【正文】 片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類(lèi)型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。同時(shí)，在能夠滿(mǎn)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(lèi)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。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，氣敏元件開(kāi)機(jī)通電時(shí)，其內(nèi)阻很小，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，才能恢復(fù)到原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。 回路電壓（Vc）負(fù)載電陰（Rl）清潔空氣中電阻 （Ra） 靈敏度（S=Ra/Rdg）響應(yīng)時(shí)間(trec)恢復(fù)時(shí)間(trec)元件功耗檢測(cè)范圍使用壽命最大DC 24V2KΩ≤2000 KΩ≥4(在1000ppmC4H10中)≤10S≤30S≤50—10000ppm2年 由于物理量和測(cè)量范圍的不同，傳感器的工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)就不同。這種傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對(duì)可燃?xì)怏w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[17]。按照光源不同，可分為一般光電式、激光光電式、紫外光光電式和紅外光光電式等4種。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。由于非碳?xì)浠衔镆兹紵熿F(如氫)不吸收電磁譜中IR部分的能量，所以這種傳感器可以精確地測(cè)量碳?xì)浠衔铮⒕哂凶钚〉慕徊骒`敏度，而且不受其它煙霧的腐蝕以及高濃度目標(biāo)煙霧的影響。在測(cè)量和比較元件中，紅外射線(xiàn)被煙霧有選擇地吸收了。高分子氣敏元件在遇到特定煙霧時(shí)，其電阻、介電常數(shù)、材料表面聲波傳播速度和頻率、材料重量等物理性能發(fā)生變化。它的優(yōu)點(diǎn)是：反映速度快、準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、能夠定量檢測(cè)，但壽命較短(大約兩年)。這無(wú)形中加大了工作人員的工作量，同時(shí)增加了報(bào)警器的維護(hù)成本。(b)接觸燃燒式傳感器 當(dāng)易燃煙霧接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒。當(dāng)半導(dǎo)體接觸到氣體時(shí)，半導(dǎo)體的電阻值將發(fā)生變化，利用傳感器輸出端阻值的變化來(lái)測(cè)定或控制氣體的有關(guān)參數(shù)，這種類(lèi)型的傳感器稱(chēng)為電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器；當(dāng)ＭＯＳ場(chǎng)效應(yīng)管在接觸到氣體時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管的電壓將隨周?chē)鷼怏w狀態(tài)的不同而發(fā)生變化，利用這種原理制成的傳感器被稱(chēng)為非電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器。因此目前使用的煙霧傳感器有很多種，各自的檢測(cè)原理也各不相同，下面就對(duì)一些常用的煙霧傳感器進(jìn)行介紹。（3）常見(jiàn)的煙霧探測(cè)器種類(lèi)及工作原理 為了確保家庭環(huán)境的安全，需要對(duì)各種可燃性氣體、有毒性氣體進(jìn)行檢測(cè)。（1）煙霧傳感器的分類(lèi)從構(gòu)成氣體傳感器材料的形態(tài)上通常將它們分為干式和濕式氣體傳感器。在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品中，無(wú)論哪家生產(chǎn)的煙霧探測(cè)器，都可以探測(cè)到火災(zāi)的發(fā)生，都具有比較高的靈敏度，而且在安裝中都比較簡(jiǎn)單。煙霧傳感器利用煙霧敏感元件的電阻受煙霧（主要是可燃顆粒）濃度影響阻值變化的原理向單片機(jī)發(fā)送煙霧濃度相應(yīng)的模擬信號(hào)。 圖 22 煙霧傳感器及其結(jié)構(gòu)圖煙霧傳感器是模擬傳感器。而煙霧報(bào)警器的信號(hào)采集由煙霧傳感器負(fù)責(zé)。為了保證其可靠性，在輸出5V的電壓的同時(shí)，進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)。在報(bào)警啟動(dòng)的同時(shí)，單片機(jī)控制器還可以控制調(diào)節(jié)閥噴水滅火和換氣扇排煙動(dòng)作。設(shè)計(jì)中為了方便檢測(cè)與監(jiān)控，使儀器測(cè)試人員及用戶(hù)能夠間接知道環(huán)境中的煙霧濃度，所以用數(shù)碼管顯示字符來(lái)指示報(bào)警狀態(tài)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路再將該模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)。為適應(yīng)家庭和工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)可燃性易爆煙霧安全性要求，設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器具有顯示報(bào)警狀態(tài)、故障自檢、換氣排煙和自動(dòng)滅火等功能。針對(duì)當(dāng)前火災(zāi)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)境的火災(zāi)探測(cè)報(bào)警抗干擾等問(wèn)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(kāi)放的通訊協(xié)議。同時(shí)，銅導(dǎo)線(xiàn)耐高溫性能差、易磨損，系統(tǒng)施工維修復(fù)雜，影響了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性和更廣泛的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)化程度低。我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)比美、英等發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚，適用范圍過(guò)有限，使得一般家庭用戶(hù)未能普及使用火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為重要的建筑自動(dòng)消防設(shè)施，其技術(shù)進(jìn)步性表現(xiàn)報(bào)警時(shí)間提前、報(bào)警可靠性提高、特殊場(chǎng)所火災(zāi)的探測(cè)報(bào)警、報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、消防聯(lián)動(dòng)控制智能化、消防通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)接警指揮管理等。據(jù)公安部消防局2011統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，我國(guó)每年發(fā)生家庭火災(zāi)5萬(wàn)余起，死亡800余人，占火災(zāi)死亡人數(shù)的70%以上。樓層多、人員密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，疏散困難，容易造成經(jīng)濟(jì)和人員的損失。