基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘要本設(shè)計(jì)以傳感器和單片機(jī)作為煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)的核心器件，配合其它器件即可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、自動(dòng)排煙換氣和消防滅火等功能。設(shè)計(jì)中單片機(jī)選用STC89C52作為控制器件，傳感器選用MQ-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙霧的檢測(cè)。煙霧報(bào)警器主要由煙霧信號(hào)采集及前置放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、顯示電路、聲光報(bào)警電路和安全保護(hù)電路構(gòu)成，設(shè)計(jì)合理、簡(jiǎn)單易懂、價(jià)格低廉，使單片機(jī)在煙霧報(bào)警系統(tǒng)的控制中得到充分應(yīng)用，具有一定的實(shí)用價(jià)值。論文主要針對(duì)煙霧報(bào)警系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分及功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和說明，并對(duì)其主控電路和外圍設(shè)備電路之間的接口連接方式，以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2、進(jìn)行了重點(diǎn)的分析和講解。關(guān)鍵詞： 煙霧報(bào)警器 STC89C52 蜂鳴器 傳感器 專心-專注-專業(yè)ABSTRACTThe design of the sensor and single-chip microcomputer as the core device smoke alarm design, with other devices can achieve sound and light alarm, automatic exhaust ventilation and fire extinguishing function. Design of single chip STC89C52 is

3、 selected as the control device, the selection of sensor for detection of MQ-2 type semiconductor gas sensitive element smoke sensor smoke.The smoke alarm is mainly composed of smoke signal acquisition and the preamplifier circuit, analog-digital conversion circuit, single-chip microcomputer control

4、 circuit, display circuit, alarm circuit and protection circuit, reasonable design, simple, low price, make full use of MCU alarm system in the control of the smoke, and has a certain practical value.The main thesis of the smoke alarm system for the various components and functions are introduced an

5、d explained, and the connection mode of the main control circuit and peripheral equipment circuit interface, and the software design of the system is analyzed and the explanation of the key.Keywords： The smoke alarm STC89C52 buzzer sensor目錄前言火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，一般由火災(zāi)報(bào)警器、區(qū)域報(bào)警器和集中報(bào)警器組成。也可以根據(jù)工程的要同各種滅火設(shè)施和通訊裝置聯(lián)動(dòng)，以形

6、成中心控制系統(tǒng)。既由自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火、安全疏散誘導(dǎo)、系統(tǒng)過程顯示、消防檔案管理等組成一個(gè)完整的消防控制系統(tǒng)?；馂?zāi)探測(cè)器是探測(cè)火災(zāi)的儀器，由于在火災(zāi)發(fā)生的階段，將伴隨產(chǎn)生煙霧、高溫和火光，這些煙、熱和光可以通過探測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)報(bào)警或使自動(dòng)滅火系統(tǒng)啟動(dòng)，及時(shí)撲滅火災(zāi)。本設(shè)計(jì)的單片機(jī)及煙霧傳感器是煙霧報(bào)警器系統(tǒng)的兩大核心。單片機(jī)好比一個(gè)橋梁，聯(lián)系著傳感器和報(bào)警電路設(shè)備。近幾年來，單片機(jī)已逐步深入應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門及人們生活的各個(gè)方面。各種類型的單片機(jī)也根據(jù)社會(huì)的需求而開發(fā)出來。單片機(jī)是器件級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)際上它是一個(gè)微控制器或微處理器。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應(yīng)用到所有電子

7、系統(tǒng)中。同樣，它也可以廣泛應(yīng)用于報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，使各類報(bào)警裝置的功能更加完善，可靠性大大提高，以滿足社會(huì)發(fā)展的需要。而傳感器作為信息技術(shù)系統(tǒng)的“感官”器件，如果沒有“感官”感受信息，或者“感官”遲鈍，都難以形成高精度、高速度的控制系統(tǒng)。美國(guó)曾把二十世紀(jì)八十年代稱為傳感技術(shù)時(shí)代，日本更是把傳感技術(shù)列為十大技術(shù)之首。所以，根據(jù)報(bào)警器功能的需要，選擇合適、精確、經(jīng)濟(jì)的煙霧傳感器和單片機(jī)芯片是至關(guān)重要的。在本論文中的最主要的設(shè)計(jì)是選STC89C52單片機(jī)和MQ-2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器為核心器件。1 緒 論1.1研究火災(zāi)報(bào)警器的背景及意義世界上無時(shí)無刻不在發(fā)生著各種各樣的災(zāi)難，在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是發(fā)生頻率

8、較高的一種災(zāi)害。據(jù)相關(guān)資料顯示，全球每年發(fā)生火災(zāi)大約在六百萬次到七百萬次，全球每年死于火災(zāi)的人數(shù)大約八萬人左右，嚴(yán)峻的事實(shí)表明，隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，火災(zāi)給人類、社會(huì)和自然造成的危害范圍不斷擴(kuò)大。殘酷的現(xiàn)實(shí)讓人們意識(shí)到監(jiān)控預(yù)警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和及時(shí)的報(bào)警機(jī)制可以大大降低人員的傷亡，為社會(huì)減少不必要的損失，這時(shí)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）應(yīng)運(yùn)而生。它能迅速的檢測(cè)出火情，可在人們沒察覺出火災(zāi)發(fā)生時(shí)就察覺出火災(zāi)，可將火災(zāi)帶來的損失降到最低?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)還能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和準(zhǔn)確報(bào)警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護(hù)人們身體和財(cái)產(chǎn)安全的重要意義，有很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2火災(zāi)

9、報(bào)警器的研究現(xiàn)況從20世紀(jì)80年代中后期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)及智能技術(shù)的快速發(fā)展，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)步入智能化時(shí)代。在我國(guó)，采用無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日益受到重視。由于其具有安裝簡(jiǎn)便、對(duì)建筑物無算壞作業(yè)、靈活性好。易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適用于許多場(chǎng)合?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在火災(zāi)判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，其中分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能型，也是今后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向。1.3主要工作本篇論文是煙霧報(bào)警器的研制：(1)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(2)以STC89C52單片機(jī)為中央處理器，對(duì)硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使其

10、功能更加完善。系統(tǒng)硬件電路主要分為數(shù)據(jù)收集、聲音報(bào)警電路、狀態(tài)指示燈電路、數(shù)碼管顯示電路部分。 (3)系統(tǒng)的軟件編制。按照軟件實(shí)現(xiàn)的功能，主要分為主程序、初始化子程序、濃度顯示子程序、報(bào)警子程序、報(bào)警限值設(shè)置子程序。在程序的編寫過程中，加入了詳細(xì)的文字注釋，便于后期的改進(jìn)與維護(hù)。 (4)硬件電路和軟件的綜合調(diào)試。2 系統(tǒng)概述2.1系統(tǒng)方案煙霧報(bào)警器是能夠檢測(cè)環(huán)境中的煙霧濃度，并具有報(bào)警功能的儀器。該報(bào)警系統(tǒng)的最基本組成部分應(yīng)包括：信號(hào)采集模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、字符顯示電路、聲光報(bào)警電路和安全保護(hù)電路等部分組成。為適應(yīng)家庭和工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)可燃性易爆煙霧安全性要求，設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器具有顯示報(bào)

11、警狀態(tài)。報(bào)警器采用延時(shí)的工作方式，煙霧檢測(cè)報(bào)警器以STC89C52單片機(jī)為控制核心，選用MQ-2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器采集煙霧濃度信息，配合外圍電路構(gòu)成煙霧報(bào)警系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)包括硬件和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。本設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為核心，從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：煙霧檢測(cè)部分、STC89C52單片機(jī)主控部分、報(bào)警部分、A/D采集四大部分。系統(tǒng)框圖如圖1所示。 電源開關(guān) 電源 STC89C52 單片機(jī)A/D采集電路顯示電路報(bào)警電路按鍵控制 圖1 系統(tǒng)基本方框圖處理器采用51系列單片機(jī)STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。設(shè)置在監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的煙霧檢測(cè)探頭將檢測(cè)到的煙霧變換成

12、電信號(hào)，送出模擬信號(hào)，給AD采集電路采集。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識(shí)別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出煙霧報(bào)警狀態(tài)控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)蜂鳴器及報(bào)警指示燈報(bào)警。2.2 MQ-2煙霧傳感器的簡(jiǎn)介MQ-2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器是以清潔空氣中電導(dǎo)率較低的金屬氧化物二氧化錫(SnO2)為主體的N型半導(dǎo)體氣敏元件。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在煙霧氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中煙霧氣體濃度的增加而增大。在設(shè)計(jì)報(bào)警器時(shí)只有使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。該傳感器具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、電導(dǎo)率變化大、響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)、輸出信號(hào)大、壽命長(zhǎng)和工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在市面上應(yīng)用十分廣泛。MQ

