【正文】 。總線經(jīng)過 。 讀時間片：從 DS18B20讀數(shù)據(jù)時，使用讀時間片。 17 表 DS18B20功能命令表 DS18B20是用 12位存儲溫度，最高位為符號位，下 表 為它的溫度存儲方式： 表 DS18B20溫度存儲地址分配 2^3 2^2 2^1 2^0 2^1 2^2 2^3 2^4 LSBYTE Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 S S S S S 2^6 2^5 2^4 MSBYTE Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 這是 12位轉(zhuǎn)化后得到的 12位數(shù)據(jù)，存儲在 DS18B20的兩個 8比特的 RAM中，二進制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0，這 5位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 可得到實際溫度；如果溫度小于 0，這 5位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 得到實際溫度。在時間片結(jié)束時， I/O引腳經(jīng)過外部的 上拉電阻拉回高電平，所有讀時間片的最短持續(xù)期為 60微秒，包括兩個讀周期間至少 1μs的恢復時間。它有寫時間片和讀時間片兩種。經(jīng)過單線接口訪問 DS18B20必須遵循如下協(xié)議：初始化、 ROM操作命令、存儲器操作命令和控制操作。被測溫度用符號擴展的 16位數(shù)字量方式串行輸出。設(shè)計電路如圖 所示。這種顯示方式編程容易，但占用 I/O 口或鎖存器較多，隨著顯示位數(shù)的增多，資源浪費將會更嚴重 。如圖 所示為共陰極數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 手動按鈕復位需要人為在復位輸入端 REST 上加入高電平 ,采用的辦法是在 REST 端和正電源 Vcc 之間接一個按鈕。由于外接電容的容量大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工 作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容的容量大小范圍為 30 10pF pF? ；如果使用陶瓷諧振，則電容容量大小為 40 10pF pF? 。 AT89S51 引腳圖如圖 所示。 按鍵報警 A T 89S 51 單片機 D S 18B 20 MQ 2 L M 324 A D C 08 32 七段數(shù)碼管 蜂鳴器 LED 燈 圖 系統(tǒng)元器件工作原理圖 控制器模塊設(shè)計 在自動火災報警系統(tǒng)的設(shè)計中，單片機是其核心部件。 DS18B20 采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號，可以直接發(fā)送至單片機進行處理。 液晶顯示器 LCD1602 可以顯示字符且功耗較低。使用簡單的電路即可將電導率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。0 .5℃ 。根據(jù)本設(shè)計的需求，我們選擇的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 ADC0832。而且 AT89S51 目前的售價比 8031 還低，市場供應(yīng)業(yè)很充足。用戶若想對寫入到 EPROM 中的程序進行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之后可寫入。 單片機內(nèi)部程序中預先設(shè)定報警臨界值，包括溫度過高報警和氣體濃度過高報警。警報裝置包括聲音報警裝置（蜂鳴器）和光報警裝置（ LED 燈 ）。 要求選用的單片機對信號做出準確的的分析處理。無線火災自動報警系統(tǒng)起初僅用于特殊場合，如博物館、名勝古跡等不宜布線的場合，而且其價格也比較高。在這一階段，火災報警系統(tǒng)普遍采用多線制布局方式，布線、調(diào)試、系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。火災自動報警系統(tǒng)可作為城市消防系統(tǒng)的單元，通過城市消防專用網(wǎng)與城市消防報警中心聯(lián)網(wǎng)，及時將報警信息傳遞到消防報警中心，城市消防報警中心會自動查找到火災發(fā)生的位置，并為消防隊員制定消防路線圖，以便消防隊員可以迅速抵達火災地點。進入 90 年代，特別是 1993 年以來，火災造成的直接財產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 2020 多人。 該 火災自動報警 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉 ， 具有一定的實用價值。 盡我所知 ，除文中 特別加以標注和致謝的地方外， 不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 安陽工學院 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。選用 MQ2 型半導體 可燃氣體 敏感元件煙霧傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災較多，死亡人數(shù)卻相對較少，這與歐美發(fā)達國家的生活水平以及消防技術(shù)和設(shè)施有關(guān) ?