【正文】 拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。在flash編程與校驗(yàn)的過程中，P1的口接收低8位地址字節(jié)。程序校驗(yàn)的過程中，輸出指令字節(jié)。當(dāng)向P0的端口書寫“1”時(shí)，引腳則高阻抗輸入。第五，AT89S52都可以正常工作。 AT89S52功能十分強(qiáng)大，擁有以下標(biāo)準(zhǔn)的功能：第一，擁有4組共32個(gè)可編程I/O口線，8k字節(jié)的Flash空間用于存儲(chǔ)，256字節(jié)的程序運(yùn)行空間（RAM）。自從單片機(jī)出現(xiàn)以來，它就一步一步地走進(jìn)我們的生活，像洗衣機(jī)、電冰箱、收錄機(jī)等常見家用電器配上單片機(jī)以后，大大的提高了其智能化程度，也增加了很多功能，深受人們的歡迎。單片機(jī)在各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中都被應(yīng)用。多機(jī)系統(tǒng)一般由若干臺(tái)功能各異的單片機(jī)組成，各自完成自己的特定任務(wù)，它們通過串行通信相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。單片機(jī)以控制器的身份出現(xiàn)在產(chǎn)品中，它有體積小、可靠性高、功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以大大的提高機(jī)器的智能化與自動(dòng)化的程度。單片機(jī)的應(yīng)用十分廣泛，它逐漸變成科技領(lǐng)域的有力工具，因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，它在很多領(lǐng)域都有著應(yīng)用，就目前而言它在以下5個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣泛。第一個(gè)階段是從1976年到1978年，這是初級(jí)單片機(jī)微的處理階段。因?yàn)閱纹瑱C(jī)能夠獨(dú)立的執(zhí)行內(nèi)部程序，所以又可以稱它為微型控制器。作為一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，單片機(jī)在工作的過程中必須具有良好的反應(yīng)速度，以便在最快的時(shí)間內(nèi)分析數(shù)據(jù)完成報(bào)警，同時(shí)還要考慮應(yīng)選用價(jià)格較為低廉并且功耗較低的單片機(jī)，經(jīng)過這些方面的考慮，最終選擇由ATMEL公司生產(chǎn)的AT89S52單片機(jī)。差溫型探測(cè)器是當(dāng)溫度升高的速度超過設(shè)定的值時(shí)會(huì)進(jìn)行報(bào)警。定溫型探測(cè)器是當(dāng)接收到的溫度超過設(shè)定的報(bào)警值時(shí)就會(huì)報(bào)警。對(duì)于最近幾年剛剛興起的激光感煙探測(cè)器，它的工作原理也是應(yīng)用到了光電感應(yīng)的原理，它的不同之處在于光源不是由發(fā)光元件產(chǎn)生的而是由激光發(fā)出的，它應(yīng)用的是半導(dǎo)體元件，相比其它光電感應(yīng)探測(cè)器它的壽命更長(zhǎng)，體積更小，價(jià)格也十分低廉。而紅外光輻射探測(cè)器的原理則是化學(xué)物質(zhì)在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生紅外光輻射，使得硫化鉛紅外光敏元件產(chǎn)生感應(yīng)，成為電信號(hào)后通過放大最后實(shí)現(xiàn)報(bào)警。當(dāng)有火光、煙霧以及高溫產(chǎn)生的時(shí)候，探測(cè)器就會(huì)從正常狀態(tài)變成工作狀態(tài)，它的機(jī)械部分或者電壓、電流產(chǎn)生變化，經(jīng)過放大與傳輸產(chǎn)生聲與光的報(bào)警，有些還會(huì)顯示出火災(zāi)產(chǎn)生的地點(diǎn)。在火災(zāi)發(fā)生前期，由于物質(zhì)的不完全燃燒以及較低的溫度，大多數(shù)的可燃物質(zhì)都處在一個(gè)低燃燒的階段，會(huì)產(chǎn)生很多的煙霧。 感溫型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)眾所周知，在火災(zāi)的發(fā)生過程中，物質(zhì)的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，實(shí)時(shí)的溫度會(huì)發(fā)生快速的變化，感溫類型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)就是通過檢測(cè)實(shí)時(shí)變化的溫度而產(chǎn)生響應(yīng)的報(bào)警系統(tǒng)。在單片機(jī)通電正常工作后，時(shí)刻判斷所檢測(cè)到的溫度與可燃?xì)怏w濃度數(shù)值，如果檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超過了預(yù)先設(shè)定的報(bào)警臨界值，LED燈與蜂鳴器將同時(shí)工作進(jìn)行報(bào)警，如果檢測(cè)到的數(shù)據(jù)并沒有超過預(yù)先設(shè)定好的臨界報(bào)警值，單片機(jī)將繼續(xù)采集新的數(shù)據(jù)，同時(shí)如果觸發(fā)按鍵報(bào)警信號(hào)也會(huì)報(bào)警。