【正文】 .............................................. 10 3 系統(tǒng)需求分 析 ................................................. 11 系統(tǒng)背景 ..................................................... 11 系統(tǒng)用戶需求 ................................................. 11 系統(tǒng)功能需求 ................................................. 12 系統(tǒng)非功能需求 ............................................... 12 本章小結(jié) ..................................................... 12 4 煙霧報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ........................................... 13 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和目標(biāo) .......................................... 13 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................. 15 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) ................................................. 15 聲音報(bào)警模塊 ........................................... 15 狀態(tài)提示燈模塊 ........................................ 16 按鍵報(bào)警模塊 ........................................... 16 煙霧的探測模塊設(shè)計(jì) .................................... 17 本章小結(jié) ..................................................... 17 徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 煙霧報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) ........................................... 18 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 ................................................. 18 關(guān)鍵模塊的實(shí)現(xiàn) ............................................... 18 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................... 20 本章小結(jié) ..................................................... 22 6 總結(jié)和展望 ................................................... 23 總結(jié) .......................................................... 23 展望 .......................................................... 23 參考文獻(xiàn) ....................................................... 24 致 謝 ......................................................... 26 附 錄一 煙霧報(bào)警器元件清單 ...................................... 27 附錄二 程序 .................................................... 28 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 1 1 緒論 課題研究背景 煙霧傳感器 報(bào)警 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟 硬 件平臺的開發(fā)和應(yīng)用是非常 廣泛 的作 用 為一個整體系統(tǒng) ,每個系統(tǒng)的硬件都安插 在整個系統(tǒng)中 ,它將不可避免地向小型化 、 集成度高 、 網(wǎng)絡(luò) 、 智能的 順勢發(fā)展方向； 近 些 年來 ,隨著計(jì)算機(jī) 在市場上的 成本 大大 降低和微處理器 不斷的成 收縮 狀態(tài) ,煙霧報(bào)警系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)將 會給實(shí)際 的社會領(lǐng)域里 有廣泛的應(yīng)用前景。