【正文】 .................................... 23 6 總 結(jié) ....................................................................................................... 25 致 謝 ........................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 27 附 錄 ........................................................................................................... 28 安徽新華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 1 緒 論 課題背景 由于科技的發(fā)展以及工農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)，越來越多的隱患也將隨之而產(chǎn)生。 設(shè)計(jì)概述 煙霧報(bào)警器系統(tǒng)的兩大核心 :單片機(jī)及煙霧傳感器。同時(shí)，單片機(jī)也可以用在報(bào)警檢測系統(tǒng)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，讓人們有足夠的時(shí)間來采取相應(yīng)措施，因此智能煙霧報(bào)警器在生活已經(jīng)工業(yè)生產(chǎn)中起到了至關(guān)重要的作用。在該論文中， STC89C52 單片機(jī)和 MQ2 半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器是本設(shè)計(jì)的兩大核心器件。 (3) 系統(tǒng)的軟件 編制。 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 2 總體方案設(shè)計(jì) 煙霧報(bào)警器是能夠檢測出環(huán)境中的煙霧濃度過高時(shí)，并具有安全報(bào)警功能的儀器。該設(shè)計(jì)包括軟件和硬件兩個(gè)部分。煙霧檢測 探頭能將檢測到的煙霧變成電信號，然后送出模擬信號，再給 AD 采集電路采集。而煙霧傳感器就是通過監(jiān)測環(huán)境中煙霧濃度來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的。當(dāng)空氣中的煙霧濃度增高時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率也會隨之而增加。煙霧傳感器大多數(shù)輸出的電信號是模擬信號。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，氣敏元件開機(jī)通電時(shí)，其內(nèi)阻很小，但經(jīng)過一段時(shí)間后，就能恢復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。在單芯片上，不僅可以在系統(tǒng)可編程 Flash，而且擁有靈巧的 8 位 CPU，使得 STC89C52 在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中不可缺少。在掉電保護(hù)模式下， RAM 內(nèi)容能夠被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)停止一切工作，直到下一個(gè)硬件復(fù)位或中斷為止。 XTAL1(19 腳 )：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 RST(9 腳 )： RST 是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。 EA/VPP（ 31 腳）：外部程序存儲器地址允許輸入端 /固化編程電壓輸入端。 P3 口：雙功能口，即可以做普通 I/O 口用 （此時(shí)為準(zhǔn)向口，也可以按每位定義實(shí)現(xiàn)第二功能操作）。它在測安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 溫精度、傳輸距離、轉(zhuǎn)換時(shí)間、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了很大的進(jìn)步，給用戶的使用帶來了方便帶，并贏得了用戶的好評。 復(fù)位電路：用來確定單片機(jī)的起始工作狀態(tài)，以便完成單片機(jī)的啟動過程。該設(shè)計(jì)所采用 的復(fù)位電路為外部手動按鍵復(fù)位電路，因此，需接一個(gè)上拉電阻，用來提高輸出高電平的值。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。一般STC 單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多，而且執(zhí)行速度快； STC 系列單片機(jī)使用串口對單片機(jī)進(jìn)行燒寫 ,下載程序較為方便； STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強(qiáng)抗干擾能力。從而設(shè)定出理想的煙霧強(qiáng)度報(bào)警值。 圖 電源接口電路 圖 電源接口電路圖 546231SW1sw 灰色12P1GNDR18 1K12D1DVCC 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 溫度傳感器 (DS18B20)電路 DSl8B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司繼 DSl820 之后最新推出的智能改進(jìn)型智能溫度傳感器。 (2) 獨(dú)特的單線接口只需 l 個(gè)接口引腳即可通信 。 (6) 應(yīng)用范圍包括恒溫控制工業(yè)系統(tǒng)消費(fèi)類產(chǎn)品溫度計(jì)或任何熱敏系統(tǒng) 。 (10) 測量范圍從 55℃ 至 +125℃ 增量值為 ℃。 (3) 焊接溫度 260℃ /l0 秒 。 (2) 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動 DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 。 (6) 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM 中的 TH、 TL字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL字節(jié) 。本設(shè)計(jì)采用電源供電方式， 口接單線總線為保證在有效的 DS18B20 時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)上拉電阻和 STC89C52 的 來完成對總線的上拉。主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3個(gè)步驟： (1) 初始化。