超低功耗红外探测器的设计

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1、超低功耗红外探测器的设计技术文库U1□LnjyiRa»ILbRD>1RE-1■^4-1uLlRaNaNI□Q7HQ.EJNnSCVCLLOJTwT©AMRC4.RMRC*II,ITCMR13CI5Itri&-i^L—I卜ct»iI忖丁NORCIL号HTD5TTideLcoxrRcmbcaCwux:戶tZRlc：Qa

2、是H前国内安防报警市场上用的很多的探测器，因为安装方便而受很多工程商的青睐，但因为使用9V电池供电，没有微处理器，静态电流〉60UA,使用3・5个月就需更换电池，又因为使用者不会经常关注这个探测器是否低压指示，而忘记更换电池，给使用者和工程商的售后都带來麻烦。鉴于此，作者设计了一款探测器，静态功耗10UA,用3V锂电池供屯，电池使用寿命可达2-4年。因为使用了微处理（MCU）,这款探测器除实现超低功耗外，设计实现了完善的温度补偿算法、防误报算法，电路设计上做到了防射频干扰。设汁思路因有低功耗要求，所以设计产品电路及程序时，除完成功能要求外，要重点考虑低功耗问题：1、为延长电池存

3、放及使用寿命，供电采用3V锂电池（1300MAH）。2、因为采用3V锂电池供电，所以要选用低压低功耗器件：MCP6xxx为轨对轨双运放，它具冇低工作电压，低功耗等特点，用于红外信号放大,选择这一放大器对整机功耗的降低很关鍵。微处理器（MCU）选用PIC16LC71X是PIC16C71X的低工作电压型号，以保证低压下能稳定工作。3、使用MCU的休眠方式:在休眠状态,振荡器被关闭，这样能使PIC处理器消耗最小的电流（VIUA）,但因为处理器必须不断采集传感器信号，并进行分析处理，所以釆用看门狗定时器定时唤醒，启动A/D转换,然后进入休眠状态，在休眠状态下进行A/D转换，以降低功耗，

4、转换完成重新唤醒处理数据。4、所冇I/O口都设计为不使用时，没冇电流通过，比如在I/O口上的延时跳线设置，脉冲选择跳线设置，只有在探测器报警时才检测-•次。5、因为有温度补偿要求，采用定吋A/D转换的方式进行温度检测，在不检测温度时热敏电阻不上电。6、设有报警间隔选择，以减少不必要的发射次数。7、低压检测电路也采用定时供电检测的方式。硬件设计硬件电路设计对实现低功耗很关鍵，在实现产品功能设计要求的同时，要达到超低功耗的目标，整个电路设计包括红外传感器信号放大电路、微处理器（MCU）外围控制电路、无线发射电路，共中无线发射电路不需考虑功耗，因为只冇报警时才工作，只需考虑发射效率。

5、传感器放大屯路采用低功耗的轨对轨双运放MCP6XXX,实现低功耗不是问题。重点是MCU外围电路，对MCU本身可以通过休眠的模式降低功耗，但你I/O上负载电路若有电流通过，则静态电流不会降下來，下图为MCU外围电路：从图屮可以看到，PIC16LC71X所冇I/O口除17脚为A/D转换输入口，和放大电路相连，共它引脚都为定时或可控的输入输出，平时没冇电流通过，这样就保证了硬件电路静态下冇很小的电流，从硬件上保证了低功耗的要求。程序设计软件编写对实现低功耗也非常关键，如何让MCU保持更长时间的休眠而不影响正常探测，如何冇效的控制各I/O口，使其有电流通过的时间最短。整个程序具体有以下

6、几个功能模块：1、主程序2、红外信号A/D转换3、报警探测算法4、温度检测5、温度补偿算法6、脉冲选择设置检测7、延时选择设置检测8、电池低压检测9、防拆开关检测10、报警程序主程序设计为休眠一一工作一一休眠的模式，通过看门狗定时器定时唤醒，每唤醒一次：都进行一次红外信号检测，如间隔时间满1分钟执行一次温度检测，间隔时间满40分钟执行一次低压检测，执行完毕后返冋休眠模式。主程序为：STARTNOP;每完成一次A/D,休眠SLEEPNOP......40分钟去检测一次电池电压GOTOLOWSTART;i低压检测……1分钟检测一次温度CALLCHECKT;温度检测CALLINITA

7、D;开始A/D,检测红外信号CALLSETUPDELAY;>=10USBSFADCONO,GOSLEEP;置开始A/D后，去休眠來完成A/DNOPNOPGOTOSTARTA/D中断程序为:ADZDBTFSSPIR1,ADIF;A/D中断程式GOTOADZD;RETFIEMOVFADRES.WMOVWFAD_TEMP;存放在临时寄存器CALLCHECK_DATA;红外探测算法GOTOBJ；满足条件报警GOTOSTART；否则到主程序结语采用微处理器PICI6LC71X和放大电路MCP6XXX设