【正文】 問(wèn)題。當(dāng)氣體濃度低于范圍的最小值時(shí)，就會(huì)削弱電化學(xué)傳感器產(chǎn)生的反映信號(hào)，還有一些不可避免的環(huán)境噪聲干擾，儀器的使用有誤從而使讀數(shù)不準(zhǔn)確，也會(huì)降低電化學(xué)傳感器的準(zhǔn)確性和分辨率。復(fù)位電路可以采用典型的上電復(fù)位或者是按鍵復(fù)位電路。在空閑模式下，單片機(jī)的CPU就會(huì)停止工作而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器、串行口以及外部中斷系統(tǒng)是繼續(xù)工作，這樣就可以在掉電的情況下使振蕩器凍結(jié)，將數(shù)據(jù)保存在RAM中，掉電的時(shí)候系統(tǒng)會(huì)停止芯片的其它功能，直至外部中斷響應(yīng)或硬件電路進(jìn)行復(fù)位。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無(wú)法可靠復(fù)位。本文就采用內(nèi)部時(shí)鐘方式。半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之分。本設(shè)計(jì)選用的MQ2型氣體傳感器，這種型號(hào)的傳感器的特點(diǎn)是靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。(5)快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。煙霧傳感器是氣電變換器，它屬于氣敏傳感器，它將空氣中煙霧或可燃性氣體的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的電壓或者電流信號(hào)，傳感器作為煙霧報(bào)警器的信號(hào)采集部分，是整個(gè)系統(tǒng)的核心組成部分之一。語(yǔ)音芯片ISD1820PY管腳功能為：電源(VCC)：芯片內(nèi)部的有兩路電路分別是：模擬電路和數(shù)字電路。直到REC變低或芯片內(nèi)存錄滿后，錄音結(jié)束，芯片自動(dòng)寫入一個(gè)信息結(jié)束標(biāo)志(EOM)，以后的放音操作當(dāng)遇到結(jié)束標(biāo)志(EOM)就會(huì)停止，芯片進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。此外，放音遇到EOM標(biāo)志時(shí)，此端輸出一個(gè)低電平脈沖。自動(dòng)增益控制(AGC)：AGC動(dòng)態(tài)調(diào)整前置增益以補(bǔ)償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化范圍很大的音量(從耳語(yǔ)到喧囂聲)時(shí)失真都能保持最小。按住S1(REC)錄音按鍵不放即錄音，RECLED燈會(huì)亮起，松開按鍵錄音停止。LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。此電容可以有隔直（隔斷直流電壓）和耦合（耦合音頻的交流信號(hào)）。三極管是處于飽和導(dǎo)通還是處于截止斷開，則由其基極B控制。根據(jù)整體軟件流程圖用C語(yǔ)言編寫程序。y0。jidianqi=0。然后保存這個(gè)文件filesave彈出框save as 填寫你要保存的文件名。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。(2) 在元器件庫(kù)中選擇需要的元器件，再擺放好元器件，設(shè)定好參數(shù)，最后連接電路圖。根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，就要先焊電阻、插槽、晶振、瓷片電容、電解電容，最后焊接煙霧傳感器和喇叭。如果有，則表示振蕩電路正常。因此，本論文中的可燃性報(bào)警器滿足檢測(cè)要求。 the central or the top level provides the lower units with a model of the relationship between its action and the response of the system.It is evident that a powerful machine is required at this stage so that all the required functions can be implemented. The availability of the new generation of microchips makes this architecture a feasible solution.A single chip microputer was chosen over discrete digital and analogue devices to interface to the field devices and to the central microputer. This is the main reason that previously this approach was not feasible.In selecting the microputer for the local stations, the criterion was the requirement for a chip which contains the most integration of the analogue and digital ports required for the interface and the utilization of CMOS technology owing to remoteness of the local stations. The choice was the Motorola 68HC11A4, for the following reasons:(a) It is CMOS technology。 