【正文】 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 基于 STC89C52 的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā) 摘要 : 隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，防火工作越來越重要，但是目前國內(nèi)的許多研發(fā)都側(cè)重于大型場所的火災(zāi)報(bào)警。設(shè)計(jì)中單片機(jī)選用 STC89C52 作為控制器件 ，傳感器選用 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙霧的檢測。 MCU。 所以為了減少這類事故的發(fā)生，就必須對煙霧進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測，采用先進(jìn)可靠的安全檢測儀表，用來嚴(yán)密監(jiān)測環(huán)境中煙霧的濃度，采取有效措施，及早發(fā)現(xiàn)事故隱患，避免事故發(fā)生，才能確保工業(yè)安全和家庭生活安全。隨著傳感器生產(chǎn)工藝水平逐步提高，傳感器日益小型化、集成度不斷增大，使得煙霧檢測儀器的體積也逐漸變小，提高了煙霧檢測儀器的便攜性，更加利于生產(chǎn)、運(yùn)輸及市場推廣。隨著國家的大力發(fā)展，近年來，我國在煙霧選擇性和產(chǎn)品穩(wěn)定性上都有很大進(jìn)步 [3]。報(bào)警器以 STC89C52 單片機(jī)為控制核心，延時(shí)的工作方式，選用 MQ2 半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器，用來采集煙霧濃度信息，配合外圍電路以構(gòu)成煙霧報(bào)警系統(tǒng)，從而達(dá)到自己設(shè)計(jì)的目 的。 系統(tǒng)的軟件編制的分類，按照軟件實(shí)現(xiàn)的功能，主要分為主程序、報(bào)警子程序、初始化子程序、報(bào)警限值設(shè)置子程序、濃度顯示子程序等程序內(nèi)容。煙霧傳感器能夠?qū)怏w的種類及其濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換為電信號，根據(jù)這些電信號的強(qiáng)弱就可以獲得與待測氣體在環(huán)境中存在的情況有關(guān)的信息，從而達(dá)到檢測、監(jiān)控、報(bào)警的功能 [4]。 當(dāng)易燃煙霧接觸這種被催化物覆蓋的傳感器表面時(shí)會發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒。這無形中加大了工作人員的工作量，同時(shí)增加了 報(bào)警器的維護(hù)成本 [6]。當(dāng)半導(dǎo)體接觸到氣體時(shí)，半導(dǎo)體的電阻值將發(fā)生變化，利用傳感器輸出端阻值的變化來測定或控制氣體的有關(guān)參數(shù)，這種類型的傳感器稱為電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器；當(dāng)ＭＯＳ場效應(yīng)管在接觸到氣體時(shí)，場效應(yīng)管的電壓 將隨周圍氣體狀態(tài)的不同而發(fā)生變化，利用這種原理制成的傳感器被稱為非電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器 [7]。 方案三：離子感煙傳感器 離子感煙傳感器對于火災(zāi)初起和陰燃階段的煙霧氣溶膠檢測非常有效，可測煙霧粒徑范圍為 。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧粒子進(jìn)入電離室后，電力部分（區(qū)域）的正離子和負(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，從而將煙霧粒子濃度大小以電流變化量大小表示出來，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)參數(shù)的檢測。在報(bào)警的同時(shí)，按照光源不同，又可分為 4 種，其中包括一般光電式、激光光電式、紫外光光電式和紅外光光電式。比如靈敏度高、響應(yīng)快、體積小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)良特性，而且還兼具使用方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，并且在報(bào)警的過程中，不具有其他傳感器所具備的缺陷，比如探頭阻緩及中毒現(xiàn)象，而且在維護(hù)成本方面，也是比較低廉的，因而得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，在滿足報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算速度要求之后，在接口功能要求相同的同類型單片機(jī)中，還要考慮選擇價(jià)格低廉且體積輕巧的機(jī)型，這是為了建立在報(bào)警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎(chǔ)之上，還要能夠考慮成本能夠 足夠的低廉 [9]。 作者：舒?zhèn)? 第 5 頁 共 38 頁 STC89C52 是一種高性能、低功耗 CMOS8 位微控制器，使用高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，在兼容性方面，工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，并且具有 8K可編程 Flash 存儲器。