【正文】 (2) ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ]19[ 有模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和 A/D 轉(zhuǎn)換兩大部分組成。 CPU 取數(shù)時，發(fā)出 OE信號選通芯片內(nèi)部三態(tài)輸出緩沖器將數(shù)據(jù)輸出。 AD595 芯片說明 : 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 圖 45 AD595 結(jié)構(gòu)圖 表 41 管腳功能圖 A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 轉(zhuǎn)換器的功能是將模擬量電信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 低功耗 :＜ 1MW 運算放大器 AD595 AD595具有熱電偶信號放大和冰點補(bǔ)償雙重功能 ,AD595適用于Ｋ型熱電偶 ,是 14腳 DIP 封裝。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 圖 44 試驗圖形 （ 1）環(huán)境漂移模式，將探測器置于有數(shù)人吸煙的適當(dāng)大小的房間，形成薄煙繚繞的環(huán)境，然后記錄探測器的 輸出數(shù)據(jù)，繪制出如圖 44(a)所示曲線，其特點是輸出上下飄忽不定，但有一個接近平穩(wěn)的均值； （ 2）突發(fā)干擾模式，在傳感器的自檢輸入端施加 )231()( 2 rr fCSrbfCSbj efC CRefRIS ?? ????? ?? （ 1） 設(shè)采用周期脈動激勵電流，應(yīng)使每個周期自熱平衡過程互不影響，這樣可以避免自熱的累積，有效地控制自熱的影響。采用離子源作為煙敏元件的突出特點是電流消耗極低，適合在系統(tǒng)中使用。 煙霧傳感器 工作原理 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 離子煙霧傳感器 單電離室的工作原理，如圖 42所示。這個電壓基準(zhǔn)使得 2T 在常溫下不導(dǎo)通，例如，假設(shè)在常溫下， NPN晶體管的發(fā)射結(jié)在 REV =，而電壓基準(zhǔn)設(shè)定為 ，這時， 2T 處于截止?fàn)顟B(tài)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 17 表 34 Flssh 編程和校驗特性 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 4 前向通道的設(shè)計 溫度傳感器 火災(zāi)總伴隨著火焰、煙霧和溫度，隨著燃燒，室內(nèi)溫度將上升。 Ready/Busy 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 15 字節(jié)編程的進(jìn)度可通過“ RDY/BSY”輸出信號監(jiān)測，編程期間， ALE 變成高電平“ H”后 (RDY/BSY)端電平被拉低，表示正在編程狀態(tài)（忙狀態(tài)）。 2 在數(shù)據(jù)線上加上要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K字節(jié)的 Flash PEROM,這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。此時，片內(nèi) RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 EA/Vpp：外部訪問允許。要注意的是：每當(dāng)訪 問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 P3 口除了作為一般的 I/O口線外，更重要的用途是 他 的第二功能，見表 31。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號來低 電平 時會輸出一個電流（ I）。 空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。三級加密程序存儲器 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 8 3 單片機(jī) AT89C51 原理 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)。 由于內(nèi)部 RAM的存在，可以減少 I/O 擴(kuò)展芯片、鎖存器及片外 RAM 等等，使整個設(shè)計顯得簡單明了，所以我們選擇 AT89C51。我們統(tǒng)稱 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 7 這些與 8051 內(nèi)核相同的單片機(jī)為 51系列單片機(jī) 。 