【正文】 C 0000 0000 0000 0000 0000h 176。 （ 9）負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 MQ2的使用 規(guī)格： A. 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號(hào) 參數(shù)名稱(chēng) 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤ 15V AC or DC VH 加熱電壓 177。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，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。 由于 CLK 的時(shí)鐘脈沖選用的是 500KHz，所以需要把單片機(jī) ALE 產(chǎn)生的 2MHz 的脈沖進(jìn)行 4 分頻，接到 ADC0809 的 CLK 管腳。 (4)單個(gè)＋ 5V 電源供電。 通常使用頻率為 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖 34。 10pF）。作為輸入，由于外部下拉為哈爾濱遠(yuǎn)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。 (4)程序存儲(chǔ)器 (ROM)： STC89C5RC 共有 4096 個(gè) 8 位掩膜 ROM，用于存放用戶(hù)程序，原始數(shù)據(jù)或表格。 綜合以上，我選擇數(shù) 字溫度傳感器 DS18B20。而在眾多半導(dǎo)體氣體傳感器中，本設(shè)計(jì)選用 MQ2 型煙霧傳感器，這種型號(hào)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(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。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(kāi)關(guān)的 A/D 轉(zhuǎn)換器。 8031 片內(nèi)不帶程序存儲(chǔ)器 ROM，使用時(shí)用戶(hù)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。智 能火災(zāi)報(bào)警控制器是一種能向火災(zāi)探測(cè)器供電、接收、顯示和傳遞火災(zāi)報(bào)警等信號(hào)的報(bào)警裝置，它是智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的重要組成部分。其設(shè)置目的是為了防止和減少火災(zāi)危害，保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。 火災(zāi)報(bào)警技術(shù)的發(fā)展概況 我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其智能化程度也越來(lái)越高。單片機(jī)處理數(shù)據(jù)后，與設(shè)定的上限值進(jìn)行比較，超過(guò)上限值時(shí)，發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)光報(bào)警，達(dá)到預(yù)期的效果。 關(guān) 鍵詞 ： 火災(zāi)；單片機(jī)；報(bào)警器； ADC0809；傳感器 哈爾濱遠(yuǎn)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。此類(lèi)系統(tǒng)可通過(guò)各種模塊對(duì)各聯(lián)動(dòng)設(shè)備實(shí)行較復(fù)雜的控制。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及國(guó)內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，市場(chǎng)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(hù)的智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)成果能對(duì)室內(nèi)煙霧 (CO2， CO[10]，甲 烷等 )及溫度突變進(jìn)行報(bào)警，煙霧和溫度同時(shí)出現(xiàn)異常，則說(shuō)明有火災(zāi)，發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。而且 STC89C5RC 目前的售價(jià)比 8031 還低，市場(chǎng)供應(yīng)也很充足。當(dāng)懷疑檢測(cè)環(huán) 境中存在這些物質(zhì)時(shí)，經(jīng)常對(duì)探頭進(jìn)行標(biāo)定，是必須且有效的辦法。 溫度傳感器按傳感器與被測(cè)介質(zhì)的接觸方式可分為兩大類(lèi)：一 類(lèi)是接觸式溫度傳感器，一類(lèi)是非接觸式溫度傳感器。下面就將各個(gè)部分電路設(shè)計(jì)給予介紹。 P1 口： P1 口是一個(gè)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(mén)電流。同時(shí)， 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。因而，復(fù)位時(shí)一個(gè)很重要的操作方式。 START— 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線(xiàn)呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。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(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。 （ 4）在 ST 端給出一個(gè)至少有 100ns 寬的正脈沖信號(hào)。其中 VH 用于為傳感器提供特定的工作溫度。 （ 3） DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 （ 3） DS18B20 溫度傳感器的存儲(chǔ)器 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存 RAM 和一個(gè)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。 表 4： 溫度分辨率設(shè)置表 。 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(chǔ)在 18B20 的兩個(gè) 8 比特的 RAM 中，二進(jìn)制中的前面 5 位是符號(hào)位，如果測(cè) 得的溫度大于 0，這 5 位為 0，只要將測(cè)到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，這 5 位為 1，測(cè)到的數(shù)值需要取反加 1 再乘于 即可得到實(shí)際溫度。 DS18B20 單線(xiàn)數(shù)字溫度計(jì) （ 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(xiàn)供電。 圖 1 圖 2 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 3是傳感器的基本測(cè)試電路。 （ 2）初始化時(shí)，使 ST 和 OE 信號(hào)全為低電平。 START 上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 OE— 輸出允許信號(hào)。 ALE— 地址鎖存允許信號(hào)。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位。 PSEN ：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN ）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)，當(dāng) AT89S51從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí) 。