畢業(yè)設(shè)計 基于單片機自動滅火系統(tǒng)

濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計題目基于單片機自動滅火系統(tǒng)設(shè)計任務書設(shè)計題目自動滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定1.本次設(shè)計的自動滅火系統(tǒng)，電路簡樸，并且易懂，使操作使用者使用非常以便，成本較低，敏捷可靠,連接簡樸，具有非常高的實用價值。2．合理設(shè)計室內(nèi)溫度、煙霧濃度檢的采集和顯示系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)的總體方案。3.設(shè)計內(nèi)容包括報警系統(tǒng)、自動滅火驅(qū)動部分、顯示部分、鍵盤的設(shè)計思緒。設(shè)計進度規(guī)定第一周選定論文題目第二周查找有關(guān)資料第三周整頓資料第四面掌握單片機硬件、軟件的構(gòu)成和應用第五周完畢論文，編程調(diào)試第六周經(jīng)老師檢查后進行修改畢業(yè)論文第七周打印論文，完畢畢業(yè)論文第八周答辯指導教師（簽名）：摘要伴隨社會的進步，人們越來越重視火災的防備工作，許多單位或生產(chǎn)線逐漸引入完善的防火系統(tǒng)，目前市場上的防火大多處在原始的人為手動的滅火，其效率低下，效果并不好，因此全新的自動滅火系統(tǒng)這些年也是應用而生，小到家庭的火災防備，大到整個森林的火災防備，這都無疑證明自動滅火在當下甚至未來是一種不可阻擋的發(fā)展趨勢。本課題重要是圍繞AT89C51為設(shè)計關(guān)鍵的自動滅火系統(tǒng)，通過煙霧和溫度傳感器采集信號，MCU的控制來實現(xiàn)自動滅火，應用的范圍廣泛，可擴展性也是相稱的強，針對不一樣的場所可以自行改善有關(guān)的部分。本次設(shè)計的重要方面是信號的檢測和單片機程序的控制部分，也是整個自動滅火系統(tǒng)的兩個重要方面。關(guān)鍵詞：自動滅火系統(tǒng)；AT89C51；煙霧和溫度傳感器控制部分

目錄TOC\o"1-2"\h\u12682設(shè)計任務書 I21997摘要 II5360目錄 III82681.緒論 1323151.1課題背景 163611.2自動滅火系統(tǒng)設(shè)計的意義 141.3自動滅火系統(tǒng)的總體設(shè)計方案 2300032.自動滅火系統(tǒng)中火災探測器的選擇 3252052.1概述 334872.2感溫探測器選擇 4115132.3DS18B20 5162112.4煙霧濃度探測器 8323173.火災探測器輸出信號處理和數(shù)據(jù)的傳播 12189524自動滅火系統(tǒng)MCU控制器 14199024.1概述 14192734.2AT89C51的簡介 14160864.3AT89C51與上位機的接口電路 20197375.自動滅火系統(tǒng)外接硬件系統(tǒng) 2280015.1報警部分 22191735.2自動滅火電路驅(qū)動部分 23222305.3滅火有關(guān)的知識某些簡介 24263305.4顯示部分 25148395.5鍵盤的設(shè)計思緒 2669366.自動滅火系統(tǒng)軟件設(shè)計簡介 28318717.結(jié)論 3119804致謝 3212607參照文獻 338467附錄A： 3425163附錄B.總體電路圖 511.緒論1.1課題背景火災，作為一種具有突發(fā)性和強破壞性的災害現(xiàn)象，嚴重危害人類生命財產(chǎn)安全和自然環(huán)境。據(jù)記錄，在眾多的災種中，火災導致的直接損失約為地震的5倍，僅次于干旱和洪澇，而火災發(fā)生的頻度則居于各災種之首。千百年來，人類和火災進行了長期的斗爭，積累了許多防火、滅火的經(jīng)驗教訓。伴隨社會的不停發(fā)展，人們對于火災的認識不停加深，針對火災初期不一樣特性的多種探測措施越來越多。人類逐漸掌握了火的燃燒機理，燃燒條件和燃燒發(fā)展的過程，發(fā)明了多種各樣防火、滅火的措施。在上世紀70年代后期，開始出現(xiàn)一門新興的多學科交叉應用基礎(chǔ)科學，火災科學，其中心內(nèi)容就是用現(xiàn)代高科技手段研究火災發(fā)生、發(fā)展和防治的機理和規(guī)律，為火災防治提供新的思想、理論和措施，使得人類對火災的研究進入了科學化、系統(tǒng)化的軌道，并增進了防火、滅火技術(shù)的進步。本文基于上述考慮，通過研發(fā)全自動滅火控制系統(tǒng)，滿足了顧客的不一樣使用環(huán)境的需要。通過溫度傳感器和煙霧傳感器檢測出信號，也可通過控制電路使電話自動撥號（119），并匯報現(xiàn)場地址。這對有效、迅速撲救具有積極意義。本系統(tǒng)合用于多種消防環(huán)境，尤其適合于不能用水做滅火介質(zhì)的地方，如圖書館、檔案館、計算機房等處。因單片機集成度高，故該裝置具有構(gòu)造簡樸，可靠性高，成本低等長處。1.2自動滅火系統(tǒng)設(shè)計的意義倉庫自動報警滅火系統(tǒng)。美國目前已制定了有關(guān)規(guī)范對其推廣，英國、澳大利亞、也在使用，實踐證明倉庫內(nèi)安裝該系統(tǒng)可以撲救倉庫初期火災，保護倉庫財產(chǎn)安全，減少火災損失以及為急救貨品提供足夠的時間并能及時報警。伴隨我國自動報警滅火系統(tǒng)的不停發(fā)展，自動報警滅火系統(tǒng)大大的減少了火災的危害性，把火災給人們帶來的經(jīng)濟損失將到了最低，為保證人的生命及財產(chǎn)安全提供了保障。在本次自動報警滅火系統(tǒng)采用了煙霧傳感器之間的互鎖模式進行控制，防止了因煙霧在倉庫中的擴散而引起的其他非著火區(qū)域的錯誤報警與滅火，大大減少了系統(tǒng)的誤報率，有很強的實用意義。且在本次設(shè)計中還采用了先報警后滅火的報警滅火模式，管理人員提供了有效的火災確認時間，大大減少了因誤報帶來的損失，具有很強的實用價值。1.3自動滅火系統(tǒng)的總體設(shè)計方案單單片機溫度傳感器信號處理電路煙霧傳感器AD轉(zhuǎn)換器液晶顯示設(shè)定閥值驅(qū)動電路滅火裝置的啟動故障復位報警電路電壓比較器圖1-1設(shè)計原理框圖圖1-1基本上完整的闡明了整個系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計思緒，首先是外界的溫度信號和煙霧濃度信號被我們采集，然后通過轉(zhuǎn)化，這里需要做一下闡明，由于溫度傳感器選用的是集成的DS18B20，自帶AD轉(zhuǎn)換，而煙霧傳感器輸出的信號作為輔助判斷，我們?yōu)榱斯?jié)省成本，只需要懂得其與否在危險范圍內(nèi)，因此通過簡樸的電壓比較器即可實現(xiàn)（詳細見后文），輸入信號進入單片機后，即可由MCU進行判斷，然后通過一系列I/O端口發(fā)出電平信號，來驅(qū)動外界的滅火設(shè)備。我們可以通過連接的鍵盤，到達故障復位，閥值設(shè)定等。我們可參照附錄的總體電路圖，鍵盤部分、聲光報警部分、驅(qū)動電路部分均是通過軟件編程來控制其運行的。

