【正文】 的 測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部 分組成： 64 位光刻 ROM 、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。目前，智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線 (1Wire)總線、 I2C 總線、 SMBus 總線和 spI 總線。按測(cè)量方 式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。家庭火災(zāi)一旦發(fā)生，很容易出現(xiàn)撲救不及時(shí)、滅火器材缺乏及在場(chǎng)人驚慌失措、逃生遲緩等不利因素，最終導(dǎo)致重大生命財(cái)產(chǎn)損失。 光電感煙探測(cè)器可分為減光式和散射光式，分述如下： (1) 減光式光電煙霧探測(cè)器 該探測(cè)器的檢測(cè)室內(nèi)裝有發(fā)光器件及受光器件。 圖 21 火災(zāi) 報(bào)警系統(tǒng)的總體框圖 電源模塊：供給火災(zāi)報(bào)警器的各個(gè)模塊電路提供直流穩(wěn) 壓電源（ +5V， 0V）。中國企業(yè)正虎視眈眈，準(zhǔn)備進(jìn)軍海外市場(chǎng)。 整個(gè)火災(zāi)報(bào)警器報(bào)警系統(tǒng)由電源模塊、可燃?xì)怏w檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、 數(shù)據(jù)通信模塊 、報(bào)警 顯示 模塊五個(gè)模塊組成。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) Tianjin University of Technology and Education 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 專 業(yè)： 班級(jí)學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 二〇一一年 六 月 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) Design of Fire Alarm System Based on SingleChip Microputer 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 系 別： 2020 年 6 月 摘 要 火災(zāi)是指在時(shí)間和空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害。通過有線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的聚集傳輸，通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的傳輸。 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 一、 主要 內(nèi)容 采用較為熟悉且實(shí)用的 Atmegal16 單片機(jī)和溫度傳感器、煙 霧傳感器、無線傳輸模塊，設(shè)計(jì)一種火災(zāi)報(bào)警器。 可燃?xì)怏w檢測(cè)模塊：由 MQ2 可燃?xì)怏w檢測(cè) 傳感器 組成的可燃?xì)怏w檢測(cè)電路，對(duì) 液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧 等進(jìn)行檢測(cè)。在正常情況下，受光器件接收到發(fā)光器件發(fā)出的一定光量；而在有煙霧時(shí)，發(fā)光器件的發(fā)射光到受到煙霧的遮擋，使 受光器件接收的光量減少，光電流降低，探測(cè)器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。探討家庭火災(zāi)的特點(diǎn)及防火對(duì)策，針對(duì)多起氣體泄漏事故的分析，排除監(jiān)測(cè)系統(tǒng)老化等因素外，氣體泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)精度不高、響應(yīng)慢、穩(wěn)定性能不好都是事故發(fā)生造成損失的重要原因。 溫度傳感器 發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信息采集 (即傳感器技術(shù) )、信息傳輸 (通信技術(shù) )和信息處理 (計(jì)算機(jī)技術(shù) )。溫度傳感器作為從機(jī)可通過專用總線接口與主機(jī)進(jìn)行通信。 DS18B20 引腳定義： 1) DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端 。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá) 150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正 常通訊距離進(jìn)一步加長。所以選擇 LCD1602液晶作為該作品顯示模塊。當(dāng)工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為 6dBm 時(shí)電流消耗僅為 9mA，接收模式時(shí)為 。 PORTA=0XFF。 LCD_write_char(13,0,RxBuf[3])。在軟件編程實(shí)現(xiàn)過程中，跟隨自己事先整理好的思路，先定好整體框架，然后對(duì)每個(gè)要實(shí)現(xiàn)的功能實(shí)現(xiàn)從簡單開始一步步到最終實(shí)現(xiàn)為止，最后把最終 程序經(jīng)過編譯 確認(rèn)無誤 之后， 把 編譯產(chǎn)生的 hex 文件 ，下載到實(shí)物板中，軟硬件調(diào)試時(shí)，首先要檢查電源指示燈是否亮，觀察 LCD 查 看顯示是否正確，按鍵是否起到相應(yīng)的作用。