this facilitates serial munication.(e) It has an a/d converter on board。語(yǔ)音報(bào)警中的退耦電容可以改變音質(zhì)。MQ2為煙霧傳感器，電路采用交流供電，220V交流市電從插頭引入電路，經(jīng)電源變壓器降壓后變?yōu)橹绷鳎绷麟妷褐苯庸﹤鞲衅鱉Q2的加熱絲hh工作，加熱絲給傳感器MQ2預(yù)熱一定時(shí)間后，才能正常檢測(cè)煙霧。(2) 用萬(wàn)用表檢測(cè)31引腳是否有5V電壓。(4) 仿真運(yùn)行，“debug”—“execute”。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。編譯前要進(jìn)行一個(gè)重要的操作。 程序編譯及調(diào)試界面編譯及調(diào)試具體的步驟首先打開Keil uVision。} void main() //主函數(shù){ yanwu=1。 sbit yuyin=P1^1。二極管D2的作用是保護(hù)繼電器。減小該電容值，可使噪聲能量沖擊的幅度變小、寬度變窄；故選用10uF/。通過(guò)接在1管腳和8管腳間接電解電容（1腳接電容+極）來(lái)改變?cè)鲆?，斷開時(shí)增益為20。在直通模式下，直通開關(guān)閉合，對(duì)話筒說(shuō)話會(huì)從喇叭里擴(kuò)音播放出來(lái)，構(gòu)成喊話器功能，由于該模式下的話筒放大同時(shí)經(jīng)過(guò)AGC自動(dòng)增益調(diào)節(jié)和帶通濾波器，其音質(zhì)比通常的話筒放大器要好很多，而且不會(huì)出現(xiàn)喇叭過(guò)載的情況。單端使用必須在輸出端和喇叭之間接耦合電容，而雙端輸出既不用電容又能將功率提高至4倍。話筒輸入(MIC)：此端連至片內(nèi)前置放大器。邊沿觸發(fā)放音(PLAYE)：當(dāng)此管腳有一個(gè)上升沿時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)芯片開始進(jìn)行放音。電源線的匯合這樣接法會(huì)使得噪聲的影響減少到最小。一個(gè)完整的煙霧傳感器都必須具備：(a)能夠檢測(cè)某種單一煙霧，而對(duì)共存的其它煙霧不響應(yīng)或低響應(yīng)； (b)對(duì)被測(cè)煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測(cè)允許范圍內(nèi)的煙霧濃度；(c)對(duì)檢測(cè)信號(hào)響應(yīng)速度快，重復(fù)性好；(d)長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好，制造成本低，使用與維護(hù)方便等條件。(7)適宜于煙霧、液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣等的探測(cè)。它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化。當(dāng)溫度在200～300℃時(shí)半導(dǎo)體氣敏元件讓空氣中的氧吸附在元件表面，當(dāng)氧負(fù)離子吸附在半導(dǎo)體氣敏元件表面可以形成氧負(fù)離子吸附，氧負(fù)離子的減少就會(huì)使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率，；電容CC3的值則有微調(diào)作用，通常取30pF左右的瓷片電容。當(dāng)電容C1放電結(jié)束后，RST端的電位由R1與R2分壓比決定。特別注意：31腳(/EA/Vpp)是選擇片內(nèi)外存儲(chǔ)器的引腳，當(dāng)/EA/Vpp接高電平時(shí)，單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開始執(zhí)行；當(dāng)/EA/Vpp接低電平時(shí)，復(fù)位后直接從外部ROM的0000H開始執(zhí)行。因此，綜合考慮成本、易操作性、系統(tǒng)性能等因素，最終選擇方案三。待測(cè)氣體的交叉影響使檢測(cè)結(jié)果不能反映檢測(cè)氣體的實(shí)際含量，檢測(cè)結(jié)果就會(huì)失去科學(xué)價(jià)值和原有的合理性。由于可能會(huì)有因某種特定原因產(chǎn)生的類似火災(zāi)的干擾源觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)。