【正文】 州學(xué)院畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的防火防 盜報(bào)警系統(tǒng) 31 include include include sbit CS=P2^4。在此，再次感謝老師在設(shè)計(jì)上不斷地給與我?guī)椭?，讓我在大學(xué)里的最后一次的學(xué)習(xí)過程中，充分感受到了自己對(duì)學(xué)習(xí)的興趣和熱情，使我能夠圓滿地完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 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。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。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)。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)。 6 電路的調(diào)試 首先燒入顯示程序，看顯示正不正常。 第三步為加電檢查。主程序還包括 LCD1602 濃度字符顯示功能、手動(dòng)報(bào)警功能、報(bào)警濃度設(shè)定功能，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 ? 存儲(chǔ)器操作指令。采用寄生電源供電方式是 VDD和 GND 端均接地。 C至 +125℃ （ 4） 焊接溫度 260℃ /l0 秒 18B20 接口電路 +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH ℃ 1111 1111 0101 1110 EE6FH 55℃ 1110 1110 0110 1111 FE90H 宿州學(xué)院畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的防火防 盜報(bào)警系統(tǒng) 27 圖 10 溫度傳感器接口電路圖 （ 2） 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） DS18B20 供電方式 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí) DS18B20 的 1腳接地， 2腳作為信號(hào)線， 3 腳接電源。只要告警標(biāo)志置位， DSl8B20 將對(duì)告警搜索命令做出響應(yīng)。 表 3 碼制轉(zhuǎn)換 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 為這些寄存器僅僅是 8位，所以 ℃ 位在比較時(shí)被忽略。 表 2 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。 表 1 字節(jié)各位的定義 TM R1 R0 1 1 1 1 1 由表 2可見， 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)。而配置寄存器為高速暫存器中的第 5個(gè)字節(jié)，他的內(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。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 LCD1602 液晶、 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 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如 8所示： 圖 8 DSl8B20的內(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。因而使用 DSl8B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，可靠性更高。 D1為電源指示燈。但是蓄電池的體積過于龐大，在報(bào)警器上使用極為不方便。 宿州學(xué)院畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的防火防 盜報(bào)警系統(tǒng) 22 圖 8 聲音報(bào)警電路圖 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。 煙霧檢測(cè) AD 采集電路 煙霧檢測(cè)采用 MQ2 傳感器。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。 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。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)。 宿州學(xué)院畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的防火防 盜報(bào)警系統(tǒng) 19 圖 3 信號(hào)處理模塊 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。延時(shí)周期可通過 R12 來調(diào)節(jié)輸出，在延時(shí)時(shí)間內(nèi)只要 Vs 發(fā)生上跳變， Vo 就會(huì)從 Vs 上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)周期，而電路中的電容為了能夠更好的控制了芯片內(nèi)的定時(shí)器，若 Vs 一直保持為高電平，這樣就可以通過 P10 傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)進(jìn)行下一步處理。 紅外感應(yīng)部分 電源模塊 本系統(tǒng)電壓為 左右，直接接 3個(gè) 的直流干電池提供電源，然后用導(dǎo)線連接電源接口模塊。 方案 2： 采用 DS18B20 作為測(cè)溫電路的溫度傳感器。見表 2。 4)I/O（輸入 /輸出端口， P0， P1， P2， P3） P0口： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 端口。但在PC（程序計(jì)數(shù)器）的值超過 OFFFH（對(duì) 8751/8051 為 4k）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外存儲(chǔ)器的程序。要檢查一個(gè) AT89C52 小系統(tǒng)上電后 CPU能否正常到 ERROM/ROM 中讀取指令碼，也可用于示波器看 PSEN 端有無脈沖輸出。此引腳接 ERROM 的 OE 端。平時(shí)不訪問片外存儲(chǔ)時(shí)， ALE 端也以 1/6 的振蕩頻率固定輸出正脈沖，因而 ALE 信號(hào)可以用作對(duì)外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號(hào)。 ALE/PROG（ 30 引腳）：地址鎖存允許信號(hào)端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，該引腳必須接地。若需采用外部時(shí)針電路時(shí)，該引腳輸入外時(shí)鐘脈沖。這一模塊以單片機(jī)為中心把程序代碼燒進(jìn)去然后外圍接上復(fù)位電路、振蕩電路、鍵盤控制、LCD1602 液晶顯示電路、報(bào)警電路等子模 塊。 STC89C52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié)RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 STC89C52 單片機(jī)簡(jiǎn)介 STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 可編程 Flash 存儲(chǔ)器。