表示 运放输出端 Vo的信号与该输入端的相位相同 LM324 的引脚排列见图 28 图 27 图 28 LM324 的特点 1 短路保护输出 2 真差动输入级 3 可单电源工作 3V32V 4 低偏置电流最大 100nA 5 每封装含四个运算放大器 6 具有内部补偿的功能 7 共模范围扩展到负电源 8 行业标准的引脚排列 9 输入端具有静电保护功能 3 系统硬件设计 31 低频带通放大电路 热释电红外传感器输出的检测信号很小仅 1mV 左右频率为 0110HZ 需经高增益低噪声低频放大器放大后才能进一步处理一 般来讲要求放大器的增益为6070dB 带宽 037HZ 放大器的带宽对可靠性和灵敏度有重要影响带宽窄噪声小误动作率低带宽宽噪声大误动作率高 如图 31 所示本系统采用 LM324 中的两个集成运算放大器构成低频带通放大电路 LM324 内部集成了四个独立的高增益运算放大器其电流小典型值 Is 10mA 且与所加电源电压的大小无关频率补偿及偏置电流均采用了温度补偿措施性能稳定采用单电源供电 图 31 放大器要求 增益 6070DB 带宽 037HZ 工作原理 放大电路的电压增益为 A 12πfR12C4 12πfR7C4 1 2πfR12C4 一般要求放大电路的增益为 65Db 电路的上下限截至频率为 FH 1R12C7FL 1R7C4 在单电源供电的情况下外加电压分压器后可保证运放输出电压有较大的动态范围静态下应将输出端电位设在 12 处方法是 ICA 外接 R4R10 分压器将 12VCC。