【文章內(nèi)容簡介】 換為電信號來觸發(fā)報警。感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)主要有激光感煙式、光電感煙式和離子感煙式等。 （ 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。感光型火災(zāi) 報警系統(tǒng)就是通過響應(yīng)火災(zāi)中產(chǎn)生的光特性，即擴散火焰的光強度和閃爍頻率，來觸發(fā)報警系統(tǒng)的。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)分為對波長較短的光輻射敏感的紫外報警系統(tǒng)和對波山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 長較長的光輻射敏感的紅外報警系統(tǒng)。 （ 4）復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng) 如果報警系統(tǒng)同時對溫度、煙霧和光輻射中的兩種或兩種以上參數(shù)做出響應(yīng)，那么它就是復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)。目前復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。 火災(zāi)探測器的原理 火災(zāi)發(fā)生時，必然會伴隨著產(chǎn)生煙霧、高溫和火光，探測器對這些都很敏感。當(dāng)有煙 霧、高溫、火光產(chǎn)生的時候，它就改變平時的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機械部分發(fā)生變化或位移，再通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報聲，有的還能同時發(fā)出燈光信號并顯示發(fā)生火災(zāi)的部位、地點。 火災(zāi)探測器主要分感煙、感溫、光輻射三大類： （ 1）感煙探測器。一種是離子感煙探測器，它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅 241，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子，在電場的作用下各向正負(fù)電極移動。在正常的情況下，內(nèi)外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室，干擾了帶電粒子的正常運動，電流、電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了 信號。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。還有一種叫管道抽吸式感煙探測器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測器中另一種散射型相似，通過煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。近年來還出現(xiàn)了激光感煙探測器，它也是利用光電感應(yīng)原理，不同的是光源改用激光束。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 。 （ 2）感溫探測器。一種是運用金屬熱脹冷縮的特性。正常的情況下，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 探測器的電路斷開，當(dāng)溫度升到一定值時，由于金屬膨脹、延伸，導(dǎo)體接通，于是發(fā)出了信號。一種是利用某些金屬易熔的特性，在探測器里固定一塊低熔點合金，當(dāng)溫度升到它的熔點（ 70～ 90℃）時，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。這兩種探測器都屬定溫型，即當(dāng)外界溫度超過某一限值時就會報警；還有一類是差溫型，升溫的速度超過特定值時，便會感應(yīng)報警。如將兩者結(jié)合起來，便成為差定溫組合式。 （ 3）光輻射探測器。一種是紅外光輻射探測器。物質(zhì) 在燃燒時，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，經(jīng)放大后，就能向人們報警。另一種是紫外光輻射探測器，則利用有機化合物燃燒時，火光中的紫外光，使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，通過繼電器等，就能打開開關(guān)電路報警。 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。它還可以與自動滅火設(shè)備一起組成自動報警、自動滅火的“自動消防隊”。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 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(zhǔn)確地進行火災(zāi)報警 ， 選擇合適的溫度和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報警的前提。綜合考慮各因素 ， 本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件 。 AD590是美國 Analog Devices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。電路如圖 31 所示。由于 AD590 是電流型溫度傳感器 ， 他的輸出同絕對溫度成正比 ， 即 1μA/k ， 而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 的輸入要求是電壓量 [2]，所以在 AD590 的負(fù)極接出一個 1kΩ 的電阻 R 和一個 100Ω 的可調(diào)電阻 W ，將電流量 變?yōu)殡妷毫克腿?ADC0809。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。 圖 31 AD590應(yīng)用電路圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 AD590 有以下特點： AD590 的測溫范圍 55℃～ +150℃。 AD590 的電源電壓范圍為 4V30V。電源電壓可在 4V6V 范圍變化，電流 TI 變化 1 A? ，相當(dāng)于溫度變化 1K。 AD590 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 。 輸出電阻為 710MΩ； 精度高。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M五檔，其中 M 檔精度最高，在55℃～ +150℃范圍內(nèi)，非線形誤差177。 ℃。 TGS202 氣體傳感器 火災(zāi)中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。 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。如圖 32 所示 ,當(dāng) TGS202 探測到 CO2或 CO 時 ,傳感器的內(nèi)阻變小 ,VA 迅速上升。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?,使得當(dāng)氣體濃度達到一定程度 (如 CO 濃度達到%)時 ,VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷骸? 圖 32 TGS202應(yīng)用電路圖 ISD1420 語音芯片 ISD1420 引腳 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 A01A13A25A37A49A511NC13NC15A617A719NC21VSSD23VSSA25SP+134VCCD2REC4XCLK6RED8PLAE10PLAY12NC14ANAO16ANAI18AGC20REF22MIC24VCCA26SP28ISD1420 圖 3 3 ISD1420 引腳 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 ISD1420 各引腳及其功能介紹 電源（ VCCA， VCCD） ： 芯片內(nèi)部的模擬和數(shù)字電路使用不同的電源總線，并且分別引到外封裝上，這樣可使噪聲最小。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。 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。 錄音（ /REC） ： 低電平有效。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。 邊沿觸發(fā)放音（ /PLAYE） ： 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。 電平觸發(fā)放音（ /PLAYL） ： 此端出現(xiàn)下降沿時，芯片開始放音。 錄音指示（ /RECLED） ： 處于錄音狀態(tài)時，此端為低，可驅(qū)動 LED。 話筒參考（ MIC REF） ： 此端是前置放大器的反向輸入。當(dāng)以差分形式連接話筒時 ， 可減小噪聲 ，提高共模抑制比。 自動增益控制（ AGC） ： AGC 動態(tài)調(diào)節(jié)器整前置境益以補償話筒輸入電平的寬幅變化，使得錄制變化很大的音量（從耳語到喧嘩囂聲）時失真都能保持最小。 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。 模擬輸入（ ANA IN） ： 此端即芯片錄音的輸入信號。對話筒輸入來說， ANA OUT 端應(yīng)通過外接電容連至本端。 喇叭輸出（ SP+、 SP） ： 這對輸出端能驅(qū)動 16Ω 以上的喇叭。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 。 錄音時 ,它們都呈高阻態(tài) 。節(jié)電模式下 ,它們保持為低電平。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 外部時鐘（ XCLK） ： 此端內(nèi)部有下拉元件，不用時應(yīng)接地。輸入時鐘的占空比無關(guān)緊要，因為內(nèi)部首先進行了分頻。 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)。 語音段的尋址 語音芯片與單片機的連接，常通過串行口來實現(xiàn)，串行口也可以通過輔助電路分時多用。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，串行口向 CPU 申請中斷，響應(yīng)中斷后， CPU 便 可以從串行數(shù)據(jù)中識別出語音段編號，輸出語音信號。發(fā)送結(jié)束，中斷由軟件清零。 80C51 芯片 80C51 芯片的引腳及功能 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 12345678RES9RXD 10TXD 11INT0/12INT1/13T0/19T1/15WR/16RD/17XLAT118XLAT219VSS20VCC403938373635343332EA/VPP31ALE30PSEN29282724252423222180C51 圖 34 80C51芯片的引腳圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 下面按引腳功能分為 4個部分?jǐn)⑹鰝€引腳的功能。 （ 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。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用外部時鐘時， 對于 HMOS 單片機，該引腳接地；對于 CHOMS 單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。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(dāng)采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 （ 3）控制信號或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP等 4 種形式。 （ A） RST/VPD（ 9 腳）： RST 即為 RESET， VPD 為備用電源，所以該引腳為單 片機的上電復(fù)位或掉電保護端。當(dāng)單片機振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機復(fù)位到初始狀態(tài)。 當(dāng) VCC 發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源 VPD（ +5V）為內(nèi)部 RAM 供電，以保證 RAM 中的數(shù)據(jù)不丟失。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)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。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期 PESN 兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間， PESN 信號將不出現(xiàn)。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 （ D） EA/Vpp（ 31 腳）： EA 為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當(dāng) 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）。若超出該范圍時，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當(dāng) EA 端保持低電平時，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機，在 EPROM 編程期間，該引腳用于接 21V 的編程電源 Vpp。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0口、 P1口 、 P2 口及 P3 口 (A)P0 口（ 39 腳～ 22 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P0 口。當(dāng)不接外部存儲器與不擴展 I/O 接口時，它可作為準(zhǔn)雙向 8位輸入 /輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴展 I/O 口時， P0口為地址 /數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。它分時提供 8位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機，當(dāng) EPROM 編程時，從 P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。 (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。對于 MCS— 52 子系列單片機， 和 還有第 2功能： 口用作定時器 /計數(shù)器 2的計數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時器 /計數(shù)器 2的外部控制端 T2EX。對于 EPROM 編程和進行程序校驗時， P0口接收輸入的低 8 位地址。 (C)P2 口（ 21 腳～ 28 腳）：