整體方案設(shè)計(jì)：首先需要把煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化成單片機(jī)[9]（AT89S52）可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，這部分電路就需要煙霧檢測(cè)電路、放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成。空氣中的待檢測(cè)氣體透過(guò)網(wǎng)孔與傳感電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生傳感電極，這種電化學(xué)傳感電極主要是應(yīng)用的氧化機(jī)理和還原機(jī)理。系統(tǒng)的其它部分均安裝在主板上，SOPC控制器接受到來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)后將數(shù)值顯示，并根據(jù)事先定制好的規(guī)則判斷煙霧是否超標(biāo)，如果有煙霧超標(biāo)則將發(fā)出報(bào)警信息，并驅(qū)動(dòng)語(yǔ)音報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警，同時(shí)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)排氣電路開始工作。 SOPC是在一塊硅片上利用可編程邏輯技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)完整的可編程片上系統(tǒng)。硬件電路設(shè)計(jì)主要是針對(duì)選擇的方案進(jìn)行具體的電路設(shè)計(jì)。如適用范圍過(guò)小、智能化程度低、網(wǎng)絡(luò)化程度低、組件連接方式有待改善、煙霧超標(biāo)報(bào)警自動(dòng)排氣系統(tǒng)誤報(bào)、漏報(bào)問(wèn)題較多、超早期煙霧探測(cè)報(bào)警技術(shù)應(yīng)用還幾乎處于空白。(1)研究現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、大量樓宇的建成與使用，用于保障人身和財(cái)產(chǎn)安全的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)顯得越來(lái)越必要。如:探測(cè)器經(jīng)常誤報(bào)警,經(jīng)常演繹“狼來(lái)了”的故事,使得消防值班人員飽受困擾。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。它主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、煙霧檢測(cè)電路、語(yǔ)音報(bào)警電路、自動(dòng)排氣電路等組成。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。如果在一般家庭中發(fā)生火災(zāi)，就會(huì)很大程度上出現(xiàn)撲救不及時(shí)的情況。火災(zāi)探測(cè)器的工作原理火災(zāi)探測(cè)器顧名思義就是探測(cè)是否有火災(zāi)可能或火災(zāi)正在發(fā)生的設(shè)備,根據(jù)火災(zāi)的特點(diǎn)及其產(chǎn)生物(例如:煙、熱、火焰等)的特性，可分為：煙霧探測(cè)器、溫度探測(cè)器及火焰探測(cè)器三類。排除了設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)等情況后,我們發(fā)現(xiàn)這些情況往往是由于探測(cè)設(shè)備受到干擾而造成的。 (3) 課題研究意義煙霧超標(biāo)報(bào)警器的意義在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)普通環(huán)境中煙霧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，以減少煙霧有毒氣體對(duì)人體的傷害，通過(guò)報(bào)警來(lái)警示人們所處環(huán)境的煙霧濃度過(guò)高，并通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制環(huán)境的有毒氣體濃度，如完成開風(fēng)扇通風(fēng)、切斷有毒氣體來(lái)源等由單片機(jī)控制的部分。最后的制作與調(diào)試主要是進(jìn)行硬件仿真與制作，并對(duì)硬件進(jìn)行相關(guān)功能的測(cè)試，檢測(cè)是否能達(dá)到設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的功能。Quartus Ⅱ是最高級(jí)和復(fù)雜的用于SOPC的設(shè)計(jì)環(huán)境。電化學(xué)傳感器主要包括兩部分：傳感電極（又稱工作電極）和反向電極。如果測(cè)量該電流的大小，就可根據(jù)電流的大小與氣體濃度的換算關(guān)系來(lái)確定空氣中某種氣體濃度。原理框圖說(shuō)明：煙霧信號(hào)采集電路一般由氣敏管[6]傳感器和模擬放大電路組成，將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬的電信號(hào)。