【正文】 電壓信號(hào)經(jīng)由T T2組成的跟隨電路，傳送給模 /數(shù)轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧濃度的采樣。 試驗(yàn)結(jié)果 探測(cè)器試驗(yàn)是根據(jù) 傳輸與火災(zāi)報(bào)警的基本要求進(jìn)行的。 輸出模式試驗(yàn) 為了給主控機(jī)提供火災(zāi)識(shí)別的依據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，主要試驗(yàn)了圖 44, 所示的 3種輸出模式 。 間歇激勵(lì)方式的效果 鉑電阻采用脈動(dòng)激勵(lì)電流的間歇供電方式工作對(duì)克服自熱影響有顯著效果。 工程實(shí) 踐上，可控制 q值在 2101? 以下，使自熱影響十分微小而忽略不計(jì)。 具有以下特性 : ]17[ 15V 可用作攝氏溫度傳感器 為此，當(dāng)用傳感器把非電量轉(zhuǎn)換成電量后，大都需要放大。因此，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后可以直接進(jìn)入 A/D轉(zhuǎn)換器。 (3) 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（ START）：是由 CPU 提供給 ADC芯片的，在正脈沖的下降沿轉(zhuǎn)換開(kāi)始； (4) 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)（ EOC）：一 旦啟動(dòng)轉(zhuǎn)換， EOC 立即變低，直至轉(zhuǎn)換結(jié)束， EOC輸出高電平，通知 CPU轉(zhuǎn)換已結(jié)束； (5) 允許輸出信號(hào)（ OE）： ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束后，轉(zhuǎn)換結(jié)果存放在輸出鎖存器中，并沒(méi)有送入數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。當(dāng) CPU 啟動(dòng) ADC 芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)換之后，再通過(guò)狀態(tài)端口讀取 EOC 信號(hào)，檢查 ADC 是否轉(zhuǎn)換結(jié)束。 1LSB，功耗： 15mW； 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ※ 工作電壓： +5V，參考電壓標(biāo)準(zhǔn)值 +5V； ※ 片內(nèi)無(wú)時(shí)鐘，一般需外加 640KHz 以下且不低于 100KHz 的時(shí)鐘信號(hào)。具體見(jiàn)下圖 46。模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由 8路模擬開(kāi)關(guān)和 3 位地址鎖存與譯碼器組成， 地址鎖存允許信號(hào) ALE將三位地址信號(hào) ADDC、 ADDB和 ADDA 進(jìn)行鎖存，然后由譯碼電路選通其中一路摸 擬 信號(hào)加到 A/D轉(zhuǎn)換部分進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 (3) 中斷法 用中斷法可提高 CPU 的利用率，當(dāng) ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，由 EOC信號(hào)上升沿通過(guò) 8255A中斷控制邏輯向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求， CPU 響應(yīng)中斷在服務(wù)程序中讀取結(jié)果。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 CPU 之間傳送數(shù)據(jù)的方法 (1) 延時(shí)等待法 延時(shí)法是利用 CPU執(zhí)行一條輸出指令，啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換，然后 CPU執(zhí)行延時(shí)程序，延時(shí)時(shí)間大于所選用的 ADC 芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間，延時(shí)結(jié)束， CPU 執(zhí)行輸入指令，打開(kāi)三態(tài)門(mén)獲取 ADC轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。 (2) 轉(zhuǎn)換時(shí)間： 指從輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)開(kāi)始到轉(zhuǎn)換結(jié)束，得到穩(wěn)定的數(shù)字輸出量為止的時(shí)間其他參數(shù)與 D/A 轉(zhuǎn)換器類(lèi)似。 在本設(shè)計(jì)中，我采用了 ADC0809 轉(zhuǎn)換器，它可以將多路轉(zhuǎn)換器輸入的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換 ，所以省略了多路開(kāi)關(guān)。 補(bǔ)償、零點(diǎn)、標(biāo)度系數(shù)都預(yù)先用激光校準(zhǔn) 熱電偶斷線(xiàn)報(bào)警功能 片內(nèi)冰點(diǎn)補(bǔ)償 AD595 有二個(gè)等級(jí) (Ｃ級(jí)和Ａ級(jí) ),177。