【正文】 電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號(hào)進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)80C51 與 ADC0809 接口電路如圖 39所示。 表 ADC0809 通道選通 通入通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 本設(shè)計(jì)使用 74LS373 作為地址鎖存器，當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，輸出端 O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。 START 上升沿將 A/D 內(nèi)的寄存器清零，下降 沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 端變成低電平，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。從傳感器采集過來的微弱電壓信號(hào)，經(jīng)過電壓放大器的放大，得到較強(qiáng)的模擬電壓信號(hào)。其電路圖如圖 39所示。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)中，μ Vision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。本系統(tǒng)主要包括主程序、溫度煙霧數(shù)據(jù)采集子程 33 序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等 [ 4 ]。 34 圖 42 主程序初始化流程圖 ． 3 數(shù)據(jù)采 集子程序 數(shù)據(jù)采集是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)采集 2 次溫度煙霧信號(hào)后，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)存開始 定時(shí)器初始化 開中斷 關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈 設(shè)定初值 Y N 是否保持報(bào)警初值 返回 35 入單片機(jī)的寄存器中，系統(tǒng)再調(diào)用火災(zāi)判斷子程序。 結(jié)論 37 火災(zāi)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。由于電源的波動(dòng)，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時(shí)波動(dòng)很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報(bào)警。 38 參考文獻(xiàn) [1] ， ， ， A .Coping. 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The Building Environment: Active and Passive Control systems[M].John Wiley amp。由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行報(bào)警判斷后，間隔 20s后（通過系統(tǒng)的延時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)），再一次采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度煙霧信號(hào)進(jìn)行判斷，即每一次語音報(bào)警持續(xù) 20s，直到系統(tǒng)做出下一次判斷結(jié)果。 由于設(shè)計(jì)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對(duì)氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。 為了便 于系統(tǒng)維護(hù)，在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。另外重要的一點(diǎn)， Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在本系統(tǒng)中，對(duì) LED 進(jìn)行的是動(dòng)態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對(duì)顯示器進(jìn)行位控制。在本報(bào)警器電路中，同樣要對(duì)兩類傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)理。圖中 ALE 信號(hào)與 START 信號(hào) 28 連在一起，在 WR 信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。單片機(jī)的 P0口接受 ADC0809傳輸來 8位數(shù)字量，向 A/D 輸出的 8位地址經(jīng)地址鎖存器 74LS373 鎖存，選擇低3位地址作為 A/D 的通道選 通地址。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 ADC0809的通道選擇地址由80C51 的 ～ 經(jīng)地址鎖存器 74LS373 輸出提供 。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 REST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2 個(gè)機(jī) 器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振圖 37 ICM7218 引腳圖及內(nèi)部框圖 24 蕩器。當(dāng)時(shí)鐘頻率 500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μ s。其內(nèi)部有一個(gè) 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 P3 口的第 2 功能見下表 表 1 單片機(jī) 管腳含義 引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 21 綜上所述， MCS— 51系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： 1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第 2 功能； 2).單片機(jī)對(duì)外呈 3 總線形式，由 P P0 口組成 16位地址總線；由 P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。 (B)P1 口（ 1腳～ 8腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P1口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。 （ A） RST/VPD（ 9腳）： RST 即為 RESET， VPD為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。 （ 1）電源引腳 VCC 和 VSS VCC（ 40腳）：接 +5V 電源正端； VSS（ 20腳）：接 +5V 電源正端。節(jié)電模式下 ,它們保持為低電平。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí) ，可減小噪聲，提高共模抑制比。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠近芯片。 輸出電阻為 710MΩ； 精度高。 