2.自動滅火系統(tǒng)中火災探測器的選擇2.1概述對于一種自動滅火系統(tǒng)更而言，火災探測器像是整個系統(tǒng)的一扇窗戶，是對外界信息就行讀取的渠道，它的重要性也就不言而喻了。怎樣對的有效的選用火災探測器，對于整個自動滅火系統(tǒng)有著實質(zhì)性的影響。下面我們現(xiàn)對火災發(fā)生的有關(guān)特性進行簡樸的理解，以確定我們需要從哪些方面來進行火災的檢測?；馂某跗谟嘘幦茧A段，產(chǎn)生大量的煙和少許的熱，很少或沒有火焰輻射，火災中期發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量熱、煙和火焰輻射。我們針對現(xiàn)場的這些信息搜集，諸如溫度、煙霧濃度（產(chǎn)生的氣體）、火焰等，來判斷火災與否發(fā)生，這是火災探測基本思緒。因此，我們可以很清晰的懂得了探測器需要完畢的任務，即對溫度、煙霧濃度、火焰等有關(guān)信息的獲取。鑒于本次自動滅火系統(tǒng)重要合用于計算機房、通訊機房、配電房、油浸變壓器、自備發(fā)電機房、圖書館、檔案室、博物館及票據(jù)、文物資料庫等場所，我們可以通過對溫度和煙霧濃度的檢測來判斷火災與否發(fā)生。由于場所的不定性，在不一樣高度的建筑物設(shè)置火災探測器時可參照表2-1的規(guī)定。表2-1點型感煙、感溫火災探測器的實用高度房間高度(m)感煙探測器感溫探測器一級二級三級12<h20不適合不適合不適合不適合8<h12適合不適合不適合不適合6<h8適合適合不適合不適合4<h6適合適合適合不適合h4適合適合適合適合通過上表的理解，若是對于一般高度的房間，感煙和感溫基本上能滿足規(guī)定；同步我們需要考慮另一種問題，即探測器所能覆蓋的范圍，通過參照某些規(guī)范和本系統(tǒng)的規(guī)定，對火災探測器的設(shè)置如下：(1)一種探測區(qū)域內(nèi)至少應布置一只火災探測器。(2)在寬度不不小于3m以內(nèi)的過道頂棚上設(shè)置探測器時宜居中布置。感溫探測器的安裝間距L不應超過10m，感煙探測器的安裝間距L不應超過15m，探測器至端墻的距離不應不小于探測器間距的1/2。(3)感煙探測器、感溫探測器的保護面積和保護半徑應當通過現(xiàn)場的測試檢查可知。(4)探測器至墻壁、梁的水平距離不應不不小于0.5m，并且探測器的周圍0.5m內(nèi)不應有遮擋物。(5)探測器宜水平安裝，如必須傾斜安裝時，傾斜角不應不小于45。當屋頂坡度θ不小于45時，應加木臺或類似措施安裝探測器?；馂奶綔y器數(shù)量的計算： 一種探測區(qū)域內(nèi)所需設(shè)置的探測器數(shù)量，應由下式計算：(2.1)式中：N—一種探測區(qū)域所需設(shè)置的探測器數(shù)量(只)，N1(取整數(shù))；S—一種探測區(qū)域的面積(m2); A—一種探測器的保護面積；K—修正系數(shù)，重點保護建筑K取0.7～0.9，一般保護建筑K取1.0?？梢愿鶕?jù)所處房間的大小和保護級別來合理安排探測器的數(shù)目和位置。2.2感溫探測器選擇測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，本次設(shè)計中，我考慮了兩種設(shè)計方案。（1）方案一采用熱電偶溫差電路測溫，溫度檢測部分使用低溫熱偶，熱電偶由兩個焊接在一起不一樣金屬導線構(gòu)成，熱電偶產(chǎn)生的熱電勢由兩種金屬的接觸電勢和單一導體的溫差電勢構(gòu)成。通過將參照節(jié)點保持在已知溫度并測量該電壓，便可推斷出檢測節(jié)點的溫度。數(shù)據(jù)采集部分使用帶有A/D通道的單片機，將隨溫度變化的電壓或電流采集過來，進行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機進行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，將被測溫度顯示出來。熱電偶電路的長處是測溫范圍廣，且體積下。不過存在輸出電壓小、輕易受到來自導線環(huán)路的噪聲影響以及漂移較高的缺陷，并且需要設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換電路，因此可靠性較差、測量溫度精確率低。（2）方案二采用數(shù)字溫度傳感器，將溫度直接轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號經(jīng)單片機輸出。數(shù)字溫度傳感器的內(nèi)部都包括溫度傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器(或寄存器)和接口電路,其特點是能直接輸出數(shù)字化的溫度數(shù)據(jù)及有關(guān)的溫度控制量，自動適配多種微控制器(MCU)。采用數(shù)字溫度傳感器以實現(xiàn)溫度數(shù)字化，既能以數(shù)字形式直接輸出被測溫度值，具有測量誤差小，辨別力高，抗干擾能力強，可以遠程傳播數(shù)據(jù)，帶串行總線接口等長處。本此感溫探測器選用的是DS18B20芯片。DS18B20是美國Dallas企業(yè)最新推出的一種單總線系統(tǒng)的數(shù)字溫度傳感器。與老式的熱敏電阻溫度傳感器不一樣，它可以直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際規(guī)定通過簡樸的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75ms和750ms內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9位和12位的數(shù)字量。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)構(gòu)造更簡樸，可靠性更高。芯片的耗電量很小，從總線上“偷”一點電存儲在片內(nèi)的電容中就可正常工作，一般不用另加電源。最可貴的是這些芯片在檢測點已把被測信號數(shù)字化了，因此在單總線上傳送的是數(shù)字信號，這使得系統(tǒng)的抗干擾性好、可靠性高、傳播距離遠。2.3DS18B202.3.1DS18B20特點：（1）單線接口，只有一根信號線與CPU連接單總線器件，具有線路簡樸，體積小的特點；（2）不需要備份電源，可通過信號線供電，電源電壓范圍從3.3～5V；（3）傳送串行數(shù)據(jù)，不需要外部元件；（4）溫度測量范圍從-55℃～+125℃；（5）通過編程可實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式（出廠時被設(shè)置為12位）；（6）零功耗等待；（7）現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳播，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。2.3.2DS18B20的內(nèi)部構(gòu)造DS18B20內(nèi)部構(gòu)造重要由四部分構(gòu)成：64位激光ROM，溫度敏感元件，非易失性溫度報警觸發(fā)器TH和TL，高速暫存器。64位激光ROM是出廠前被光刻好的，它其中保留著該DS18B20的產(chǎn)品信息和產(chǎn)品系列編碼，可以看作是該DS18B20的地址序列號。單總線上所有DS18B20器件可以通過檢索器件的ROM中的內(nèi)容進行識別。DS18B20的管腳排列如圖2-1所示。圖2-1DS18B20管腳排列引腳功能如下：VDD：可選電源腳，電源電壓范圍3~5.5V。工作于寄生電源時，此引腳應接地；DQ：數(shù)據(jù)輸入/輸出腳，漏極開路，常態(tài)下高電平。2.3.3DS18B20測溫原理DS18B20內(nèi)含兩個溫度系數(shù)不一樣的溫敏振蕩器，其中溫敏振蕩器1相稱于測溫元件，溫敏振蕩器2相稱于標尺，通過不停比較兩個溫敏振蕩器的振蕩周期，得到兩個溫敏振蕩器在測量溫度下的振蕩頻率比值，根據(jù)頻率比值和溫度的對應曲線，得到對應的溫度值。其原理圖如圖2-2所示：詳細測溫過程如下：首先由預置器2將溫度寄存器預置為對應于溫度下限（-55℃）的值。然后，由預置器1對計數(shù)器1也預置一種對應于溫度下限（-55℃）的計數(shù)值，計數(shù)器1接受溫度振蕩器1的輸出信號并進行減法運算。計數(shù)器