為評(píng)價(jià)間歇激勵(lì)方式的效果，將直流激勵(lì)方式和間歇激勵(lì)方式作對(duì)比。為此，應(yīng)使激勵(lì)電流脈動(dòng)間歇時(shí)段足夠長(zhǎng)，以給出足夠的自熱平衡時(shí)間。探測(cè)器若按先轉(zhuǎn)換后接收方式工作，在 CONVt 時(shí)間段內(nèi)，不接收數(shù)據(jù)， CLKF 最高可達(dá) ，提高了有效轉(zhuǎn)換速度，有助于減小采樣保持器泄露電流的影響，但由于轉(zhuǎn)換之后必須重新讀取數(shù)據(jù)，卻使轉(zhuǎn)換周期 CYCt 變長(zhǎng)，勢(shì)必降低主控機(jī)對(duì)探測(cè)器的訪(fǎng)問(wèn)速度；若按邊轉(zhuǎn)換邊接收方式工作，雖 CLKF 最高只能達(dá)到 ，降低了有效轉(zhuǎn)換速度，但轉(zhuǎn)換周期 CYCt 可在第 14個(gè)時(shí)鐘信號(hào)之后提前結(jié)束，從而縮短了轉(zhuǎn)換周期 CYCt ，提 高了主控機(jī)對(duì)探測(cè)器的訪(fǎng)問(wèn)速度；此外，在邊轉(zhuǎn)換邊接收方式下，模數(shù)轉(zhuǎn)換的位數(shù)還可靈活地選擇，例如火災(zāi)報(bào)警一般只要有 8位的轉(zhuǎn)換精度就足夠了，這時(shí)采用邊轉(zhuǎn)換邊接收方式，可使控制信號(hào)由低變高的時(shí)間提前4個(gè)時(shí)鐘周期。 ]14[ 圖 43中的 tR 為自檢電阻器，由于離子源等效電阻很高（一般在 10MΩ以上），只要適當(dāng)選擇 tR ，就可使 tR 上的壓降在正常情況下近似為 0。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧進(jìn)入檢測(cè)電離室， 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 由于煙離子的阻擋作用，一方面使電離后的正負(fù)離子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度降低，另一方面使α射線(xiàn)的電離能力降低，從而使檢測(cè)電離室的電離電流減小，這一現(xiàn)象，相當(dāng)于補(bǔ)償電離室的等效電阻未變，而檢測(cè)電離室的等效電阻變大，從而使 A點(diǎn)的電位升高。 圖 42 電離室工作原理圖 圖 42（ a）是單電離室的結(jié)構(gòu)圖， P1和 P2是一對(duì)電極，在電極之間放有放射性物質(zhì) 241Am，不斷放出α射線(xiàn)，高速運(yùn)動(dòng)的α離子撞擊極板間的空氣分子，將其電離為正離子和負(fù)離子，從而使電極之間原來(lái)不導(dǎo)電的空氣具有了導(dǎo)電性。在這個(gè)電路中，利用正溫度系數(shù)的齊納擊穿穩(wěn)壓管和 PN結(jié)的負(fù)溫度系數(shù)實(shí)現(xiàn)低溫度系數(shù)的要求。由于硅器件的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓 REV 是負(fù)的溫度系數(shù) (典型值為 2mV/℃ )，隨著溫度上升，器件的導(dǎo)通電壓線(xiàn)性下降。 圖 41是一個(gè)溫度傳感器的結(jié)構(gòu)單元。將煙霧傳感器作為第一感受器，溫度傳感器作為智能計(jì)算的補(bǔ)充傳感器。用于聲明該器件的廠(chǎng)商，型號(hào)和編程電壓。編程結(jié)束后， 準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。 每個(gè)字節(jié)寫(xiě)入周期是自身定時(shí)的，通常約為 。 3 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。 表 33 AT89C51 的程序存儲(chǔ)器陣列是采用字節(jié)寫(xiě)入方式編程的，每次寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片 PERROM 程序存儲(chǔ)器寫(xiě)入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用片擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清除。編程接口可接受高電壓（ +12V）或低電壓（ ccV ） 的允許編程信號(hào)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 掉電模式 在掉電模式下，振蕩器停止工作，進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令，片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié)?？臻e模式可由 任何允許的中斷請(qǐng)求或硬件復(fù)位終止。 IDL是空閑等待方式，當(dāng) IDL=1 時(shí)，激活空閑工作模式，單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，電腦最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。 10F） 。 工作特性 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。 