AD590 是美國 Analog Devices 公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。 （ 3）光輻射探測(cè)器。近年來還出現(xiàn)了激光感煙探測(cè)器，它也是利用光電感應(yīng)原理，不同的是光源改用激光束。 火災(zāi)探測(cè)器的原理 火災(zāi)發(fā)生時(shí)，必然會(huì)伴隨著產(chǎn)生煙霧、高溫和火光，探測(cè)器對(duì)這些都很敏感。在火災(zāi)發(fā)生的初期，由于溫度比較低，許多物質(zhì)都處于陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙霧 。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等，系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)硬件 故障時(shí)，能發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。 圖 起火過程曲線 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體功能概述 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、 報(bào)警器組成。陰燃就是在疏松或顆粒介質(zhì)中形成的緩慢進(jìn)行的熱解和氧化反應(yīng)，它能長時(shí)間自行維持并傳播，當(dāng)條件發(fā)生變化時(shí)，或者自行熄滅，或者轉(zhuǎn)化為明火。一般氣溶膠的分子較小 (直徑 )。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能迅速監(jiān)測(cè)火情，可發(fā)現(xiàn)人們不易發(fā)覺的火災(zāi)早期特征，可將火災(zāi)帶來的生命財(cái)產(chǎn)損失降到最低限度。相比較而言，亞洲地區(qū)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較多，這與亞洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不高、消防設(shè)施不完善等因素有關(guān)。 在我國，采用的無線通信方式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)日益受到重視。它使得布線工作量顯著減少，安裝調(diào)試更加容易，更能精確報(bào)警定位。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 根據(jù)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的突發(fā)性、立體性和區(qū)域不確定性 ,使攻防 界線模糊 ,作戰(zhàn)方向多變 ,戰(zhàn) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已有百余年的發(fā)展歷史， 19 世紀(jì) 40 年代美國誕生的火災(zāi)報(bào)警裝置標(biāo)志著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)首次進(jìn)入人們的視野 [1]。 單片機(jī) 。 1 基于 80C51 智能火災(zāi)語音報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 目前，隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。 關(guān)鍵詞 ： 火災(zāi)報(bào)警 。 有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一股地說都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi)。 第三階段， 20世紀(jì) 80年代初期，總線型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)開始興起，在火災(zāi)報(bào)警領(lǐng)域中邁出了一大步，并得到了較普遍的應(yīng)用。 隨著科技進(jìn)步和元器件成本的降低，無線火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)和生成成本也隨之降低，它在性能和價(jià)格上都具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，其市場(chǎng)潛力已經(jīng)嶄露頭角 [5]。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災(zāi)較多，死亡人數(shù)卻相對(duì)較少，這與歐美發(fā)達(dá)國家的生活水平以及消防技術(shù)和設(shè)施有關(guān) 。 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) (FAS)就是為了滿足這一需求而研制出的，并且其自身的技術(shù)水平也在隨著人們需求的不斷地提高，在功能、結(jié)構(gòu)、形式等方面不斷地完善。液體和固體是凝聚態(tài)物質(zhì)，難與空氣均勻混合，它們?nèi)紵幕具^程是當(dāng)從外部獲取一定的能量時(shí)，液體或固體先蒸發(fā)成蒸汽或分解出可燃?xì)怏w (如 CO、 H2等 )的分子團(tuán)、灰燼和未燃燒的物質(zhì)顆粒懸浮在空氣中，稱之為氣溶膠。 根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)產(chǎn)生現(xiàn)象的不同，可 以將火災(zāi)分為慢速陰燃、明火和快速發(fā)展火焰等。起火過程曲線如圖 所示 [13]。 (2)系統(tǒng)故障報(bào)警功能。 系統(tǒng)軟件總體構(gòu)架 為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)充，采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子 程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。 (2)感煙型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一。目前復(fù)合型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。還有 一種叫管道抽吸式感煙探測(cè)器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測(cè)器中另一種散射型相似，通過煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。如將兩者結(jié)合起來，便成為差定溫組合式。綜合考慮各因素 ， 本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件 。 AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會(huì)損壞。 圖 32 TGS202 應(yīng)用電路圖 ISD1420 語音芯片 ISD1420 引腳 17 圖 3 3 ISD1420 引腳 ISD1420 各引腳及其功能介紹 電源（ VCCA， VCCD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。 話筒參考（ MIC REF） ： 此端是前置放大器的反向輸入。錄音時(shí) ,它們都呈高阻態(tài) 。 80C51 芯片 80C51 芯片的引腳及功能 圖 34 80C51 芯片的引腳圖 19 下面按引腳功能分為 4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功 能。 （ 3）控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN