【正文】 它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 （ 2）延時(shí)確定的時(shí)間為 15微秒。 （ 4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下 ： 表 36 配置寄存器結(jié)構(gòu) 低五位一直都是 1， TM 是測(cè)試模式位，用于設(shè)置 DS18B20 在工作模式還是在測(cè)試模式。以 12位轉(zhuǎn)化為例：用 16位符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼讀數(shù)形式提供，以 ℃ /LSB 形式表達(dá)，其中 S 為符號(hào)位。 預(yù)熱時(shí)間 不超過 1小時(shí) 24 溫度報(bào)警器模塊 此模塊采用的是 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器。 圖 36 溫度、濕度特性曲線 圖中縱坐標(biāo)是傳感器的電阻比（ Rs/Ro）。 復(fù)位電路的功能： 系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào) ，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。 18 圖 32 晶振電路 ： 電容大小沒有固定值。 ALE/PROG—— 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外 部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 （ 2） LCD （ Liquid Crystal Display ） LCD 是一種 液晶顯示器， 它 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面 ，其具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 由于 CRT 顯示器是靠偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)來控制電子束的，而由于電子束在屏幕上又不可能絕對(duì)定位，所以 CRT 顯示器往往會(huì)存在不同程度的幾何失真，線性失真情況。 LED 晶片的一端附著在一個(gè)支 架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。上述要求本設(shè)計(jì)選用 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器作為系統(tǒng)采集煙霧信號(hào)用的傳感器。如在 0℃用 Pt100 鉑熱電阻測(cè)溫，當(dāng)溫度變化 1℃時(shí)，其電阻值約變化 ，如果通過電流為 2mA，則其電壓輸出量變化為 800μ V。 （ 5） 供電方式靈活。 （ 1）機(jī)箱采用鋼結(jié)構(gòu)，有較高的防磁、防塵、防沖擊的能力。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。其中，煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序完成對(duì)煙霧濃度的采集并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；溫度采集程序顯示對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫 度進(jìn)行采集；報(bào)警程序設(shè)置報(bào)警的下限，當(dāng)外界指標(biāo)超出限制時(shí)，將進(jìn)行聲光報(bào)警。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)。智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)使用探測(cè)器件將火災(zāi)物理因素以模擬量形式傳送給報(bào)警器，如煙、溫、光等信號(hào)，來判斷火災(zāi)情況。以前，火災(zāi)的報(bào)警和控制都很落后，造成了巨大的損失。此時(shí)如果有了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，能夠及時(shí)通知消防及居民，就有多余的時(shí)間來逃生以及能夠及時(shí)處理火災(zāi)?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警技術(shù)趨向于智能化系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可組合成任何形式的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警網(wǎng)絡(luò)形式，既可以是區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)，又可以是集中報(bào)警系統(tǒng)或控制中心報(bào)警系統(tǒng)形式。如果大于則啟動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警聲音，反之則為正常狀態(tài)。一些使用冗余 CPU的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 8 （ 3） 在使用中不需要任何外圍元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。一般 熱電阻是測(cè)量低溫的溫度傳感器，測(cè)量溫度在 200800℃，具有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）準(zhǔn)確度高。 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)選擇 DS18B20 溫度傳感器。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，確定轉(zhuǎn)換器的位數(shù)為 8 位。燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，使得 LED 不易損壞。 14 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 控制單元電路設(shè)計(jì) ： 根據(jù)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)選用 AT89C52 單片機(jī)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無源晶振要好。單片機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使 CPU 和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。 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。 2℃ Vc:177。 64 位光刻 ROM 的排列是：開始 8位（ 28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號(hào)，接著的 48 位是該 DS18B20 自身的序列號(hào)，最后 8 位是前面 56 位的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（ CRC=X8+X5+X4+1）。C 1111 1111 0101 1110 FF5Eh 176。 （ 7）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到 1 個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 （ 7）若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“ 0”后，還 要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（ 5）步的時(shí)間算起）最少要 480 微秒。多路開關(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。 （ 5）將數(shù)據(jù)線拉到高電平。 TM R1 R0 1 1 1 1 1 27 表 37 溫度分辨率設(shè)置表 R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 0 0 9位 0 1 10位 1 0 11位 375ms 1 1 12位 750ms 的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下， DS18B20 工作電源由 VDD引腳接入，此時(shí) I/O 線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè) DS18B20 傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。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 。 （ 3） DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組 網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。其中 VH用于為 傳感器提供特定的工作溫度。上電后，由于電容的充電和反相門的作 19 用，使 RST 持續(xù)一段時(shí)間的高電平。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器編程期間，該腳還 用于輸入編程脈沖（ PROG）。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此 時(shí)可 以作為輸入口使用。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。 3） LCD 與傳統(tǒng) CRT 相比最大的優(yōu)點(diǎn)還是在于耗電量和體積，對(duì)于傳統(tǒng) 17 寸 CRT來講，其功耗幾乎都在 80W 以上，而 17 寸液晶的功耗大多數(shù)都再 40W 上下，這樣算下來，液晶在節(jié)能方面可謂優(yōu)勢(shì)明顯 。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P 區(qū)，在 P 區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。使用簡(jiǎn)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(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。 （ 3）測(cè)溫范圍廣，穩(wěn)定性好。 （ 6） 測(cè)量參數(shù)可配置。 （ 4）要求具有連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間工作能力。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。 （ 1）高集成度，體積小，高可靠性 單片機(jī)將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度很高，體積自然也是最 小的。 (如傳感器遺落、內(nèi)部元器件損壞等 )，能發(fā)出故障報(bào)警。 在如今社會(huì)快速的發(fā)展中，智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷的擴(kuò)大，因?yàn)榛馂?zāi)對(duì)人類的危害性很大，所以智能報(bào)警系統(tǒng)對(duì)消防機(jī)構(gòu)及時(shí)撲滅火災(zāi)、減少人員傷 2 亡和財(cái)產(chǎn)損失具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 在硬件設(shè)計(jì)方面，本論文選用 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實(shí)現(xiàn)煙霧的檢測(cè)， DS18B20 溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)， A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，外加聲光報(bào)警電路。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一般地說都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi)。 消防報(bào)警產(chǎn)品是一個(gè)系列產(chǎn)品，包括火災(zāi)探測(cè)設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、報(bào)警分析控制器、消防控制聯(lián)動(dòng)。改設(shè)計(jì)可以對(duì)室內(nèi)外溫度進(jìn)行以及煙霧實(shí)時(shí)采集和檢測(cè)，當(dāng)所測(cè)溫度或者煙霧高于臨界溫度時(shí)自動(dòng)報(bào)警。 （ 5）優(yōu)異的性能價(jià)格比 的特點(diǎn) （ 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編 語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 （ 2） 測(cè)量溫度范圍寬，測(cè)量精度高。 熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)自身電阻也隨著發(fā)生變化的特性來測(cè)量溫度 的。這種以測(cè)量熱電動(dòng)勢(shì)的方法來測(cè)量溫度的元件，即兩種成對(duì)的金屬導(dǎo)體，稱為熱電偶。 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。 4） 高亮度、低熱量 LED 使用冷發(fā)光技術(shù)，發(fā)熱量比普通照明燈具低很多。 由于只需要一個(gè)鍵控制復(fù)位裝置，所以選擇獨(dú)立式鍵盤。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。對(duì) P3 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。一般 24M 就不上去了。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。 圖 38 MQ2氣敏元件結(jié)構(gòu)圖 Vc VH GND RL VRL A A B B 23 ： 表 31 標(biāo)準(zhǔn)工作條件 符號(hào) 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。 （ 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。C 0000 0000 0000 1000 0008h +0176。 （ 4）延時(shí) 15 微秒。 （ 5）數(shù)據(jù)線拉到高電平“ 1”。引腳結(jié)構(gòu)圖如圖 313所示。 的初始化 （ 1）先將數(shù)據(jù)線置高電平“ 1”。在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮 DS18B20 寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓 Vcc 降到 3V 時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。C 0000 0111 1101 0000 07D0h +85176。 ℃。在滿足傳感器電性能要求的前提下， Vc和 VH可以共用同一個(gè)電源電路。復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位引腳檢測(cè)到至少 24 個(gè)時(shí)鐘周期的高電平的時(shí)候會(huì)自動(dòng)復(fù)位系統(tǒng)，系統(tǒng)會(huì)重新啟動(dòng)。和電腦的 CPU 概念一樣。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置 ALE禁止位無效。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 引腳特性 AT89S51 單片機(jī)為 40引腳雙列直插式封裝，其引腳排列和邏輯符號(hào)如圖 31所示。 CRT 純平顯示器具有可視角度大、無壞點(diǎn)、色彩還