【正文】 (2) ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ]19[ 有模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和 A/D 轉(zhuǎn)換兩大部分組成。 CPU 取數(shù)時(shí)，發(fā)出 OE信號(hào)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(shuō)明 : 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 低功耗 :＜ 1MW 運(yùn)算放大器 AD595 AD595具有熱電偶信號(hào)放大和冰點(diǎn)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(jì) 21 圖 44 試驗(yàn)圖形 （ 1）環(huán)境漂移模式，將探測(cè)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(cè)器的 輸出數(shù)據(jù)，繪制出如圖 44(a)所示曲線，其特點(diǎn)是輸出上下飄忽不定，但有一個(gè)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(dòng)激勵(lì)電流，應(yīng)使每個(gè)周期自熱平衡過(guò)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(diǎn)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(jì) 19 離子煙霧傳感器 單電離室的工作原理，如圖 42所示。這個(gè)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(shí)， 2T 處于截止?fàn)顟B(tài)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 表 34 Flssh 編程和校驗(yàn)特性 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 4 前向通道的設(shè)計(jì) 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(jì) 15 字節(jié)編程的進(jìn)度可通過(guò)“ RDY/BSY”輸出信號(hào)監(jiān)測(cè)，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(xiě)入的數(shù)據(jù)字節(jié)。 Flash 閃速存儲(chǔ)器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K字節(jié)的 Flash PEROM,這個(gè) Flash 存儲(chǔ)陣列出廠時(shí)已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲(chǔ)單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶(hù)隨時(shí)可對(duì)其進(jìn)行編程。此時(shí)，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(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)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(wèn)允許。要注意的是：每當(dāng)訪 問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) 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(jiàn)表 31。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)來(lái)低 電平 時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ I）。 空閑方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3 單片機(jī) AT89C51 原理 AT89C51 是美國(guó) 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(gè)設(shè)計(jì)顯得簡(jiǎn)單明了，所以我們選擇 AT89C51。我們統(tǒng)稱(chēng) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(huì)導(dǎo)致 “ 高溫處理 ” ： 若火災(zāi)發(fā)生時(shí)沒(méi)有高溫 ， 當(dāng)防火門(mén)從頂下降到中位前或下降到中位后在中位停留的時(shí)間內(nèi) ， 檢測(cè)到有高溫信號(hào) ， 防火門(mén)系統(tǒng)將自動(dòng)轉(zhuǎn)入 高溫處理 ， 立即開(kāi)始第二步下降 。 在防火門(mén)附近的溫度上升到一定的高度以前 ， 防火門(mén)將一直停在中位 。 ]5[ 1） 煙霧二步降 。使用 AT89C51芯片 ， 能夠滿(mǎn)足需要 ， 還可以 使外圍器件盡可能少 ， 另外價(jià)格也便宜 ，所以選用它 。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 2 總體設(shè)計(jì)及方案論證 火災(zāi)智能監(jiān)測(cè)及防火卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng) 是有傳感器，信號(hào)變換，單片機(jī)及相應(yīng)的 信號(hào)顯示、輸出部分 組成。易燃易爆場(chǎng)所一旦爆炸起火，火勢(shì)蔓延速度極快，難以控制，人們?yōu)榇藢?zhuān)門(mén)開(kāi)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(xiǎn)性等方面預(yù)測(cè)的線型可燃?xì)怏w探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。人們采用多種火災(zāi)探測(cè)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(jì)的，探測(cè)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(duì)光線產(chǎn)生散射及折射、吸收或遮擋的原理而設(shè)計(jì)，有減光型和散射型，探測(cè)器內(nèi)部有光學(xué)系統(tǒng)和紅外線光源作探測(cè)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(jì)，主要包括一個(gè)光源，一套光線照準(zhǔn)裝置和一個(gè) 接收裝置。 火災(zāi)探測(cè)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(duì)一個(gè)或幾個(gè)火災(zāi)參量起監(jiān)視作用，做出有效響應(yīng)，然后經(jīng)過(guò)電子或機(jī)械方式進(jìn)行處理，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào) 。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、形式越來(lái)越靈活多樣，很難精確劃分為幾種固定的模式。這對(duì)有效、快速撲救具有積極意義。