【正文】 在輸出端和喇叭間接耦合電容 ,而雙端輸出既不用電容又能將功率提高 4 倍 。對(duì)于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。它分時(shí)提供 8位雙向數(shù)據(jù)總線。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠(yuǎn)； (3) 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差表示 A／ D轉(zhuǎn)換器實(shí)際輸出的數(shù)字量和理論上 的輸出數(shù)字量之間的差別，常用最低有效位的倍數(shù)表示； (4) 線性度線性度指實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移。其引腳圖和內(nèi)部框圖如圖 37所示。 80C51的復(fù)位電路如圖 所示。故 D觸發(fā)器能實(shí)現(xiàn)對(duì) ALE 端口的信號(hào)二分頻。 信號(hào)處理電路 VDD3GSI4GND0GS01OUT2AD5901KR8R9VCC0GND1OUT2煙霧傳感器VCC10KR10R1250KR111KR131KR14U2ALM324U2BLM324VCCC5C6C7IN0100KR15IN1VCC 圖 310 信號(hào)處理電路 由于傳感器輸出的模擬信號(hào)比較微弱，且含有干擾信號(hào)，所以系統(tǒng)需要將信號(hào)進(jìn)行放大、過濾 。 本系統(tǒng)的軟件編程使用的是美國 Keil Software 公司出品的 Keil C51，是 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)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。當(dāng)系統(tǒng)采集 2次溫度煙霧信號(hào)后，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)存入單片機(jī)的寄存器中，系統(tǒng)再調(diào)用火災(zāi)判斷子程序。本系統(tǒng)主要包括主程序、溫度煙霧 數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等。其電路圖如圖 39所示。 START 上升沿將 A/D內(nèi)的寄存器清零，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，之后 EOC 端變成低電平，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。系統(tǒng) 80C51 與 ADC0809 接口電路如圖 39 所示。 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。 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。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識(shí)別和處理數(shù)字量，因此必須經(jīng)過模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換(A／ D轉(zhuǎn)換 )，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象的識(shí)別和處理。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)， 對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳接地；對(duì)于 CHOMS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 模擬輸出（ ANA OUT） ： 前置放大器輸出 .前置電壓增益取決于 AGC 端的電平。 ℃。物質(zhì) 在燃燒時(shí)，由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紅外光輻射使硫化鉛紅外光敏元件感應(yīng)，轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)放大后，就能向人們報(bào)警。 火災(zāi)探測(cè)器主要分感煙、感溫、光輻射三大類： （ 1）感煙探測(cè)器。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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。報(bào)警器將接收到火警信號(hào)后經(jīng)分析處理發(fā)出報(bào)警信號(hào)，警示消防控制中心的值班人員，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的位置?？扇?xì)怏w與空氣混合，在較強(qiáng)火源作用下產(chǎn)生預(yù)混燃燒。進(jìn)入 90 年代，特別是 1993 年以來，火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失上升到年均十幾億元，年均死亡 20xx 多人。 第四階段，從 20 世紀(jì) 80 年代中后期開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、集成電路技術(shù)、傳感器技術(shù)及智能技術(shù)的快速發(fā)展，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)步入智能化時(shí)代，智能化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)迅速發(fā)展起來，各種智能型的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、故障自診斷、 濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警及與上位機(jī)串口通信等，是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。這一階段，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進(jìn)行火災(zāi)判斷。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測(cè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，探測(cè)節(jié)點(diǎn)僅將火災(zāi)參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災(zāi)狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測(cè)節(jié)點(diǎn)均為智能型，也是今 后火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展方向 [6]。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確報(bào)警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護(hù)人身 安全和財(cái)產(chǎn)安全的重要意義，有著很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。通過大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災(zāi)的重要原因 [12]。 (4)火災(zāi)報(bào)警功能。 （ 3）感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 物質(zhì)燃燒不但會(huì)產(chǎn)生煙霧和熱量，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生可見或不可見的光輻射。一種是運(yùn)用金屬熱脹冷縮的特性。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ， 便可在輸出端 VT 獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量 ， 即 10 mV/K。只要 /REC 變低（不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音），芯片即開始錄音。 地址（ A0~A7） ： 地址端有兩個(gè)作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。 (C)P2 口（ 21 腳～ 28 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口。 （ 2）最大不可調(diào)誤差： ADC0809為 ? 1LSB。本設(shè)計(jì)中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為 30pF。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通IN0IN7 上的一路模擬量輸入 . 當(dāng) =0 時(shí)，與寫信號(hào) WR 共同選通ADC0809。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， O0~O7 呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載， 但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。采樣時(shí)，把相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)從 Vi 端送進(jìn) LM324A 進(jìn)行放大處理后，從Vo 端輸出送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路。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。為了降低誤報(bào)率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷的方法。 具體流程是：系統(tǒng)和程序初始化后，驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN0 對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)接受轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，存入寄存器，由 INT1 中斷服務(wù)程序完成；系統(tǒng)延時(shí) 10ms，驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN1 對(duì)煙霧信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后存入寄存器。