【正文】 過來(lái) ， 須迅速?gòu)氐钻P(guān)閉防火門 。 方案論證 單片機(jī)的 擇 選 單片機(jī)是本方案的靈魂，所以我們選擇是需要慎之又慎，下面我們來(lái)拿 8031 和AT89C51 做一下比較。顯而易見，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價(jià)格也越 貴。 引腳說(shuō)明 主要性能參數(shù) AT89C51 管腳圖，如圖 31。 32個(gè)可編程 I/O 口線 但振蕩器停止工作并禁止其它所有 工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)， P2口行上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作，該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令 ALE 才會(huì)被激活。需注意的是：如果加密位 LBI 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。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器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 33。 圖 33 振 蕩電路 空閑節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式， 它們是空閑模式和掉電模式。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許的中斷的事件被激活，IDL被硬件清楚，即可中指空閑工作模式，程序會(huì)首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RET1 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用 EPROM 編程器兼容。 4 在高電壓編程方式時(shí)，將 EA/ ppV 端加上 +12V 編程電壓。 程序效驗(yàn) 如果加密位 LB1， LB2 沒有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù)，采用下圖 34 和圖 35 的電路，程序存儲(chǔ)器的地址由 P1 和 P2 口的 —— 輸入，數(shù)據(jù)由 P0口讀出， , 和 , 的控制信號(hào)見表 34，PSEN 保持低電平， ALE， EA 和 RST 保持高電平，效驗(yàn)時(shí)， P0 口必須接上 10K 左右的上拉電阻。當(dāng)報(bào) 警 環(huán)境出現(xiàn)煙霧后，溫度傳感器根據(jù)設(shè)定溫度值確定是否報(bào) 警 。當(dāng)溫度上升 25℃時(shí)， 2T 的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓 REV 下降為 ,達(dá)到設(shè)定值使 2T 導(dǎo)通。如果在極板 P1和 P2之間加上一個(gè)電壓 E，極板間原來(lái)雜亂無(wú)章的正負(fù)離 子，在電場(chǎng)的作用下作有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，從而在極板間形成電離電流 hI ，施加的電壓越高，則電離電流越大，當(dāng)電離電流增加到一定值時(shí)，將不再增加，此電流稱為飽和電流 sI ，如圖 42（ b）所示。對(duì)探測(cè)器進(jìn)行自檢時(shí)，一個(gè)邏輯高電壓加到 tR 上，使傳感器輸出升高 ，單片機(jī)根據(jù)自檢前后的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，可判斷出模 /數(shù)轉(zhuǎn)換及傳感器兩個(gè)模塊的功能是否正常。這一要求可表示為 ST? 〉〉 rfC 式 中 T為激勵(lì)脈動(dòng)電流的周期。 3℃的校準(zhǔn)準(zhǔn)確度。 高阻抗差動(dòng)輸入 由于控制系統(tǒng)是對(duì)溫度和煙的濃度進(jìn)行檢測(cè)，相當(dāng)于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)說(shuō)信號(hào)變化很慢，所以采樣保持器（保持在 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)輸入的模擬信號(hào)不變）也可以省去。 (2) 查詢法 查詢法是由 CPU 來(lái)檢查 EOC 信號(hào)。 A/D 轉(zhuǎn)換部分包括比較器、逐次逼近寄存器 SAR、 256R 電阻網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、控制與時(shí)序電路等，另外具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，其輸出數(shù)據(jù)線可直接連 CPU的DB。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 及其接口 (1) 主要性能 ※ 8 位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，所有引腳的邏輯電平與 TTL兼容； ※ 帶有 鎖存功能的 8路模擬量轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對(duì) 8路 05V 模擬量進(jìn)行分時(shí)轉(zhuǎn)換； ※ 輸出具有三態(tài)鎖存 /緩沖功能； ※ 分辨率： 8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100us； ※ 不可調(diào)誤差：177。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 CPU 的接口方法 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 (1) ADC 轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過三態(tài)緩沖器件與 CPU數(shù)據(jù)總線相連接（在芯片內(nèi)部沒有三態(tài)輸出緩沖器時(shí)）； (2) 為了輸入正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須解決好 A/D 轉(zhuǎn)換器和 CPU 取數(shù)之間的時(shí)間配合問題。 可用于Ｔ型熱電偶由于熱電偶的輸出電勢(shì)與溫度成非線性關(guān)系 ,下列轉(zhuǎn)換函數(shù)將決定芯片的實(shí)際輸出電壓 :在控制系統(tǒng)中，傳感器和檢測(cè)電路輸出的信號(hào)，一般都比較小，不能直接進(jìn)行顯示記錄和控制。 電源電壓范圍 :+5V～177。直流激勵(lì)方式的鉑電阻產(chǎn)生穩(wěn)定的自熱溫升為 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 fRI bjZ 2)( ?? ?? （ 2） 取式（ 1）與式（ 2）之比值 rr fCSrbfCSZefCCReSq ?? ?????? 2231)( )( ??? 來(lái)表征間歇激勵(lì)方法的效果。下面對(duì)幾種輸出模式的測(cè)試就是按 8位精度邊轉(zhuǎn)換邊接收方式進(jìn)行的。顯然煙霧濃度越大，煙離子的阻擋作用越強(qiáng)， A 點(diǎn)電位越高。 防火系統(tǒng)采用了復(fù)合形式的智能型火災(zāi)傳感電路，代替了過去的單一形式的傳感器，如火焰?zhèn)鞲衅鳌囟葌鞲衅?、煙霧傳感器等，這樣就不會(huì)出現(xiàn)誤 報(bào)情況。其基本工作原理是利用硅 PN結(jié)的負(fù)溫度系數(shù)測(cè)量環(huán)境溫度。讀簽名字節(jié)的過程和單元 030H， 031H 及 032H 的正常效驗(yàn)相仿，只需將 和 保持低電平，返回值意義如下： （ 030H） 1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公司制造 ； （ 031H） 51H 聲明為 AT89C51 單片機(jī) ； （ 032H） FFH 聲明 12V編程電壓 ； （ 032H） 05H 聲明為 5V 編程電壓。 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來(lái)檢測(cè)一個(gè)寫周期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ） 是原來(lái)寫入字節(jié)最高位的反碼。 編程方式 編程前， 須按表 34和圖 34及圖 35所示設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的 11 位地址范圍為 0000H0FFFH，數(shù)據(jù) P0口輸入，引腳 , 和 , 的電平設(shè)置見表 34， PSEN 為低電平， RST保持高電平， EA/ ppV 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電源， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不包括 RAM 中的內(nèi)容，在ccV 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定 時(shí)間一是振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即 PD和 IDL同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。 用戶也可以采用外部時(shí)鐘。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。在此期間 ，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的 PSEN 非信號(hào)不出現(xiàn)。 ALE/PROG 非：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。對(duì)端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。低功耗空閑和掉電式 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié) Flash 閃存存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 1000 次擦寫中期 是目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛，價(jià)格始終的 A/D轉(zhuǎn)換器。也就是 51芯片的 31 腳控制著單片機(jī)程序從內(nèi)部讀取還是從外部讀取， 31 腳接電源，程序從內(nèi)部讀取， 31 腳接地，程序從外部讀取 ， 其他無(wú)須改動(dòng)。 由于上述類型的單片機(jī)應(yīng)用的早，影響很大，已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 3） 高溫處理 。 火災(zāi)發(fā)生 ， 煙霧先到達(dá) ， 這時(shí)防火門附 近的溫度還處在正常范圍 。 通常使防火門停在最高處 ， 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí) ， 防火門向下運(yùn)行 ， 切斷火勢(shì)曼延的通路 。 本設(shè)計(jì)可以獨(dú)立單元房間（面積 100 平方米）設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。細(xì)微特征的辨識(shí)也是從提供信息角度識(shí)別火災(zāi)的一種方法。但目前，這種技術(shù)還僅限于對(duì)煙粒子的探測(cè)，在應(yīng)用中不同程度地受到了應(yīng)用場(chǎng)所環(huán)境的限制。而現(xiàn)代火災(zāi)探測(cè)傳感器的判別功能和判定決定權(quán)由軟件控制，能濾除干擾，識(shí)別真假火災(zāi)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)智能判斷。目前，大多數(shù)消防系統(tǒng)中使用的是離子感煙探測(cè)器、光電感煙探測(cè)器及感溫探測(cè)器。 火災(zāi)探測(cè)器 火災(zāi)探測(cè)器簡(jiǎn)介 火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)最重要的組成部分之一，它至少含有一個(gè)能連續(xù)或以一定頻率周期探測(cè)物質(zhì)燃燒過程中所產(chǎn)生的各種物理、化學(xué)現(xiàn)象的傳感器，并且至少能向控制和指示設(shè)備提供一個(gè)適合的信號(hào) 。