2接受溫敏振蕩器2的輸出信號得到實際溫度值并送給溫度寄存器作為比較標尺。假如計數(shù)器1首先遞減到0，那么將向溫度寄存器輸出一種信號，溫度寄存器的值將增長一位，對應溫度值增長一種辨別率的值（如辨別率為0.5℃時，對應溫度值增長0.5℃），闡明實測溫度高于-55℃。隨即，斜率累加器根據(jù)兩個溫敏振蕩器的溫度特性曲線計算出下一種溫度位置處計數(shù)器1的預置計數(shù)值，對計數(shù)器1再次進行預置。計數(shù)器1和計數(shù)器2再次開始計數(shù)。假如計數(shù)器2先于計數(shù)器1抵達0，完畢一次測溫。溫度寄存器中的值為測量所得的目前溫度值。通過這個過程不僅完畢了測溫，并且將完畢了溫度值的數(shù)字化，省去了A/D轉(zhuǎn)換器。圖2-2DS18B20測溫原理DSl8B20中的數(shù)字溫度傳感器的辨別率可配置為9、10、11和12位，出廠默認設(shè)置為12位辨別率，對應的溫度值辨別率分別為0.5、0.25、0.125和0.0625。溫度信息的低位、高位字節(jié)內(nèi)容中，還包括了符號位S(是正溫度還是負溫度)和二進制小數(shù)部分，詳細形式為：低位字節(jié):

