【正文】 } fenxi() //數(shù)據(jù)對比 // { if(Tem10xBD) w1=1。A6=1。 P2=0x13。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 fenxi()。 TL0 = 0x00。 sbit A4=P0^3。在設(shè)計(jì)過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識(shí)，有很多感悟和體驗(yàn)心得。 由于此軟 件 也 沒有溫度傳感器和煙霧傳感器， 所以在此用可調(diào)電位器進(jìn)行仿真 來分別代替溫度傳感器和煙霧傳感器 。在數(shù)據(jù)采集子程序中，一次溫度煙霧信號采集延時(shí) 10ms，是讓 ADC0809 準(zhǔn)備好進(jìn)行下一次信號轉(zhuǎn)換。 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。 本系統(tǒng)顯示用的 4 位七段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片 ICM7218A 驅(qū)動(dòng)，分別接數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， DIGIT DIGIT DIGIT DIGIT4 為位選，分別控制 4 位數(shù)碼管的亮滅， ID07 為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī) P1 口。 如圖 37 所示： 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 37 信號處理電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路 經(jīng)過傳感器檢測的電信號為模擬信號，無法直接被單片機(jī)所識(shí)別，所以在經(jīng)過放大電路后對信號經(jīng)行 A/D 轉(zhuǎn)換將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入單片機(jī)。本系統(tǒng)采用的半導(dǎo)體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需要串聯(lián)一個(gè)參考電阻，在經(jīng)過一個(gè)放大電路即可發(fā)送給 ADC 采集。這個(gè)放大器與作為反饋元件的 片外石英體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器。當(dāng)啟動(dòng)裝換時(shí)，該引腳為低電平，當(dāng) A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，該引腳輸出 高電平。 A/D 轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)有： （ 1） 分辨率分辨率表示 A/D 轉(zhuǎn)換器對輸入信號的分辨能力。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展I/O 接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入 /輸出接口。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應(yīng)通過外接電容連至本端。 TGS202 氣體傳感器能探測 CO CO、甲烷、 煤氣等多種氣體，它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適合于火災(zāi)中氣體的探測。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進(jìn)行判斷，然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷?；馂?zāi)探測器通過對火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué) 現(xiàn)象 ——?dú)猓ㄈ紵龤怏w）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測，將探測到的火情信號轉(zhuǎn)化成火警電信號傳遞給火災(zāi)報(bào)警控制器。國內(nèi)已有研究表明利用液晶片和 CCD 攝像機(jī)可對火災(zāi)圖像進(jìn)行有效的探測 [9]。定溫火災(zāi)探測器根據(jù)局部 環(huán)境到達(dá)規(guī)定溫度上下時(shí)開始動(dòng)作。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 火災(zāi)的產(chǎn)生 機(jī)理 眾 所周知，物質(zhì)燃燒的基本條件是：可燃物、助燃物 （ 氧氣 ） 、和足夠的溫度。 設(shè)計(jì)的目的和意義 在各種災(zāi)害中，火災(zāi)是最經(jīng)常、最普遍地威脅公眾安全和社會(huì)發(fā)展的主要災(zāi)何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 害之一。 A/D converter。經(jīng)驗(yàn)告誡人們，任何單位、任何部位，也包括組成社會(huì)的細(xì)胞 ——家庭，都要無一例外地預(yù)防火災(zāi)。隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市高層、地下以及大型綜合性建筑日益增多，火災(zāi)隱患也大大增加，火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。這些熱量通過可燃物的直接燃燒、熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流，使火從起火部位向周圍蔓延，這就是常說的火蔓延。紅外火焰探測器的探測波長為 7000 微米，紫外火焰探測器的探測波長為 4000 微米。 針對這些可燃?xì)怏w探測器主要有半導(dǎo)體型可燃?xì)怏w探測器、載體催化型可燃?xì)怏w探測器、固體電介質(zhì)型可燃?xì)怏w探測器、光電型可燃?xì)怏w探測器等。 （ 2） 系統(tǒng)故障報(bào)警功能。 