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。本設(shè)計(jì)首要的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)就是掌握傳感器的工作方法及編碼和解碼，才能完成對(duì)火災(zāi)信號(hào)的接收，即在了解傳感器的是使用方法后，將傳感器技術(shù)應(yīng)用到單片機(jī)中，發(fā)出控制指令，然后實(shí)現(xiàn)報(bào)警。 。雖然將阻緩的傳感器再放回新鮮空氣環(huán)境中有得到某種程度的恢復(fù)的可能，但是如果長(zhǎng)期暴露在這樣的環(huán)境中，其靈敏度會(huì)不斷下降，導(dǎo)致傳感器最終喪失檢測(cè)煙霧的能力。顯而易見(jiàn)，這種單片機(jī)對(duì)開(kāi)發(fā)設(shè)備的要求很低，開(kāi)發(fā)時(shí)間也大大縮短。 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 第 2 章 方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主要功能及原理 目的和要求 本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種分布式智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟硬件的組成和實(shí)現(xiàn)。從傳統(tǒng)型走向智能型，是國(guó)內(nèi)外火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。探測(cè)器和模塊通過(guò)總線(xiàn)與控制器實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳送。由于 ADC0809 的時(shí)鐘信號(hào)通常為 500KHz，故而選用 74LS74 進(jìn)行分頻。本設(shè)計(jì)是利用單片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。而在居民住宅區(qū)、機(jī)房、辦公室等小型防火單位，需要設(shè)置一種單一或區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、廉價(jià)實(shí)用的智能火災(zāi)報(bào)警裝置 ，因此，研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的智能 [8]火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的。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?；馂?zāi)報(bào)警控制器則是該系統(tǒng)的“軀體”，“大腦”，是系統(tǒng)的核心。寫(xiě)入到外接程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)采集模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 單片機(jī)主控 處理模塊 報(bào)警電路模塊 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 的程序代碼沒(méi)有什么保密性可言。 ADC0809 是美國(guó) Analog Device 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換速率高，自帶三態(tài)輸出緩沖電路，可直接與各種典型的 8 位或 16 位的微處理器相連而無(wú)需附加邏輯接口電路，且能與 CMOS 及 TTL 兼容，是目前我國(guó)應(yīng)用最廣泛，價(jià)格便宜的 A/D 轉(zhuǎn)換器。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個(gè)階段： （含敏感元件），主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換。 DS18B20 一線(xiàn)總線(xiàn)數(shù)字式傳感器，獨(dú)特的單線(xiàn)接口僅需一個(gè)端口引腳進(jìn)行通訊，用戶(hù)可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置 。 (6)全雙工串行口： STC89C5RC 內(nèi)置一個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。 表 32 P3 口第二功能 引腳號(hào) 第二功能 RXD（串行輸入） TXD（串行輸出） INT0（外部中斷 0） INT0（外部中斷 0） T0（定時(shí)器 0 外部輸入） T1（定時(shí)器 1 外部輸入） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RST：復(fù)位輸入。此時(shí)，外部時(shí)鐘脈沖接 XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。多路開(kāi)關(guān)可選通 8 個(gè)模擬通道，允許 8 路模擬量分時(shí)輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。 (6)工作溫度范圍為 40～＋ 85 攝氏度。 74ls74 是一個(gè)邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個(gè)器件中包含兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā) d 觸發(fā)器電路模塊。 圖中縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比（ Rs/Ro），橫坐標(biāo)為氣體濃度。 3Ω 室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mW B. 環(huán)境條件 符號(hào) 參數(shù)名稱(chēng) 技術(shù)條件 備注 Tao 使用溫度 10℃ 50℃ Tas 儲(chǔ)存溫度 20℃ 70℃ RH 相對(duì)濕度 小于 95%RH O2 氧氣濃度 21%(標(biāo)準(zhǔn)條件 ) 氧氣濃度會(huì)影響靈敏度特性 最小值大于２％ Vc VH GND RL VRL 哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 C. 靈敏度特性 符號(hào) 參數(shù)名稱(chēng) 技術(shù)參數(shù) 備注 Rs 敏感體表面電阻 3KΩ 30KΩ (1000ppm 異丁烷 ) 探測(cè)濃度范圍 100ppm10000ppm 300ppm5000ppm 丁烷 5000ppm20xx0ppm 甲烷 300ppm5000ppm 氫氣 α(3000/1000) 異丁烷 濃度斜率 ≤ 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 溫度： 20℃177。 GND：接地管腳 DQ：數(shù)字量的輸入和輸出 VDD：可選的 +5V 電源 的 4 個(gè)主要的數(shù)據(jù)部份 （ 1）光刻 ROM 中的 64 位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20的地址序列碼。C 1111 1111 0101 1110 FF5Eh 176。C 0000 0000 1010 0010 00A2h +176。 （ 7）在 9位分辨率時(shí)最多在 ， 12位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。 MQ2 氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖所示 (結(jié)構(gòu) A or B),由微型 Al2O3 陶瓷管、 SnO2 敏感層 ,測(cè)量電極和加熱