【正文】 ..................................... 13 調(diào)試步驟 ................................................................................................................. 14 5 結(jié)束語(yǔ) ........................................ 15 參考文獻(xiàn) ........................................ 16 四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 火災(zāi)報(bào)警器 1 緒論 課題研究背景 進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入高速發(fā)展的時(shí)期，城市化建設(shè)不斷加快，城市建筑也由分散式低密度向集中式高密度過(guò)渡，林立的高層建筑成了城市的主要 的 標(biāo)志。 本系統(tǒng)以 AT89C51 為主控制器， DS18B20 溫度傳感器 為感溫器件， 離子感煙傳感器 為感煙元件，將煙霧和溫度等信號(hào)轉(zhuǎn)化為可檢測(cè)的電信號(hào)。四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 I 基于單片機(jī)的 火災(zāi)報(bào)警器 設(shè)計(jì) 內(nèi)容摘要： 多少年來(lái)，火災(zāi)一直是人們所遭遇的最主要災(zāi)害之一，曾對(duì)人類的文明造成了重大破壞，許多著名的建筑大都?xì)в诨馂?zāi)。然后 將傳感器輸出的電信號(hào)送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ,完成煙霧傳感器和溫度傳感器輸出的模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換， 再由 單片機(jī)判斷現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)。任何事物的發(fā)展都具有兩面性，高層建筑中各種通訊線路、動(dòng)力和照明線路、以及各種系統(tǒng)中線路縱橫交錯(cuò)， 還有現(xiàn)代人類大量使用 煤氣 、 天然氣 ，甚至是煙花等火災(zāi)隱患 致使火災(zāi)的發(fā)生概率也在大幅增加。 隨著科技的發(fā)展和人們需求的不斷提高，火災(zāi)報(bào)警器在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面也在不斷完善。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災(zāi)較多，死亡人數(shù)卻相對(duì)較少，這與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的生活水平以及消防技術(shù)和設(shè)施有關(guān)。隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下以及大型綜合性建筑日益增多，火災(zāi)隱患也大大增加，火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢(shì)。此后，隨著世界科技取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步和各種新興技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，火災(zāi)監(jiān)測(cè)技術(shù)也相應(yīng)迅速發(fā)展，各種類型的火災(zāi)探測(cè)器相繼問(wèn)世，并日漸完善，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也在此基礎(chǔ)上逐漸地蓬勃發(fā)展起來(lái)，其發(fā)展過(guò)程可以分為以下幾個(gè)階段 : 第一階段，從 19 世紀(jì) 40 年代至 20 世紀(jì) 40 年代，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)處于發(fā)展的初級(jí)階段，采用的探測(cè)器主 要是感溫式的探測(cè)器，它通過(guò)采集溫度信號(hào)，然后判定是否超出設(shè)定的閥 值，從而判斷是否有火災(zāi)發(fā)生。這一研究 引起了人們的重視，隨后 離子 感煙探測(cè)器得到廣泛應(yīng)用，并逐漸占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)，迫使感溫式探測(cè)器退居其次；到 70 年代末， 光電式感煙探測(cè)器在光電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，并很快得到大力發(fā)展。它使得布線工作量顯著減少，安裝調(diào)試更加容易，更能精確報(bào)警定位。 近年來(lái)，采用無(wú)線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在國(guó)外悄然興起。 在我國(guó)，采用的無(wú)線通信方式的火災(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(wú)損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適用于許多場(chǎng)合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等。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。 火災(zāi)報(bào)警器要 根據(jù)火災(zāi)的特點(diǎn) 、 針對(duì)保護(hù)對(duì)象的特點(diǎn)進(jìn)行 選擇探測(cè)器 ，四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 起火過(guò)程中，剛開始會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧且持續(xù)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，而此時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫度還不是太高沒(méi)有驟變，若此時(shí)煙感傳感器感應(yīng)到了煙霧就可以及時(shí)報(bào)警并在火勢(shì)沒(méi)擴(kuò)大之前讓人們提前預(yù)防和撤離，這樣就可以把火災(zāi)損失控制在最小限度。 (2)異常報(bào)警功能。 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 此次設(shè)計(jì)是 根據(jù)火災(zāi)發(fā)生過(guò)程的特點(diǎn) 針對(duì)于單片機(jī)原理及其應(yīng)用展開的。 離子感煙傳感器對(duì)于煙霧氣顆粒檢測(cè)很有效，它會(huì)使兩極板間空氣分子電離為正、負(fù)離子，使原來(lái)不導(dǎo)電的空氣帶電。當(dāng)導(dǎo)電性低于預(yù)定值時(shí)，探測(cè)器發(fā)出警報(bào)。一個(gè)電室開孔稱為采樣電離室（或稱為外電室），煙可以順利進(jìn)入，另一個(gè)是封閉電離室，稱為參考電離室（或內(nèi)電離室），煙無(wú)法進(jìn)入僅能與外界溫度四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 相通。 圖 離子式感煙探測(cè)器 溫度傳感器 溫度傳感器選擇 溫度傳感器一般分為定溫式和差溫式。 DS18B20 可用數(shù)據(jù)線供電 ，電壓范圍為 V，其 測(cè)溫范圍： 55 ℃ 125 ℃，固有測(cè)溫分辨率為 ℃。 因而使 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。 ? 在使用中不需要任何外圍元件。 ? 用戶可自設(shè)定非易失性的報(bào)警上下限值。主 CPU 收到此信號(hào)即表示復(fù)位成功。若單總線 上所掛 DS18B20 超過(guò) 8 個(gè)時(shí)，則需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，因此，在進(jìn)行 蓄電池 單體多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)該問(wèn)題要加以注意。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻?，因此，在?DS18B20 進(jìn)行長(zhǎng)距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布 電容和阻抗匹配問(wèn)題。本設(shè)計(jì)使用的控制芯片是 ATMEL 公司四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 生產(chǎn)的 AT89C51， 高性能 CMOS8 位微處理器。 本設(shè)計(jì)主要采用 AT89C51 芯片。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 GND：接地。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須接上拉電阻。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)， 當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。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。 4 火災(zāi)報(bào)警器軟件實(shí)現(xiàn)與調(diào)試 信號(hào)處理電路 為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)充，采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過(guò)子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。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。傳感器將物理信號(hào)經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為可以利用識(shí)別的電信號(hào)給單片機(jī)，這里我們選擇單片機(jī)的 為輸入方式，接收到信號(hào)的單片機(jī)經(jīng)過(guò)程序的設(shè)定會(huì)由 作為單片機(jī)的輸出直接啟動(dòng)報(bào)警電路。 蜂鳴器 工作電流一般比較大，以致于單片機(jī)的 I/O 口是無(wú)法直接 驅(qū)動(dòng)的，要利用放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，一般使用三極管來(lái)放大電流就即可 。 燈光 報(bào)警 電路 系統(tǒng)調(diào)試 編程 KEIL 環(huán)境介紹 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。 uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。這個(gè)對(duì)話框要求選擇目標(biāo) CPU（即我們所使用的芯片型號(hào) 80C51）點(diǎn)擊 ATMEL 前面的“ +”號(hào)，展開該層，點(diǎn)擊其中的 80C51，然后點(diǎn)擊確定按鈕。雙擊文件名，即打開源程序。選擇菜單ProjectBuild target,對(duì)當(dāng)前工程進(jìn)行連接，如果 當(dāng)前文件已修改軟件會(huì)先對(duì)該文件進(jìn)行比阿尼，然后在連接以產(chǎn)生目標(biāo)代碼。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試 ,系統(tǒng)數(shù)碼管及時(shí)顯示溫度變化數(shù)值 ,當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí) ,單片機(jī)即根據(jù)數(shù)字溫度傳感器 DS18B20所采集來(lái)的溫度實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能 ,步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) ,對(duì)被保護(hù)物品實(shí)行保護(hù)。對(duì)單片機(jī)的了解也隨之加深，它在煙霧報(bào)