【正文】 ......................................................................... 39 第四章主程序設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 41 系統(tǒng)主程序簡(jiǎn)介 .................................................................................................. 41 、 系統(tǒng)的主程序主要完成 AT89C52 單片機(jī)系統(tǒng)的初始化、設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘和中斷字，調(diào)用各個(gè)處理子程序，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)的服務(wù)程序，完成不同的功能，如數(shù)據(jù)的采集與處理。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，各種現(xiàn)代化樓字對(duì)火災(zāi)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)提出了更高的要求。此類系統(tǒng)的功能一般以報(bào)警為主，輔以一些簡(jiǎn)單的聯(lián)動(dòng)功能 (也為多線制 )，如驅(qū)動(dòng)警鈴等，其報(bào)警器隊(duì)外圍探測(cè)器，無故障檢測(cè)功能，只會(huì)對(duì)電源 線的斷線作出故障反應(yīng)，安裝此類系統(tǒng)比較繁鎖，特別是校線工作量較大 第二階段為總線型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，己采用微處理器控制。此類系統(tǒng)可通過各種模塊對(duì)各聯(lián)動(dòng)設(shè)備實(shí)行較復(fù)雜的控制。探測(cè)器的輸出形式采用模擬量，并可通過軟件對(duì)其靈敏度根據(jù)使用場(chǎng)合、時(shí)間進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，如可設(shè)定白天、夜間、休息日不同靈敏度。它適用于較大范圍內(nèi)多個(gè)區(qū)域的保護(hù)。火災(zāi)探測(cè)器是能對(duì)火災(zāi)參數(shù) (如煙、溫、光、火焰輻射、氣體濃度等 )響應(yīng)，并自動(dòng)產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)帶信號(hào)的器件，按照響應(yīng)火災(zāi)參數(shù)的不同，火災(zāi)探測(cè)器分成感溫火災(zāi)探測(cè)器、感煙火災(zāi)探測(cè)器、感光火災(zāi)探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器和復(fù)合火災(zāi)探測(cè)器五種基本類型 。火災(zāi)報(bào)警控制器就是其中最基本的一種。進(jìn)行聲光報(bào)警 。主要包括火災(zāi)報(bào)警控制器，自動(dòng)滅火系統(tǒng)的控制裝置，室內(nèi)消火栓系統(tǒng)的控制裝置，防煙排煙系統(tǒng)及空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的控制裝置，常開防火門、防火卷簾的控制裝置，電梯回降控制裝置，以及火災(zāi)應(yīng)急廣播、火災(zāi)警報(bào)裝置、消防通信設(shè)備、火災(zāi)應(yīng)急照明與疏散指示標(biāo)志的控制裝置等十類控制裝置中的部分或全部。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的組成和功能，也不是一成不變的，只有單一功能的火災(zāi)報(bào)警控制器、防盜報(bào)警器和節(jié)能控制器等，將不再由行業(yè)、使用場(chǎng)所人為地區(qū)分成不同的系列、不同的產(chǎn)品 ，而是按照技術(shù)上、使用上的內(nèi)在聯(lián)系和差異來劃分。尤 其是近幾年來，高層建筑人量增加，一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火的難度更大。當(dāng)今世界，由于電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，有力地促進(jìn)了消防系統(tǒng)的發(fā)展?？傊F(xiàn)代消防系統(tǒng)適應(yīng)了高層建筑的需要，是人們高度防火意思的體現(xiàn)，又是現(xiàn)代科技發(fā)展的高度結(jié)晶。