MSB23MSB2221202-12-2LSB2-3LSB2-4高位字節(jié):MSBSMSBSSSS26LSB25LSB24這是12位辨別率的狀況,假如配置為低的辨別率,則其中無意義位為0。在DSl8B20完畢溫度變換之后,溫度值與儲存在TH和TL內(nèi)的告警觸發(fā)值進行比較。由于是8位寄存器,因此9~12位在比較時忽視。TH或TL的最高位直接對應于16位溫度寄存器的符號位。假如溫度測量的成果高于TH或低于TL,那么器件內(nèi)告警標志將置位,每次溫度測量都會更新此標志。只要告警標志置位,DSl8B20就將響應告警搜索命令,這也就容許單線上多種DSl8B20同步進行溫度測量,雖然某處溫度越限,也可以識別出正在告警的器件。2.3.4與單片機的接口電路本次設(shè)計中采用的是外部供電方式，其與單片機接線方式如圖2-3所示： 圖2-3DS18B20的接線方式2.4煙霧濃度探測器煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣-電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過A/D轉(zhuǎn)換電路或者LM339比較器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機，進而由單片機完畢數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報警控制等工作。傳感器作為煙霧檢測報警器的信號采集部分，是儀表的關(guān)鍵構(gòu)成部分之一。由此可見，傳感器的選型是非常重要的。2.4.1煙霧傳感器簡介(1)煙霧傳感器的分類(a)運用物理化學性質(zhì)的煙霧傳感器：如半導體煙霧傳感器、接觸燃燒煙霧傳感器等。(b)運用物理性質(zhì)的煙霧傳感器：如熱導煙霧傳感器、光干涉煙霧傳感器、紅外傳感器等。(c)運用電化學性質(zhì)的煙霧傳感器：如電流型煙霧傳感器、電勢型氣體傳感器等。(2)煙霧傳感器應滿足的基本條件一種煙霧傳感器可以是單功能的，也可以是多功能的；可以是單一的實體，也可以是由多種不一樣功能傳感器構(gòu)成的陣列。不過，任何一種完整的煙霧傳感器都必須具有如下條件：(a)能選擇性地檢測某種單一煙霧，而對共存的其他煙霧不響應或低響應；(b)對被測煙霧具有較高的敏捷度，能有效地檢測容許范圍內(nèi)的煙霧濃度；(c)對檢測信號響應速度快，反復性好；(d)長期工作穩(wěn)定性好；(e)使用壽命長；(f)制導致本低，使用與維護以便。 （3）常見煙霧傳感器可檢測煙霧種類由于煙霧的種類繁多，一種類型的煙霧傳感器不也許檢測所有的氣體，一般只能檢測某一種或兩種特定性質(zhì)的煙霧。例如氧化物半導體煙霧傳感器重要檢測多種還原性煙霧，如CO、H2、C2H5OH、CH3OH等。固體電解質(zhì)煙霧傳感器重要用于檢測無機煙霧，如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等。2.4.2離子型煙霧傳感器綜合考慮本次選用的是離子型傳感器，型號為HIS-07或者NIS-07，如下為NIS-07的技術(shù)參數(shù)：DC:9V；輸出電壓5.6+0.4V；電流損耗：27+3pA；敏捷度0.6+0.1V；濕度：90%如下。下面簡介下離子型傳感器的工作原理：離子煙霧傳感器單電離室的工作原理，如圖4-2所示。圖2-4電離室工作原理圖圖2-4是單電離室的構(gòu)造圖，P1和P2是一對電極，在電極之間放有放射性物質(zhì)241Am，不停放出α射線，高速運動的α離子撞擊極板間的空氣分子，將其電離為正離子和負離子，從而使電極之間本來不導電的空氣具有了導電性。假如在極板P1和P2之間加上一種電壓E，極板間本來雜亂無章的正負離子，在電場的作用下作有規(guī)則的運動，從而在極板間形成電離電流，施加的電壓越高，則電離電流越大，當電離電流增長到一定值時，將不再增長，此電流稱為飽和電流。實際使用的離子煙霧傳感器電路如圖2-5所示。為了減少溫度、濕度等環(huán)境條件變化對電離電流帶來的影響，以提高傳感器工作的穩(wěn)定性，將兩個電離室串接起來與電源相接，上面的一種為賠償電離室，下面的一種為檢測電離室，在構(gòu)造上檢測電離室做成煙霧輕易進入的型式，而賠償電離室做成煙霧很難進入、而空氣又能慢慢進入的型式。當有火災發(fā)生時，煙霧進入檢測電離室，由于煙離子的阻擋作用，首先使電離后的正負離子在電場中的運動速度減少，另首先使α射線的電離能力減少，從而使檢測電離室的電離電流減小，這一現(xiàn)象，相稱于賠償電離室的等效電阻未變，而檢測電離室的等效電阻變大，從而使A點的電位升高。顯然煙霧濃度越大，煙離子的阻擋作用越強，A點電位越高。這一電壓信號經(jīng)由T1、T2構(gòu)成的跟隨電路，傳送給模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)對煙霧濃度的采樣。采用離子源作為煙敏元件的突出特點是電流消耗極低，適合在系統(tǒng)中使用。圖2-5離子煙霧傳感器電路

3.火災探測器輸出信號處理和數(shù)據(jù)的傳播我們都懂得火災探測器的輸出信號可以是模擬信號，也可以是數(shù)字信號，而單片機所能識別只有TTL電平的數(shù)字信號，高于2.2V為邏輯1，低于0.8V為邏輯0，這就需要我們對傳感器的輸出信號進行轉(zhuǎn)換。同步，由于現(xiàn)場的多種干擾原因會導致信號的失真，頻率的混疊，這也就規(guī)定我們對輸出的模擬信號進行處理，以最大程度地原始地復現(xiàn)外界信息的變化。從前面的對于DS18B20的簡介，它是一種集成的可編程的溫度傳感器，體積小小，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，精度高、接線簡樸，輸出的直接為數(shù)字信號，傳播串行的數(shù)據(jù)，不需外部設(shè)備，下面簡樸的闡明下DS18B20與單片機信號處理的次序：初始化單總線系統(tǒng)；執(zhí)行某種ROM操作指令；執(zhí)行存儲器操作指令；處理數(shù)據(jù)。假如測溫現(xiàn)場需要多種溫度傳感器，PC與DS18B20的連接可使用DALLAS提供的單總線到PC串口或并口的適配器，常用的有DS9097串行口適配器和DS1410并行口適配器，這樣只需要一條雙絞線（一條為信號線，一條為地線）從控制器引入測溫現(xiàn)場，然后將多種DS18B20掛在其上就行了。由于本次信號的關(guān)鍵還是溫度，對于煙霧濃度是用來輔助判斷，為了節(jié)省成本，將不采用AD轉(zhuǎn)換，用一種簡樸的電壓比較器LM339來與預設(shè)定的電壓值比較輸出一種電壓信號直接傳播到單片機，即無需對煙霧濃度的詳細值進行精確的理解，只是判斷與否在危險范圍內(nèi)，這樣可以省去諸多信號處理電路，詳細離子型煙霧傳感器的輸出信號的處理電路如下：圖3-1離子煙霧傳感器信號處理電路可以根據(jù)測試現(xiàn)場的環(huán)境來設(shè)定參照輸入電壓或者通過調(diào)動滑動變阻器即可實現(xiàn)簡樸的濃度預設(shè)值，需要進行現(xiàn)場的調(diào)試。輸出直接接到單片機的端口P1.0，低電平為安全，高電平為處在危險狀況。下面對上述電路進行簡樸的分析：如圖3-1選用LM339為電壓比較器，比較器電路自身也有技術(shù)指標規(guī)定，如精度、響應速度、傳播延遲時間、敏捷度等，大部分參數(shù)與運放的參數(shù)相似在規(guī)定不高時可采用通用運放來作比較器電路。電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小(也有兩個數(shù)字電壓比較的，這里不簡介)，并判斷出其中哪一種電壓高。當“＋”輸入端電壓高于“－”輸入端時，電壓比較器輸出為高電平；當“+”端電壓低于“－”輸入端時，電壓比較器輸出端為低電平。由于比較器與運放的內(nèi)部構(gòu)造基本相似，其大部分參數(shù)(電特性參數(shù))與運放的參數(shù)項基本同樣(如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等)。因此計算時直接把它當做運放，離子煙霧傳感器的電壓輸出在5.6+0.4v的范圍左右波動，設(shè)為U，輸出為U0。參照電壓可以取5V，設(shè)為Vcc，則輸出