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。 光報(bào)警電路 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 LED0 LED2 LED3LED11KR51KR71KR6VCC1KR4 圖 311 光報(bào)警電 路 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)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，控制紅色發(fā)光二級(jí)管的發(fā)光，實(shí)現(xiàn)光報(bào)警功能 . 如果小于設(shè)定值， 、 輸出高電平， 輸出低電平，控制綠色發(fā)光二級(jí)管的發(fā)光，說明正常，沒有火災(zāi)發(fā)生。鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，輸出端 O0~O7 狀態(tài)與輸入端 D0~D7 狀態(tài)相同；當(dāng) LE 由“ 1”變?yōu)椤?0”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。 EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。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(hào)，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。 （ 4）具有鎖存控制的 8路模擬選通開關(guān)。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2 口接收輸入的 8 位地址。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號(hào)將不出現(xiàn)。定義好串行口的工作方式（串行口控制寄存器 SCON 字節(jié)地址為 98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時(shí)，串行口向 CPU 申請(qǐng)中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便 可以從串行數(shù)據(jù)中識(shí)別出語音段編號(hào)，輸出語音信號(hào)。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） ： 此端出現(xiàn)下降沿時(shí)，芯片開始放音。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。一種是利用某些金屬易熔的特性，在探測(cè)器里固定一塊低熔點(diǎn)合金，當(dāng)溫度升到它的熔點(diǎn)（ 70～ 90℃）時(shí)，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭相碰，電路接通，發(fā)出信號(hào)。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)分為對(duì)波長較短的光輻射敏感的紫外報(bào)警系統(tǒng)和對(duì)波山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 長較長的光輻射敏感的紅外報(bào)警系統(tǒng)。據(jù)類似本系統(tǒng)的 報(bào)警器現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn)表明 , 本系統(tǒng)安全可靠 , 誤報(bào)率低。起火過程中，起初和陰燃兩個(gè)階段所占的時(shí)間比較長，雖然產(chǎn)生大量的煙霧，但是環(huán)境溫度不太高，若探測(cè)器就應(yīng)該從此階段開始進(jìn)行探測(cè)，就可以火災(zāi)損失控制在最小限度?？扇嘉镆詺鈶B(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在，助燃物通常是空氣中的氧氣。火災(zāi)是世界上發(fā)生頻率較高的一種災(zāi)害，幾乎每天都有火災(zāi)發(fā)生。 第二階段， 20 世紀(jì) 40年代末，瑞士物理學(xué)家 Emst Meili 研究的離子感煙探測(cè)器推出以后，引起了人們對(duì)離子感煙探測(cè)器的重視，隨后感煙探測(cè)器得到廣泛應(yīng)用，并逐漸占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)，迫使感溫式探測(cè)器退居其次；到 70 年代末，光電式感煙探測(cè)器在光電技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，并很快得到大力發(fā)展，它的使用壽命長，抗干擾能力強(qiáng)，沒有離子感煙探測(cè)器的放射性問題。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須按照“隱患險(xiǎn)于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山”的概念設(shè)計(jì)和完善火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會(huì)財(cái)富的損失。它使得布線工作量顯著減少，安裝調(diào)試更加容易，更能精確報(bào)警定位。相比較而言，亞洲地區(qū)發(fā)生火災(zāi)次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較多，這與亞 洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不高、消防設(shè)施不完善等因素有關(guān)。一般氣溶膠的分子較小 (直徑 m)。 圖 起火過程曲線 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體功能概述 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測(cè)器、報(bào)警器組成。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等，系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。 火災(zāi)探測(cè)器的原理 火災(zāi)發(fā)生時(shí)，必然會(huì)伴隨著產(chǎn)生煙霧、高溫和火光，探測(cè)器對(duì)這些都很敏感。 （ 3）光輻射探測(cè)器。 輸出電阻為 710MΩ； 精度高。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí) ， 可減小噪聲 ，提高共模抑制比。 （ 1）電源引腳 VCC 和 VSS VCC（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； VSS（ 20 腳）：接 +5V 電源正端。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。 P3口的第 2 功能見下表 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 表 單片機(jī) P3 口 管腳含義 綜上所述， MCS— 51 系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： 1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第 2功能； 2).單片機(jī)對(duì)外呈 3 總線形式，由 P P0 口組成 16 位地址總線；由 P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。當(dāng)時(shí)鐘頻率 500KHz時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μ s。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 REST引腳上有一個(gè)高電平并維持 2個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。圖中 ALE 信號(hào)與 START信號(hào)連在一起，在 WR 信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在本系統(tǒng)中，對(duì) LED 進(jìn)行的是動(dòng)態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對(duì)顯示器進(jìn)行位控制。 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。 由于設(shè)計(jì)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對(duì)氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。另外重要的一點(diǎn)，Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在本報(bào)警器電路中，同樣要對(duì)兩類傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)理。單片機(jī)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 的 P0 口接受 ADC0809 傳輸來 8 位數(shù)字量，向 A/D 輸出的 8 位地址經(jīng)地址鎖存器 74LS373 鎖存，選擇低 3 位地址作為 A/D 的通道選通地址。 ADC0809 的通道選擇地址由 80C51 的 ～ 經(jīng)地址鎖存器 74LS373 輸出提供。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶 體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器。其內(nèi)部有一個(gè) 8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào) ，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 (B)P1 口（ 1腳～ 8腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P1口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O接口使用。 （ A） RST/VPD（ 9 腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單 片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。節(jié)電模式下 ,它們保持為低電平。模擬和數(shù)字電源端最好分別走線，盡可能在靠近供電端處相連，而去耦電容應(yīng)盡量靠 近芯片。 AD590是美國 Analog