在設(shè)計(jì)中應(yīng)仔細(xì)研究這些情況，根據(jù)不同的情況選擇不同的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)：保護(hù)對(duì)象規(guī)模不大，重要程度不高，可選用區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)區(qū)域報(bào)警控制器垂直方向警戒各樓層探測(cè)區(qū)域時(shí)，應(yīng)在每個(gè)樓層的各樓梯口明顯部位裝設(shè)識(shí)別樓層的燈光顯示裝置，以便發(fā)生火警時(shí)（特別是夜間火災(zāi)），能及時(shí)找到火警區(qū)域，并迅速采取相應(yīng)措施；保護(hù)對(duì)象 規(guī)模大，重要程度高，人員集中，聯(lián)動(dòng)設(shè)備也多，可采用集中報(bào)警系統(tǒng)或控制中心報(bào)警系統(tǒng)。它只在控制機(jī)中有智 能功能而在探測(cè)器中沒有智能功能，而真正的智能系統(tǒng)應(yīng)該是可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，具有自我學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力等一系列高級(jí)功能的系統(tǒng)。感溫式火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)警戒范圍中某一點(diǎn)或某一線路周圍溫度變化時(shí)響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。感溫式火災(zāi)探測(cè)器適宜安裝于起火后產(chǎn)生煙霧較小的場(chǎng)所。它是將探測(cè)部位煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)實(shí)現(xiàn)報(bào)警目的一種器件。感光式火災(zāi)探測(cè)器又稱火焰探測(cè)器，它是用于響應(yīng)火災(zāi) 的光特性。紅外光探測(cè)器基本上包括一個(gè)過濾裝置和透鏡系統(tǒng)，用來篩除不需要的波長(zhǎng)，而將收進(jìn)來的光能聚集在對(duì)紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。催化型可燃?xì)怏w探測(cè)器是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測(cè)定可燃?xì)怏w濃度。 ② 火災(zāi)發(fā)展迅速，產(chǎn)生大量的熱、煙和火焰輻射，可選用感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、火焰探測(cè)器或其組合。 ② 可能產(chǎn)生陰燃或者發(fā)生火災(zāi)不及早報(bào)警將造成重大損失的場(chǎng)所，不宜選用感溫探測(cè)器；溫度在 0℃ 以下的場(chǎng)所，不宜選用定溫探測(cè)器；正常情況下溫度變化大的場(chǎng)所，不宜選用差溫探測(cè)器。 (2) 感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器的保護(hù)面積和保護(hù)半徑應(yīng)該滿足表 的規(guī)定。 30176。感溫探測(cè)器的安裝間距 L 不應(yīng)超過 10m，感煙探測(cè)器的安裝間距 L 不應(yīng)超過 15m，探測(cè)器至端墻的距離不應(yīng)大于探測(cè)器間距的 1/2。當(dāng)屋頂坡度θ大于 45 時(shí)，應(yīng)加木臺(tái)或 類似方法安裝探測(cè)器。除此之外 ,近年來還出現(xiàn)了圖象式和空氣采樣式火災(zāi)探測(cè)器。 圖 1 探測(cè)器框圖 放大器 采樣保持模塊 Ad 模塊 火警處理模塊 通信模塊 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 指示燈 溫度探測(cè)模塊 第 10 頁 共 49 頁 10 火災(zāi)探測(cè)器的方法 對(duì)火災(zāi)的探測(cè)是以物質(zhì)在燃燒過程 中產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)的，并應(yīng)以早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)為前提。在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)不同的防火場(chǎng)所去選擇合適的方法，以發(fā)揮火災(zāi)探測(cè)器的效能，有效地探測(cè)火災(zāi)，從而實(shí)現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)、早期報(bào)警的目的。