由DSP構(gòu)成的紅外線實(shí)時(shí)監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)

1 紅外線遙控原理及DSP芯片

1.1 紅外線遙控原理

　　紅外線是一種電磁射線,其特性等同于無(wú)線電或X射線。人眼可見(jiàn)的光波長(zhǎng)為380~780nm,波長(zhǎng)為780nm~1mm的長(zhǎng)射線稱為紅外線。部分光的光譜分布如圖1所示。紅外線光電開(kāi)關(guān)(光電傳感器)是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱,它是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射,由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無(wú),其物體不限于金屬,對(duì)所有能反射光線的物體均可檢測(cè)。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)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器,當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí),光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào),其工作示意圖如圖2所示。本系統(tǒng)選用的是浙江洞頭光電開(kāi)關(guān)廠的SQ3M-3鏡反射型NPN4線、開(kāi)―閉式的光電開(kāi)關(guān),其特性如下。

　　檢測(cè)距離3m?；夭钪怠?0%。響應(yīng)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(zhǎng)度2m)。防護(hù)等級(jí)IP50(IEC規(guī)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(fù)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(jié)冰狀態(tài)下),儲(chǔ)存時(shí)在-30℃~+80℃(未結(jié)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(shù)字信號(hào)處理芯片,是TI公司20世紀(jì)90年代后期產(chǎn)品。它采用流水線操作方式,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(jié)構(gòu)及獨(dú)特的指令集,所以它的運(yùn)算能力、并行性和靈活性都非常強(qiáng)大。同時(shí)其外圍設(shè)備(DMA控制器、主機(jī)接口(HPI)、中斷選擇器等)能夠很方便地與其他外圍設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。TMS320C6201內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3所示,由3個(gè)主要部分組成:CPU內(nèi)核、外設(shè)和存儲(chǔ)器。CPU內(nèi)核中的8個(gè)功能單元可以完成并行運(yùn)行,功能單元執(zhí)行邏輯、位移、乘法、加法和數(shù)據(jù)尋址等操作。它的超長(zhǎng)指令字(VLIW)方式,其單指令字長(zhǎng)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(chǔ)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(zhǎng)為8×32=256位。芯片內(nèi)部設(shè)置了專門(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(yùn)行。其片內(nèi)存儲(chǔ)器總?cè)萘繛?MB,其中2KB×256用于程序內(nèi)存和程序cache;64KB用于數(shù)據(jù)內(nèi)存和數(shù)據(jù)cache,用戶可以訪問(wèn)8位、16位和32位數(shù)據(jù)。它的外設(shè)模塊包括多通道緩沖串口、時(shí)鐘、外部存儲(chǔ)器接口EMIF、DMA控制器、主機(jī)口和power-down邏輯等。DMA控制器可以在存儲(chǔ)器空間的各區(qū)域間控制轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù);外部存儲(chǔ)器接口EMIF可以訪問(wèn)的片外存儲(chǔ)器最大容量為64MB,數(shù)據(jù)總線寬度為32位,同時(shí)也提供對(duì)8位和16位存儲(chǔ)器的讀寫(xiě)支持;16位寬的主機(jī)口HPI可以訪問(wèn)TMS320C6201的所有存儲(chǔ)空間和設(shè)備。