13、-2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器適用于煙霧、天然氣、煤氣、氫氣、烷類氣體、汽油、煤油、乙炔、氨氣等的檢測(cè)，對(duì)可燃性氣體的檢測(cè)很理想。這種傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)煙霧氣體有良好的靈敏度，能夠檢測(cè)多種可燃性氣體，十分適合應(yīng)用在家庭的氣體泄漏報(bào)警器中。是一款便攜式氣體檢測(cè)器，非常適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。其技術(shù)指標(biāo)表1。MQ-2參數(shù)名稱技術(shù)指標(biāo)加熱加壓（Vh）AC或DC 50.2V回路電壓（Vc）最大DC 24V 負(fù)載電阻（Rl）2K空氣中的電阻（Ra）2000 K靈敏度（S=Ra/Rdg）4(在1000ppmC4H10中)響應(yīng)時(shí)間(trec)10S恢復(fù)時(shí)間(trec)30S元件功耗0.7W檢測(cè)范圍50

14、10000ppm使用壽命2年表1 MQ-2的技術(shù)指標(biāo)由于物理量和測(cè)量范圍的不同，傳感器的工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)就不同。通常煙霧傳感器輸出的電信號(hào)是模擬信號(hào)。當(dāng)信號(hào)的數(shù)值符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級(jí)時(shí)，可以不用放大器放大；當(dāng)信號(hào)的數(shù)值不符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級(jí)時(shí)，就需要放大器放大。所以MQ-2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器要想把采集到的煙霧濃度模擬信號(hào)傳送給單片機(jī)控制器就必須經(jīng)過將模擬信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為可以識(shí)別的電信號(hào)給單片機(jī)。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，氣敏元件開機(jī)通電時(shí)，其內(nèi)阻很小，但經(jīng)過一段時(shí)間后，才能恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，MQ-2氣體傳感器需開機(jī)預(yù)熱幾分鐘，才可投入使用，以免造成誤報(bào)。3 系統(tǒng)硬件選擇3

15、.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介目前，51系列單片機(jī)在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許多單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種類型的語音接口，構(gòu)成具有合成語音輸出能力的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，以增強(qiáng)人機(jī)對(duì)話的功能。STC89C52單片機(jī)是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè)8位的微型處理器CPU；一個(gè)512K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM；4K片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；四個(gè)8位并行的I/O接口P0-P3，每個(gè)接口既可以輸入，也可以輸出；兩個(gè)定時(shí)器/記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個(gè)全雙工UART的串行I/O口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石

16、英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率是12MHZ。以上各個(gè)部分通過內(nèi)部總線相連接。3.1.1 STC89C52單片機(jī)時(shí)序 STC89C52單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由6個(gè)狀態(tài)(s1s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)2個(gè)震蕩周期，分為P1和P2兩個(gè)節(jié)拍。這樣，一個(gè)機(jī)器周期由12個(gè)振蕩周期組成。若采用12MHz的晶體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為1us，每個(gè)狀態(tài)周期為16us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在N期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在P2期間。對(duì)于單周期指令，當(dāng)指令操作碼讀人指令寄存器時(shí)，使從S1P2開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的s4讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在51期間

17、仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計(jì)數(shù)據(jù)也不加1。在加結(jié)束時(shí)完成指令操作。多數(shù)STC89C52指令周期為12個(gè)機(jī)器周期，只有乘法和除法指令需要兩個(gè)以上機(jī)器周期的指令，它們需4個(gè)機(jī)器周期。 對(duì)于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但Movx指令例外，Movx指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行Movx指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作。3.1.2 STC89C52單片機(jī)特點(diǎn)增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機(jī)）/

18、3.8V2.0V（3V單片機(jī)）。工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051的080MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。用戶應(yīng)用程序空間為32K字節(jié)。片上集成1280字節(jié)RAM。通用I/O口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0，TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。具有EEPROM功能。具有看門狗功能。共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2外

19、部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）。PDIP封裝。3.1.3 STC89C52單片機(jī)引腳介紹STC89C52引腳圖如圖2所示。圖2 STC89C52引腳圖STC89C52單片機(jī)的40個(gè)引腳中有2個(gè)專用于主電源引腳，2個(gè)外接晶振的引腳，4個(gè)控制或與其它電源復(fù)用的引腳，以及32條輸入輸出I/O引腳。下面按引腳功能分為4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。（1）電源引腳Vcc和VssVcc（40腳）：接+5V電源正端；Vss（20腳）

