【正文】 D590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓，因而器件反接也不會損 壞。 話筒參考（ MIC REF） ： 此端是前置放大器的反向輸入。 80C51 芯片 80C51 芯片的引腳及功能 圖 34 80C51 芯片的引腳圖 下面按引腳功能分為 4 個部分敘述個引腳的功能。當 EA端保持高電平時，單片機訪問片內(nèi)程序存儲器 4KB（ MS— 52子系列為 8KB）。它為雙功能口，可以作為一般的準 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立定義為第 1 功能的輸入輸出或第 2 功能。 （ 6） 轉(zhuǎn)換速度取于決芯片的時鐘頻率。 80C51的復(fù)位信號是從 REST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 當 P20=0 時，與寫信號 WR共同選通 ADC0809。 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)據(jù)采集進來并被成功地由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，就被傳送到系統(tǒng)的顯示模塊，讓人們更直接地觀察到相關(guān)數(shù)據(jù)。 火災(zāi)報警系統(tǒng)程序設(shè)計 ． 1 主程序流程圖 火災(zāi)報警系統(tǒng)控制器上采用 80C51 作為主控芯片，其主要功能包括：控制 IO端口、邏輯判斷處理、驅(qū)動外部電路、語音報警和 A/D 采樣等，該部分是火災(zāi)報警系統(tǒng)智能化的集中體現(xiàn)。單片機每次驅(qū)動 A/D 轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 1，當 ADC0809 的 EOC 端變?yōu)?1 時，即中斷到來，說明 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 本報警器電路結(jié)構(gòu)簡單、可維護性好。 //設(shè)定溫度煙霧報警閾值 uchar a,a1,a2,b,b1,b2。 delay_10ms(5)。 else RD=1。 else b2=0。}。P23=1。amp。 else a2=0。 P0=0XF9。P22=0。在整個的論文寫作中，各位同學(xué)和朋友積極幫助我查資料，提供有利于論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下，我最終完了整個論文。 本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn) 品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進行了詳細的分析和設(shè)計。為了降低誤報率，系統(tǒng)設(shè)計時對溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷的方法。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。采樣時，把相應(yīng)的模擬電壓信號從Vi 端送進 LM324A 進行放大處理后，從 Vo 端輸出送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路。當 OE 為高電平時，O0~O7 呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 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 =0 時，與寫信號 WR 共同選通 ADC0809。本設(shè)計中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為30pF。 （ 2）最大不可調(diào)誤差： ADC0809為 ? 1LSB。 (C)P2 口（ 21 腳～ 28腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2口，一般可作為準雙向 I/O接口。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當訪問外部存儲器時， ALE（允許地址鎖存信號）以每機器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲器讀選通輸出端 ,低電平有效。 地址（ A0~A7） ： 地址端有兩個作用，取決于最高（ MSB）兩位 A A6 的狀態(tài)。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。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ， 便可在輸出端 VT 獲得與絕對溫度成正比的電壓量 ， 即 10 mV/K。一種是運用金屬熱脹冷縮的特性。 （ 3）感光型火災(zāi)報警系統(tǒng) 物質(zhì)燃燒不但會產(chǎn)生煙霧和熱量，同時也會產(chǎn)生可見或不可見的光輻射。 (4)火災(zāi)報警功能。通過大量的研究表明陰燃是誘發(fā)火災(zāi)的重要原因 [12]。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)能對火災(zāi)進行實時監(jiān)測和準確報警，有著防止和減少火災(zāi)危害、保護人身 安全和財產(chǎn)安全的重要意義，有著很大的經(jīng)濟效益和社會效益。集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測節(jié)點構(gòu)成，探測節(jié)點僅將火災(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)的控制器和探測節(jié)點均為智能型，也是今 后火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展方向 [6]。