使儀器具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。= ~(1 PB7) define Read_24L01_SCK PINB amp。 char SPI_Read_Buf(char reg, char *pBuf, char uchars)。 //define NRF24L01_CE PB1 //輸出 1 define Hign_24L01_CE PORTD |= (1 PD5) //mega16 PD5 define Low_24L01_CE PORTD amp。 由煙霧傳感器 MQ2 檢測(cè)可燃?xì)怏w或煙霧濃度， 當(dāng)達(dá)到濃度范圍之內(nèi)，由無線傳輸模塊把數(shù)據(jù)傳給接收部分由單片機(jī)處理，并且發(fā)出報(bào)警。 運(yùn)用 KeiluVision2 軟件 ，對(duì)所編寫程序進(jìn)行調(diào)試，在其調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)程序錯(cuò)誤，對(duì)其修改直至完善。 i=RxBuf[2]0x30。 PORTC=0X7F。 發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，首先將 NRF24L01 配置為發(fā)射模式：接著把地址 TX_ADDR 和數(shù)據(jù)TX_PLD 按照時(shí)序由 SPI 口寫入 NRF24L01 緩存區(qū)， TX_PLD 必須在 CSN 為低時(shí)連續(xù)寫入，而 TX_ADDR 在發(fā)射時(shí)寫入一次即可，然后 CE置為高電平并保持至少 10μ s，延遲 130μ s后發(fā)射數(shù)據(jù)；若自動(dòng)應(yīng)答開啟，那么 NRF24L01 在發(fā)射數(shù)據(jù)后立即進(jìn)入接收模式，接收應(yīng)答信號(hào)。 P N PQ 90 12R 31P D 7S pe a k e rV C C天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 52 LCD1602液晶顯示模塊 GND VCC VOL C D 16 02RS RW EN DB0 DB1DB2 DB3DB4DB5 DB6DB7VCCGNDGND GNDVCC VOVCCPD3PD4PD5PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7 圖 53 LCD1602液晶原理圖 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 6 數(shù)據(jù)通信模塊 數(shù)據(jù)通信模塊選型 方案一：采用 CC2430芯片 實(shí)現(xiàn)無線（ Zigbee）傳輸，軟件編程自由度大，可用編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯算法。因此，在用 DS1820 進(jìn)行長距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配 問題。 3) VDD 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測(cè)溫度并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn) 9～ 12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段； (1)傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 (含敏感元件 )； (2)模擬集成溫度傳感器／控制器； (3)智能溫度傳感器。 MQ2 傳感器 1)MQ2傳感器特點(diǎn)： 廣泛的探測(cè)范圍、靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、壽命長、簡單的驅(qū)動(dòng)電路。在正常情況下，受光器件是接收不到發(fā)光器件發(fā)出的光的，因而不產(chǎn)生光電流。 電源 單片機(jī) 主機(jī) 單片機(jī) 從機(jī) 可燃?xì)怏w檢測(cè) 溫度檢測(cè) 無線發(fā)送 無線接收 報(bào)警 顯示 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 數(shù)據(jù)通信模塊 ：由 NRF24L01 無限傳輸模塊之間一對(duì)一發(fā)送與接收檢測(cè)的數(shù)據(jù)。 2)單元電路和軟件功能模塊設(shè)計(jì) 。 單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用于軍事、工業(yè)、家用電器、智能玩具、便攜式智能儀表和機(jī)器人制作等領(lǐng)域。人類能夠?qū)疬M(jìn)行利用和控制，是文明進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量體積較小、能源受限，具有一定計(jì)算、存儲(chǔ)和無線通訊能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，其 綜合了傳感器、嵌入式、無線網(wǎng)絡(luò)、分布式信息處理等技術(shù)。由于中國的建設(shè)正在飛速發(fā)展，市場(chǎng)大的驚人，難道這由中國發(fā)展帶來的成果只能由 外國企業(yè)來瓜分？可幸的是中國企業(yè)抓住了機(jī)遇，頂住了挑戰(zhàn)，先是一批國家的科研院所，后是一批國營企業(yè)、民營企業(yè)，業(yè)內(nèi)也吸引和凝聚一大批國內(nèi)的技術(shù)和管理精英，花了十多年時(shí)間，通過幾次產(chǎn)品更新?lián)Q代，就使自己的產(chǎn)品緊緊跟上了國際水平，并且奪回了大部分國內(nèi)市場(chǎng)，使得現(xiàn)在大多國外產(chǎn)品只有招架之功，這是典型的自力更生，走自己的路。 