電化學(xué)傳感器有一個(gè)恒定的檢測(cè)范圍。綜上所述本設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性不高，存在的干擾因素較大，所以不采取此方案。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 (1)AT89S51單片機(jī)AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能的CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，AT89S51采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。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RST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。最小系統(tǒng)中復(fù)位電路的電容C1的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用10uF左右極性電容，單片機(jī)最小系統(tǒng)的電容值越大復(fù)位的時(shí)間越短。（2）光電式煙霧傳感：該煙霧傳感器內(nèi)部有一個(gè)光學(xué)迷宮，安裝有紅外對(duì)管，沒(méi)有煙霧時(shí)紅外接收管接收不到紅外發(fā)射管發(fā)射出來(lái)的紅外光線，當(dāng)煙霧進(jìn)入光學(xué)迷宮時(shí)，通過(guò)折射、反射后，接收管將接收到紅外光線，報(bào)警電路判斷是否超過(guò)閾值，超過(guò)則發(fā)出警報(bào)，反之則不然。這就是半導(dǎo)體氣敏元件檢測(cè)可燃?xì)怏w的基本原理[6]。MQ2的主要特點(diǎn)：(1)具有信號(hào)輸出指示。 煙霧檢測(cè)電路圖傳感器的電導(dǎo)率是隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增大而增大，再使用相應(yīng)的外圍電路就可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)變成與該氣體濃度變化相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。 語(yǔ)音報(bào)警電路 語(yǔ)音錄放音電路語(yǔ)音錄放音電路主要由語(yǔ)音芯片以及一些外圍電路組成。Vssd是芯片內(nèi)部的數(shù)字電路的地線匯接引腳。電平觸發(fā)放音(PLAYL)：此端從低變高時(shí)，芯片開始放音。耦合電容值和此端的10KΩ輸入阻抗決定了芯片頻帶的低頻截止點(diǎn)。直通模式(FT)：此端允許接在MIC輸入端的外部語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的AGC電路、濾波器和喇叭驅(qū)動(dòng)器后直接到達(dá)喇叭輸出端。LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少及總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器。BYPASS端外接一個(gè)電解電容到地，可以起到濾除噪聲的作用。 自動(dòng)排氣電路圖排氣電路主要由三極管、繼電器、電機(jī)組成，在這部分電路中，繼電器和三極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，可開通或關(guān)斷電機(jī)連接的5伏直流電源。 整體軟件流程圖因?yàn)槭紫纫o傳感器預(yù)熱，QM2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器在不通電存放一段時(shí)間后，再次通電時(shí)，傳感器不能立即正常采集煙霧信息，需要一段時(shí)間的預(yù)熱。 for(x=z。 while(1) { if(yanwu==0) {yuyin=1。點(diǎn)擊確定后 彈出一個(gè)芯片選擇項(xiàng)，選atmel AT89S51。開始編譯了，projectbuild target或者按F7或者看到上面圖標(biāo)（一個(gè)圖標(biāo)有兩個(gè)方向向下的箭頭）編譯的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)最前面編譯結(jié)果0 Errors就表示程序沒(méi)有錯(cuò)誤。焊接前首先需要檢測(cè)元器件是否合格，元器件檢驗(yàn)合格后在面包板上按照整體電路圖（附錄C）連接電路圖并檢測(cè)電路是否工作。(4)用萬(wàn)用表檢測(cè)復(fù)位電路，通過(guò)復(fù)位按鍵，檢測(cè)9引腳的電壓是否會(huì)變化，如果按鍵沒(méi)有按下，電壓為0V，按鍵按下后，電壓立刻變?yōu)?V，之后很快的降為0 V，則表示復(fù)位電路正常。5%范圍內(nèi)。但未實(shí)現(xiàn)液晶顯示、遠(yuǎn)程報(bào)警等擴(kuò)展功能，有待進(jìn)一步