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。 主程序流程圖如圖 所示： 圖 主程序流程 首先要給傳感器預(yù)熱，因?yàn)?MQ2 型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器在不通電存放程序初始化 傳感器預(yù)熱處理 開始 報(bào)警子程序 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 18 一段時(shí)間后，再次通電時(shí)，傳感器不能立即正常采集煙霧信息，需要一段時(shí)間預(yù)熱。 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 4. 2 所示。按鍵的識別方法采用掃描法，按鍵處理程序流程圖如圖 所示： N Y 開始 信號采集 讀取氣體濃度值 A/D 轉(zhuǎn)換 是否大于預(yù)設(shè)值 啟動報(bào)警蜂鳴器 煙霧濃度及溫度顯示 讀取溫度值 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 圖 鍵盤掃描子程序流程圖 N Y 調(diào)用延時(shí)子程序，延時(shí) 10ms 去抖動 調(diào)用鍵盤處理子程序 提取鍵值 按鍵是否閉合 按鍵是否閉合 結(jié)束 開始 Y N 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 5 調(diào)試 軟件調(diào)試的步驟 (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?yún)R編語言源程序（ 小節(jié)所示）?；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，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。 (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)對工程設(shè)置的對話框，對這個(gè)對話框可謂非常復(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，對源程序反復(fù)修改后，最終會得安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 23 到名為 的文件，該文件即可被編程器讀入并寫到芯片中。 第二步為萬用表測試，先用萬用表復(fù)核目測中認(rèn)為可疑的連線或接點(diǎn)，查看它們的通斷狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)規(guī)定相符，再檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。 調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法 在進(jìn)入環(huán)境以后，遇到 了很多問題，總結(jié)如下： (1) 在進(jìn)入 Keil 的調(diào)試環(huán)境以后，發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)。斷點(diǎn)設(shè)置的方法有多種，常用的是在某一程序行設(shè)置斷點(diǎn)，設(shè)置好斷點(diǎn)后可以全速運(yùn)行程序，一旦執(zhí)行到該程序行即停止，可在此觀察有關(guān)變量值，以確定問題所在。 解決方法：程序里有帶中文標(biāo)點(diǎn)，用英文重輸入一遍 。 本論文設(shè)計(jì)的煙霧報(bào)警器由單片機(jī)控制電路和煙霧信號采集電路兩大部分組成。 在系統(tǒng)單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)上，采用了高整合度、高性能的 STC89C52 單片機(jī)作為核心芯片，充分利用了 其高速數(shù)據(jù)處理能力和豐富的片內(nèi)外設(shè)，實(shí)現(xiàn)了儀器的小型化和智能化。煙霧報(bào)警器能在較寬的溫度范圍工作，可將煙霧濃度顯示用 LED 數(shù)碼管顯示。從選題到完成設(shè)計(jì)，老師一直都是很悉心的給我講解著在設(shè)計(jì)中遇到的各種問題，循循善誘，嚴(yán)格把關(guān)，幫助我開拓設(shè)計(jì)思路，并不斷地鼓舞著我，使我感到信心倍增，讓我非常積極地投入到設(shè)計(jì)中，不斷地完成 設(shè)計(jì)中的一個(gè)個(gè)部分。是你們在生活和學(xué)習(xí)上不斷給與我支持、幫助和無微不至的關(guān)懷，是你們不斷地給與了我信心，讓我在人生中一次次堅(jiān)強(qiáng)地走下去。 uchar dis_smg[8] = {0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8}。 //DO 定義為 P1口的第 4 位腳，連接 ADC0832DO 腳 sbit CS=P3^2。 //溫度的變量 uchar dengji,s_dengji。 for(i=0。 //段選 delay_1ms(1)。 } if(key_can == 1) //設(shè)置鍵 { menu_1 ++。 //取溫度的十位顯示 smg_i = 3。 dis_smg[3] = smg_du[10]。 dis_smg[2] = 0xbf 。 //取消手動報(bào)警 } if(menu_1 == 1) //設(shè)置高溫報(bào)警 { if(key_can == 2) 安徽新 華學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 32 { if(flag_lj_3_en == 0) s_temp ++ 。 //取個(gè)位顯示 dis_smg[1] = smg_du[s_temp / 10 % 10]。 //按鍵按下未松開自動加三次 else s_temp = 10。 //取十位顯示 dis_smg[2] = 0xbf。 if(s_dengji = 9) s_dengji = 9。 dis_smg[3] = smg_du[11]。 dis_smg[0] = smg_du[s_dengji % 10]。 //顯示 B } } } /****************報(bào)警函數(shù) ***************/ void clock_h_l() { static uchar value。 //蜂鳴器報(bào)警 } }else { if((dengji s_dengji) amp。 (shoudong == 0)) //取消報(bào)警 { value = 0。 //讀取溫度值 init_eepom()。 //獨(dú)立按鍵程序 if(key_can 10) { key_with()。 dengji = ad0832read(1,0)。 if(menu_1 == 0) { if(temperature = 99) temperature = 99。 //顯示煙物報(bào)警等級 dis_smg[2]= 0xbf。 smg_i = 4。 //H。 //H。 zd_break_en = 0。 TH0 = 0x3c。 //300ms value = 0。 //500ms flag_value ++