另外， STC89C52 可降低 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，并且支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 溫度采集模塊 方 案 1：在測溫電路中采用 PT100 作為溫度傳感器。 DS18B20 的數(shù)字溫度輸出通過 “ 一線 ” 總線（ 1Wire 是一種特殊的數(shù)字信號總線協(xié)議，它將獨(dú)特的信號線和電源線復(fù)合在一起，僅使用一條口線；每個(gè)芯片編碼都是唯一的，支持聯(lián)網(wǎng) 尋址、還有零功耗等方面，是總線之中所需硬件連線最少的一種）這種獨(dú)特的方式，可以使多個(gè) DS18B20 方便地組建成傳感器網(wǎng)絡(luò)，為整個(gè)測量系統(tǒng)的建立和組合提供了更大可能性。該報(bào)警系統(tǒng)的最基本組成部分應(yīng)包括：信號采集模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制電路、字符顯示電路、聲光報(bào)警電路和安全保護(hù)電路等部分組成。 從設(shè)計(jì)的要求來分析該設(shè)計(jì)須包含如下結(jié)構(gòu)：煙霧檢測部分、 STC89C52 單片機(jī)主控部分、報(bào) 警部分， AD 采集四大部分。在單片機(jī)內(nèi)，經(jīng)軟件查詢、識別判決等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出煙霧報(bào)警狀態(tài)控制信號。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以 及穩(wěn)定的電壓輸出性能。 綜上所述采用方案 2，電源模塊原理圖如圖 3 所示，其中 P1 為電池接口， SW1為電源開關(guān) [14]。連接到單片機(jī)中的 40 腳，而單片機(jī)的 VCC 就需要接到正極 5V，另外一個(gè) 20 腳 VSS 就接到電源地端，達(dá)到所需的效果。只要按下復(fù)位按鈕，其內(nèi)部的程序便會自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。 時(shí)鐘電路是單片機(jī)最重要的一部分，單片機(jī)的工作節(jié)奏由它來進(jìn)行掌控。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6 個(gè)狀態(tài)周期，每個(gè)狀態(tài)周期又含有 2 個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的話它的振蕩頻率就為 12MHz，一個(gè)振蕩周期的時(shí)間為 1/12us[15]。 OLED 顯示模塊 作者：舒?zhèn)? 第 10 頁 共 38 頁 圖 7 數(shù)碼管顯示 顯示 采用數(shù)碼管顯示，顯示電路如圖 7 所示。 DS18B20 接口電路 采用 DS18B20 溫度傳感器，其接口電路圖如圖 10 所示。當(dāng) DS18B20處于寫存儲器操作和溫度 A/D 變換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間所到達(dá)的極限時(shí)間為 10μ s。 4 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)及流程圖 自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束之后，如果缺乏軟件的輔助及幫助，硬件還是不能正常工作。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的情況下，它存放一段時(shí)間之后，當(dāng)它再次通電，傳感器不能進(jìn)入工作狀態(tài)，也就是說正常采集煙霧信息，需要一段時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱處理。 圖 11 主程序流程圖 至此 ,整個(gè)多功能 MP3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本完成了，剩下的任務(wù)就是對該系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和測試。 第三步為加電檢查。 首先燒入顯示程序，看顯示正不正常，整體功能是否都還完善。第一個(gè)測試濃度達(dá)到設(shè)定值之后，是否會自動(dòng)報(bào)警。在調(diào)試程序結(jié)束之后，發(fā)現(xiàn)有的指令用的并不是很正確，導(dǎo)致電路功并不能完全實(shí)現(xiàn)，另外軟件程序中的延時(shí)有的過長、有的過短，當(dāng)出現(xiàn)這些這些問題之后，就要對自己的程序進(jìn)行不斷的修改，不斷的查資料，這樣才能解決出現(xiàn)的問題得出自己想要的結(jié)果。并對儀器的整體設(shè)計(jì)進(jìn)行確定和對各個(gè)組成部分還要進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，從而才能設(shè)計(jì)自己所需要的產(chǎn)品。