基于AVR单片机热释电红外感应设计方案

一 设计方案

（一）功能及技术指标要求

1、功能：被动式热释电红外探测感应，它是利用热释电红外传感器检测人体红外信号来完成防盗监测的。当有人进入传感器的监测区域时，报警装置通电工作，发出报警声。

2、指标要求：探测距离大于30cm,实现超低功耗，电源采用2节干电池（3.6v），电池利用时间达到一年以上。

（二）设计内容

按设计技术指标完成硬件电路部分的设计及部分软件代码

（三）设计思路及关键技术

1、设计时首先要充分认识两个问题：

（1）低功耗如何才能实现？感应器工作应分为两种状态：工作模式和省电模式。工作模式即当有人进入感应区，热释电传感器感应出信号，通过信号处理电路，再将信号送到MCU处理，进行相应的执行操作。而在大部分时间内，感应器是要处于省电模式，此时消耗的功率非常低，即人尚未进入感应区范围，或者人离开了感应区，此时电路进入省电模式状态。明白了这两点，就要设计这两种模式下的工作状态。

（2）探测范围问题，包括探测的距离和角度。设计要求的在30cm 距离范围内，一般的传感器都会达到这个距离，即先不在讨论这里。然后是角度问题，包括立体空间角度。在传感器上加个半球开的盖可以大大增大探测角度，减小盲区。当人体在这个监视范围内运动时，顺次地进入某一单元透境视场，又走出这一视场，热释电元件对运动物体一会儿看得见一会儿看不见，就产生了信号。

2、设计思路：

本设计方案包括三大部分组成：人体信号检测电路，单片机控制电路，显示电路。

（1）人体信号检测电路采用biss0001红外传感信号处理器，　信号检测电路如图所示。

（1）单片机控制电路采用AVR单片机，AVR单片机工作在1MHz，3V时的典型功耗：正常工作模式为1.1mA，掉电工作模式为<1uA，通过软件来设计使有信号时，单片机工作在正常状态，无信号时工作在掉电模式。设计电路如图所示：

(3)显示电路处理部分，可根据不同的性能要求作出相应的处理。

二、硬件描述

系统原理和系统框图：本设计方案包括三大部分组成：人体信号检测电路，单片机控制电路，显示电路。

信号检测电路主要由热释电红外检测探头SD02和BISS0001信号处理电路组成，　信号检测电路如图所示。配以滤波镜片和阻抗匹配用场效应管组成的热释电红外传感器，以非接触方式检测出来自人体的红外辐射并将其转换成电信号，经BISS0001中的运放N1的前置放大、运算放大器N2的第二级放大，将直流电位抬高为内置电压Um后送到由比较器N4、N5组成的双向鉴幅器，检出有效触发信号Us。由于内置电压UH≈0.7UDD、UL≈0.3UDD，当UDD=5V时，可有效地抑制±1V的噪声干扰。N3作为条件比较器，当输入电压Uc小于内置电压UR（≈0.2UDD）时，N3输出为低电平封住了Us向下级递送。而当Uc>UR时，N3输出为高电平，打开与门N7，此时若有触发信号Us的上跳变前沿到来，则可启动延时定时器，同时Uo输出为高电平。比较器的域值选取很重要，域值太低易误报，太高则灵敏度低。

在定时周期Tx内，BISS0001的输出端2为高电位，则晶体管VT1饱和导通，其集电极为低电位，将这一信号送到由单片机及无线发射电路组成的编码及无线发射电路，接到编码用的单片机的 P0.0口，单片机将该探头编码后通过无线发射；在Tx结束时，BISS0001进入封锁周期Ti，其输出端变为低电平，晶体管截止，其集电极为高电平。BISS0001的1脚（A端）与电源相连，使信号检测电路处于重复触发。Tx定时间隔可由BISS0001的3脚和4脚上所接的电阻和电容来确定。信号检测探头仰角可在120°范围内调节，并通过改变仰角来进行实际探测距离的调节。

（四）程序设计（部分代码）

外部中断初始化程序:

void interrupt_init(void)

  {

    MCUCR|=0X03;

    MCUCSR|=0X40;

    GICR|=0X60;   

  }

进入掉电模式时的程序:

MCUCR|=0X60;

GICR|=0X80;

asm("sleep");

MCUCR&=0XBF;

GICR&=0X7F;

clock_manage();：