欲使 CPU僅訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H—— FFFFH），EA端必須 得保持低電平（接地）。 PSEN 非：程序儲(chǔ)存允許（ PSEN 非）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選信號(hào)，當(dāng) AT89C51由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN 非有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG 非）。 表 31 P3口還接受一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 P3 口： P3 是一組帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。 在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址 的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P1口： P1 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。 GND：地 掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容?？删幊檀?UART 通道 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 4K字節(jié)可重擦寫(xiě) Flash 閃速存儲(chǔ)器 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。 ]6[ ADC0809 是美國(guó) Analog Device 公司生產(chǎn)的 8位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率高 ， 自帶三態(tài)輸出緩沖電路，可直接與各種典型的 8位或 16位的微處理器相連而無(wú)需附加邏輯接口電路，且能與 CMOS及 TTL 兼容。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類(lèi)很多，就位數(shù)來(lái)分，有 8位、 10位、 12位、 16 位等。 單對(duì) AT89C51 來(lái)說(shuō)，在實(shí)際電路中可以直接互換 8051 和 8751，替換 8031 只是第 31腳有區(qū)別， 8031 因內(nèi)部沒(méi)有 ROM， 31腳需接地（ GND），單片機(jī)在啟動(dòng)后就到外面程序存儲(chǔ)器讀取指令；而 8051/8751/89c51 因內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器， 31 腳接高電平（ Vcc），單片機(jī)啟動(dòng) 后直接在內(nèi)部讀取指令。 在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實(shí)用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲(chǔ)器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶(hù)可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)，一般專(zhuān)為 ATMEL AT89Cx 做的編程器均帶有這些功能。寫(xiě)入到外接程序存儲(chǔ)器的程序代碼沒(méi)有什么保密性可言。 火撲滅后 ， 防火門(mén)系統(tǒng)檢測(cè)到既無(wú)煙又無(wú)高溫 ， 則確認(rèn)火已滅 ，便自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警信號(hào) ， 防火門(mén)自動(dòng)上升到正常位置 。 不論是煙霧二步 降還是煙溫二步降 ， 當(dāng)門(mén)徹底關(guān)閉后 ， 只要有人按上述 3個(gè)鈕任一鈕 ， 門(mén)就上升到中位 ， 以讓人逃離火場(chǎng) 。 當(dāng)防火門(mén)的感應(yīng)系統(tǒng)感知到防火門(mén)附近的溫度達(dá)到比較高的程度后 ， 防火門(mén)開(kāi)始第二步下降 ， 從中位下降到把整個(gè)門(mén)關(guān)閉 。 2） 煙溫二步降 。 發(fā)生火災(zāi) ， 一般都是煙先竄到防火門(mén) ， 火后一步到 。 上述 3個(gè)時(shí)間存入 EEPROM后 ， 就可以隨意按動(dòng) “ 上 ”、“ 下 ”、“ 停 ” 3個(gè)按鈕中的任何一個(gè) ， 使防火門(mén)運(yùn)行或停止 。 防火門(mén)及相應(yīng)的控制 、 動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝完畢后，首先要確定時(shí)間 。 控制信號(hào)用于卷簾門(mén)的自動(dòng)控制（溫感一步降、煙感兩步降，同時(shí)具有手動(dòng)控制功能）和 自動(dòng)噴淋、排風(fēng)換氣裝置的啟動(dòng)，要求系統(tǒng)控制精度高，響應(yīng)速度快 ，動(dòng)作時(shí)間小于 5秒，工作可靠。