20、：接+5V電源正端。（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于CHMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。對(duì)于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。（3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。(a)RST

21、/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。當(dāng)VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。(b)ALE/ P （30腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低(c)PSEN(29腳):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端,低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期PESN兩次有效，以通過

22、數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間，PESN信號(hào)將不出現(xiàn)。(d)EA/Vpp（31腳）：EA為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器4KB（MS52子系列為8KB）。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)，無論片內(nèi)有無程序存儲(chǔ)器，均只訪問外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源Vpp。（4）輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口(a)P0口（39腳22腳）：P0.0P0.7統(tǒng)稱為P0口。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O接口時(shí)，它可

23、作為準(zhǔn)雙向8位輸入/輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O口時(shí)，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。它分時(shí)提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對(duì)于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，當(dāng)EPROM編程時(shí)，從P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。(b)P1口（1腳8腳）：P1.0P1.7統(tǒng)稱為P1口，可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。對(duì)于MCS52子系列單片機(jī)，P1.0和P1.1還有第2功能：P1.0口用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端T2；P1.1用作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部控制端T2EX。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P0口接收輸入的低8位地址。(c) P2口（21腳28腳）：P2.0P2.7統(tǒng)稱為P2

24、口，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展I/O接口且尋址范圍超過256個(gè)字節(jié)時(shí)，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。對(duì)于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P2口接收輸入的8位地址。(d) P3口（10腳17腳）：P3.0P3.7統(tǒng)稱為P3口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能如表2所示。引腳第2功能P3.0RXD（串行口輸入端0）P3.1TXD（串行口輸出端）P3.2INT0（部中斷0請(qǐng)求輸入端，低電平有效）P3.3INT1（中斷1請(qǐng)求輸入端，低電平有效

25、）P3.4T0（時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖端）P3.5T1（時(shí)器/計(jì)數(shù)器1數(shù)脈沖端）P3.6WR（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效）P3.7RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效）表2 單片機(jī)P3.0管腳含義綜上所述，MCS51系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)：（1)單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；（2)單片機(jī)對(duì)外呈3總線形式，由P2、P0口組成16位地址總線；由P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。3.2 溫度采集模塊 采用DS18B20作為測(cè)溫電路的溫度傳感器。DS18B20的數(shù)字溫度輸出通過 “ 一線 ” 總線（ 1-Wire是一種獨(dú)特的數(shù)字信號(hào)總線協(xié)議，它將獨(dú)特

26、的電源線和信號(hào)線復(fù)合在一起，僅使用一條口線；每個(gè)芯片唯一編碼，支持聯(lián)網(wǎng)尋址、零功耗等待等，是所需硬件連線最少的一種總線）這種獨(dú)特的方式，可以使多個(gè) DS18B20方便地組建成傳感器網(wǎng)絡(luò)，為整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的建立和組合提供了更大可能性。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了很大的進(jìn)步，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。3.2.1 溫度傳感器DS18B20介紹DSl8B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS半導(dǎo)體公司繼DSl820之后最新推出的智能改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9l2位的數(shù)字直讀方式。可

27、以分別存93.75ms和750ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DSl8B20讀出的信息或?qū)懭隓Sl8B20的信息僅需要一根口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接DSl8B20供電，而無需額外電源。因而使用DSl8B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。他在測(cè)溫精度，轉(zhuǎn)換時(shí)間，傳輸距離，本文系統(tǒng)地介紹了基于DS18B20的溫度測(cè)量控制系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)方案、電路原理、程序設(shè)計(jì)過程。DS18B20多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)是以AT89C52單片機(jī)作為控制核心，智能溫度傳感器DS18B20為控制對(duì)象，用數(shù)碼管顯示，運(yùn)用C語言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。設(shè)計(jì)完成了冷庫(kù)溫度的監(jiān)控和報(bào)

28、警等令人滿意的效果。DSl8B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。圖3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列如圖4所示。 圖4 DS18B20的引腳 DS18B20的引腳說明如下： GND :地 DQ ：數(shù)據(jù)I/O VDD :電源 NC ：空腳64位激光ROM開始8位是產(chǎn)品類型的編號(hào)，接著是每個(gè)器件的惟一的序號(hào)共有48位，最后8位是前56位的CRC校本文系統(tǒng)地介紹了基于DS18B20的多點(diǎn)溫度測(cè)量控制系統(tǒng)的組成、設(shè)計(jì)方案、電路原理、