工作原理如圖所示。報(bào)警顯示部分采用發(fā)光二極管 和蜂鳴器 。 8031 片內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器 ROM，使用時(shí)用戶需外接程序存儲(chǔ)器和一片邏輯電路 373，外接的程序存儲(chǔ)器多為 EPROM 的 2764 系列。后來很多芯片廠商以各種方式與 Intel 公司合作，也推出了同類型的單片機(jī)，如同一種單片機(jī)的多個(gè)版本一樣，雖都在不斷的改變制造工藝，但內(nèi)核卻一樣，也就是說這類單片機(jī)指令系統(tǒng)完全兼容，絕大多數(shù)管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。另外， AT89C51 替換 8031 后因不用外存儲(chǔ)器，不必安裝原電路的外存儲(chǔ)器和 373 芯片。 AT89C52 的內(nèi)部 FLASH PERAM 增加 1倍，達(dá)到 8K。 （ 4）． At89c52 價(jià)格要略低些性能更優(yōu)越目前應(yīng)用更廣泛所以本設(shè)計(jì)選用 AT89c52單片機(jī) AD 轉(zhuǎn)換器的選擇 A/D 轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來分，有 8 位、 10 位、 12 位、 16 位等。模擬開關(guān)在電 子設(shè)備中主要起接通信號(hào)或斷開信號(hào)的作用。模擬開 關(guān)真值表見表。 4052是 4 對(duì) 1 多路開關(guān)，其內(nèi)部有兩個(gè)完全獨(dú)立的 4 選 1 模擬開關(guān)。 ICL7135 概述、特點(diǎn) ICL7135 是采用 CMOS 工藝制作的單片 4 1/2 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，只要附加譯碼器，數(shù)顯示器，驅(qū)動(dòng)器及電阻電容等元件，就可組成一個(gè)滿量程為 2V 的數(shù)字電壓表。 4 位半的最高位只有 0， 1， 4 又 4 分之 3位最高位只有 0， 1，2， 3 有時(shí)稱 19999 碼和 39999 碼，與 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率有關(guān)。 本設(shè)計(jì)與其他的設(shè)計(jì)不同之處是利用 ICL7135 的“ busy”輸出信號(hào)與單片機(jī) MCS52銜接。 1 字。 ? 有過量程（ OR）和欠量程（ UR）標(biāo)志信號(hào)輸出，可用作自動(dòng)量程轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)。 ICL7135 的管腳圖及管腳說明 (1)ICL7135 的管腳如圖所示： 第 15 頁 共 49 頁 15 圖 6ICL7135 的引腳配置圖 (2)ICL7135 個(gè)外引線功能端文字符號(hào)說明 V—— 負(fù)電源端 V—— 外接基準(zhǔn)電壓輸入端 AGND—— 模擬地 INT—— 積分器輸出，外接積分電容（ Cint） 端 AZ— — 外接調(diào)零電容（ Caz） 端 BUF—— 緩沖器輸出，外接積分電阻（ Rint） 端 Rr+、 Rr—— 外接基準(zhǔn)電壓電容（ Cr） 端 INTO、 INHI—— 被測(cè)電壓（低、高）輸入端 V+—— 正電源端 D D D D D1—— 位掃描選通信號(hào)輸出端，其中 D5（ MSD）對(duì)應(yīng)萬數(shù)選通，其余依次為 D D D D1（ LSD，個(gè)位） B B B B1—— BCD 碼輸出端，采用動(dòng)態(tài)掃描方式輸出 BUST—— 指示積分器處于積分狀態(tài)的標(biāo)志信號(hào)輸出端 CLK—— 時(shí)鐘信號(hào)輸入端 DGNG—— 數(shù)字電路接地端 R/H—— 轉(zhuǎn)換 /保持控制信號(hào)輸入端 ST—— 選通信號(hào)輸出端，主要用作外部寄存器存放轉(zhuǎn)換結(jié)果的選通控制信號(hào) OR—— 過量程信號(hào)輸出端 UR—— 欠量程信號(hào)輸出端 在電路內(nèi)部， CLK 和 R/H 兩個(gè)輸入端上分別設(shè)置了非門和場(chǎng)效應(yīng)管的輸入電路，以保證該兩端在懸空時(shí)為高電平。 7135 一次 A/D轉(zhuǎn)換周期分為四個(gè)階段： 自動(dòng)調(diào)零（ AZ）； 被測(cè)電壓積分（ INT）； 基準(zhǔn)電壓反積分（ DE）； 積分回零（ ZI）。因此利用 R/H端的功能可以使數(shù)據(jù)有保持功能。