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正文內(nèi)容

可燃?xì)怏w報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-10-03 21:03 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 AC)通過逐次比較寄存器輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束后,最終的轉(zhuǎn)換結(jié)果保存到 ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器ADC_RES和 ADC_RESL。同時(shí),置位 ADC控制寄存器 ADC_CONTR中的 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位 ADC_FLAG,以供程序查詢或發(fā)出中斷申請(qǐng)。模擬通道的選擇控制由 ADC控制寄存器 ADC_CONTR中的 CHS2~CHS0確定。 ADC的轉(zhuǎn)換速度由 ADC控制寄存器中的 SPEED1,SPEED0確定。在使用 ADC之前應(yīng)先給 ADC上電也就是置位 ADC控制寄存器中的 ADC_POWER位 [8]。 計(jì)算公式如下: 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 10 頁 共 43 頁 當(dāng) ADRJ=0時(shí),如果取 8位結(jié)果,按下面公式計(jì)算: 8bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[7:0])=256xVcVin 當(dāng) ADRJ=1時(shí),如果取 10 位結(jié)果,則按下面公式計(jì)算: 10bit A/D Conversion Result:(ADC_RES[1:0],ADC_RESL[7:0])=1024xVcVin 本次設(shè)計(jì)采用 10位結(jié)果。 ADC的相關(guān)寄存器如下圖: 圖 ADC 的相關(guān)寄存器 本次設(shè)計(jì)采用單片機(jī)內(nèi)部 A/D模塊,直接采樣輸出的模擬電壓。 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì) 器件概述 LED數(shù)碼管( LED Segment Displays)由發(fā)光二極管多個(gè)封裝在一起組成“ 8”字型的器件, 引線已在內(nèi)部連接完成,只需引出它們的各個(gè)筆劃,公共電極。實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 8字形構(gòu)成的,加上小數(shù)點(diǎn)就是 8個(gè)。這些段分別由字母 a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。 74HC16 74HCT164 是高速硅門 CMOS 器件,與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引腳兼容。74HC16 74HCT164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器,串行輸入數(shù)據(jù),然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)輸入端( DSA 或 DSB)之一串行輸入;任一輸入端可以用作高電平使能端,控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸 入端或者連接在一起,或者把不用的輸入端接高電平,一定不要懸空 [9]。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 11 頁 共 43 頁 圖 74HC164 圖 數(shù)碼管 表 74HC164 芯片說明 符號(hào) 引腳 說明 DSA 1 數(shù)據(jù)輸入 DSB 2 數(shù)據(jù)輸入 Q0~Q3 3~6 輸出 GND 7 地 (0 V) CP 8 時(shí)鐘輸入(低電平到高電平邊沿觸發(fā)) /M/R 9 中央復(fù)位輸入(低電平有效) Q4~Q7 10~13 輸出 VCC 14 正電源 顯示電路設(shè)計(jì) 74HC164 時(shí)鐘 (CP) 每次由低變高時(shí),數(shù)據(jù)右移一位,輸入到 Q0, Q0 是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端( DSA 和 DSB)的邏輯與,它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長度。 主復(fù)位 (MR) 輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無效,同時(shí)非同步地清除寄存器,強(qiáng)制所有的輸出為低電平。 將 1 個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)數(shù)據(jù)位,在 8個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的作用下,逐個(gè)送入移位寄存器 74HC164,就能夠?qū)⑼酱袀鬏敺绞降臄?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù) 格式。在這個(gè)逐個(gè)送入的過程中,移位寄存器74HC164 的 8 個(gè)并行輸出管腳的狀態(tài)處于不斷地變化中,但是如果這個(gè)傳送過程很快,眼睛實(shí)際是分辨不出數(shù)碼管對(duì)應(yīng)的變化。 如果在完成 1個(gè)字節(jié)的 8 個(gè)數(shù)據(jù)位傳送以后,不再有時(shí)鐘信號(hào)到來,移位寄存器 74HC164 的并行輸出管腳的狀態(tài)將保持不變,數(shù)碼管就處于穩(wěn)定地顯示狀態(tài)。 