【正文】 圖 3是傳感器的基本測試電路。封裝好的氣敏元件有 6 只針狀管腳，其中 4 個用于信號取出，2 個用于提供加熱電流。 DS18B20 單線數(shù)字溫度計 （ 1）適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。 （ 8）測量結(jié)果直接輸出數(shù) 字信號，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時可傳送 CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 LS Byte bit15 bit14 bit13 bit12 bit11 bit10 bit9 bit8 MS Byte 表 1: DS18B20 溫度值格式表 這是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù)，存儲在 18B20 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 即可得到實際溫度；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 即可得到實際溫度。C 0000 0000 0000 1000 0008h +0176。 表 4： 溫度分辨率設(shè)置表 。C 1111 1111 1111 1000 FFF8h 176。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的存儲器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存 RAM 和一個非易失性的可電擦除的 EEPRAM,后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器 TH、 TL 和結(jié)構(gòu)寄存 器。 2. DSl8B20 的引腳，如右圖所示。 （ 3） DS18B20 支持多點組網(wǎng)功能，多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。 V AC or DC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。其中 VH 用于為傳感器提供特定的工作溫度。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。 （ 4）在 ST 端給出一個至少有 100ns 寬的正脈沖信號。分頻我用的是 74Ls74 芯片。直到 A/D 轉(zhuǎn)換完成，EOC 變?yōu)楦唠娖剑甘?A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。 (5)模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 EOC— 轉(zhuǎn)換 結(jié)束信號。 START— 轉(zhuǎn)換啟動信號。 由上圖可知， ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、 一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。因而，復(fù)位時一個很重要的操作方式。用戶也可以采用外部時鐘。同時， STC89C5RC 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。 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，見表 32。 P1 口： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙 向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 (5)數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) STC89C5RC 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。下面就將各個部分電路設(shè)計給予介紹。該產(chǎn)品采用美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 DS18B20 可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片封裝而成，具有耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。 溫度傳感器按傳感器與被測介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類：一 類是接觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器，使用范圍廣，數(shù)量多，居各種傳感器之首。當(dāng)懷疑檢測環(huán) 境中存在這些物質(zhì)時，經(jīng)常對探頭進行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。根據(jù)本設(shè)計的需要，我選擇的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 ADC0809 芯片。而且 STC89C5RC 目前的售價比 8031 還低，市場供應(yīng)也很充足。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，之后再可寫入。設(shè)計成果能對室內(nèi)煙霧 (CO2， CO[10]，甲 烷等 )及溫度突變進行報警，煙霧和溫度同時出現(xiàn)異常，則說明有火災(zāi)，發(fā)出火災(zāi)警報。在智能火災(zāi)報警系統(tǒng)中，火災(zāi)探測器隨時監(jiān)視著周圍環(huán)境的情況，是系統(tǒng)的“感覺器官”。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國內(nèi)外經(jīng)濟的迅速增長，市場上迫切需要一種 容量大、性能優(yōu)越、可靠性高、便于安裝、使用和維護的智能型火災(zāi)報警控制系統(tǒng)。火災(zāi)報 警技術(shù)是預(yù)防火災(zāi)的哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 一項基礎(chǔ)工作，應(yīng)用范圍廣泛。此類系統(tǒng)可通過各種模塊對各聯(lián)動設(shè)備實行較復(fù)雜的控制。目前國內(nèi)廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災(zāi)報警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域報警控制方式，其系統(tǒng)復(fù)雜、成本較高。 關(guān) 鍵詞 ： 火災(zāi)；單片機；報警器； ADC0809；傳感器 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract With the modern family the use of fire, electricity consumption increases, households are more frequent fires, fire alarm also will be widely used in various applications. This design is the use of microputer with the sensor technology development and design of intelligent fire alarm system. Design purpose is to design and implementation of a distributed intelligent fire alarm control system, and the position and realization of hardware and software. The main thesis of intelligent fire alarm system of the ponent parts have been introduced, its main control circuit and peripheral circuits interface between technology and software were also highlighted. Designed to MCS51 microcontroller core for the hardware realization of intelligent fire alarm system. A selection MQ2type semiconductor Smoke Sensors detect smoke。 