【正文】 23 附錄一 原理圖 ............................................................................... 24 附錄二 程序 ................................................................................... 25 附錄三 實(shí)物圖 ............................................................................... 26 單片機(jī)火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 前言 無(wú)線火災(zāi)傳感器硬件和軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用至關(guān)重要，作為整個(gè)系統(tǒng)的底層支持，其必然向微型化、高度集成化、網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能化、智能化的方向發(fā)展，近幾年，隨著計(jì)算機(jī)成本下降和微處理器體積縮小，開發(fā)和構(gòu)造火災(zāi)智能無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)將有廣闊的應(yīng)用前景。 有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一股地說都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi)。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)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) (FAS)就是為了滿足這一需求而研制出的，并且其自身的技術(shù)水平也在隨著人們需求的不斷地提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確報(bào)警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護(hù)人身安全和財(cái)產(chǎn)安全的重要意義，有著很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效。 主要應(yīng)用方向與設(shè)計(jì)構(gòu)思 本設(shè)計(jì)主要用于居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火 單位，是為人們提供的一種簡(jiǎn)單的、廉價(jià)實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警裝置。顯示裝置是 CAI3461BH 數(shù)碼管 模塊，能夠?qū)崟r(shí)顯示由 DS18B20 溫度傳感器和 MQ2 氣體傳感器所傳送的數(shù)據(jù)。 DS18B20 采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號(hào)，可以直接發(fā)送至單片機(jī)進(jìn)行處理。單片機(jī)正常工作后，判斷所接收到的數(shù)據(jù)是否達(dá)到報(bào)警臨界值，如果到達(dá)報(bào)警值單片機(jī)控制蜂鳴器和 LED 燈進(jìn)行報(bào)警，如果沒有達(dá)到報(bào)警值單片機(jī)繼續(xù)接收并處理新數(shù)據(jù)。單片機(jī)一方面要接收來(lái)自傳感器送來(lái)的感應(yīng)信號(hào)和故障檢測(cè)信號(hào)，另一方面要對(duì)不同信號(hào)分別進(jìn)行處理，控制后續(xù)電路的相應(yīng)工作，同時(shí)還要查詢是否有按鍵按下的請(qǐng)求。它與通用 80C51 系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引腳兼容。 89S51 相對(duì)于 89C51 增加的新功能包括：新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格基本不變，甚至比 89C51 更低； ISP 在線編程 功能，這個(gè)功能的優(yōu)勢(shì)在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離，是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能；最高工作頻率為33MHz，大家都知道 89C51 的極限工作頻率是 24M，就是說 S51 具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度；具有雙工 UART 串行通道；內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，不再需要像 89C51 那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路；雙數(shù)據(jù)指示器；電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)；全新的加密算法，這使得對(duì)于 89S51 的解密變?yōu)椴豢赡埽绦虻谋Ｃ苄源蟠蠹訌?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。 單片機(jī)火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 CAI3461BH 數(shù)碼管介紹 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 模塊工作電壓： ~ 工作電流： 80ma,每段 10ma 字高： ： 85％ 視角： 6:00 工作溫度： 10~+50176。圖中的 8 個(gè) LED 分別與上面那個(gè)圖中的 A~DP 各段相對(duì)應(yīng)，通過控制各個(gè) LED 的亮滅來(lái)顯示數(shù)字。