29、程序設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)仿真過程。DS18B20冷庫(kù)溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)是以AT89C52單片機(jī)作為控制核心，智能溫度傳感器DS18B20為控制對(duì)象，用數(shù)碼管顯示，運(yùn)用C語言編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。設(shè)計(jì)完成溫度的測(cè)量，與上下限溫度報(bào)警值設(shè)置。借助單片機(jī)編程軟件Keil實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟、硬件的交互聯(lián)調(diào)，并結(jié)合數(shù)碼管、DS18B20和AT89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行了電路焊接和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了課題設(shè)計(jì)目的。 DSl8B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除EEPRAM。后者用于存儲(chǔ)TH，TL值。數(shù)據(jù)先寫入RAM，經(jīng)校驗(yàn)后再傳給EEPRAM。而配置寄存器為高速暫存器中的第5個(gè)字節(jié)，他的

30、內(nèi)容用與確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率，DSl8B20 工作時(shí)按此寄存器中的分辨率將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)精度的數(shù)值。低5位一直都是1，TM是測(cè)試模式位，用于設(shè)置DSl8B20在工作模式還是在測(cè)試模式。在DSl8B20出廠時(shí)該位被設(shè)置為0，用戶不要去改動(dòng)，Rl和R0決定溫度轉(zhuǎn)換精度位數(shù)。因此，設(shè)定的分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中要在分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間權(quán)衡考慮。高速暫存存儲(chǔ)器除了配置寄存器外，還有其他8個(gè)字節(jié)組成，其分配如表3所示。其中溫度信息(第l，2字節(jié))，TH和TL值第3，4節(jié)，第68字節(jié)，表現(xiàn)為全邏輯1；第9字節(jié)讀出的是前面所有的8字節(jié)的CRC碼，可用來保證通信正確。R

31、1R0分辨率溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間/ms00993.750110187.51011275.001112750.00表3數(shù)據(jù)分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間當(dāng)DSl8B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，如表3所示。轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展到二進(jìn)制補(bǔ)碼形式儲(chǔ)存在高速暫存存儲(chǔ)器的第l，2字節(jié)。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時(shí)低位在前面，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625LSB形式表示。對(duì)應(yīng)的溫度計(jì)算：當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)S=1時(shí)，先將補(bǔ)碼變換為原碼，再計(jì)算十進(jìn)制值。在DSl8B20完成溫度變換之后，溫度值與貯存TH和TL內(nèi)的觸發(fā)值相比較因?yàn)檫@些寄存器僅僅是8位，所以0.

32、5位在比較時(shí)被忽略。TH或TL的最高有較位直接對(duì)應(yīng)于l6位溫度奇存器的符號(hào)位。如果溫度測(cè)量的結(jié)果高于TH或低于TL，那么器件內(nèi)告警標(biāo)志將置位。每次溫度測(cè)量更新此標(biāo)志。只要告警標(biāo)志置位，DSl8B20將對(duì)告警搜索命令做出響應(yīng)。這允許并聯(lián)連接許多DSl8B20，同時(shí)進(jìn)行溫度測(cè)量。如果某處溫度超過極限，那么可以識(shí)別出正在告警的器件并立即將其讀出而不必讀出非告警的器件。3.2.2 DSl8B20具體參數(shù)及工作方式參數(shù)特性：（1）獨(dú)特的單線接口只需l個(gè)接口引腳即可通信（2）多點(diǎn)綜合測(cè)溫能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化（3）不需要外部元件（4）可用數(shù)據(jù)線供電（5）需備份電源（6）測(cè)量范圍從-55至+125

33、增量值為0.5（7）以9位數(shù)字值方式讀出溫度（8）在1秒(典型值)內(nèi)把溫度變換為數(shù)字（9）用戶可定義的非易失性的溫度告警設(shè)置（10）告警搜索命令識(shí)別和尋址溫度在編定的極限之外的器件溫度告警情況（11）應(yīng)用范圍包括恒溫控制工業(yè)系統(tǒng)消費(fèi)類產(chǎn)品溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng)極限參數(shù)：（1）任何引腳相對(duì)于地的電壓-0.5V至+7.0V（2）運(yùn)用溫度-55至+125（3）貯存溫度-55至+125（4）焊接溫度260/l0秒表4部分溫度轉(zhuǎn)換值溫度輸入（2進(jìn)制）輸出（16進(jìn)制）+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 000