4自動滅火系統(tǒng)MCU控制器4.1概述控制器是整個滅火系統(tǒng)的靈魂，因此我們選擇是需要慎之又慎。在眾多的51系列單片機中，要算ATMEL企業(yè)的AT89C51更實用，因他不僅和8051指令、管腳完全兼容，并且其片內(nèi)的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器顧客可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為ATMELAT89Cx做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發(fā)設(shè)備的規(guī)定很低，開發(fā)時間也大大縮短。寫入單片機內(nèi)的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。單對AT89C51來說，在實際電路中可以直接互換8051和8751。由于內(nèi)部RAM的存在，可以減少I/O擴展芯片、鎖存器及片外RAM等等，使整個設(shè)計顯得簡樸明了，因此我們選擇AT89C51。4.2AT89C51的簡介4.2.1有關(guān)AT89C51單片機AT89C51單片機的構(gòu)造框圖如圖3.1所示。它重要由下面幾種部分構(gòu)成：1個8位中央處理單元（CPU）、片內(nèi)Flash存儲器、片內(nèi)RAM、4個8位的雙向可尋址I/O口、1個全雙工UART（通用異步接受發(fā)送器）的串行接口、2個16位的定期器/計數(shù)器、多種優(yōu)先級的嵌套中斷構(gòu)造，以及一種片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。CPCPU中斷控制振蕩器片內(nèi)Flash存儲器總線控制片內(nèi)RAM4I/O端口ETC定期器1定期器0串行端口外部中斷P0P2P1P3地址/數(shù)據(jù)TXDRXD計數(shù)器輸入圖4-1AT89C51單片機的構(gòu)造框圖4.2.2重要性能1.與MCS-51兼容

2.4K字節(jié)可編程閃爍存儲器

壽命：1000次寫/擦循環(huán)

數(shù)據(jù)保留時間：

3.全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz

4.三級程序存儲器鎖定

5.128*8位內(nèi)部RAM

6.32可編程I/O線

7.兩個16位定期器/計數(shù)器

8.5個中斷源

9.可編程串行通道

10.片內(nèi)振蕩器和時鐘電路此外，AT89C51是用靜態(tài)邏輯來設(shè)計的，其工作頻率可下降到0Hz，并提供兩種可用軟件來選擇的省電方式——空閑方式（IdleMode）和掉電方式（PowerDownMode）。在空閑方式中，CPU停止工作，而RAM、定期器/計數(shù)器、串行口和中斷系統(tǒng)都繼續(xù)工作。在掉電方式中，片內(nèi)振蕩器停止工作，由于時鐘被“凍結(jié)”，使一切功能都暫停，故只保留片內(nèi)RAM中的內(nèi)容，直到下一種硬件復位為止。4.2.3引腳功能闡明AT89C51引腳圖如圖4-2所示圖4-2VCC：供電電壓。VSS：接地。P0口：P0口為一種8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸取8個TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0可以用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一種內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接受輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一種內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接受，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它運用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接受高八位地址信號和控制信號。

P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接受輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。

P3口也可作為AT89C51的某些特殊功能口，如下表所示：

口管腳備選功能

P3.0RXD（串行輸入口）

P3.1TXD（串行輸出口）

P3.2/INT0（外部中斷0）

P3.3/INT1（外部中斷1）

P3.4T0（記時器0外部輸入）

P3.5T1（記時器1外部輸入）

P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同步為閃爍編程和編程校驗接受某些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。

ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存容許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定期目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一種ALE脈沖。如想嚴禁ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。此外，該引腳被略微拉高。假如微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE嚴禁，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。