整體的電路框圖如21所示： 系統(tǒng)組成框圖 本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作原理這次基于單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，是以AT89S52單片機(jī)作為核心，以MQ2氣體傳感器采集可燃?xì)怏w方面的信息，以DS18B20溫度傳感器采集溫度方面的信息，由于美國(guó)達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的DS18B20為數(shù)字溫度傳感器，所以可以不必連接A/D轉(zhuǎn)換器，直接與單片機(jī)相連接，將信號(hào)傳遞給單片機(jī)。2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理 一般火災(zāi)系統(tǒng)總體功能一般的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由三部分構(gòu)成，分別是區(qū)域報(bào)警器、集中報(bào)警器以及火災(zāi)探測(cè)器。第二，了解溫度傳感器DS18B濃度傳感器MQA/D轉(zhuǎn)換器ADC0832等器件的相關(guān)工作原理。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本次設(shè)計(jì)將單片機(jī)、溫度傳感器、氣體傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器與LED顯示燈模塊相結(jié)合，設(shè)計(jì)出了一套以單片機(jī)為核心的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。于是人們?yōu)榱藢?shí)現(xiàn)這一點(diǎn)開發(fā)出了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，最初的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的探測(cè)器是以開關(guān)量探測(cè)器為主，而現(xiàn)在逐漸轉(zhuǎn)變成了模擬量傳感器，使得報(bào)警器更加智能化，準(zhǔn)確性也得到了提高。統(tǒng)計(jì)中顯示，歐洲及北美地區(qū)的火災(zāi)頻率比亞洲及非洲地區(qū)高出很多，但是在死亡人數(shù)上卻比亞、非兩個(gè)地區(qū)低了好多，原因是歐洲及北美的經(jīng)濟(jì)水平比較發(fā)達(dá)，亞洲及非洲的經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后，在消防的設(shè)施與技術(shù)上差距比較大。ADC0832目 錄1 緒論 1 選題背景與意義 1 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 22 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的工作原理 3 一般火災(zāi)系統(tǒng)總體功能 3 本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作原理 3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的類型 4 感光型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 4 感溫型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 5 感煙型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 5 復(fù)合型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 5 火災(zāi)探測(cè)器的原理 5 光輻射探測(cè)器 5 感煙探測(cè)器 6 感溫探測(cè)器 63 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 單片機(jī)的介紹 7 AT89S52的介紹 8 AT89SXX與AT89CXX的比較 10 單片機(jī)最小系統(tǒng) 11 溫度采集模塊的設(shè)計(jì) 11 DS18B20的介紹 12 DS18B20的工作方式 12 溫度采集模塊 13 氣體采集模塊的設(shè)計(jì) 13 MQ2氣體傳感器的介紹 14 MQ2氣體傳感器的指標(biāo) 14 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器 15 ADC0832與單片機(jī)連接工作原理 16 氣體采集模塊 17 報(bào)警電路及顯示模塊 18 蜂鳴器 18 LED燈 19 按鍵報(bào)警 19 顯示模塊 194 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 21 程序編寫軟件 21 主程序的流程 21 溫度傳感器的流程 21 DS18B20的初始化流程 22 DS18B20的寫操作 22 DS18B20的讀操作 235 系統(tǒng)的調(diào)試 25結(jié) 論 27致 謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄A 英文原文 31附錄B 漢語(yǔ)翻譯 39附錄C 主程序 47附錄D DS18B20程序 48附錄E 原理圖 51V1 緒論 選題背景與意義火災(zāi)是指可燃物在時(shí)間或空間上失去控制的燃燒所帶來的災(zāi)害。這套基于單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的功能較為完善，結(jié)構(gòu)也較為簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。AT89S52單片機(jī)具有低功耗、高性能等特點(diǎn)，并且能兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的核心選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)。