使用DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，可以感測(cè)周圍環(huán)境溫度變化，并將數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境實(shí)時(shí)溫度的監(jiān)測(cè)。 DS18B20 具有獨(dú)特的單線接口，只需 1 個(gè)接口引腳即可通信；多 點(diǎn)能力使分布式溫度檢測(cè)應(yīng)用得以簡(jiǎn)化；不需要外部元件；可用數(shù)據(jù)線供電，不需備份電源；測(cè)量范圍從 55℃ 至 +125℃ ，增量值為℃ 。 單片機(jī)火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 圖 DS18B20 封裝 圖 DS18B20 引腳圖 DS18B20 的使用方法 DS18B20 的溫度檢測(cè)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。 DS18B20共 64位 ROM。第 5 個(gè)字節(jié)則是用戶第 3 個(gè) EEPROM 的鏡像。在每一次讀溫度之前都必須進(jìn)行復(fù)雜的且精準(zhǔn)時(shí)序的處理，因?yàn)镈S18B20 的硬件簡(jiǎn)單結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致軟件的巨大開消，也是盡力減少有形資產(chǎn)轉(zhuǎn)化為無(wú)形資產(chǎn)的投入，是一種較好的節(jié)約之道。 MQ2 傳感器介紹 本設(shè)計(jì)中采用的 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w 敏感元件 煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。當(dāng)處于 200~300176。 遇到可燃煙霧（如 CH4 等）時(shí)，原來(lái)吸附的氧脫附，而由可燃煙霧以正離子狀態(tài)吸附在二氧化錫半導(dǎo)體表面；氧脫附放出電子，煙霧以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使二氧化錫 半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。 MQ2 型傳感器的初期穩(wěn)定特性：半導(dǎo)體煙霧傳感器在不通電狀態(tài)存放一段時(shí)間后，再通電時(shí)，器件并不能立即投入正常工作。 MQ2 半導(dǎo)體煙霧傳感器一般要在較高的溫度 (200~450176。 氣體采集模塊 MQ2 傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對(duì)其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。 信號(hào)經(jīng)由 LM324 運(yùn)算放大器放大后進(jìn)入 ADC0803 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊， ADC0804 可以將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后再將數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)處理。 圖 ADC0804引腳圖 PIN1(CS)： Chip Select，與 RD、 WR 接腳的輸入電壓高低一起判斷讀取或?qū)懭肱c否，當(dāng)其為低位準(zhǔn) (low) 時(shí)會(huì) active。當(dāng) CS、 WR 皆為低位準(zhǔn) (low)時(shí)ADC0804 做清除的動(dòng)作，系統(tǒng)重置。而頻率輸出頻率最大值無(wú)法大于 640KHz，一般可選用外部或內(nèi)部來(lái)提供頻率。 PIN PIN7 (VIN(+)、 VIN())：差動(dòng)模擬訊號(hào)的輸入端。 VREF 為模擬輸入電壓 VIN的上限值。 PIN20(Vcc)︰驅(qū)動(dòng)電壓輸入端。 單片機(jī)火災(zāi)智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 圖 蜂鳴器電路 流水燈 本 設(shè)計(jì)使用了 8 個(gè) LED 燈，當(dāng)單片機(jī)接收到超額溫度信號(hào)或氣體信號(hào)時(shí)，向 P0端口發(fā)送信號(hào)， 8個(gè) LED燈輪流閃爍報(bào)警。 當(dāng)接收到按鍵報(bào)警信號(hào)時(shí)候， LED燈急速閃爍報(bào)警。 AT89S51 單片機(jī)下載程序使用的是 ISP 下載編程軟件。并可以在程序中設(shè)置斷點(diǎn)，在AT89S51 中，可以同時(shí)設(shè)置 3 個(gè)硬件斷點(diǎn)，它是經(jīng)過串口的傳輸，由芯片中的幾組斷點(diǎn)條件寄存器實(shí)現(xiàn)的。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)該裝置預(yù)熱五至八分鐘即可使其工作在相對(duì)較穩(wěn)定的工作狀態(tài)下。當(dāng)測(cè)試酒精且其濃度超過安全值時(shí)，屏幕上可以顯示器空氣質(zhì)量值馬上超越 100，并發(fā)出急促的聲音以提醒人們注意檢查可燃性氣體泄漏，注意開窗通風(fēng)換氣，且防止在此時(shí)出現(xiàn)明火。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、使用環(huán)境、成本等因素，選用 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器、 MQ2 型半導(dǎo)體電阻式氣體傳感器和 AT89S51 單片機(jī)。 AT89S51 單片機(jī)是低功耗的、具有 4KB 在線課編 程 Flash 存儲(chǔ)器的單片機(jī)，應(yīng)用普遍，工具多，易上手，片源廣，價(jià)格低，編程靈活，控制簡(jiǎn)單，很適合我們所要制作的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 void main() { TMOD=0x11。 ET0=1。 Init_DS18B20()。 while(1) { Scan_Key