/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管與否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。4.2.4時鐘振蕩器AT89C51中有一種用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖4-3。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對外電容C1、C2雖然沒有十分嚴格的規(guī)定，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高下、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，假如使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF（±10pF），而如使用陶瓷諧振器提議選擇40pF（±10F）。顧客也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如下圖所示。這種狀況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一種2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，因此對外部時鐘信號的占空比沒有特殊規(guī)定，電腦最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應符合產(chǎn)品技術(shù)條件的規(guī)定。圖振蕩電路圖4-3時鐘振蕩電路4.2.5編程方式編程前，須設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號，編程單元的地址加在P1口和P2口的P2.0-P2.3<11位地址范圍為0000H-0FFFH>，數(shù)據(jù)P0口輸入，引腳P2.6,P2.7和P3.6,P3.7的電平設(shè)置見表3-4，PSEN為低電平，RST保持高電平，EA/引腳是編程電源的輸入端，按規(guī)定加上編程電源，ALE/PROG引腳輸入編程脈沖（負脈沖）。編程時，可采用4—20MHz的時鐘震蕩器，AT89C51編程措施如下：在地址線上加上要編程單元的地址信號。在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。激活對應的控制信號。在高電壓編程方式時，將EA/端加上+12V編程電壓。每對Flash存儲陣列寫入一種字節(jié)或每寫入一種程序加密位，加上一種ALE/PROG編程脈沖。變化編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)，反復1—5環(huán)節(jié)，直到所有文獻編程結(jié)束。每個字節(jié)寫入周期是自身定期的，一般約為1.5ms。4.2.6數(shù)據(jù)查詢AT89C51單片機用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測一種寫周期與否結(jié)束，在一種寫周期中，如需讀取最終寫入的那個字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（P0.7）是本來寫入字節(jié)最高位的反碼。寫周期完畢后，有效的數(shù)據(jù)就會出目前所有輸出端上，此時，可進入下一種字節(jié)寫周期，寫周期開始后，可在任意時刻進行數(shù)據(jù)查詢。4.2.7Ready/Busy字節(jié)編程的進度可通過“RDY/BSY”輸出信號監(jiān)測，編程期間，ALE變成高電平“H”后P3.4(RDY/BSY)端電平被拉低，表達正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。編程結(jié)束后，P3.4變?yōu)楦唠娖綔蕚渚途w狀態(tài)。4.2.8復位電路在振蕩，有兩個機器周期（24個振蕩周期）以上的高電平出目前此引腳時，將使單片器運行時機復位，只要這個腳保持高電平，51芯片便循環(huán)復位。復位后P0－P3口均置1引腳體現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器SFR所有清零。當復位腳由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，芯片為ROM的0000H處開始運行程序。該芯片的復位腳為9腳，因此復位電路接STC89C52RC的9腳，詳細電路如下圖所示。當采用的晶體頻率是6MHZ時，可取C=22UF，R=1K；當采用的晶體頻率為12MHZ時，可取C=10UF，R=8.2K。不過這都是最佳的組合，也可以有其他大小的電容電阻，只要符合電路規(guī)定就可以，如本文就采用22UF的電容和10K的電阻。圖4-4復位電路4.3AT89C51與上位機的接口電路本次的串口通信的設(shè)計重要是考慮到其可擴展性進行設(shè)計的，由于滅火系統(tǒng)也許用于多點和網(wǎng)絡(luò)型的實時監(jiān)測，這對于數(shù)據(jù)的處理規(guī)定較高，需要接到上位機PC，為此我們設(shè)計了一種基于RS232的串口通信，以備擴展需要，下面就基于RS232的串口通信做簡樸的簡介。1.RS232協(xié)議原則RS232信號在正負電平之間擺動,在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在+5V～+15V，負電平在-5V～-15V電平。當無數(shù)據(jù)傳播時，線上為TTL電平，從開始數(shù)據(jù)傳播到結(jié)束，線上電平從TTL電平到RS232電平再返回TTL電平。接受器經(jīng)典的電平在+3V～+12V與-3V～-12V。由于發(fā)送電平與接受電平的差僅為2～3V左右，因此其共?？酥颇芰Σ睿偌由想p絞線上的分布電容，其傳播距離最大為約15m，最高速率為20kbps。2.MAX232簡介RS232用正負電壓來表達邏輯狀態(tài)，與TTL以高下電平表達邏輯狀態(tài)規(guī)定不通，因此要用RS232總線進行串行通信時需外接電路以實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。在發(fā)送端用驅(qū)動器將TTL電平轉(zhuǎn)換成RS232電平，在接受端用接受器將RS232電平再轉(zhuǎn)換成TTL電平。MAX232內(nèi)部有電荷汞電壓轉(zhuǎn)換器，可將+5V電源變換成RS232所需的±10V電壓，以實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換，既符合RS232的技術(shù)，又可實現(xiàn)+5V單電源供電，因此MAX收發(fā)器電路給短距離串行通信帶來極大的以便。硬件連接

單片機有一種全雙工的串行通訊口，因此單片機和計算機之間可以以便地進行串口通訊。進行串行通訊時要滿足一定的條件，計算機的串口是RS232電平的，而單片機的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一種電平轉(zhuǎn)換電路，采用專用芯片MAX232進行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾種三極管進行模擬轉(zhuǎn)換，不過還是用專用芯片更簡樸可靠。采用三線制連接串口，也就是說和計算機的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。電路如圖4-4所示，MAX232的第11腳和單片機的11腳連接，第12腳和單片機的10腳連接，第15腳和單片機的20腳連接。圖4-5基于rs232串口通信電路

5.自動滅火系統(tǒng)外接硬件系統(tǒng)5.1報警部分本次報警部分分2個部分，一種是LED燈光的閃爍，一種是蜂鳴器的報警。LED報警：由2個不一樣顏色的二極管構(gòu)成，分別接到單片機的P0.5和P0.6，其中P0.5為黃色，預警，即煙霧濃度指示燈，當煙霧濃度不滿足測試值時便開始發(fā)光；P0.6端口接紅色LED，即溫度超過閥值便開始不停的閃爍（閃爍輕易引起人們的注意），發(fā)出火災警告。蜂鳴器報警下圖5-1為聲音報警部分的電路圖，通過簡樸的三極管Q9014驅(qū)動電路和蜂鳴器構(gòu)成，其中一種電阻是偏置電阻，給三極管提供偏置電壓。這個電路的工作過程可簡樸的描敘如下：驅(qū)動電路的輸入端與單片機的I/O口相連，當I/O口輸出一種高電平，三極管Q的基極B得到高電平，三極管導通，電流從VCC經(jīng)集電極C流向發(fā)射極E，并流入蜂鳴器BP，這樣蜂鳴器BP得到工作電流而發(fā)出“滴滴”的提醒音。圖5-1蜂鳴器報警電路

5.2自動滅火電路驅(qū)動部分5.2.1概述本部分由兩組構(gòu)成，一組用來作為初級階段的火災驅(qū)動，一組作為下一階段的火災驅(qū)動，詳細的滅火設(shè)備和選用的物質(zhì)和現(xiàn)場緊密有關(guān)的。5.2.2固態(tài)繼電器SRR固態(tài)繼電器又名固態(tài)開關(guān)。是一種新奇的四端以弱控器的無觸點功率控制元件。一般施加輸入信號后其主控回路呈導通狀態(tài),無信號時呈阻斷狀態(tài),固態(tài)繼電器為一種四端組件:兩個輸入控制器,兩個輸出受控端。它由三部分構(gòu)成:輸入控制部分、隔離部分及輸出受控部分。輸入控制部分一般由限流電阻或恒流電路及光電二極管構(gòu)成;隔離部分一般由光電隔離器構(gòu)成,也有用變壓器隔離的。輸出部分一般由光敏控制器、電壓過零控制器、驅(qū)動器、可控硅及阻容吸取部分構(gòu)成,固態(tài)繼電器的如圖6-2所示。恒流恒流電路發(fā)光二極管過零控制器光敏檢測器與門驅(qū)動器可控硅圖5-2SRR的構(gòu)造構(gòu)成示意圖5.2.3固態(tài)繼電器特點(1)輸入控制電壓低(3～14V),驅(qū)動電流小(3～15mA),輸入控制電壓與TTL、DTL、HTL電平兼容,直流或脈沖電壓均能作輸入控制電壓;(2)輸出與輸入之間采用光電隔離,可實目前以弱控強的同步,做到強電與弱電完全隔離,兩部分之間的安全絕緣電壓不小于2kV,符合國際電氣原則UL的器件;(3)輸出無觸點、無噪音、無火花、開關(guān)速度快;(4)輸出部分內(nèi)部一般具有RC過壓吸取電路,以防止瞬間過壓而損壞固態(tài)繼電器;(5)有多種規(guī)格可選擇:輸入有電阻限流直流、恒流直流、交流等類型。輸出有直流輸出方式和交流輸出方式。輸出額定電壓有(220～380V)交流電壓及(30～180V)直流電壓。交流輸出中有過零觸發(fā)型和非過零觸發(fā)型(移相型);(6)過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器對外界的干擾非常小;(7)采用環(huán)氧樹脂全灌封裝,具有防塵、耐濕、壽命長等長處。5.2.4驅(qū)動電路部分如下為圖6-3，當AT89C51輸出為高電平信號時，通過或非門后為低電平信號固態(tài)繼電器SSR導通，使電磁閥開通，從而到達自動噴淋效果。相反，輸出為低電平信號時，通過或非門為高電平信號，固態(tài)繼電器SSR截止。圖5-3SRR驅(qū)動電路5.3滅火有關(guān)的知識某些簡介按照燃燒原理，一切滅火措施的原理是將滅火劑直接噴射到燃燒的物體上?；蛘邔缁饎﹪姙⒃诨鹪锤浇奈镔|(zhì)上，使其不因火焰熱輻射作用而形成新的火點。如下為幾種常用的措施：