還有一種情形也會導(dǎo)致 “ 高溫處理 ” ： 若火災(zāi)發(fā)生時沒有高溫 ， 當(dāng)防火門從頂下降到中位前或下降到中位后在中位停留的時間內(nèi) ， 檢測到有高溫信號 ， 防火門系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)入 高溫處理 ， 立即開始第二步下降 。 在防火門附近的溫度上升到一定的高度以前 ， 防火門將一直停在中位 。 ]5[ 1） 煙霧二步降 。使用 AT89C51芯片 ， 能夠滿足需要 ， 還可以 使外圍器件盡可能少 ， 另外價格也便宜 ，所以選用它 。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 5 2 總體設(shè)計及方案論證 火災(zāi)智能監(jiān)測及防火卷簾門自動控制系統(tǒng) 是有傳感器，信號變換，單片機(jī)及相應(yīng)的 信號顯示、輸出部分 組成。易燃易爆場所一旦爆炸起火，火勢蔓延速度極快，難以控制，人們?yōu)榇藢ｉT開發(fā)研制了在火災(zāi)爆炸事故之前，從可燃?xì)怏w濃度方面進(jìn)行故障和火災(zāi)爆炸危險性等方面預(yù)測的線型可燃?xì)怏w探測報警系統(tǒng)。人們采用多種火災(zāi)探測算法和復(fù)合多傳感等傳感方式，為判斷火災(zāi)提供了更加充分可靠的信息。離子型主要是利用煙霧粒子改變電離室電流原理而設(shè)計的，探測器內(nèi)部裝有 !放射源的電離室為傳感器件；光電型主要是應(yīng)用煙霧粒子對光線產(chǎn)生散射及折射、吸收或遮擋的原理而設(shè)計，有減光型和散射型，探測器內(nèi)部有光學(xué)系統(tǒng)和紅外線光源作探測器件；紅外光束型應(yīng)用煙霧粒子吸收或散射紅外光束的原理而設(shè)計，主要包括一個光源，一套光線照準(zhǔn)裝置和一個 接收裝置。 火災(zāi)探測器一般由敏感元件傳感器、處理單元和判斷及指示電路組成，其中敏感元件 U傳感器可以對一個或幾個火災(zāi)參量起監(jiān)視作用，做出有效響應(yīng)，然后經(jīng)過電子或機(jī)械方式進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化為電信號 。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、形式越來越靈活多樣，很難精確劃分為幾種固定的模式。這對有效、快速撲救具有積極意義。智能火災(zāi)報警系統(tǒng)為解決火災(zāi)報警系統(tǒng)存在的兩個難題提供了新的方法和手段，并能有效的處理火災(zāi)真?zhèn)?。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報警系統(tǒng) BASDE ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT FIRE ALARM SYSTEM 學(xué)院（部） ： 電氣與信息工程 專業(yè)班級 ： 通信工程 072 學(xué)生姓名 ： 張 洋 指導(dǎo)教師 ： 胡長俊 年 月 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 I 基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報警系統(tǒng) 摘要 近年來我國火災(zāi)的頻繁發(fā)生，給國家和人民造成了巨大的損失。 關(guān)鍵詞 ：單片機(jī)，火災(zāi)，報警系統(tǒng) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 II BASDE ON SINGLE CHIP MICROCOMPUTER INTELLIGENT FIRE ALARM SYSTEM ABSTRACT In recent years the frequent occurrence, our fire to the nation and the people39。本系統(tǒng)適用于各種消防環(huán)境，尤其適合于不能用水做滅火介質(zhì)的地方，如圖書館、檔案館、計算機(jī)房等處?；馂?zāi)自動報 警技術(shù)趨向于智能化系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可組合成任何形式的火災(zāi)自動報警網(wǎng)絡(luò)形式，既可以是區(qū)域報警系統(tǒng)，又可以是集中報警系統(tǒng)或控制中心報警系統(tǒng)形式。 ]2[ （ 1）衡量火災(zāi)探測器產(chǎn)品質(zhì)量的主要技術(shù)指標(biāo) 靈敏度，既響應(yīng)火災(zāi)參量的敏感程度、可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。 感溫探測器 ： 該種探測器主要是利用熱敏元件來探測火災(zāi)。模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)用于火災(zāi)的判別，大大提高火災(zāi)探測的可靠 性。它采用光學(xué)原理，利用不同氣體光譜特性的差別進(jìn)行氣體濃度探測，從根本上解決了點型可燃?xì)怏w傳感元件穩(wěn)定性差、壽命短 等缺陷，用于大面積可燃?xì)怏w探測報警時，性能價格比較高，其原理還可擴(kuò)展用于其他場所氣體泄漏的監(jiān)測。