在中國的應(yīng)用里有可行性和有效性。 課題研究 目的 和意義 目的： 設(shè)計(jì)一個煙霧報(bào)警系統(tǒng)由單片機(jī)控制 ,使用煙霧傳感器 (MQ 2)實(shí)時監(jiān)控條件的 煙霧濃度 ,煙霧 對周圍環(huán)境突變的 報(bào)警 。提高使用 STC89C52 單片機(jī)通過這樣的設(shè)計(jì)能力，了解和掌握 MQ2 使用，鞏固在大學(xué)自己的知識，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。 意義： 煙霧報(bào)警器 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測煙霧突變 ,突態(tài)能夠報(bào)警 ,有突變的影響報(bào)道早期預(yù)防火災(zāi)和煙霧。 國內(nèi)外研究概況 在生活中的各類災(zāi)難里，火災(zāi)是最常見的、最為廣泛地威 脅群眾生活安全的主要危害之一。在 世界上 ， 火災(zāi)是一種災(zāi)害發(fā)生 很 頻繁的，幾乎都有 發(fā)生 的。 據(jù)我很了解的城市杭州年前 共 產(chǎn)生 火災(zāi) 3423 起， 死 9 人，直接 引發(fā) 1479 余萬元 的經(jīng)濟(jì)損失，與 上年 同期相比 ,火災(zāi)起數(shù)上升 %（同期 556 起），傷亡人數(shù)上升了 %，造成的經(jīng)濟(jì)損失上升了 %（ 萬 元），由于 是 全口徑統(tǒng)計(jì)形式的火災(zāi)數(shù)據(jù)選擇，火災(zāi)危險度所有不論大小，將填寫 到 火災(zāi)統(tǒng)計(jì)范圍，所以 火 數(shù)據(jù)增長突出。其中 ,火 災(zāi)在 歐洲 發(fā)生很 頻繁 ,死亡人數(shù) 卻 很少 ,這是歐洲國家的生活水平 的發(fā)展程度 和歐洲 的相關(guān) 消防技術(shù) 有關(guān) ,具有高 安全意識和相關(guān)設(shè)施 。然而，在我國區(qū)域火災(zāi)數(shù)量很少，但死亡人數(shù)是多 的 ，這是對亞洲經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相關(guān)，沒有安全感和消防設(shè)施及其他因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國第二十世紀(jì) 90 年徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 代火災(zāi)約 89 萬 ，使中國人民的經(jīng)濟(jì)生活的重大損失。特別是自 1993 以來，讓火造成財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)數(shù)十億元，特別是 1993 年 以來 ,讓 火災(zāi)直接 引起 財(cái)產(chǎn)損失上升到每年數(shù)十億元 ,年均 2020 多人死亡。在第二十一世紀(jì)，僅在幾年的時間，中國失 火 萬件 ， 10059 人死亡，約 億 元的直接經(jīng)濟(jì)損失。 又因?yàn)槲覈陂_發(fā)過程里 經(jīng)濟(jì)和 城鎮(zhèn) 建設(shè) 規(guī)劃 的 不斷進(jìn)展 ,城 鎮(zhèn)里 修建 高 樓不斷加多 ,火災(zāi) 帶來危害 將會 夸大 ,火災(zāi)的數(shù)量及其 給我們帶來的財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì) 損失逐年上升趨勢?；馂?zāi)是 危害生命和財(cái)產(chǎn)的 因素之一 。 所以我們要高度的重視火災(zāi)嚴(yán)重性。 論文 主要 研究內(nèi)容 內(nèi)容： 煙霧報(bào)警系統(tǒng) 有很多種設(shè)計(jì)方法，有用純硬件的和軟硬的，本設(shè)計(jì)是用軟硬件的方法，由 觸發(fā)裝置模塊 ,數(shù)據(jù)處理模塊 ,報(bào)警裝置模塊和顯示模塊的設(shè)備模塊 組成的系統(tǒng) 。 一般的 觸發(fā)裝置模塊 有兩種，一種是 自動 ，另一種是 手動報(bào)警裝置模塊 ,如 MQ2 氣體傳感器、手動按鈕。報(bào)警模塊也有兩種，一是聲音警報(bào)（蜂鳴器）模塊，光報(bào)警裝置（ LED）模塊 ， 此 設(shè)計(jì)有兩個。 CL5461BH 模塊、數(shù)碼管顯示模塊可以連續(xù)顯示通過 MQ2 氣體傳感器數(shù)據(jù)。 選用 STC89C52 單片機(jī)為主要 控制核心 ,提高數(shù)據(jù)處理 和分布處理 等操作。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 主要是對 MQ2 氣體傳感器 收集到 相應(yīng)的信號 來進(jìn)行 處理 ， A/D 轉(zhuǎn)換模塊 有很多種，如 ADC083ADC0809 等 芯片 ，本設(shè)計(jì)采用 ADC0809 芯片 。 論文的主要內(nèi)容是 : 第一章 緒論 ：本章闡述 了 煙霧 報(bào)警器的 研究背景和概括國內(nèi)外未來方向，論文研究的目的和意義進(jìn)行簡單 地說明，還有簡單的主要內(nèi)容。 