冷卻滅火法：

這種滅火法的原理是將滅火劑直接噴射到燃燒的物體上，以減少燃燒的溫度于燃點之下，使燃燒停止?；蛘邔缁饎﹪姙⒃诨鹪锤浇奈镔|(zhì)上，使其不因火焰熱輻射作用而形成新的火點。冷卻滅火法是滅火的一種重要措施，常用水和二氧化碳作滅火劑冷卻降溫滅火。滅火劑在滅火過程中不參與燃燒過程中的化學反應。這種措施屬于物理滅火措施。隔離滅火法：隔離滅火法是將正在燃燒的物質(zhì)和周圍未燃燒的可燃物質(zhì)隔離或移開，中斷可燃物質(zhì)的供應，使燃燒因缺乏可燃物而停止。詳細措施有：1、把火源附近的可燃、易燃、易爆和助燃物品搬走；

2、關(guān)閉可燃氣體、液體管道的閥門，以減少和制止可燃物質(zhì)進入燃燒區(qū)；3、設(shè)法阻攔流散的易燃、可燃液體；

4、拆除與火源相毗連的易燃建筑物，形成防止火勢蔓延的空間地帶。

窒息滅火法：窒息滅火法是制止空氣流入燃燒區(qū)或用不燃燒區(qū)或用不燃物質(zhì)沖淡空氣，使燃燒物得不到足夠的氧氣而熄滅的滅火措施。詳細措施是：1、用沙土、水泥、濕麻袋、濕棉被等不燃或難燃物質(zhì)覆蓋燃燒物；2、噴灑霧狀水、干粉、泡沫等滅火劑覆蓋燃燒物；

3、用水蒸氣或氮氣、二氧化碳等惰性氣體灌注發(fā)生火災的容器、設(shè)備；4、密閉起火建筑、設(shè)備和孔洞；5、把不燃的氣體或不燃液體（如二氧化碳、氮氣、四氯化碳等）噴灑到燃燒物區(qū)域內(nèi)或燃燒物上。目前市場上存在的滅火設(shè)備大多基于以上幾種滅火原理設(shè)計而成的，對于不一樣的場所和狀況，我們可以靈活的安裝和選用滅火設(shè)備，以到達最佳的經(jīng)濟效益和滅火效果。5.4顯示部分本次的顯示部分采用4位的七段共陰數(shù)碼管顯示，部分電路如5-1圖所示，通過P2端口提供段選信號來點亮各位和小數(shù)點，再通過p0.1、p0.2來進行位選信號的輸出，即每次輸出的數(shù)據(jù)送到個位、十位還是百位或是小數(shù)位，也就是動態(tài)顯示。七段數(shù)碼管有不一樣的尺寸，以適應不一樣場所的需要。它的七個顯示段可以獨立地控制發(fā)光或者熄滅，這樣一來不一樣段組合的就形成了不一樣的數(shù)字或者英文字母。所謂共陰就是7個數(shù)碼管的負極相連接到GND，而正極由我們來控制；共陽就是這7個發(fā)光二極管的正極相連，接到電源正極，而負極則是有我們來控制。在實際的應用中選擇共陰或是共陽取決于設(shè)計的以便性，本次我們采用共陰。圖5-4顯示電路5.5鍵盤的設(shè)計思緒鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中能實現(xiàn)向單片機輸入數(shù)據(jù)、傳送命令等功能，是人工干預單片機的重要手段。按鍵是一種常開型按鈕開關(guān)。平時(常態(tài)時)，按鍵的兩個觸點處在斷開狀態(tài)，按下鍵時它們才閉合(短路)。本次鍵盤采用最簡樸的上拉電阻和開關(guān)與單片機接口相連，由于本次I/O端口的數(shù)目足夠，故直接與8個端口相連構(gòu)成8鍵構(gòu)成的鍵盤系統(tǒng)，可參照總電路圖，其功用如下：啟動、停止、確認、取消、數(shù)字加1、數(shù)字減1、設(shè)置、空白鍵(為了設(shè)計時可以做成4*2)。啟動與停止是通過中斷來實現(xiàn)的，分別接單片機的INT0和INT1，重要合用于人為的控制系統(tǒng)的運作，即啟動按下，不管外界的狀況怎樣，SSR1SRR2控制端輸出高電平，整個滅火設(shè)備進入工作狀態(tài)；設(shè)置鍵、確認、取消、數(shù)字+1、數(shù)字-1是用來調(diào)整溫度上限設(shè)定的閥值，即報警預設(shè)值的設(shè)定，初始狀態(tài)我們給它設(shè)定為70攝氏度，可以人為根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境來增減。CPU通過中斷響應和隨機掃描兩種方式來獲取鍵盤的信號，然后轉(zhuǎn)到內(nèi)部的程序來執(zhí)行對應的環(huán)節(jié)，詳細的可參照程序流程圖部分