通過 溫度和煙霧傳感器 采集 信號，經(jīng)過單片機(jī)與其設(shè)定值進(jìn)行比較后，根據(jù)差值和內(nèi)部的軟件設(shè)計來對溫度 高低和煙霧濃度 進(jìn)行檢測及控制， 及 時準(zhǔn)確的報警和滅火，實現(xiàn)物資損失降低到最小。 防火門及相應(yīng)的控制 、 動力機(jī)構(gòu)安裝完畢后，首先要確定時間 。 發(fā)生火災(zāi) ， 一般都是煙先竄到防火門 ， 火后一步到 。 當(dāng)防火門的感應(yīng)系統(tǒng)感知到防火門附近的溫度達(dá)到比較高的程度后 ， 防火門開始第二步下降 ， 從中位下降到把整個門關(guān)閉 。 火撲滅后 ， 防火門系統(tǒng)檢測到既無煙又無高溫 ， 則確認(rèn)火已滅 ，便自動關(guān)閉報警信號 ， 防火門自動上升到正常位置 。 在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89Cx 做的編程器均帶有這些功能。 模數(shù)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。片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 Flash 存儲單元，功能強(qiáng)大 AT89C51單片 機(jī)可為您提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容。 P1口： P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4個 TTL邏輯門電路。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址 的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 表 31 P3口還接受一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG 非）。欲使 CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000H—— FFFFH），EA端必須 得保持低電平（接地）。 工作特性 時鐘振蕩器 AT89C51中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1和 XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 12 由于外部時鐘信號是通過一個 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，電腦最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求?？臻e模式可由 任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。編程接口可接受高電壓（ +12V）或低電壓（ ccV ） 的允許編程信號。 3 激活相應(yīng)的控制信號。編程結(jié)束后， 準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。將煙霧傳感器作為第一感受器，溫度傳感器作為智能計算的補(bǔ)充傳感器。由于硅器件的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓 REV 是負(fù)的溫度系數(shù) (典型值為 2mV/℃ )，隨著溫度上升，器件的導(dǎo)通電壓線性下降。 圖 42 電離室工作原理圖 圖 42（ a）是單電離室的結(jié)構(gòu)圖， P1和 P2是一對電極，在電極之間放有放射性物質(zhì) 241Am，不斷放出α射線，高速運動的α離子撞擊極板間的空氣分子，將其電離為正離子和負(fù)離子，從而使電極之間原來不導(dǎo)電的空氣具有了導(dǎo)電性。 ]14[ 圖 43中的 tR 為自檢電阻器，由于離子源等效電阻很高（一般在 10MΩ以上），只要適當(dāng)選擇 tR ，就可使 tR 上的壓降在正常情況下近似為 0。為此，應(yīng)使激勵電流脈動間歇時段足夠長，以給出足夠的自熱平衡時間。 AD595 有二個等級 (Ｃ級和Ａ級 ),177。 熱電偶斷線報警功能 在本設(shè)計中，我采用了 ADC0809 轉(zhuǎn)換器，它可以將多路轉(zhuǎn)換器輸入的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換 ，所以省略了多路開關(guān)。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 CPU 之間傳送數(shù)據(jù)的方法 (1) 延時等待法 延時法是利用 CPU執(zhí)行一條輸出指令，啟動 ADC 轉(zhuǎn)換，然后 CPU執(zhí)行延時程序，延時時間大于所選用的 ADC 芯片轉(zhuǎn)換時間，延時結(jié)束， CPU 執(zhí)行輸入指令，打開三態(tài)門獲取 ADC轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)