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排： 查閱中外文文獻資料，寫出文獻綜述階段： 20xx 年 12 月 10 日 —— 20xx 年 1 月 10 日 調(diào)查、設(shè)計、實驗、研究階段： 20xx 月 1 月 11 日 —— 20xx 年 3 月 31 日 設(shè)計（論文）撰寫與整理階段： 20xx 年 4 月 1 日 —— 20xx 年 5 月 31 日 指導(dǎo)教師意見與要求： 簽字： 年 月 日 主任意見： 簽字： 年 月 日 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 I 摘 要 隨著現(xiàn)代家庭用火、用電量的增加，家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高，火災(zāi)報警器也隨之被廣泛的應(yīng)用于各種場合。單片機處理數(shù)據(jù)后，與設(shè)定的上限值進行比較，超過上限值時，發(fā)出指令，實現(xiàn)光報警，達到預(yù)期的效果。單片機處理數(shù)據(jù)后，與設(shè)定的上限值進行比較，超過上限值時，發(fā)出指令，實現(xiàn)光報警，達到預(yù)期的效果。 火災(zāi)報警技術(shù)的發(fā)展概況 我國的火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程，其智能化程度也越來越高。其探測器的報警形式為開關(guān)量，它的靈敏度在制造時，通過硬件決定，不可調(diào)整。其設(shè)置目的是為了防止和減少火災(zāi)危害，保護人身和財產(chǎn)安全。智能型火災(zāi)報警系統(tǒng)是一個集信號檢測、傳輸、處理和控制于一體的控制系統(tǒng)，代表了當(dāng)前火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。智 能火災(zāi)報警控制器是一種能向火災(zāi)探測器供電、接收、顯示和傳遞火災(zāi)報警等信號的報警裝置，它是智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的重要組成部分。實時、準(zhǔn)確報警和可靠的聯(lián)動控制，使系統(tǒng)可靠性高、靈活性強、人機界面友好。 8031 片內(nèi)不帶程序存儲器 ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路 373，外接的程序存儲器多為 EPROM 的 2764 系列。寫入單片機內(nèi)的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。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。中毒是如果環(huán)境空氣中含有硅烷之類的物質(zhì)時，則傳感器將 使催化元件產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 中毒，以致靈敏度很快就喪失。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)計選用 MQ2 型煙霧傳感器，這種型號的傳感器不但具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、壽命長等優(yōu)點。目前，國際上新型溫度傳感器正從模擬式想數(shù)字式、集成化向智能化及網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。 綜合以上，我選擇數(shù) 字溫度傳感器 DS18B20。 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖 圖 智能火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖 光報警 蜂鳴器報警 4 分頻電路 MQ2 煙霧傳感器 DS18B20 溫度傳感器 ADC0809 STC89C52RC 單 片 機 哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 第 3章 硬件模塊設(shè)計 在本設(shè)計中，最小單片機系統(tǒng)設(shè)計選用了 STC89C51RC 單片機進行控制。 (4)程序存儲器 (ROM)： STC89C5RC 共有 4096 個 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。在 F1ash編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。作為輸入，由于外部下拉為哈爾濱遠東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 功能特性概述 STC89C5RC 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃存存儲器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個 I/O 口線，兩個 16 位定時 /計數(shù)器，一個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路。 10pF）。其作用是是 CPU 和系統(tǒng)中其它部件都處在一個確定的初始條件，并從這個狀態(tài)開始工作。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖 34。 ALE 上跳沿， A、 B、 C 地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 (4)單個＋ 5V 電源供電。下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進行。 由于 CLK 的時鐘脈沖選用的是 500KHz，所以需要把單片機 ALE 產(chǎn)生的 2MHz 的脈沖進行 4 分頻，接到 ADC0809 的 CLK 管腳。 （ 3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C 端口上。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。 該傳感器需要施加 2 個電壓：加熱器電壓（ VH）和測試電壓（ Vc）。 MQ2的使用 規(guī)格： A. 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V AC or DC VH 加熱電壓 177。 （ 2）獨特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 （ 9）負(fù)壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。例如 +125℃的數(shù)字輸出為 07D0H， +℃的數(shù)字輸出為 0191H，℃的數(shù)字輸出為 FF6FH， 55℃的數(shù)字輸出為 FC90H 。C 0000 0000 0000 0000 0000h