6.自動滅火系統(tǒng)軟件設(shè)計簡介軟件流程是程序編寫的關(guān)鍵，也是整個控制系統(tǒng)工作的關(guān)鍵思想，因此一種合理有效的流程構(gòu)思顯得尤為重要。主程序的重要功能是負責讀取煙霧濃度信號，溫度的實時顯示，讀出并處理DS18B20的目前溫度值，同步通過掃描和中斷來調(diào)用鍵盤子程序到達閥值調(diào)整、故障人工操作等。如圖7-1為整個程序的主程序流程圖。圖6-1主程序流程圖參照附錄的匯編程序做下簡樸的部分原理解釋，系統(tǒng)初始化重要是對波特率的設(shè)置，單片機與上位機之間的傳播是串口，因此需要一種8位的UART，對波特率設(shè)置是必須的；同步也對中斷的容許位進行了設(shè)定，中斷申請是靠外部的INTO和INT1輸入電平來決定，一旦提出了中斷申請，立馬轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷子程序SETUP和STOP;系統(tǒng)初始化完畢后，轉(zhuǎn)去判斷煙霧輸入電平的高下，從而進行初步火災的判斷，決定與否執(zhí)行啟動2路繼電器，無論怎樣都要轉(zhuǎn)去執(zhí)行溫度本分的信號采集和比較，這部分也是本次程序設(shè)計的關(guān)鍵和難點。DS18B20的初始化環(huán)節(jié)如下：（1）先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（2）延時（該時間規(guī)定的不是很嚴格，不過盡量的短一點）（3）數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（4）延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。（5）數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。（6）延時等待（假如初始化成功則在15到60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一種由DS18B20所返回的低電平“0”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，不過應注意不能無限的進行等待，否則會使程序進入死循環(huán)，因此要進行超時控制）。（7）若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）至少要480微秒。（8）將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。接下來要進行的是DS18B20的寫操作如下為操作環(huán)節(jié)：（1）數(shù)據(jù)線先置低電平“0”。（2）延時確定的時間為15微秒。（3）按從低位到高位的次序發(fā)送字節(jié)（一次只發(fā)送一位）。（4）延時時間為45微秒。（5）將數(shù)據(jù)線拉到高電平。（6）反復上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)所有發(fā)送完為止。（7）最終將數(shù)據(jù)線拉高。如下為DS18B20的讀操作環(huán)節(jié)：（1）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（2）延時2微秒。（3）將數(shù)據(jù)線拉低“0”。（4）延時15微秒。（5）將數(shù)據(jù)線拉高“1”。（6）延時15微秒。（7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個狀態(tài)位，并進行數(shù)據(jù)處理。（8）延時30微秒。完畢DS18B20溫度的讀取，然后與設(shè)定的上限值進行比較，決定與否啟動2路繼電器和有關(guān)的報警措施。同步要對鍵盤進行掃描，確定與否變化溫度上限值，可參照鍵盤子程序部分KEYWORK，重要能實現(xiàn)的內(nèi)容如下，按下設(shè)置鍵，開始進入溫度上限變化的程序，按+，個位會自動增長1，假如超過10，則執(zhí)行個位清零，十位+1,：按下-，則個位會自動減1，假如個位數(shù)字為0，則執(zhí)行十位減1，個位數(shù)值變?yōu)?。接下來假如收到COFIRM，則設(shè)定的數(shù)值就成功了，若是DELE，則取消設(shè)置，保留原有的數(shù)值，轉(zhuǎn)到主程序繼續(xù)執(zhí)行。

7.結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計歷時3個月，期間多種查閱資料，問詢老師有關(guān)的前沿信息，終于在今天基本上完畢所有的設(shè)計包括闡明書的撰寫，心里異常的高心，在此先要感謝我的指導老師常小明老師，再要感謝下平時互相討論的同學和學校方面的督促，在你們的協(xié)助下，我才得以完畢本次畢業(yè)設(shè)計。在拿到自動滅火這個課題時，首先要做的事就是對課題的任務，規(guī)定和條件進行仔細的分析和研究，找出關(guān)鍵問題，根據(jù)關(guān)鍵問題提出實現(xiàn)的原理和措施，并畫出原理框圖。原理方案確定好了之后就是細節(jié)部分的研究，這也是非常的復雜，單就傳感器的選擇就要考慮多種原因，加上本次的設(shè)計對場所的不定性規(guī)定，我盡量比較全面的考慮問題，以使整個系統(tǒng)有足夠強的擴展性，可以在多種場所有其一定程度的價值性。當所有的原因的排除或考慮后來，先對電路圖進行了繪制，采用了Protel繪制的。后期重要是軟件方面的設(shè)計，由于本次傳感器的特性，軟件實質(zhì)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵。鑒于之前對于單片機的編程掌握程度不夠，這次設(shè)計之前大量的閱讀和查閱有關(guān)的程序，然后用匯編語言進行了本次軟件的編寫，再次也多虧了有關(guān)書籍的協(xié)助。本次畢業(yè)設(shè)計使我對本專業(yè)有了個愈加完美的認識，更深入的認識到測控技術(shù)與儀器的研究領(lǐng)域，我想這期間的經(jīng)驗將對我后來工作生活學習產(chǎn)生不可磨滅的影響。

致謝首先感謝指導老師常小明不吝賜教，這些日子對我們多方監(jiān)督通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我深刻地認識到學好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)絡(luò)實際的含義，并且檢查了大學三年的學習成果。雖然在這次設(shè)計中對于知識的運用和銜接還不夠純熟，不過我將在后來的工作和學習中繼續(xù)努力、不停完善。這三個月的設(shè)計是對過去所學知識的系統(tǒng)提高和擴充的過程，為此后的學習和發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)?；厥自诖髮W的學習生活，有苦有樂，感謝諸多老師予以我的關(guān)懷，愛惜和栽培。三年的生活與10級的眾同學朝夕相處，在即將畢業(yè)的前夕祝愿大家把這段回憶永遠存在心中。我敬愛的父母二十數(shù)年來為我的成長費盡心血，傾注了無微不至的愛，他們的殷切但愿也是我前進的動力。由于自身水平有限，設(shè)計中一定存在諸多局限性之處，敬請各位老師批評指正。

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