最后通過液晶顯示模塊顯示出氣體的濃度與實(shí)時(shí)溫度。MQ2。隨著2001年中國(guó)入世成功，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，電子產(chǎn)業(yè)以及建材產(chǎn)業(yè)取得了很大的進(jìn)步，各種新穎的家用電器與新型的裝修材料逐漸融入我們的生活，這也加大了我們身邊的火災(zāi)隱患，幾乎每天都會(huì)有火災(zāi)的發(fā)生，根據(jù)聯(lián)合國(guó)在2000年公布的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在每年全球大約會(huì)有六百萬到七百萬的火災(zāi)事件發(fā)生，每年大約有六萬五千人到七萬五千人在火災(zāi)中喪生。這些血與痛的現(xiàn)實(shí)讓我們漸漸地意識(shí)到了自動(dòng)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的重要性，如果有一個(gè)性能完善的火災(zāi)監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)，就能夠有效地幫助人們保證財(cái)產(chǎn)安全，降低傷亡人數(shù)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也可以通過互聯(lián)網(wǎng)與消防局相結(jié)合，當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)準(zhǔn)確地通知消防局，使得消防員可以迅速的到達(dá)事發(fā)地點(diǎn)，將火災(zāi)扼殺在萌芽之中。本次設(shè)計(jì)單片機(jī)選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)，溫度傳感器選用美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器，濃度傳感器選用MQ2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器，A/D轉(zhuǎn)換器選用ADC0832，通過將以上器件相結(jié)合完成以下幾點(diǎn)：第一，基于AT89S52單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。第五，電路調(diào)試，完成電路板的焊接。火災(zāi)探測(cè)器是根據(jù)一般火災(zāi)會(huì)產(chǎn)生的化學(xué)與物理現(xiàn)象比如熱、光、煙、氣的檢測(cè)，將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給火災(zāi)報(bào)警的控制器。在AT89S52單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定出了報(bào)警的數(shù)值，其中有可燃?xì)怏w濃度值與實(shí)時(shí)溫度報(bào)警臨界值。而根據(jù)感應(yīng)的敏感波長(zhǎng)，又可以把感光型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)分成兩種，一種是對(duì)于波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光輻射敏感的紅外線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，一種是對(duì)于波長(zhǎng)較短的光輻射敏感的紫外線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 感煙型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)燃燒的物質(zhì)不僅僅會(huì)產(chǎn)生光輻射與熱量，煙霧也是火災(zāi)的一個(gè)重要特性。 火災(zāi)探測(cè)器的原理在火災(zāi)出現(xiàn)的時(shí)候，一定會(huì)有火光、煙霧以及高溫的產(chǎn)生，探測(cè)器對(duì)于這些信號(hào)都是非常敏感的。紫外光輻射探測(cè)器的原理是有機(jī)化合物在燃燒時(shí)都會(huì)產(chǎn)生紫外光，紫外光照射到紫外光敏管的電極上激發(fā)出離子，經(jīng)過繼電器等原件就能打開開關(guān)電路進(jìn)行報(bào)警。管道抽吸式感煙探測(cè)器的工作原理和光電感應(yīng)探測(cè)器的工作原理接近，通過煙霧的散射與反射產(chǎn)生出光敏電流，這種探測(cè)器主要應(yīng)用在船舶上。 感溫探測(cè)器感溫探測(cè)器主要分為定溫型探測(cè)器與差溫型探測(cè)器。在外界溫度正常的情況下，感溫探測(cè)器的電路處于斷路狀態(tài)，當(dāng)外界溫度發(fā)生變化達(dá)到某一值時(shí)，金屬熱漲發(fā)生延伸，電路導(dǎo)通，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。并且當(dāng)有按鍵請(qǐng)求時(shí)，單片機(jī)也要進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。雖然說單片機(jī)只是一個(gè)很小的芯片，但從它的功能與組成上來看，已經(jīng)具備微機(jī)系統(tǒng)的含義。單片機(jī)自身所擁有的潛力在逐漸被人們重視，所以更加增大了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，也進(jìn)一步使單片機(jī)的技術(shù)得到了發(fā)展，就單片機(jī)的發(fā)展歷史看，可以分成三個(gè)主要階段。