這一階段，火災(zāi)報警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進行火災(zāi)判斷。實踐表明 ,單片機 技術(shù)在系統(tǒng)報警和其它一些自動控制領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。工程試驗結(jié)果充分顯示了技術(shù)的可行性和實現(xiàn)的有效性。 近年來，采用無線通信方式的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在國外悄然興起。一旦發(fā)生火災(zāi)，將對人的生命和財產(chǎn)造成極大的危害 [7]。同時，發(fā)出含有紅、紫外線的火焰，散發(fā)出大量的熱量 [11]。圖 為火災(zāi)報警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 [14] 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機是整個報警系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的工作原理是：先通過傳感器 (包括溫感和煙感 )將現(xiàn)場溫度、煙霧等非電信號轉(zhuǎn)化為電信號，調(diào)理電路將傳感器輸出的電信號進行調(diào)理 (放大、濾波等 )，使之滿足 A /D 轉(zhuǎn)換的要求 ,最后由 A /D 轉(zhuǎn)換電路 ,完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，單片機判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi)。 火災(zāi)報警系統(tǒng)的類型 根據(jù)火災(zāi)報警系統(tǒng)中所使用的探測器種類的不同，火災(zāi)報警系統(tǒng)可以分為以下四種： （ 1）感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng) 由于火災(zāi)發(fā)生時燃燒物會產(chǎn)生大量的熱量，使得周圍溫度迅速變化。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。 火災(zāi)報警器是重要的安全設(shè)備，一切重要的場所，如大型物資倉庫、隧道、大型船舶、高層建筑都應(yīng)該安裝。 TGS202 氣體傳感器能探測 CO2, CO, 甲烷、煤氣等多種氣體 ,他靈敏度高 ,穩(wěn)定性好 ,適合于火災(zāi)中氣體的探測。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應(yīng)通過外接電容連至本端。在單片機內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當不接外部存儲器與不擴展 I/O 接口時，它可作為準雙向 8 位輸入 /輸出接口。 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。 當單片機寫入模式控制字后， ICM7218 以約定的方式接收顯示數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)顯示 RAM 中。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達數(shù)十毫秒，所以，設(shè)計完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。二分頻電路由 D 觸發(fā)器實現(xiàn)， R、 S 端接地， D 接 Q非， Q 端作為輸出端， CLK 接 80C51 的 ALE 端。 ADC0809 的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號 EOC 接到 80C51 的 INT1 引腳，當 A/D轉(zhuǎn)換完成后， EOC 變?yōu)楦唠娖剑硎巨D(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器 ,并產(chǎn)生產(chǎn)生中斷。因為 C 語言的描述由函數(shù)組成，是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言，所以更容易實現(xiàn)模塊化，而且具有可讀性好，易于移植等優(yōu)點，同時還有匯編語言一樣的位操作功能的硬件詳細控制指令 [29]。 圖 程序流程圖 主程序是一個無限循環(huán)體，其流程是：首先在上電之后系統(tǒng)的各部分包括單片機輸出輸入端口的設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲電路、外圍驅(qū)動電路等完成初始化，接下來執(zhí)行火災(zāi)報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、火災(zāi)判斷、報警程序。 火災(zāi)報警系統(tǒng)中使用的是溫度傳感器 AD590 和煙霧傳感器 TGS202，煙霧傳感器輸出電壓 v 與煙霧濃度 p 關(guān)系為： v=+，溫度傳感器使用的靈敏度是℃。由于上述缺點的存在 ,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進一步改進。 void main() { P21=1。 //系統(tǒng)隔 20s 對現(xiàn)場判斷 }。j0。 if(a=1amp。P22=1； P24=1； P25=1。 //溫度煙霧標志位只有一個 1，異常 if(a=0amp。b=1) {P22=1。k0。 //選通 IN0，轉(zhuǎn)換溫度信號 WR=0。WR=1。在設(shè)計過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。經(jīng)過換算可得出溫度煙霧傳感器輸出火災(zāi)報警臨界電壓值為： = 臨 ， = 臨 系統(tǒng)對溫度和煙霧進行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷， 每次信號采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值比較，當溫度≥ 57℃，溫度異常，置寄存器變量 a 為 1，否則為 0；當煙霧濃度≥ ％，煙霧濃度異常，置寄存器變量 b 為 1，否則為 0。 ． 2 主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 42所示。 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 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。 信號處理電路 圖 310 信號處理電路 由于傳感器輸出的模擬信號比較微弱，且含有干擾信號，所以系統(tǒng)需要將信號進行放大、過濾 。故 D 觸發(fā)器能實現(xiàn)對 ALE 端口的信號二分頻。 80C51 的復(fù)位電路如圖 所示。其引腳圖和內(nèi) 部框圖如圖 37 所示。不同類型的轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度相差甚遠； (3) 轉(zhuǎn)換誤差轉(zhuǎn)換誤差表示 A／ D 轉(zhuǎn)換器實際輸出的數(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) 線性度線性度指實際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移。它分時提供 8 位雙向數(shù)據(jù)總線。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。單端使用時必須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 。選擇適當?shù)碾娮枳柚?,使得當氣體濃度達到一定程度 (如 CO 濃度達到 0106%)時 ,VA 端獲得適當?shù)碾妷骸? 第 3 章 火災(zāi)報警系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)核心芯片選擇 傳感器介紹 AD590 溫度傳感器 要準確地進行火災(zāi)報警 ， 選擇合適的溫度和煙霧傳感器是準確報警的前提。還有一 種叫光電感應(yīng)探測器，它有一個發(fā)光元件和一個光敏元件，平常光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如果有煙霧從中阻隔，到達光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報警。根據(jù)探測溫度參數(shù)的不同，一般可以將感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng)分為定溫式、溫差式等幾種。 本文設(shè)計的用于小型防火單位的單片機火災(zāi)報警系統(tǒng)具有以下特點 : (1)能對室內(nèi)煙霧 (CO2, CO) 及溫度突變進行報警 ,具有 聲、光雙重報警功能。其中的氣溶膠、煙霧、火焰和熱量都稱為火災(zāi)參量，通過對這些參量的測定便可確定是否存在火災(zāi)。殘酷的現(xiàn)實讓人們逐漸認識到監(jiān)控預(yù)警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和及時的報警機制可以大大降低人員的傷亡，為社會減少不必要的損失 [8]。無線火災(zāi)自動報警系統(tǒng)起初僅用于特殊場合，如博物館、名勝古跡等不宜布線的場合，而且其價格也比較高 [4]。而無線火災(zāi)報警系統(tǒng)能夠滿足目前要求，它具有安裝容易、快捷、便宜、無需布線、對建筑物表 面的最小破壞性、對功能變化的易適應(yīng)性等特點。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“隱患險于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山”的概念設(shè)計和完善火災(zāi) 自動報警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會財富的損失。 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)，標志著火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展走上正軌 [2]。由于其具有安裝簡便、對建筑物無損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴展等優(yōu)點，適用于許多場合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等?；馂?zāi)發(fā)生的早期，會 使得燃燒物質(zhì)分解，析出大量的有毒氣體 CO，人們可能在毫無察覺火情的情況下就發(fā)生了 CO中毒，從而無力逃生，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)可監(jiān)測到 CO 濃度的變化，為人們提供CO 濃度超標報警信息，通知人們及時疏散 [9]。明火則是火災(zāi)發(fā)生時燃燒火焰產(chǎn)生的熱量使液體或固體的表面放出可燃氣體，并形成擴散燃燒，同時發(fā)出含有紅、紫外線的火焰 。 (3)異常報警功能。感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是對空氣中可見或不可見的煙霧粒子進行探測，然后將煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號來觸發(fā)報警。這種探測器采用半導(dǎo)體器件，體積小、價格低、耐震動、壽命長，很有發(fā)展前途。電路如圖 31 所示。 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，這兩個腳最好在引腳焊盤上相連。 外部時 鐘（ XCLK） ： 此端內(nèi)部有下拉元件，不用時應(yīng)接地。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)