智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)為解決火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在的兩個(gè)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(jì) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)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(zhuān)業(yè)班級(jí) ： 通信工程 072 學(xué)生姓名 ： 張 洋 指導(dǎo)教師 ： 胡長(zhǎng)俊 年 月 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 摘要 近年來(lái)我國(guó)火災(zāi)的頻繁發(fā)生，給國(guó)家和人民造成了巨大的損失。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)，火災(zāi)，報(bào)警系統(tǒng) 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shū)館、檔案館、計(jì)算機(jī)房等處?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào) 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(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)形式，既可以是區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，又可以是集中報(bào)警系統(tǒng)或控制中心報(bào)警系統(tǒng)形式。 ]2[ （ 1）衡量火災(zāi)探測(cè)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(cè)器 ： 該種探測(cè)器主要是利用熱敏元件來(lái)探測(cè)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(cè)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(cè)，從根本上解決了點(diǎn)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(cè)報(bào)警時(shí)，性能價(jià)格比較高，其原理還可擴(kuò)展用于其他場(chǎng)所氣體泄漏的監(jiān)測(cè)。通過(guò) 溫度和煙霧傳感器 采集 信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(jì)來(lái)對(duì)溫度 高低和煙霧濃度 進(jìn)行檢測(cè)及控制， 及 時(shí)準(zhǔn)確的報(bào)警和滅火，實(shí)現(xiàn)物資損失降低到最小。 防火門(mén)及相應(yīng)的控制 、 動(dòng)力機(jī)構(gòu)安裝完畢后，首先要確定時(shí)間 。 發(fā)生火災(zāi) ， 一般都是煙先竄到防火門(mén) ， 火后一步到 。 當(dāng)防火門(mén)的感應(yīng)系統(tǒng)感知到防火門(mén)附近的溫度達(dá)到比較高的程度后 ， 防火門(mén)開(kāi)始第二步下降 ， 從中位下降到把整個(gè)門(mén)關(guān)閉 。 火撲滅后 ， 防火門(mén)系統(tǒng)檢測(cè)到既無(wú)煙又無(wú)高溫 ， 則確認(rèn)火已滅 ，便自動(dòng)關(guān)閉報(bào)警信號(hào) ， 防火門(mén)自動(dòng)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(shí)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(chǔ)器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶(hù)可以用電的方式瞬間擦除、改寫(xiě)，一般專(zhuān)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(lèi)很多，就位數(shù)來(lái)分，有 8位、 10位、 12位、 16 位等。片內(nèi)含 4K bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（ PEROM）和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 AT89C51單片 機(jī)可為您提供許多高性?xún)r(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)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(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址 的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時(shí)， 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(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。 對(duì) Flash 存儲(chǔ)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(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000H—— FFFFH），EA端必須 得保持低電平（接地）。 工作特性 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51中有一個(gè)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(jì) 12 由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，電腦最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。空閑模式可由 任何允許的中斷請(qǐng)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(hào)。 3 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。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(jì)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(duì)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(yùn)動(dòng)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(lái)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(lì)電流脈動(dòng)間歇時(shí)段足夠長(zhǎng)，以給出足夠的自熱平衡時(shí)間。 AD595 有二個(gè)等級(jí) (Ｃ級(jí)和Ａ級(jí) ),177。 熱電偶斷線報(bào)警功能 在本設(shè)計(jì)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(kāi)關(guān)。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 CPU 之間傳送數(shù)據(jù)的方法 (1) 延時(shí)等待法 延時(shí)法是利用 CPU執(zhí)行一條輸出指令，啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換，然后 CPU執(zhí)行延時(shí)程序，延時(shí)時(shí)間大于所選用的 ADC 芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間，延時(shí)結(jié)束， CPU 執(zhí)行輸入指令，打開(kāi)三態(tài)門(mén)獲取 ADC轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。模擬多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)