由DSP構成的紅外線(xiàn)實(shí)時(shí)監視報警系統

1 紅外線(xiàn)遙控原理及DSP芯片

1.1 紅外線(xiàn)遙控原理

　　紅外線(xiàn)是一種電磁射線(xiàn),其特性等同于無(wú)線(xiàn)電或X射線(xiàn)。人眼可見(jiàn)的光波長(cháng)為380~780nm,波長(cháng)為780nm~1mm的長(cháng)射線(xiàn)稱(chēng)為紅外線(xiàn)。部分光的光譜分布如圖1所示。紅外線(xiàn)光電開(kāi)關(guān)(光電傳感器)是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng),它是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射,由同步回路選通而檢測物體的有無(wú),其物體不限于金屬,對所有能反射光線(xiàn)的物體均可檢測。鏡反射式光電開(kāi)關(guān)是集發(fā)射器與接收器于一體的器件。光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器,當被檢測物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線(xiàn)時(shí),光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測開(kāi)關(guān)信號,其工作示意圖如圖2所示。本系統選用的是浙江洞頭光電開(kāi)關(guān)廠(chǎng)的SQ3M-3鏡反射型NPN4線(xiàn)、開(kāi)―閉式的光電開(kāi)關(guān),其特性如下。

　　檢測距離3m?；夭钪怠?0%。響應頻率200Hz。指向角3°～20°。工作電壓10～30V。靜態(tài)電流≤30mA,輸出電流≥200mA。殘留電壓≤1V?？垢蓴_程度:能承受峰值為±1000V,脈寬為1μs的電壓沖擊。以電纜方式連接(長(cháng)度2m)。防護等級IP50(IEC規格)。環(huán)境照度:太陽(yáng)光11000Lux(最大),日光燈3000Lux(最大)。絕緣電阻≥50MΩ。耐電壓AC1500V(50/60Hz1分鐘),抗振程度:10~55Hz(周期每分鐘),復振幅為1mm且X、Y、Z方向各2小時(shí)?？箾_擊性:500M/s2(50g)且X、Y、Z方向各3次。環(huán)境溫度:工作時(shí)在-30℃～+80℃(未結冰狀態(tài)下),儲存時(shí)在-30℃~+80℃(未結冰狀態(tài)下)。環(huán)境濕度:工作時(shí)為35%～95%RH。指示燈動(dòng)作顯示為紅色LED。

1.2 DSP芯片

　　TMS320C6201芯片是高速、高效定點(diǎn)數字信號處理芯片,是TI公司20世紀90年代后期產(chǎn)品。它采用流水線(xiàn)操作方式,最大處理能力為1600MIPS,完成1024定點(diǎn)FFT的時(shí)間只需要70μs。由于具有特殊的velociTI結構及獨特的指令集,所以它的運算能力、并行性和靈活性都非常強大。同時(shí)其外圍設備(DMA控制器、主機接口(HPI)、中斷選擇器等)能夠很方便地與其他外圍設備進(jìn)行數據交換。TMS320C6201內部結構圖如圖3所示,由3個(gè)主要部分組成:CPU內核、外設和存儲器。CPU內核中的8個(gè)功能單元可以完成并行運行,功能單元執行邏輯、位移、乘法、加法和數據尋址等操作。它的超長(cháng)指令字(VLIW)方式,其單指令字長(cháng)32位,每條32位指令占用1個(gè)功能單元。取指令、指令分配和指令譯碼單元每一周期都可以從程序存儲器到功能單元傳遞8條指令,這8條指令組成1個(gè)指令包,總字長(cháng)為8×32=256位。芯片內部設置了專(zhuān)門(mén)的指令分配模塊,可以將每個(gè)256位指令包分配到功能單元中,并由8個(gè)功能單元并行運行。其片內存儲器總容量為1MB,其中2KB×256用于程序內存和程序cache;64KB用于數據內存和數據cache,用戶(hù)可以訪(fǎng)問(wèn)8位、16位和32位數據。它的外設模塊包括多通道緩沖串口、時(shí)鐘、外部存儲器接口EMIF、DMA控制器、主機口和power-down邏輯等。DMA控制器可以在存儲器空間的各區域間控制轉換數據;外部存儲器接口EMIF可以訪(fǎng)問(wèn)的片外存儲器最大容量為64MB,數據總線(xiàn)寬度為32位,同時(shí)也提供對8位和16位存儲器的讀寫(xiě)支持;16位寬的主機口HPI可以訪(fǎng)問(wèn)TMS320C6201的所有存儲空間和設備。