目前我國(guó)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)只被安裝在重要建筑上，而在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，包括許多居民家庭都安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 設(shè)計(jì)煙霧報(bào)警器的目的及意義隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，家庭火災(zāi)防不勝防，防火工作也就越來(lái)越重要。目前，現(xiàn)代建筑都會(huì)有選擇地安裝不同功能的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。在本論文中的最主要的設(shè)計(jì)是選AT89C51單片機(jī)和QMN5半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器為核心器件。同樣，它也可以廣泛應(yīng)用于報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，使各類(lèi)報(bào)警裝置的功能更加完善，可靠性大大提高，以滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需要。近幾年來(lái)，單片機(jī)已逐步深入應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各部門(mén)及人們生活的各個(gè)方面。關(guān)鍵詞：煙霧報(bào)警器；單片機(jī)；傳感器 Design of Smoke Alarm Based on MicrocontrollerAbstractWith the development of social and economic，the prevention of fire are more and more , in the present, most of research and development of fire alarm systems only focus on large sites. Therefore, it is necessary to design a simple, economical and practical family Smoke Alarm to meet the market demand. Taking both the basic requirement and the function of family Smoke Alarms should have into account, thesis designs a suitable smoke alarm for household using. Which the sensor and the microcontroller of the design is the most important part of alarm devices, with other devices can achieve alarming with sound and light, automatically reducing smoke and fighting fire ,etc. IN design, microcontroller used AT89C51 and select QMN5 Gas Sensor to detect smoke. Smoke alarm mainly by the signal acquired circuit, A/D converted circuit, MCU controlled circuit,displayed circuit and alarming with sound and light circuit,reasonable design, simple structure, easy to use, inexpensive. As a result, the microcontroller in the control of the smoke alarm system is fully applied. Therefore, this design about smoke alarm has practical value. Thesis give detailed introduction for the function and theory of the various ponent parts of the alarm system, focus on the interface technology between its main controlled circuit and peripheral circuit, also give explanation of the software . Key words ：Smoke Alarm。本設(shè)計(jì)以傳感器和單片機(jī)作為煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)的核心器件，配合其它器件即可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、自動(dòng)排煙換氣和消防滅火等功能?；趩纹瑱C(jī)的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)2題目名稱(chēng)：基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警器設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容（包括內(nèi)容、計(jì)劃、時(shí)間安排、完成工作量與水平具體要求）（1）課題內(nèi)容：①．設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的煙霧報(bào)警器；②．煙霧報(bào)警器的信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)； ③．煙霧報(bào)警器的報(bào)警模塊設(shè)計(jì)；④．煙霧報(bào)警器的軟件設(shè)計(jì)；（2）時(shí)間安排：3月1日至4月15日：查找資料、調(diào)研、方案論證；4月16日至5月15日：設(shè)計(jì)煙霧報(bào)警器；5月16日至6月10日：撰寫(xiě)論文?；诠┘彝ナ褂玫臒熿F報(bào)警器應(yīng)該具備的基本要求和功能，文章設(shè)計(jì)了一種比較適合的煙霧報(bào)警器。論文主要針對(duì)煙霧報(bào)警系統(tǒng)中的各個(gè)組成部分及功能進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和說(shuō)明，并對(duì)其主控電路和外圍設(shè)備電路之間的接口連接方式，以及系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了重點(diǎn)的分析和講解。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。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。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。由這兩個(gè)核心器件設(shè)計(jì)而成的整個(gè)煙霧報(bào)警器系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、報(bào)警狀態(tài)字符顯示、換氣扇排煙和噴水滅火等煙霧報(bào)警器應(yīng)有的功能，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。在火災(zāi)的早期階段，準(zhǔn)確的探測(cè)到火情并迅速報(bào)警，對(duì)于及時(shí)組織有序快速疏散、積極有效地控制火災(zāi)的蔓延、快速滅火和減少火災(zāi)對(duì)居住人群的損失都具有重要的意義。所以，設(shè)計(jì)一種能夠在火災(zāi)剛剛發(fā)生時(shí)或者有可燃?xì)怏w堆積引起的火災(zāi)隱患時(shí)就能報(bào)警的報(bào)警器就能使人們能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時(shí)采取有效措施，撲