因?yàn)槊總€(gè)選信號(hào)（ D5D1）的正脈沖寬度為 200 個(gè)時(shí)鐘周期（ *只有 AZ和 DE 階段開始時(shí)的第一個(gè) D5 的脈沖寬度為 201 個(gè) CLK周期），所以 ST負(fù)脈沖之間相隔也是 200 個(gè)時(shí)鐘周期。因此利用 BUSY 功能，可以實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的遠(yuǎn)距離雙線傳送，其還原方法是將 BUSY 和 CLK“與”后來計(jì)數(shù)器，再減去 10001 就可得到原來的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 （ 5） UR（ 28腳） 第 17 頁 共 49 頁 17 當(dāng)輸入電壓等于或低于滿量程的 9%（讀數(shù)為 1800），則一當(dāng) BUST 信號(hào)結(jié)束， UR將會(huì)變高。該信號(hào) DE 階段開始時(shí)變化，并維持一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換調(diào)期。利用這個(gè)特性，可使得顯示器件在過程時(shí)產(chǎn)生一亮一暗的直觀現(xiàn)象。 的外圍電路 (1)積分電阻 積分電阻（ RINT）的數(shù)值由滿度輸入電壓和積分放大器的輸出電流決定。 又因?yàn)闈M度電壓 =2V 所以（ RINT） =滿度電壓 /IINT=2V/20μ A=100KΩ () (2)積分電容 積分電阻和電容的乘積應(yīng)當(dāng)選擇成能給出最大的電壓擺幅而不致使積分放大器輸出飽和和太接近于電源電壓。 至177。具有大容限和高介質(zhì)吸收的電容器可能使轉(zhuǎn)換不精確。 在小型化儀表中，應(yīng)該以最少的元件完成盡可能多的任務(wù)， MCS52 需外接 EPROM，剩下的 16 個(gè) I/O 口是十分寶貴的。 ? 量程范圍 0～ 。當(dāng) ICL7135 的積分器在積分過程中（對(duì)信號(hào)積分和反向積分），其 BUSY 端輸出高電平，積分器反向積分過零后輸出低電平。 B B B B8是 BCD 碼輸出端。 ADC 采用自動(dòng)連續(xù)轉(zhuǎn)換工作方式。在采樣的時(shí)候通過模擬開關(guān)CD4052 切換，使 ICL7135 能分別采樣到 Ux 和 UF 的值。由 A/D 轉(zhuǎn)換芯片ICL7135 及其周邊電路和分頻器 4060 組成。為了能對(duì)鉑電阻測(cè)溫的非線性進(jìn)行校正，利用雙積分 A/D 轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)了一種高精度的鉑電阻測(cè)溫非線性校正方案。這樣，在 UM=UN 的前提下，溫度θ的測(cè)量問題就轉(zhuǎn)化為對(duì)時(shí)間 t 的測(cè)量了。 當(dāng) Uref 為定值時(shí)， Uin 與 T2 具有線性關(guān)系，因此這種情況下可以認(rèn)為 A/D 輸出結(jié)果為： T2 = T1Uin / Uref . 假定 Uref(t)為時(shí)間 t 的函數(shù)： Uref(t)=M+Nt (2) 其中： M， N 為待定常系數(shù)。本方案采用 RC 回路極其簡(jiǎn)單地達(dá)到了該目的。在此階段， ICL7135 對(duì) Uin 進(jìn)行定時(shí)積分，固定時(shí)間 T1=10000T0（ T0 為時(shí)鐘周期）。 將上式在 t = T1 處按馬克勞林公式展開 , 若選取適當(dāng)參數(shù)，使 (T1 +T2 ) RC , 則上式可簡(jiǎn)化為： Uc(t)= Uw exp(t/RC)≈ Uw(1t/RC) (6) (2)反向積分階段： 在此階段，基準(zhǔn)電容 C 兩端電壓又被內(nèi)部積分電路進(jìn)行反向積分，在整個(gè) T2 階段 UC(t)可認(rèn)為是線性的， T2 結(jié)束時(shí)積分器輸出又回到零位，此時(shí)有： 由式（ 4）、式（ 6）、式（ 7）整理可得 將式（ 3）代入上式，得 令等式兩邊常量對(duì)應(yīng)相等，則有：θ =T2。這里介紹的 ICL7135 與單片機(jī)接口的簡(jiǎn)易方法，是利用 7135 的“ BUSY”端，只需占用單片機(jī) 89C52 的一個(gè) I/O 口和內(nèi)部的一個(gè)定時(shí)器， 就可以在十幾微秒的中斷服務(wù)程序中把 ICL7135 的 A/D 轉(zhuǎn)換值送入單片機(jī)內(nèi)。 ICL7135 在 A/D 轉(zhuǎn)換階段 , 狀態(tài)輸出引腳 BUSY 為高電平，指明 A/D 轉(zhuǎn)換器正處在信號(hào)積分和反積分 階段，這個(gè)高電平一直持續(xù)到消除積分