；馂淖詣訄缶到y(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。這一階段，火災報警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進行火災判斷。模擬量可尋址技術(shù)的應(yīng)用使得火災報警系統(tǒng)的安全性、精準性和智能性有了很大提高，在火災自動報警系統(tǒng)發(fā)展史上具有里程碑的意義。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測節(jié)點構(gòu)成，探測節(jié)點僅將火災參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測節(jié)點均為智能型，也是今后火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。 主要應(yīng)用方向與設(shè)計構(gòu)思 本設(shè)計主要用于 居民住宅區(qū)、機房、辦公室等小型防火單位， 是為人們提供的一種簡單的 、廉價實用的火災自動報警裝置 。 DS18B20 采集的數(shù)據(jù)為數(shù)字信號，可以直接發(fā)送至單片機進行處理。 A T 89S 51 控制模塊 溫度采集模塊 按鍵報警模塊 煙霧探測模塊 聲光報警模塊 數(shù)碼管顯示模塊 圖 系統(tǒng)工作原理框圖 微處理器的選擇 單片機是本方案的靈魂，所以 主控單元 選擇是非常重要的?！? 在眾多的 51 系列單片機中，要算 ATMEL公司的 AT89S51 更實用，因為他不但和 8051指令，管腳完全兼容，而且其內(nèi)片的 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 AT89Sx 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。但這種方案電路復雜、成本較高，且需要多次檢測后方可使采樣精確，過于煩瑣。 MQ2 氣體傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃氣體有良好的靈敏度，對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度較高、壽命長、成本低。但顯示字符有限，只能顯示亮和不亮。 因此本設(shè)計選用 八段數(shù)碼管 作為顯示器件。如果單片機接收到報警按鍵信號，直接報警。它與通用 80C51 系列單片機的指令系統(tǒng)和引腳兼容。 晶振電路為單片機 AT89S51 工作提供時鐘信號，芯片中有一個用于構(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。 AT89S51 的復位信號是從 REST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。 12 V C CR15 .1 KC 1 230PC 1 130PRST+ C21 0 u FX112ME A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 01P 1 12P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10VCC40GND20U1A T 8 9 S 5 * /A T 8 9 C 5 * / S T C 8 9 C 5 *P 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7R X DI N T 1I N T 0T1T0X1X2R S TRDWRP 0 0P 0 1P 0 2P 0 3P 0 4P 0 6P 0 5P 0 7P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6P 2 7T X DA L EP S E NV C CV C CP 3 0 /P 3 1 // P 3 2/ P 3 3/ P 3 4/ P 3 5/ P 3 6/ P 3 75 1單 片機最小系統(tǒng) 圖 單片機的最小系統(tǒng)設(shè)計 顯示模塊設(shè)計 本火災自動報警系統(tǒng)需要實現(xiàn)對周圍環(huán)境溫度和氣體的實時監(jiān)測，故需要顯示模塊來顯示周圍環(huán)境的溫度和氣體變量。如圖 所示為 4 位數(shù)碼管的構(gòu)成。如此循環(huán)下去，只要每位顯示的間隔時間足夠短，利用發(fā)光二極管的余暉效應(yīng)和人眼的視覺暫留作用，就可以造成多位同時亮的假象，達到同時顯示不同字符的效果。 15 DS18B20 介紹 DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器是 DALLAS半導體公司開發(fā)的世界上第一片支持 “一線總線 ”接口的溫度傳感器。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 ，主要由 4部分組成： 64位 ROM、溫 度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH和 TL、配置寄存器。在檢測到 I/O引腳上的上升沿之后， DS18B20等待 1560μs,并且接著發(fā)送脈沖（ 60240μs的低電平信號）。當主機把數(shù)據(jù)線