微控制器芯片與數(shù)碼管之間采用串行同步數(shù)據(jù)傳送方式節(jié)省了輸入 /輸出管腳資源,采用74HC164 鎖存數(shù)據(jù)將實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的靜態(tài)顯示,不再需要微控制器對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的管理,這時(shí)能夠使用微控制器完成其它任務(wù)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 12 頁 共 43 頁 表 74HC164 工作模式 輸入 輸出 /M/R CP DSA DSB Q0 Q1 至 Q7 復(fù)位(清除) L L X X L:L 至 L 移位 H ↑ l l L:qo 至 q6 H ↑ l h L q0 至 q6 H ↑ h l L q0 至 q6 H ↑ h h H q0 至 q6 H = HIGH(高)電平 h = 先于低 至 高時(shí)鐘躍變一個(gè)建立時(shí)間 (setup time) 的 HIGH(高)電平 L = LOW(低)電平 l = 先于低 至 高時(shí)鐘躍變一個(gè)建立時(shí)間 (setup time) 的 LOW(低)電平 q = 小寫字母代表先于低 至 高時(shí)鐘躍變一個(gè)建立時(shí)間的參考輸入 (referenced input) 的狀態(tài) ↑ = 低 至 高時(shí)鐘躍變 圖 數(shù)碼管顯示電路 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 13 頁 共 43 頁 繼電器電路的設(shè)計(jì) 繼電器概述 電磁繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路),通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中,它實(shí)際上 是用較小的電流、較低的電壓去控制較大電流、較高的電壓的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁繼電器的構(gòu)造:如圖所示, A是電磁鐵, B 是銜鐵, C 是彈簧, D 是動(dòng)觸點(diǎn), E是靜觸點(diǎn)。電磁繼電器工作電路可分為低壓控制電路和高壓工作電路組成。控制電路是由電磁鐵 A、銜鐵 B、低壓電源 E1 和開關(guān)組成;工作電路是由小燈泡 L、電源 E2 和相當(dāng)于開關(guān)的靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)組成。連接好工作電路,在常態(tài)時(shí), D、 E間未連通,工作電路斷開。用手指將動(dòng)觸點(diǎn)壓下,則 D、 E間因動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)接觸而將工作電路接通,小燈泡 L 發(fā)光。閉合開關(guān) S,銜鐵被電磁鐵吸下來,動(dòng)觸點(diǎn)同時(shí)與兩個(gè)靜觸點(diǎn)接觸,使 D、 E 間連通。這時(shí)彈簧被拉長,觀察到工作電路被接通,小燈泡 L發(fā)光。斷開開關(guān) S,電磁鐵失去磁性,對(duì)銜鐵無吸引力。銜鐵在彈簧的拉力作用下回到原來的位置,動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)分開,工作電路被切斷,小燈泡 L 不發(fā)光。 圖 繼電器 功能實(shí)現(xiàn) 利用三極管的開關(guān)特性,單片機(jī)的一個(gè)端口控制三極管的狀態(tài),進(jìn)行控制繼電器的開和關(guān)。 Fan端口為 1(高電平)使三極管處于飽和區(qū),繼電器閉合。 Fan端口為 1(高電平)使三極管處于飽和區(qū),繼電器閉合。 Fan端口為 0(低電平)使三極管處于截止區(qū),繼電器打開。 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器。它廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、報(bào)警器、電話機(jī)等電子產(chǎn)產(chǎn)品中作發(fā)生器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用 產(chǎn)生聲音 壓電式蜂鳴器主要由多謝振蕩器、壓電蜂 鳴器片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多謝振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當(dāng)接通電源后( ),多謝振蕩器起振,輸出,阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴器片發(fā)聲。 LED 是英文 light emitting diode (發(fā)光二極管)的縮寫,它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片,用銀膠或白膠固化到支架上,然后用銀線或金線連接芯片和電路板,然后四周用環(huán)氧樹脂密封,起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用,最后安裝外殼,所以 LED 燈的抗震性能好 。 本設(shè)計(jì)中使用蜂鳴器 和 LED燈 來做提示報(bào)警,當(dāng) 煙霧 濃度大于設(shè)定值時(shí)蜂鳴器就會(huì)發(fā)出 發(fā)聲音,LED燈會(huì)提示 。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 14 頁 共 43 頁 圖 聲光報(bào)警電路 遠(yuǎn)程報(bào)警電路的設(shè)計(jì) SIM900A 模塊的概述 SIM900A采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口,工作頻率為 GSM/GPRS 850/900/1800/1900MHz,高度集成的 GSM模塊。在 GSM網(wǎng)絡(luò)日臻完善的今天,它易于集成,使用它您可以在較短的時(shí)間內(nèi)花費(fèi)較少的成本開發(fā)出新穎的產(chǎn)品。