同時(shí)，在能夠滿足報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算速度及接口功能要求的同類型單片機(jī)中，要考慮選擇價(jià)格低廉且體積輕巧的機(jī)型，在保證了報(bào)警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎(chǔ)上，能夠不提高成本，縮小體積。因此， QM2 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)。通常煙霧傳感器輸出的電信號(hào)是模擬信號(hào)（已有許多新型傳感器采用數(shù)字量輸出）。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。 (c)SnO2 氣敏元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，可靠行較高，機(jī)械性能良好。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)。半導(dǎo)體煙霧傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，且不會(huì)發(fā)生探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，維護(hù)成本較低，因而得到廣泛應(yīng)用。使得用戶面對(duì)眾多廠家生產(chǎn)的煙霧探測(cè)器感到不知所措。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步 提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧探測(cè)器的體積也逐漸變小，提高了煙霧探測(cè)器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸和市場(chǎng)推廣。煙霧傳感器就是通過監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧的濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的。煙霧傳感器作為報(bào)警器中不可缺少的核心器件，它決定了所采集的煙霧濃度信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。 煙霧檢測(cè)傳感器選型 煙霧傳感器是測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。整個(gè)系統(tǒng)是在系統(tǒng)軟件控制下工作的。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 MQ2 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)。 (4)硬件電路和軟件的綜合調(diào)試。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、 LCD1602液晶顯示電路部分。 針對(duì)當(dāng)前 煙霧 自動(dòng)報(bào)警系 統(tǒng)存在的通訊協(xié)議不一致，系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)頻繁，智能化程度低，網(wǎng)絡(luò)化程度低、特殊惡劣環(huán)境的 煙霧 探測(cè)報(bào)警抗干擾等問題較為突出的現(xiàn)象，提出在符合國(guó)家消防規(guī)范的基礎(chǔ)下采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)、開放的通訊協(xié)議 。 探測(cè)器安裝在防爆現(xiàn)場(chǎng)，控制器壁掛在值班室等有人值守的地方，二 者采用屏 蔽電纜線連接。工業(yè)用燃?xì)鈭?bào)警器及有毒煙霧報(bào)警器根 據(jù)檢測(cè)環(huán)境的不同，也可分為檢漏儀、控制器和探測(cè)器。近年來，在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上也有很大進(jìn)步。隨著傳感器生產(chǎn) 工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧檢測(cè) 儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測(cè)儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場(chǎng)推廣。它 就像是一個(gè) 個(gè)稱職的更夫，給居住、 忙碌或是休息 在 家庭 中的人們以極大的安全感。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。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應(yīng)用到所有電子系統(tǒng)中。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。保衛(wèi)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，防止火災(zāi)引起燃燒、爆炸 ,防盜等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至危及生命安全。 關(guān)鍵字 ： 煙霧報(bào)警器；單片機(jī)；傳感器 Abstract With the development of society and economy, the fire work is more and more important, but many of the current domestic research are focused on the large space fire , it is necessary to design a simple structure, economical and practical family smoke alarm to adapt to the needs of the basic requirements of the smoke alarm for household use based on should have and function, this paper designs a smoke alarm is suitable for the. The design of the sensor and singlechip microputer as the core device smoke alarm design, with other devices can achieve sound and light alarm, automatic exhaust ventilation and fire extinguishing of single chip STC89C52 is selected as the control device, the selection of sensor for detection of MQ2 type semiconductor gas 宿州學(xué)院畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的防火防 盜報(bào)警系統(tǒng) 9 sensitive element smoke sensor smoke alarm is mainly posed of smoke signal acquisition and the preamplifier circuit, analogdigital conversion circuit, singlechip microputer control 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 main t