通過(guò) 溫度和煙霧傳感器 采集 信號(hào)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)與其設(shè)定值進(jìn)行比較后，根據(jù)差值和內(nèi)部的軟件設(shè)計(jì)來(lái)對(duì)溫度 高低和煙霧濃度 進(jìn)行檢測(cè)及控制， 及 時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警和滅火，實(shí)現(xiàn)物資損失降低到最小。另一方面，各種單一傳感器提供的火災(zāi)信息均混雜非火災(zāi)信息，給從傳感器提供的火災(zāi)信息上判別火災(zāi)增加了難度，人們于是開(kāi)始研究基于新型探測(cè)原理的傳感器件（如氣體傳感器等）和復(fù)合探測(cè)器，對(duì)火災(zāi) 過(guò)程的多參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，配以智能判別技術(shù)，以達(dá)到減少誤報(bào)，提高可靠性的目的。它采用光學(xué)原理，利用不同氣體光譜特性的差別進(jìn)行氣體濃度探測(cè)，從根本上解決了點(diǎn)型可燃?xì)怏w傳感元件穩(wěn)定性差、壽命短 等缺陷，用于大面積可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警時(shí)，性能價(jià)格比較高，其原理還可擴(kuò)展用于其他場(chǎng)所氣體泄漏的監(jiān)測(cè)。與普通感煙火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相比，這種系統(tǒng)的探測(cè)靈敏度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí) 甚至更多。模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)用于火災(zāi)的判別，大大提高火災(zāi)探測(cè)的可靠 性。早期的判別功能和判定決定權(quán)合二為一，由設(shè)置在探測(cè)器中的傳感器件實(shí)現(xiàn)，因而處理問(wèn)題死板且易受干擾。 感溫探測(cè)器 ： 該種探測(cè)器主要是利用熱敏元件來(lái)探測(cè)火災(zāi)。感溫 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 探測(cè)器根據(jù)其感熱效果和結(jié)構(gòu)型式可分為定溫式、差溫式及差定溫式三種。 ]2[ （ 1）衡量火災(zāi)探測(cè)器產(chǎn)品質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo) 靈敏度，既響應(yīng)火災(zāi)參量的敏感程度、可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。 智能火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)： （ 1）為全面有效地反映被監(jiān)視環(huán)境的各種細(xì)微變化，智能系統(tǒng)采用了設(shè)有專(zhuān)用芯片的模擬量探測(cè)器，對(duì)濕度和灰塵等影響實(shí)施自動(dòng)補(bǔ)償，對(duì)電干擾及線(xiàn)路分布參數(shù)的影響進(jìn)行自動(dòng)處理，從而為實(shí)現(xiàn)各種智能特性、解決無(wú)災(zāi)誤報(bào)和準(zhǔn)確報(bào)警奠定了技術(shù)基礎(chǔ)； （ 2）系統(tǒng)采用主從式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，解決了對(duì)不同工程的適應(yīng)性，又提高了運(yùn)行的可靠性； （ 3）利用全總線(xiàn)計(jì)算機(jī)通信技術(shù)，既完成了總線(xiàn)報(bào)警，又實(shí) 現(xiàn)了總線(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，徹底避免了控制輸出與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的長(zhǎng)距離穿線(xiàn)布管，大大方便了系統(tǒng)布線(xiàn)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工； （ 4）系統(tǒng)采用大容量的控制矩陣和交叉查尋軟件包，以軟件編程代替了硬件組合，提高了消防聯(lián)動(dòng)的靈活性和可修改性； （ 5）具有豐富的自診斷功能，為系統(tǒng)維護(hù)及正常運(yùn)行提供了有利條件?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào) 警技術(shù)趨向于智能化系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可組合成任何形式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)形式，既可以是區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，又可以是集中報(bào)警系統(tǒng)或控制中心報(bào)警系統(tǒng)形式。火災(zāi)報(bào)警技術(shù)是預(yù)防火災(zāi)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，應(yīng)用范圍廣泛。本系統(tǒng)適用于各種消防環(huán)境，尤其適合于不能用水做滅火介質(zhì)的地方，如圖