在遠(yuǎn)程監(jiān)控和無線公話以及無線 POS終端等領(lǐng)域您都能看到無線模塊在發(fā)揮作用,使用它是產(chǎn)品質(zhì)量和性能的保 證。這些產(chǎn)品可以很容易向 GPRS領(lǐng)域過度,您將會(huì)發(fā)現(xiàn)花費(fèi)較少的成本就能享受到 GPRS技術(shù)帶給您的方便快捷 [10]。 SIM900A自身特點(diǎn)如下: ( 1) SIM900A短信模塊體積小、重量輕 ( 2)低功耗 ( 3)支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音、短消息和傳真 ( 4) SIM 應(yīng)用工具包 ( 5) AT 命令集控制 ( 6) Ramp。TTE 認(rèn)證、 GCF認(rèn)證 ( 7) SMS: MT/MO/CB/PDU模式 ( 8)音頻 : 最高速率,升級(jí)最高速率和半速率 ( 9)便于集成 SIM900A主要參數(shù)如下: 輸入電壓:范圍 : ~ 溫度范圍: 40℃ ~85℃ 串口速率:可調(diào)(模塊的串口速率為 9600,19200,38400,57600,115200可選) 無線協(xié)議:通過 AT命令控制 ( GSM , and SIMCOM 增強(qiáng) AT命令集) 傳輸距離:中國范圍內(nèi) 低功耗性: (睡眠模式) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 15 頁 共 43 頁 SIM900A 的引腳功能 SIM900A模塊引腳如圖 ,實(shí)物圖如 , SIM900A引腳功能說明如表 。 圖 SIM900A 模塊引腳圖 圖 SIM900A 實(shí)物圖 表 SIM900A 引腳功能說明 管腳 功能 RX 接收引腳 TX 發(fā)送引腳 SIMRTS 請(qǐng)求發(fā)送 ,低電平有效 GND 連接到電源 GND 5V 電源 MCUVCC 5V 電源 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)) 第 16 頁 共 43 頁 SIM900A 的工作原理 本系統(tǒng)中,單片機(jī)通過串口向 GSM 模塊發(fā)送相應(yīng)的 AT 命令來實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送和接受。采用GSM 模塊的短消息業(yè)務(wù)( SMS)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸功能。此業(yè)務(wù)被所有手機(jī)支持,可以使用任何字符集。本系統(tǒng)采用此業(yè) 務(wù)的 PDU 模式將 SMS 地址、中心電話號(hào)碼、用戶電話號(hào)碼和濕度信息通過 Unicode 編碼方式進(jìn)行編碼壓縮成 PDU 數(shù)據(jù)包,以 UCSII 碼的格式發(fā)送出去 [11]。 然而, SIM900A是通過 AT 指令進(jìn)行通信的。 AT 命令是一套用于對(duì) GSM 模塊控制的命令,通常以“ AT”開頭。單片機(jī)通過向 GSM模塊的控制。不同的 AT 命令控制 GSM 模塊的不同動(dòng)作。通常情況下, AT 命令以字母“ AT ”開頭,以 ASCII 碼為 13 的字符結(jié)尾。下面介紹幾種常用的 AT 指令,下面的命令如果不做特殊說明,都是需要帶 ASCII 碼為 13 的字符結(jié)尾,如果不帶 ,則會(huì)對(duì)該條命令進(jìn)行說明 [12]。 作為 GSM模塊,它支持滿足規(guī)范 和 的指令集。其中 消息的應(yīng)用,考慮到本章介紹的是短消息應(yīng)用系統(tǒng),這里只討論 指令集。 集提供的 AT 命令主要實(shí)現(xiàn)短消息的發(fā)送、刪除、存儲(chǔ)等操作,下面對(duì)某些 AT 命令進(jìn)行具體的介紹。 SIM900A 模塊中與 SMS 有關(guān)的 GSM AT 指令介紹。 GSM 引擎模塊提供的命令接口符合 和 規(guī)范。 中定義的 AT Command 接口。提供了一種移動(dòng)平臺(tái)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通用接口; 對(duì)短消息作了詳細(xì)的規(guī)定。在短消息模塊收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的短消息時(shí),能夠通過串口發(fā)送指示消息,數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以向 GSM 模塊發(fā)送各種命令。 GSM AT 指令集如表格所示,是由諾基亞、愛立信、摩托羅拉和 HP 等廠家共同為 GSM 系統(tǒng)研制的,其中包含了對(duì) SMS(Short Message Service)的控制 [13]。 表 相關(guān)的 GSM AT 指令 AT+CMGC 發(fā)出一條短消息命令 AT+CMGD 刪除 SIM卡內(nèi)存的短消息 AT+CMGF 選擇短消息信息格式: 0PDU。1文本 AT+CMGR 讀短消息 AT+CMGS 發(fā)送短消息 AT+CMGW 向 SIM內(nèi)存中寫入待發(fā)的短消息 AT+CMSS 從 SIN|M內(nèi)存中發(fā)送短消息 AT+CSCA 短消息中心地址 AT+CSMS 選擇短消息服務(wù) SIM900A 的 PUD 短信息編碼方式 目前通過 GSM無線模塊收發(fā)短信息主要分為 Block模式、基于 AT指令的 Text模式和基于 AT指令的 PDU模式三種模式。 Block模式需要手機(jī)生產(chǎn)廠家提供驅(qū)動(dòng)支持,已經(jīng)逐 漸被 PDU模式取代。BLOCK 模式現(xiàn)在用的很少了; TEXT 模式則只能發(fā)送 ASCII 碼 ,它不能發(fā)送中文的 UNICODE碼,從技術(shù)上來講是可以用于發(fā)送中文短消息的,但是國內(nèi)的手機(jī)基本上不支持
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