我們把溫度作為輔助報(bào)警條件，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)即發(fā)生報(bào)警。煙霧傳感器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、工廠、公司、學(xué)校、家庭、別墅、倉庫、資 源、石油、化工、燃?xì)廨斉涞缺姸囝I(lǐng)域。該傳感器常用于家庭和工廠的氣體泄漏裝置，適宜于液化氣、丁烷丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測(cè)。 2N 39 04Q 5112KR 5712KR 52R 5112KR 5412KR 561KR 5512KR 531N 41 48D 521N 41 48D 1512L E D 012L E D 122KW120KW2470uFC 5147uFC 52V C CS1756U 9B23148O p A m pU 9AP C 11234天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 4 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 選型 溫度傳感器 （ temperature transducer） 定義： 利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。以 AD7817 型 5 通道智能溫度傳感器為例，它對(duì)本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時(shí)間分別僅為 27us、9us。 8） 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 一 線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。當(dāng)單總線上所掛 DS1820超過 8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 要加以注意。用戶可以通過程序控制 PD7 管腳的置低和置高來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。推薦電壓 左右（ ）。 int h = 0。//出示顯示內(nèi)容 PORTD=0X00。具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表等，使程序設(shè)計(jì)工作更加方便、快捷、高效。該傳感器是對(duì)以烷類煙霧為主的多種煙霧有良好敏感特性的廣譜型半導(dǎo)體敏感器件。= ~(1 PB5) define Read_24L01_MOSI PINB amp。 char SPI_RW(char data)。= ~(1 PB0) define Read_NRF24L01_IRQ PINB amp。 在 研制的 火災(zāi) 報(bào)警器的基礎(chǔ)上，可以再做適 當(dāng)?shù)墓δ軘U(kuò)展，使 火災(zāi) 報(bào)警器的功能更加完善，安全 性更高，使用更加方便等。單獨(dú)運(yùn)用 MQ2 傳感器對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行檢測(cè) ， 當(dāng)達(dá)到 濃度范圍之內(nèi)，由無線傳輸模塊把數(shù)據(jù)傳給接收部分由單片機(jī)處理，是否 發(fā)出 報(bào)警 并顯示溫度和地址， 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試 。 if(h=32) { PORTD=0X00。 DDRD =0Xff。接收數(shù)據(jù)時(shí) ,首先將 NRF24L01 配置為接收模式，接著延遲 130μ s 進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的到來。 方案二：采用 NRF24L01 模塊 實(shí)現(xiàn)無線傳輸，價(jià)格便宜，單片軟件編程自由度大，也可編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯算法。 測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽 4芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接 VCC 和地線，屏蔽層在源端單點(diǎn)接地。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。 在本次設(shè)計(jì)中選用 DS18B20 溫度傳感器 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 DS18B20 溫度傳感器 DS18B20 的主要特性 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 。 C。 加熱功率 ≤900mW 測(cè)量電壓 ≤24V 工作條件 環(huán)境溫度： 20℃ ～ +55℃ 濕度： ≤95%RH 環(huán)境含氧量： 21% 貯存條件 溫度 : 20℃ ～ +70℃ 濕度 :≤70%RH 2)靈敏度調(diào)整 MQ2 型氣敏元件對(duì)不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值。它主要包 括半導(dǎo)體氣敏傳感器、接天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 觸燃燒式氣敏傳感器和電化學(xué)氣敏傳感器等，其中用的最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器?；馂?zāi)報(bào)警器具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的可燃 氣體濃度并且每隔一段時(shí)間監(jiān)測(cè)一下所放空間內(nèi)的溫度并在顯示屏上 顯示 溫度 。 二、主要功能和設(shè)計(jì)要求 溫度檢測(cè)范圍