【正文】 上失去控制的燃燒 所引發(fā)的災(zāi)害， 加之現(xiàn)代建筑的密閉性較強(qiáng)，一旦發(fā)生火災(zāi)，整幢大樓就像一個(gè)大的火爐，而樓梯道、各種通風(fēng)管道、線路豎井都是效果極佳的火筒，從而給滅火施救造成了巨大的難度 。 國內(nèi)外火災(zāi) 報(bào)警器研究歷史 在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)害之一。相比較而言，亞洲地區(qū)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較多，這與亞洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不高、消防設(shè)施不完善等因素有關(guān)。一旦發(fā)生火災(zāi)，將對(duì)人的生命和財(cái)產(chǎn)造成極大的危害 。這一階段，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)簡(jiǎn)單，僅靠 單一的溫度參量進(jìn)行火災(zāi)判斷。 它的使用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，沒有離子感煙探測(cè)器的放射性問題。但是這一時(shí)期的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的智能化水平不高，采用有線連接對(duì)工程要求高。這種系統(tǒng)引入了無線電通信技術(shù)，利用無線通信方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線通信方式，將大多的電器裝置通過無線連接方式進(jìn)行信息傳輸與控制，適用于各類建筑和場(chǎng)所。由于其具有安裝簡(jiǎn)便、對(duì)建筑物無損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，適用于許多場(chǎng)合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在火災(zāi)判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，分散式系統(tǒng)由非智能型控制器若干智能型探測(cè)節(jié)點(diǎn)組成，由探測(cè)節(jié)點(diǎn)完成火災(zāi)狀態(tài)的判斷；集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測(cè)節(jié)點(diǎn)構(gòu) 成，探測(cè)節(jié)點(diǎn)僅將火災(zāi)參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災(zāi)狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能型，也是今后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應(yīng)用到任何電子系統(tǒng)中去，同樣，它也可以廣泛應(yīng)用于報(bào)警技術(shù)領(lǐng)域，使各類報(bào)警裝置的功能更加完善，可靠性大大提高，以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。 火災(zāi)產(chǎn)生的原理 火災(zāi)是一種失去人為控制的由燃燒造成的災(zāi)害，產(chǎn)生火災(zāi)的基本要素是可燃物、助燃物和點(diǎn)火源。等到火焰燃燒后，它會(huì)快速蔓延，產(chǎn)生大量的熱而導(dǎo)致環(huán)境溫度的升高，若能感受到溫度的變化而報(bào)警提醒人們就可以比較及時(shí)地控制火災(zāi)。當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)異常 (如煙霧濃度過大或是溫度較高 )時(shí)，能發(fā)四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 出異常報(bào)警信號(hào)，引起人們注意，盡可能避免火災(zāi)的發(fā)生。 根據(jù)方案設(shè)計(jì)要求， 系統(tǒng)主要由煙感數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制模塊、驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警模塊組成 。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，正離子和負(fù)離子被吸附到煙霧粒子上，使正、負(fù)離子相互中和的概率增加，這樣煙霧粒子濃度大小可以以電流變化量大小表示出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)參數(shù)的檢測(cè)。 圖 為離子式感煙探測(cè)器。在串聯(lián)的兩個(gè)電離室兩端直接接入直流電源，兩電離室形成一個(gè)分壓室。溫度傳感器只有在溫度發(fā)生較為大的變化時(shí)才能檢測(cè)到，而溫度突然升高時(shí)火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生，火苗已經(jīng)出現(xiàn)，所以溫度傳感器檢測(cè)不適用于火災(zāi)發(fā)生的早期，但可在火災(zāi)發(fā)生時(shí)煙霧較少時(shí)再次報(bào)警，它往往感測(cè)的范圍較小，一般安裝在不宜安裝感煙探測(cè)器的區(qū)域。 DS18B20 工作原理 DS18B20是美國 DALLAS半導(dǎo)體公司繼 DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器 ，其實(shí)物圖如圖 。他在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、 傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進(jìn) ,給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。 ? 可用數(shù)據(jù)線供電 ,電壓范圍： V。 ? 負(fù)壓特性 ,電源極性接反時(shí) ,不會(huì)因發(fā)熱而燒毀 ,但不能正常工作。實(shí)際上，較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償。 連接 DS18B20 的總線電纜是有長(zhǎng)度限制的。 單片機(jī)芯片的選擇 單片機(jī)是煙感報(bào)警器系統(tǒng)最重要的部分，可以說是它的心臟。 AT89C51 是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 AT89C51 具有如下特點(diǎn)： 40 個(gè)引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器， 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM）， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5 個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙 向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào) 。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如 圖 所示： 表 P3 口 管腳功能 口管腳 功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（ 計(jì)時(shí)器 0 外部輸入） T1（計(jì)時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 51 系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)錢便宜，程序空間 大， I/O 口多，它是檢測(cè)系統(tǒng)中比較理想的選擇。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等，系統(tǒng)程序流程 圖如圖 所示。通常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）。 圖 為 系統(tǒng)總電路圖。聲報(bào)警電路由單片機(jī)的 P10 引腳進(jìn)行控制，當(dāng) P10 輸出的電平為高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音報(bào)警 。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。 KEILC51 標(biāo) 準(zhǔn) C 編譯器為 80C51 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時(shí)保留了匯編代碼高效 ,快速的特點(diǎn)。 調(diào)試步驟 (1) 源文件的建立：使用菜單“ FileNew” 或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入 匯編語言源程序?；氐街鹘缑?，此時(shí)，在工程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“ Targ et1”，前面有 “ +”號(hào)，點(diǎn)擊 “ +”展開，可以看到下一層的“ Source Group1” ,這時(shí)的工程還是一個(gè)空工程，里面什么文件也沒有，需要手動(dòng)把剛才編寫好的源程序加入，點(diǎn)擊“ Souce Group”使其反白顯示，然后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，出現(xiàn)一個(gè)下拉菜單。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 15 （ 3）工程的詳細(xì)設(shè)置：首先點(diǎn)擊左邊 Project 窗口的 Target 1,然后使用菜單“ ProgetOption for target ‘ target 1’ ”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)這個(gè)對(duì)話框可謂非常復(fù)雜，共有 8 個(gè)頁面，要全部高清可不容易，好在絕大部分設(shè)置項(xiàng)取默認(rèn)值就行了。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的 Build 頁中，如果源程序有語法錯(cuò)誤，會(huì)有錯(cuò)誤報(bào)告出現(xiàn)，雙擊該行，可以定到出錯(cuò)的位置，對(duì)源程序反復(fù)修改后，最終會(huì)得到如圖 所示的結(jié)果，提示獲得了名為 的文件，該文件即可被編程器讀入并寫到芯片中，同時(shí)還產(chǎn)生了一些其他相關(guān)文件可被用于 KEIL 的仿真與調(diào)試。達(dá)到準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)樓宇火災(zāi)的目的 ,迅速發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 16 參考文獻(xiàn) [1] 楊頌華、馮毛官、孫萬蓉、初秀琴、胡力山：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，西安電子科技大學(xué)出版社， ， P115P130 [2] 沈德金 陳粵初 ： 單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?北京航天航空大學(xué)出版社 ，1990， P29P31 [3] 李群芳、肖看、張士軍：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)與接口技術(shù)，電子工業(yè)出版社， ，P93P96 [4] 孫育才 ： 單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用 ， 東南大學(xué)出版社 ， 2022， P75P8