第二章 系統(tǒng) 相關(guān)技術(shù)的分析： 概括 52 單片 機(jī)與 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ， 單片機(jī)、A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇， 具體 的闡述 52 單片機(jī) ，也從 結(jié)構(gòu)和功能 方面說明了 ADC0809芯片 。 并簡單介紹了 MQ2 的結(jié)構(gòu)和特性。 第三章 系統(tǒng)需求分析： 本章是根據(jù)論文的 要 求分析了論文的主要 需求 。 第四章 煙霧報(bào)警 系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)：這章是 硬件設(shè)計(jì)，在對 總體 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)時，我們主要 闡述 它的 各模塊 電路的設(shè)計(jì)。 第五章 煙霧報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)： 本章 講解 軟件的調(diào)試。熟悉 Keil 操作環(huán)境設(shè)計(jì)的整個過程的軟件實(shí)現(xiàn)和介紹。在調(diào)試的 進(jìn)程和 在 調(diào)試 中 發(fā)現(xiàn) 的問題及 操作 。 第六章 總結(jié)與展望 。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 2 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 的分析 STC89C52 的 功能及引腳作用 STC89C52 是 CMOS8 單 片 機(jī) 的 一 類 ， 它 具 有 的 特 點(diǎn) 是 低功耗 , 高性能 ,STC89C52 的有 8 k 內(nèi) 存 可以進(jìn)行 系統(tǒng)可編程網(wǎng)絡(luò)。 就單個 芯片 來說 ,包含 8位 CPU 以及 在系統(tǒng)可編程 Flash,嵌入式控制應(yīng)用程序 的特點(diǎn)有 高靈活和 高 效性，它的 解決方案 是根據(jù) STC89C51 提供的 。具有以下功能 :Flash 是在 標(biāo)準(zhǔn) 下有8 k 字節(jié) ,準(zhǔn)確的 內(nèi)存 有 512 字節(jié) ,里面的 I/O 端口線 一共有 32 個 ,具有 看門狗 的定時器 效果 ,有 4 KB EEPROM 是采用 內(nèi)置 的 ,MAX810 復(fù)位電路 ,16 位定時器 /計(jì)數(shù)器 可以分為 三 個 ,6 級向量 可以分為 一個 ， 中斷結(jié)構(gòu) 分為 2 個 和串行端口 都是采用 全雙工 的 [10]。另一個 STC89C52 靜態(tài)邏輯運(yùn)算可以減少到 0 赫茲 ,選擇節(jié)電模式 可有 兩種類型的軟件。 一旦 CPU 暫停 工作 ,就發(fā)生 空閑模式 的情況 ,但 允許內(nèi)存進(jìn)行 定時器 /計(jì)數(shù)器 ,CPU 一旦 繼續(xù)工作 ， 端口 就需 串行。 STC89C52 單片機(jī)停止 運(yùn)行后 ,振蕩器 也會停止，此時是 掉電保護(hù)模式 ,內(nèi)存內(nèi)容 會自動 保存 ,必須使用 下一個中斷或硬件復(fù)位。最高工作頻率 35 MHZ,6 t /12 t 可以選擇。 表 是STC89C52 主要 功能 特性 ,如圖 21 是 STC89C52 芯片的引腳圖 表 ： STC89C52 主要的功能 STC89C52 引腳介紹 ① 主電源引腳端（ 2 根） VCC(P40)： 該電源輸入端口，連接到 +5V 電源 主要的功能特性 MCS51 指令系統(tǒng)均匹配 4K 重復(fù)擦寫 Flash ROM 雙向 I/O 端口（ 32） 內(nèi)部的 RAM（ 256x8bit） 可編程定時 /計(jì)數(shù)器中斷（ 3 個16 位） 時鐘效率： 0 至 24MHz 串行的中斷（ 2 個） 可編程 UART 串行通路 外部的中斷源（ 2 個） 中斷源 6 個 讀取和寫入的中斷線（ 2 個） 加密位 3 級 低功耗閑空、掉電兩種模式 設(shè)立軟件休眠和提醒能力 徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) GND(P20)：接地線端口 ②外接晶振引腳端（ 2 根） XTAL1(P19)：振蕩輸入 XTAL2(P20)：輸出振蕩 ③控制引腳端（ 4 根） RST/VPP(P9)：復(fù)位，管腳有 2 個機(jī)器的周期高電復(fù)位。 ALE/PROG(P30)：地址鎖存允許信號 PSEN(P29)：外存儲器讀選通信號 EA/VPP(P31)： 內(nèi)部和外部程序存儲器，外部程序存儲器讀命令的低 電量 ，高 電量 的內(nèi)部程序存儲器讀命令。 ④可編程輸入引腳端 /輸出引腳端（共 32 根） STC89C52 單片機(jī)的 可編程的 I/O 口（一共 4 組 8 位），分別為 P0、 PP P3口，每一個口共 8 位（ 8 根管腳），共 32 根。 P0（ P39P32）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。 P1（ P1P8）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。