報(bào)警早，損失少，不僅對(duì)發(fā)生火災(zāi)的單位和個(gè)人具有重要作用，而且對(duì)公安消防監(jiān)督機(jī)構(gòu)及時(shí)撲滅火災(zāi)、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失同樣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。其主要功能是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，控制防火卷閘門可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)防火卷閘門的 一步降或二步降，達(dá)到分區(qū)防火，控制火勢(shì)蔓延，減少火災(zāi)損失的目的防火卷閘門控制方式主要分為手動(dòng)調(diào)整自動(dòng)與聯(lián)動(dòng)等各種控制方式同時(shí)預(yù)留和上位機(jī)的通訊接口，為自動(dòng)消防系統(tǒng)作好前期準(zhǔn)備。同時(shí)對(duì)溫度傳感器和煙霧傳感器都有一定的說(shuō)明。及時(shí)的預(yù)警，是降低火災(zāi)造成的損失的有效方法。用戶對(duì)火災(zāi)報(bào)警以至自動(dòng)消防系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 屬于樓宇自動(dòng)化范疇，是當(dāng)前樓宇自動(dòng)化的一個(gè)主要構(gòu)成系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)為解決火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)存在的兩個(gè)難題（誤報(bào)、漏報(bào)）提供了新的方法和手段，并在處理火災(zāi)真?zhèn)畏矫姹憩F(xiàn)出明顯的有效 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 性和 創(chuàng)新性，這是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)在技術(shù)上的飛躍。 （ 2）火災(zāi)探測(cè)器的分類 根據(jù)監(jiān)測(cè)的火災(zāi)特性不同，火災(zāi)探測(cè)器可分為感煙、感溫、感光、復(fù)合和可燃?xì)怏w等五種類型。該種類探測(cè)器中熱敏元件的阻值隨溫差發(fā)生變化，從而將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并進(jìn)行報(bào)警處理。 火災(zāi)探測(cè)器新技術(shù) （ 1）高靈敏度探測(cè)技術(shù)應(yīng)用目前已研究開發(fā)出激光式高靈敏度感煙火災(zāi)探測(cè)器、 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 吸氣式高靈敏度火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和氣體火災(zāi)探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)等超早期火災(zāi)探測(cè)報(bào)警產(chǎn)品。而現(xiàn)代火災(zāi)探測(cè)器是對(duì)火災(zāi)過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有些探測(cè)器實(shí)質(zhì)上只起傳感器的作用。 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)生把盆景及控制信號(hào)。 有 3個(gè)時(shí)間要設(shè)置 ： 防火門的全程上升時(shí)間和全程下降時(shí)間及從頂下降到中位所需的時(shí)間 。 防火門下降到中位 （ 通常門已關(guān)閉一半 ， 下面一半開著 ， 讓人逃生 ） 停止下降 ， 延時(shí)一段時(shí)間 ， 以便讓里面的人逃生 ， 而后繼續(xù)下降 （ 稱作第二步下降 ）， 直到防火門完全關(guān)閉為止 。 防火門在第二步下降的過程中 ， 若有人按動(dòng) “ 上 ”、“ 下 ”、“ 停 ” 3個(gè)按鈕中任何一鈕 ， 門都將上升到中位 。 8031 片內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器 ROM，使用時(shí)用戶需外接程序存儲(chǔ)器和一片邏輯電路373，外接的程序存儲(chǔ)器多為 EPROM 的 2764系列。寫入單片機(jī)內(nèi)的程序還可以進(jìn)行加密，這又很好地保護(hù)了你的勞動(dòng)成果。而就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的 A/D 轉(zhuǎn)換器，有內(nèi)含多路開關(guān)的 A/D轉(zhuǎn)換器。 圖 31 AT89C51 管腳圖 2個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 AT89C51 方框圖 如下圖 32 圖 32 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 引腳功能說(shuō)明 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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)低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ I）。 Flash 編程或校驗(yàn)時(shí)， P2亦接受高位地址和其它控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE無(wú)效。 如 EA端為高電平（接 Vcc端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，對(duì)外電容 C C2 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的