34、1 1001 00010191H+10.1250000 0000 1010 001000A2H+0.50000 0000 0000 10000008H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1111 0101 1110EE6FH-551110 1110 0110 1111FE90H3.2.3 DS18B20接口電路圖5溫度傳感器接口電路圖DS18B20控制方法DS18B20有六條控制命令：溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫

35、存器 BEH 讀暫存器9個(gè)字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的TH、TL字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的TH、TL字節(jié)寫到E2RAM中 重新調(diào)E2RAM B8H 把E2RAM中的TH、TL字節(jié)寫到暫存器TH、TL字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng)DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主CPU 3.3數(shù)碼管的選擇數(shù)碼管的引腳如圖6所示。圖6 數(shù)碼管引腳圖該數(shù)碼管是4位共陽數(shù)碼管，可同時(shí)顯示四位數(shù)字，單片機(jī)的P2.1，P2.3，P2.5，P2.7口經(jīng)三極管放大后接4個(gè)位選信號(hào)，單片機(jī)的P0口經(jīng)電阻限流后接數(shù)碼管的各個(gè)斷碼。3.4蜂鳴器的選擇 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直

36、流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。本設(shè)計(jì)采用電磁式蜂鳴器,電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。4 電路設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)最小系統(tǒng)要使單片機(jī)工作起來最基本的電路構(gòu)成為單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖7所示。圖7 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路構(gòu)成。STC89C52 單片機(jī)的工作電壓范圍：4V-5.5V,所以通常給單片機(jī)外界5V直流電源。連接方式為單片機(jī)中的

37、40腳VCC接正極5V，而20腳VSS接電源地端。復(fù)位電路就是確定單片機(jī)的工作起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片機(jī)接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)啟動(dòng)確定單片機(jī)起始工作狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到外界環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。一般有上電自動(dòng)復(fù)位和外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RESET端持續(xù)給出2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)就可以完成復(fù)位操作。本設(shè)計(jì)采用的是外部手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，需要接上上拉電阻來提高輸出高電平的值。時(shí)鐘電路好比單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。時(shí)鐘電路就是振蕩電路，是向單片機(jī)提供一個(gè)正弦波信號(hào)作為基準(zhǔn)，決定單片機(jī)

38、的執(zhí)行速度。XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ，一個(gè)振蕩周期為1/12us。4.2煙霧檢測(cè)A/D采集電路煙霧檢測(cè)采用MQ-2傳感器。經(jīng)過ADC0832采集后就可以得到各種煙霧濃度下的電壓值，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。傳感器與單片機(jī)接口。如圖11所示。圖11 煙霧濃度采集電路4.3數(shù)碼管顯示模塊顯示采用數(shù)碼管，顯示電路如圖12所示。 圖

39、12 數(shù)碼管顯示4.4聲音報(bào)警電路電路通過三極管基極串連一個(gè)電阻與單片機(jī)P3.6端口連接從而達(dá)到控制蜂鳴器是否報(bào)警。報(bào)警電路如圖13所示。圖13 聲音報(bào)警電路圖4.5按鍵控制電路本電路設(shè)計(jì)了四個(gè)按鍵，一個(gè)設(shè)置鍵、一個(gè)加鍵、一個(gè)減鍵、一個(gè)緊急報(bào)警鍵，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，可按下緊急報(bào)警鍵，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。如圖14所示。圖14 消音按鍵連接電路圖4.6電源模塊 采用4節(jié)1.5 V干電池共4.5V做電源，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)、傳感器的工作電壓穩(wěn)定能夠滿足系統(tǒng)的要求，而且電池更換方便。電源接口電路如圖16，其中P1為電池接口，SW1為電源開關(guān)。D1為電源指示燈。圖15 電源接口電路5 系統(tǒng)軟件設(shè)

40、計(jì)5.1軟件設(shè)計(jì)語言的選擇單片機(jī)語言的編程一般使用兩種語言：C語言和匯編語言。匯編語言是一種用于電子計(jì)算機(jī)、微處理器、單片機(jī)或其他可編程器件的低級(jí)語言，在不同的設(shè)備中，匯編語言對(duì)應(yīng)著不同的機(jī)器語言指令集。一種匯編語言專用于某種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而不像許多高級(jí)語言，可以在不同系統(tǒng)平臺(tái)之間移植。C語言是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言。它既具有高級(jí)語言的特點(diǎn)，又具有匯編語言的特點(diǎn)。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。1、簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便C語言一共只有40個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語句，程序書寫形式自由，區(qū)分大小寫。把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)

41、語言的實(shí)用性結(jié)合起來。C 語言可以像匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。2、運(yùn)算符豐富C語言的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34種運(yùn)算符。C語言把括號(hào)、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運(yùn)算符處理。從而使C語言的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化。靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其它高級(jí)語言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。3、數(shù)據(jù)類型豐富C語言的數(shù)據(jù)類型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。并引入了指針概念，使程序效率更高。4、表達(dá)方式靈活實(shí)用C語言提供多種運(yùn)算符和表達(dá)式值的方法，對(duì)問題的表達(dá)可通過多種途徑獲得，其程序

42、設(shè)計(jì)更主動(dòng)、靈活。它語法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大，如對(duì)整型量與字符型數(shù)據(jù)及邏輯型數(shù)據(jù)可以通用等。5、允許直接訪問物理地址，對(duì)硬件進(jìn)行操作由于C語言允許直接訪問物理地址，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，因此它既具有高級(jí)語言的功能，又具有低級(jí)語言的許多功能，能夠像匯編語言一樣對(duì)位（bit）、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元，可用來寫系統(tǒng)軟件。6、生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高C語言描述問題比匯編語言迅速，工作量小、可讀性好，易于調(diào)試、修改和移植，而代碼質(zhì)量與匯編語言相當(dāng)。C語言一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10%20%。7、可移植性好C語言在不同機(jī)器上的C編譯程序，86

43、%的代碼是公共的，所以C語言的編譯程序便于移植。在一個(gè)環(huán)境上用C語言編寫的程序，不改動(dòng)或稍加改動(dòng)，就可移植到另一個(gè)完全不同的環(huán)境中運(yùn)行。8、表達(dá)力強(qiáng)C語言有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和運(yùn)算符。包含了各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如整型、數(shù)組類型、指針類型和聯(lián)合類型等，用來實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。C語言的運(yùn)算符有34種，范圍很寬，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)難度極大的運(yùn)算。C語言能直接訪問硬件的物理地址，能進(jìn)行位（bit）操作。兼有高級(jí)語言和低級(jí)語言的許多優(yōu)點(diǎn)。它既可用來編寫系統(tǒng)軟件，又可用來開發(fā)應(yīng)用軟件，已成為一種通用程序設(shè)計(jì)語言。另外C語言具有強(qiáng)大的圖形功能，支持多種顯示器和驅(qū)動(dòng)器。且計(jì)算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。5.2程

44、序設(shè)計(jì)步驟根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，采用 C語言編制程序的過程稱為程序設(shè)計(jì)。C語言程序設(shè)計(jì)的步驟：（1）明確設(shè)計(jì)的任務(wù)要求，提出注意的問題，確定解決問題的辦法；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)的思路，編制程序流程圖；（3）編制源程序：進(jìn)一步合理分配存器單元和了解 I/O 口地址，按功能設(shè)計(jì)程序，明確各程序之間的相互關(guān)系，用注釋行說明程序，便于閱讀和修改調(diào)試程序。5.3程序設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種

45、實(shí)質(zhì)性的功能如測(cè)量、計(jì)算、顯示等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。程序流程如圖16所示。系統(tǒng)初始化傳感器預(yù)熱處理信號(hào)采集單片機(jī)處理，判斷否超過設(shè)定報(bào)警值報(bào)警結(jié)束開始YNA/D轉(zhuǎn)換圖16程序流程圖結(jié)論煙霧檢測(cè)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。 本論文在對(duì)煙霧傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。 本論文設(shè)

46、計(jì)的煙霧報(bào)警器由煙霧信號(hào)采集電路與單片機(jī)控制電路兩大部分構(gòu)成。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用MQ-2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器。該傳感器是對(duì)以烷類煙霧為主的多種煙霧有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。它的靈敏度適中，具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性、重現(xiàn)性、不易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)點(diǎn)。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了高性能、高整合度的STC89C52單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。使儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間

47、就越快。為提高響應(yīng)時(shí)伺，保證傳感器準(zhǔn)確地、穩(wěn)定地工作，需要向煙霧傳感器持續(xù)供給5V的加熱電壓。煙霧報(bào)警器能在較寬的溫度范圍工作，可將煙霧濃度顯示用LED數(shù)碼管顯示。當(dāng)煙霧的濃度達(dá)到設(shè)定的濃度時(shí)，發(fā)出報(bào)警。通過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定及測(cè)試，分析煙霧濃度信號(hào)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算本報(bào)警器顯示煙霧濃度與實(shí)際濃度之間的誤差為2.55%LEL，在所規(guī)定誤差范圍5%LEL之內(nèi)，滿足檢測(cè)要求，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果的結(jié)論。到目前為止我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也即將告一段落了，在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，自己也學(xué)習(xí)到了很多以前沒有沒有經(jīng)歷過的知識(shí)，讓我更加清楚了理論知識(shí)和實(shí)踐能力的差別了，了解到自己的短處，培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考能力，進(jìn)一步提高了自己在實(shí)際

48、設(shè)計(jì)過程中研究問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，和一些問題的存在，并有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)和發(fā)展，讓自己在未來的工作和學(xué)習(xí)之中更快的適應(yīng)和提高自己。參考文獻(xiàn)1李全利，仲偉峰，徐軍著.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社2006.2何立民著.單片機(jī)高級(jí)教程M.北京：航空航天大學(xué)出版社，2000.3楊路明著.C語言程序設(shè)計(jì)教程M.北京：郵電大學(xué)出版社，2005.4馬忠梅，籍順心，張凱等.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)M.北京：航天航空大學(xué)出版社，2007.5紀(jì)宗南.集成A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)用技術(shù)和實(shí)用線路 M.北京；中國(guó)電力出版社，2009.6張毅坤，陳善久，裘雪紅.單片微型計(jì)算機(jī)原

49、理及應(yīng)用M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1998.7丁明亮，唐前輝.51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)與仿真M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.8何宗虎.張德祥.張玲君.基于單片機(jī)的高精度溫度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代電子技術(shù).2011.9李華.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版社.10CaoHui,HuanJunnai.CircuitdesignandimplementationfordigitaltemperatureandHumiditymeasurementandcontrolJ.ASIC2001Proceedings,4thInternationalConferenceon

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51、0.18陳偉.MCS-51系列單片機(jī)實(shí)用子程序集錦.清華大學(xué)出版社.1993.19VaughnBradshaw.TheBuildingEnvironment:ActiveandPassiveControlsystemsM.JohnWiley&Sons,2006.20S.M.Lo,C.M.Zhao,M.Liu,A.Coping.AsimulationmodelforstudyingtheimplementationofperformancebasedfiresafetydesigninbuildingsJ.AutomationsinConstruction,1998.21J.K.W.Wong,H

52、.Li,S.W.Wang.Intelligentbuildingresearch a reviewJ.Automation inConstruction,2005.京致謝通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)在老師精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成了。這期間不論是選題還是專業(yè)知識(shí)，任守華老師都幫助了我好多，沒有他授予的知識(shí)，我是不可能完成這次設(shè)計(jì)的，感謝老師您的辛勤付出。在此我要特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師XXX老師，從論文的修改到最后的定稿，都凝注了指導(dǎo)老師的心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)和一絲不茍的學(xué)風(fēng)、扎實(shí)勤勉和孜孜不倦的工作態(tài)度時(shí)刻激勵(lì)著我努力學(xué)習(xí)，并將鞭策我在未來的工作中銳意進(jìn)取、奮發(fā)努力。導(dǎo)師的指導(dǎo)將使我終生受益。還要對(duì)所有授課老師表示深深的謝意！正是他們的教導(dǎo)，才能使我的知識(shí)得以豐富，使我的視野得以拓寬，使我的自身修養(yǎng)得以提高！感謝各位到場(chǎng)老師，是你們?cè)诎倜χ谐槌鰰r(shí)間來對(duì)我的論文進(jìn)行指導(dǎo)，你們的意見和建議將是我一生的財(cái)富！感謝所有幫助過我的人們！回想大學(xué)四年的時(shí)光，仿佛盡在昨天。最后，我還要感謝在我大學(xué)四年的學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的家人、各位老師以及我的同學(xué)和朋友。是你們?cè)谏詈蛯W(xué)習(xí)上不斷給與我支持、幫助和無微不至