基于Motorola MC33794的人体位置探测器

图1 MC33794的工作原理

MC33794与MCU的典型连接如图2所示。值得一提的是，我们只需提供12V电源电压，MCU使用的5V电源由MC33794提供，MCU有８位AD即可。MC33794的电容测量范围是0pF~100pF,当使用８位的ADC时，分辨率是0.4pF，当使用10位的ADC时，分辨率是0.1pF。从图2可以看出，MC33794使用非常方便，只需外界少量的电阻电容即可工作。同时MC33794对MCU的要求也不高，只需8位ADC和通用接口。

图2 MC33794与微控制器连接原理

图3 硬件布线图

图4 硬件系统框图 硬件特性：

1) 采用了Motorola 2003年推出的产品---电场成像器件MC33794，充分利用了MC33794的新的探测技术。
2) 以MC68HC908AP64芯片为中心实现控制功能，器件数量较少，结构紧蹙精简。
3) 利用MC68HC908AP64的10位的AD进行数据采样，保证了精度。
4) 采用各种Motorola的SCR提供标准参考电压，以保证AD采样的精度，减小系统误差。
5) 利用串行口SCI与外部进行通信，可通过PC机进行配置以及参数和算法更新。
6) 利用COP的功能实现自检和错误恢复，避免意外情况下失效。

系统软件

图5 软件结构框图软件特性：

1) 软件容量大：由于MC68HC908AP64 具有64KB 的FLASH，可以存储较大容量的伏在处理程序。
2) 数据量大：2K Byte 的RAM，相较于MC68HC908SR12 的512 字节RAM，可以进行更多更复杂的数据处理。
3) 高运行频率：8M 的总线频率，CPU 处于较高的运行速度。可以实时的完成复杂的运算。
4) 采用模糊控制技术，可以进行很有效的位置判断和控制。在9 路联合控制和分别控制时选择不同的控制算法。
5) 复杂数据运算：在8 位MCU 上实现了浮点运算、三角函数运算等复杂数据运算，这些运算都通过设计精良的子函数调用来实现。

结束语

本方案设计的人体位置的探测器，充分利用了Motorola 的电场传感器MC33794 的这种新器件和技术。采用了多种软件设计技术，产品实用性强，有着广阔的市场。

1. 充分发挥MC33794 的功能，体现多路电场传感器的独特功能。
2. 支持多种工作模式：立体探测模式、多支路探测模式。
3. 采用优良的数值计算方法，根据9 路电极的参数精确计算三维物体位置及大小。
4. 产品设计具有通用性，可用在多种领域。
5. 体积小，便于携带和安装使用。
6. 通过数学模糊原理实现“智能控制”。
7. 采用廉价低功耗通用型MCU MC68HC908AP64 进行数据处理，可以在符合功能要求情况下降低成本。
8. 产品设计考虑了成本控制，制造费用较低，可大量普及使用。

参考文献
1 MC68HC908AP64 Data Sheet, http://motorola.com/semiconductors/,2003.10
2 MC33794 Advance Information, Freescale Semiconductor,2004.04
3 M68HC08 系列单片机原理与应用-嵌入式系统初步,张友德，涂时亮，陈章龙，2001.09(end)