第三階段是從1982年到現(xiàn)在，是單片機(jī)微處理改良型與16位單片機(jī)的微處理階段。機(jī)電一體化產(chǎn)品指的是集機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及微電子技術(shù)于一身，擁有智能化的特征的機(jī)電產(chǎn)品，像單片機(jī)數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)床、鉆床等。在比較復(fù)雜的系統(tǒng)中，經(jīng)常采用分布式的多機(jī)系統(tǒng)。第四點(diǎn)是單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用。最后，是單片機(jī)在人類生活中的應(yīng)用。AT89S52在很多嵌入式控制中得到了廣泛的應(yīng)用。第四，擁有斷電保護(hù)功能、看門狗定時(shí)器功能以及設(shè)置低能耗的模式。作為輸出口使用，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。flash的編程過程中，P0口也可以接收指令字節(jié)。（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（）。再被當(dāng)做輸入使用的過程中，因?yàn)閮?nèi)部電阻的原因，被外部拉低的引腳將輸出電流。flash編程與校驗(yàn)的過程中，P3口也可以接收一些控制信號(hào)。XTAL1是振蕩器反相放大器與內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。第三，AT89SXX系列與AT89CXX系列寫入程序的方式不同，AT89CXX系列只能夠并行寫入，與此同時(shí)還需要VPP來寫入高壓，而AT89SXX系列則支持ISP的在線可編程寫入的技術(shù)，串行書寫，穩(wěn)定性更好，速度也得到提高，而且燒寫的電壓要求在4V到5V即可。晶振電路的作用是保證系統(tǒng)的正常工作。 DS18B20的介紹DS18B20數(shù)字溫度傳感器能夠提供9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。等效的華氏溫度范圍是67176。一個(gè)工作周期可分成兩個(gè)部分，溫度的檢測(cè)與數(shù)據(jù)的處理。DS18B20共64位ROM。第5個(gè)字節(jié)則是用戶第3個(gè)EEPROM的鏡像。 DS18B20引腳圖 溫度采集模塊，DS18B20溫度傳感器的一號(hào)管腳接地，三號(hào)管腳接5V的電源上，因?yàn)镈S18B20為數(shù)字溫度傳感器，所以不需要模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的過程，這就構(gòu)成了本次設(shè)計(jì)的溫度采集模塊。 MQ2氣體傳感器的介紹本次設(shè)計(jì)中選取的是MQ2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器，它屬于氣敏傳感器，是氣電變換器，MQ2可以把可燃性氣體在空氣中的濃度轉(zhuǎn)化成電流信號(hào)或者電壓信號(hào)，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后傳入單片機(jī)，最后單片機(jī)完成數(shù)據(jù)方面的處理與報(bào)警控制的工作。和煙霧發(fā)生接觸的時(shí)候，晶粒間界位子的勢(shì)壘會(huì)受到該煙霧的影響而產(chǎn)生變化，從而引起表面的電導(dǎo)率產(chǎn)生變化。這就是MQ2半導(dǎo)體型可燃性煙霧傳感器檢測(cè)可燃煙霧的基本工作原理。同時(shí)MQ2型傳感器具有十分優(yōu)良的重復(fù)性與長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，初始比較穩(wěn)定，響應(yīng)的時(shí)間短，即使在長(zhǎng)時(shí)間工作下性能也十分良好。在通電工作時(shí)氣敏電阻值達(dá)到穩(wěn)定時(shí)所需要的時(shí)間，定義為初期穩(wěn)定時(shí)間。由于傳感器一般工作在易燃易爆環(huán)境下，若加熱絲直接與電源相連，當(dāng)加熱絲局部短路造成器件過熱或者放電時(shí)，可能引發(fā)事故。ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有以下特點(diǎn)：首先它擁有8位分辨率。第五，它的工作頻率是250KHZ，轉(zhuǎn)換的時(shí)間是32μS，一般功耗僅為15MW。C 到+85176。CH1是模擬輸入通道1，或者被當(dāng)做IN+/使用。CLK是芯片的時(shí)鐘輸入。當(dāng)ADC0832沒有處在工作狀態(tài)的時(shí)候，它的CS輸入端應(yīng)該是高電平，這個(gè)時(shí)候芯片是處于禁用狀態(tài)的，而CLK 與DO/DI 的電平是任意的。在第2與第3個(gè)脈沖下沉之前，DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道的功能。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN，CH1作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出DATA0。ADC0832的4號(hào)與5號(hào)引腳分別接地和電源。對(duì)于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來說，它需要實(shí)現(xiàn)對(duì)周圍環(huán)境溫度與氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，所以需要顯示模塊來顯示周圍環(huán)境的氣體變量與溫度。