AD590 是美國 Analog Devices 公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。 地線（ VSSA， VSSD）：芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路也使用不同的地線，這兩個(gè)腳最好在引腳焊盤上相連。 外部時(shí)鐘（ XCLK）：此端內(nèi)部有下拉元件，不用時(shí)應(yīng)接地。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。對于 MCS—52 子系列單片機(jī)， 和 還有第 2 功能： 口用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片。 （ 3）單電源 +5v供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時(shí)允許輸入模擬電壓為 05V。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。 何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 同相比例運(yùn)算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩 個(gè)特點(diǎn)來分析其電壓放大倍數(shù)。圖中 ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號 EOC接到 80051 的 INT0 引腳，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后， EOC 變成高電平，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，可以使用結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。 主程序初始化流程圖 主程序 初始化流程圖如圖 42 所示。a)。 仿真結(jié)果如下： 何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 圖 42 表示的是現(xiàn) 場情況正常 ，此時(shí)的溫度煙霧值都分別低于臨界的電壓值。在此一并感謝！ 短暫的四年大學(xué)生活即將過去，太多的事讓人難以忘懷， 恩 情 似海，永生難忘！衷心祝愿各位老師身體健康，工作順利，生活幸福美滿！ 祝朋友們心想事成，美夢成真。 uint w,w1,w2,s,s1,s2,a,b。 Tem1=a。//***************選 0 通道 ST = 0。 while(!EOC)。 P3=LED[disbuff[1]]。 else s1=0。A4=1。 } display() //顯示 // { if(a0x3a) P3=0xc0。 a=P1。 if(a=0x3a) dianyan0=(dianyan1*)/255*370*。 while(ms) for(a=0。 sbit ST = P2^0。系統(tǒng)使用了 8 位 A/C 轉(zhuǎn)換芯片 AC0809，以通用 AT89C51 作為系統(tǒng)的控制器。 系統(tǒng)對現(xiàn)場進(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)場的溫度煙霧信號進(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。 每次采集 溫度煙霧 數(shù)據(jù)后 ，將數(shù)據(jù)存入單片機(jī)的寄存器，然后在火災(zāi)判斷程序中，將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi) 。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。 何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 狀態(tài)指示燈電路 圖 310 狀態(tài)指示燈 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號傳輸給 P0 口，讀取 P0 口的內(nèi)容跟設(shè)定的值進(jìn)行判定，如果大于設(shè)定值， 、 輸出高電平， 輸出低電平，控制黃色發(fā)光二級管的發(fā)光，說明發(fā)生火災(zāi)。 （ 3）由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 VCC 的 +5V 電平就會(huì)直接加到 REST 端，系統(tǒng)復(fù)位。 ICM7218 的輸出可直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示器 ， 不需外接驅(qū)動(dòng)電路 ， 工作電壓為 +5V， 其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡單 ， 使用方便。 REF（ +）：參考電壓正端 。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1 位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能。當(dāng) EA 端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS—52 子系列為 8KB）。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 80C51 芯片 圖 34 80C51 芯片的引腳圖 下面按引腳功能分為 4 個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。 話筒參考（ MIC REF）：此端是前置放大器的反向輸入。 （ 3） 供電電壓范圍 +4V 到 +30V。據(jù)類似本系統(tǒng)的報(bào)警器現(xiàn)場模擬實(shí)驗(yàn)表明 ， 本系統(tǒng)安全可靠 ， 誤報(bào)率低。 （ 6） 燃燒聲音火災(zāi)探測 聲音火災(zāi)探測器利用燃燒所特有的次聲波現(xiàn)象制成的聲音傳感器。一般紫外火焰探測器同快速滅火系統(tǒng)和抑爆系統(tǒng)聯(lián)動(dòng) [8]，組成快速自動(dòng)報(bào)警滅火系統(tǒng)和自動(dòng)報(bào)警抑爆系統(tǒng)。感煙火災(zāi)探測器可分為離子型、光電型、電容式和半導(dǎo)體型等幾種。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊選用常用ADC0809。 1890 年 在英國，感溫式火災(zāi)探測器研制成功并 應(yīng)用于火災(zāi)探測系統(tǒng)，標(biāo)志著火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展走上正軌 [3]。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 基于單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 ： 何凡 學(xué) 號 ： 10021010404 專 業(yè) ： 自 動(dòng) 化 班 級 ： 指導(dǎo)教師 ： 范 燾 四川理工學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院 二 O 一 四 年 六 月 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本文設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為基礎(chǔ)，同時(shí)集成了 語音芯片 ISD14 A/D 轉(zhuǎn)換器 、溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 等 ， 利用多傳感器信息融合技術(shù) ， 火災(zāi)探測器通過對火 災(zāi) 發(fā)出的物理 、 化學(xué)現(xiàn)象 ——燃燒氣 體、煙霧粒子、溫度的探測，將探測到的火情信號轉(zhuǎn)化成火警電信號傳遞給火災(zāi)報(bào)警控制器，火災(zāi)報(bào)警器再發(fā)出報(bào)警信號。 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 [2]?；馂?zāi)檢測模塊由溫度檢測和煙霧檢測構(gòu)成，其溫度傳感器選用 AD590，氣體傳感器選用 TGS202。 圖 21 火災(zāi)煙霧和溫度變化曲線圖 煙霧信號 溫度信號 火災(zāi)產(chǎn)物 不可見煙 可見煙 火焰 高溫 早期 陰火 起火 溫度 熄滅 時(shí)間 何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 火災(zāi)報(bào)警器的類型 （ 1） 感煙火災(zāi)探測 感煙式火災(zāi)探測器具有早期報(bào)警的效果，是目前使用最為廣泛的一種探測器。另外，在產(chǎn)生火光之前就 有大量煙霧產(chǎn)生的場合，不宜單獨(dú)采用紫外火四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 焰探測器，必須與其它感煙探測器聯(lián)合使用。所以，針對這兩種氣體進(jìn)行監(jiān)測將會(huì)在很大程度上反映出環(huán)境中有燃燒現(xiàn)象發(fā)生，而且早期報(bào)警的效果比感煙探測器好。一旦真出現(xiàn)火災(zāi) （ 煙霧和溫度同時(shí)出現(xiàn)異常 ） 時(shí)，能立即發(fā)出語音、光火災(zāi)警報(bào) [9] 。 （ 2） 可測量范圍 55℃ 到 +150℃ 。 錄音指示（ /RECLED）：處于錄音狀態(tài)時(shí)，此端為低，可驅(qū)動(dòng) LED。發(fā)送結(jié)束，中斷由軟件清零。 EA/Vpp（ 31 腳）： EA 為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號，低電平有效。 P3 口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P3 口。 GND ：地 。 數(shù)碼顯示電路 ICM7218 是 INTERSIL 公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用 8 位 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 ， 28 腳雙列封裝 ， 是一種多功能 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片 ， 可與多種單片機(jī)接口使用。 手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)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(gè)按鈕。如果不接 R4R3，則此電路就成了“電壓更隨器”，它可以減少電路模塊間由于阻抗引起額干擾。 何凡：基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 38 A/D 轉(zhuǎn)換電路 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 報(bào)警電路 語音報(bào)警電路 圖 39 語音報(bào)警電路 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號傳輸給 P0 口 ，讀取 P0 口的內(nèi)容跟設(shè)定的值 進(jìn) 行判 定，如果大于設(shè)定值， 輸出低電平，控制語音芯片 ISD1420 的發(fā)出火災(zāi)語音報(bào)警 . 如果小于于設(shè)定值， 輸出高電平，說明正常，沒有火災(zāi)發(fā)生。 C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)中， μVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 C51for 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。為了降低誤報(bào)率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 對溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷的方法。 綜合兩次溫度煙霧信號的采集，根據(jù)溫度和煙霧的寄存器變量 w 和 s 的狀態(tài)， 判