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,其特性等同于無線電或X射線。人眼可見的光波長為380~780nm,波長為780nm~1mm的長射線稱為紅外線。部分光的光譜分布如圖1所示。紅外線光電開關(guān)(光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱,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,其物體不限于金屬,對所有能反射光線的物體均可檢測。鏡反射式光電開關(guān)是集發(fā)射器與接收器于一體的器件。光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器,當(dāng)被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時(shí),光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號,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關(guān)廠的SQ3M-3鏡反射型NPN4線、開―閉式的光電開關(guān),其特性如下。

　　檢測距離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(長度2m)。防護(hù)等級IP50(IEC規(guī)格)。環(huán)境照度:太陽光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。它的超長指令字(VLIW)方式,其單指令字長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,總字長為8×32=256位。芯片內(nèi)部設(shè)置了專門的指令分配模塊,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控制器可以在存儲器空間的各區(qū)域間控制轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù);外部存儲器接口EMIF可以訪問的片外存儲器最大容量為64MB,數(shù)據(jù)總線寬度為32位,同時(shí)也提供對8位和16位存儲器的讀寫支持;16位寬的主機(jī)口HPI可以訪問TMS320C6201的所有存儲空間和設(shè)備。