它的靈敏度適中，而且還具有響應(yīng)與恢復(fù)特性好等特點(diǎn)，而且在工作的過程中，穩(wěn)定性、重現(xiàn)性，都不怎么易受環(huán)境影響及抗溫濕度影響等優(yōu)良性能。需要向煙霧傳感器持續(xù)供給 5V的加熱電壓。5%LEL 之內(nèi)，這個(gè)數(shù)據(jù)滿足我們開始設(shè)定的檢測要求，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，這就是我們所要得出的結(jié)論。從論文的開始到結(jié)束，金老師一直都是很悉心的幫我修改著論文設(shè)計(jì)的過程中出現(xiàn)的各種問題和錯(cuò)誤，對我論文設(shè)計(jì)的每個(gè)過程都嚴(yán)格的把關(guān)，幫助我開拓設(shè)計(jì)思路。自己來到之后，才發(fā) 現(xiàn)這不是自己感興趣的專業(yè)，所以在學(xué)習(xí)方面也沒怎么花時(shí)間，說實(shí)話挺可惜的，自己本專業(yè)都沒學(xué)到什么東西，于是在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候就顯得異常的艱難，自己也清楚的意識到自己本專業(yè)知識的缺陷。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。懇請閱讀此篇論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 作者：舒?zhèn)? 第 18 頁 共 38 頁 最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝 , 更感謝母校四年來對我的培養(yǎng)和教育，希望母校健康蓬勃發(fā)展，更加輝煌！等我在外拼搏成功之后，必會回來反哺母校，使母校能夠培育更多人才，為社會做出自己的一番貢獻(xiàn)。 //斷碼 //數(shù)碼管位選定義 uchar code smg_we[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef}。 //顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù) sbit SCL=P3^4。 //18b20 IO 口的定義 sbit beep = P3^6。 //手動(dòng)報(bào)警鍵 uint huoyan。 //菜單設(shè)計(jì)的變量 bit flag_lj_en。 uchar flag_clock。 } /******************把數(shù)據(jù)保存到單片機(jī)內(nèi)部 eepom 中 ******************/ void write_eepom() { SectorErase(0x20xx)。 } /******************把數(shù)據(jù)從單片機(jī)內(nèi)部 eepom 中讀出來 *****************/ void read_eepom() { s_temp = byte_read(0x20xx)。 //先讀 if(a_a != 1) //新的單片機(jī)初始單片機(jī)內(nèi)問 EEPOM { s_temp = 50。 } 作者：舒?zhèn)? 第 22 頁 共 38 頁 } /***********************18b20 初始化函數(shù) *****************************/ void init_18b20() { bit q。 //給復(fù)位脈沖 delay_uint(80)。 //讀取 18b20 初始化信號 delay_uint(20)。i8。 //向 18b20 總線寫數(shù)據(jù)了 作者：舒?zhèn)? 第 23 頁 共 38 頁 delay_uint(5)。 for(i=0。 //讀數(shù)據(jù)是低位開始 dq = 1。 //返回?cái)?shù)據(jù) } /*************讀取溫度的值 讀出來的是小數(shù) ***************/ uint read_temp() { uint value。 //跳過 64 位 ROM write_18b20(0x44)。 //跳過 64 位 ROM write_18b20(0xbe)。 //讀溫度高字節(jié) EA = 1。 //轉(zhuǎn)換到溫度值 return value。 CS=0。 SCL=1。 //第三個(gè)上升沿 SCL=0。i++) { SCL=1。 } for(i=0。 SCL=1。 if(value==value1) //與校驗(yàn)數(shù)據(jù)比較，正確就返回?cái)?shù)據(jù)，否則返回 0 return value。ismg_i。 P1 = 0xff。 if(menu_1 = 3) { menu_1 = 0。 } if(menu_1 == 1) { 作者：舒?zhèn)? 第 28 頁 共 38 頁 dis_smg[0] = smg_du[s_temp % 10]。 //顯示 A smg_i = 4。 dis_smg[3] = smg_du[11]。 //按鍵按下未松開自動(dòng)加三次 else s_temp += 10。 //取十位顯示 dis_smg[2] = 0xbf 。 //按鍵按下未松開自動(dòng)減三次之后每次自動(dòng)減 10 if(s_temp = 10) s_temp = 10 。 dis_smg[3] = smg_du[10]。 dis_smg[0] = smg_du[s_dengji % 10]。 //顯示 B } if(key_can == 3) { if(flag_lj_3_en == 0) s_dengji 。 //取個(gè)位顯示 dis_smg[1] = 0