【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1紅燈R94 7 0 ΩP 2 .4P 2 .5P 2 .6 圖 39 指 示燈電路 綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低；黃燈閃爍表示傳感器連 11 接故障或是線路接觸不良；紅燈閃爍表示環(huán)境中煙霧濃度超過(guò)報(bào)警最低預(yù)設(shè)值，提醒用戶盡快做出相應(yīng)安全防范措施。 在安全保護(hù)電路中，繼電器（電磁繼電器）是否動(dòng)作是保護(hù)動(dòng)作是否執(zhí)行的唯一條件。當(dāng)被檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)煙霧濃度達(dá)到給定裝置所設(shè)定的報(bào)警預(yù)設(shè)值時(shí)，繼電器 KA1動(dòng)作，自動(dòng)換氣風(fēng)扇啟動(dòng)。此時(shí)，單片機(jī)調(diào)用延時(shí)子程序，經(jīng)延時(shí) 600s 后，繼電器KA2 動(dòng)作，調(diào)節(jié)閥打開(kāi)同時(shí)灑水滅火。 繼電器連接及控制電路圖如圖 310 所示。 C 85 5 0P N PD1KA1繼電器5VR 2347KC 85 5 0P N PD2KA2繼電器5VR 2447KP 2. 0P 2. 1 M2調(diào)節(jié)閥KA2KA1M1換氣扇1 2J2C O N 2 圖 310 繼電器連接及控制電路圖 繼電器的工作原理是利用低壓控制電路來(lái)控制高壓工作電路。在繼電器的輸入回路中，當(dāng)流經(jīng)線圈的電流變化時(shí)，線圈會(huì)產(chǎn)生自激電壓來(lái)抑制電流的變化，線圈中的電流變化越快，所產(chǎn)生的電壓越高。所以在設(shè)計(jì)中，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器時(shí)，需要并聯(lián)一個(gè)二極管，利用二極管的反向擊穿能力，來(lái)消除自激電壓，達(dá)到穩(wěn)定線圈電壓和保護(hù)晶體管的目的。 在傳感器的地端串聯(lián)一個(gè)電阻 R16。當(dāng)傳感器正常連接時(shí)，電阻和傳感器分壓，此時(shí)電阻兩端有微弱的電壓，單片機(jī)可以通過(guò) ADC0809 的 IN2 口檢測(cè)到；如果傳感器 12 電源連接不正常，則會(huì)產(chǎn)生斷路，檢測(cè)到電阻兩端電壓為 0。 傳感器故障自診斷電路圖如圖 311 所示。 R 161KR p120KR 17 K5V321I C 2A : 1L M 32 4I N 2A KRGI N 1 圖 311 傳感器故障自診斷電路圖 煙霧報(bào)警器硬件總電路 把上述各個(gè)部分電路結(jié)合到一起，就是所設(shè)計(jì)的可燃煙霧報(bào)警器總電路。通過(guò)各自分工，最終實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警、字符顯示、自動(dòng)換氣排煙和滅火功能。 煙霧報(bào)警器硬件電路設(shè)計(jì)如圖 312 所示。 13 123456AB CD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:8Jun2011 Sheet of File:D:\Program Files\Design Explorer 99 SE\MyDesign\復(fù)件 bDrawn By:LED2黃燈C8550PNPD1LED3綠燈KA1繼電器5VR847KR2347KC8550PNPD2KA2繼電器R10470Ω5VR2447KR11470ΩPP5VR13470Ω蜂鳴器LED1紅燈C8550PNP5VS2消音按鍵R141KΩR9470ΩP12348～9VBRIDGER12470ΩabfcgdeVCC1234567abcdefg8dpdp9DSPM2調(diào)節(jié)閥5V5V～220 VT+C322uFR11KPPR21KS1手動(dòng)復(fù)位OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19IC374LS373PC130pFPR31KD5Q1CLK3Q2IC6A4013132VVGNDINOUTIC6W7805uFPR71KC230pFPC41000uF3uF123IC5AA74ALS02R41KKA2IN026msb21212220IN12723192418IN2282582615IN312714lsb2817IN42EOC7IN53ADDA25IN64ADDB24ADDC23IN75ALE22ref()16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10IC4ADC0809PY12MHzPEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10IC1AT89C51R15240R51K123IC5BA74ALS02KA1PPR61KM1換氣扇12 3IC5CA74ALS025VX1X2RESET５Ｖ1 2J1CON212J2CON2R161KRp120KR17K5V5 67IC2BALM3243 21IC2AALM324R191MRp220KR181MR20KR211MR221MIN0IN2VrefDzAKRGIN1 312 煙霧報(bào)警器硬件電路設(shè)計(jì) 14 4 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 主程序流程圖如下圖 41 所示 。在整個(gè)報(bào)警器系統(tǒng)工作中， AT89C51 單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的煙霧濃度信號(hào)進(jìn)行信號(hào)放大、 A/D 轉(zhuǎn)換處理后，由單片機(jī)進(jìn)行分析處理，判斷系統(tǒng)是否啟動(dòng)聲光報(bào)警。主程序還包括 LED 八段式數(shù)碼管濃度字符顯示功能、消音按鍵功能、安全聯(lián)動(dòng)裝置，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來(lái)便利。 主程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 主程序流程圖 給傳感器預(yù)熱后，程序開(kāi)始執(zhí)行初始化子程序，這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種 I/O口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、 寄存器初始化、中斷使能等。 主程序初始化流程圖 如圖 42 所示。 15 圖 42 主程序初始化流程圖 當(dāng)煙霧濃度達(dá)到系統(tǒng)的報(bào)警預(yù)設(shè)值，此時(shí)報(bào)警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對(duì)應(yīng)輸出通道的紅燈閃亮，換氣扇自動(dòng)運(yùn)行，并且延時(shí)打開(kāi)調(diào)節(jié)閥。為防止誤報(bào)，在程序設(shè)計(jì)上，對(duì)煙霧濃度進(jìn)行快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警，以區(qū)別出是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開(kāi)閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報(bào)。 報(bào)警子程序流程圖如圖 43 所示。 設(shè)置定時(shí)器 0，選擇方式 1 允許外部中斷 0 關(guān)閉蜂鳴器 點(diǎn)亮綠燈，熄滅 黃燈和紅燈 關(guān)閉安全聯(lián)動(dòng)裝置 結(jié)束 開(kāi)始 熄滅數(shù)碼管 16 Y N Y N N Y Y 圖 43 報(bào)警子程序流程圖 放大信號(hào)不為零 放大信號(hào)是否為零 信號(hào)采集 開(kāi)始 消音鍵是否 按下 傳感器是否故障 傳感器故障自診斷 黃燈閃爍 30min 熄滅綠燈 紅燈閃爍 60min 啟動(dòng)換氣扇 蜂鳴器鳴叫 30min 打開(kāi)調(diào)節(jié)閥 蜂鳴器 繼續(xù)鳴 叫 按鍵掃描子程序 蜂鳴器停止鳴叫 延時(shí) 600s子程序 蜂鳴器鳴叫 60min 數(shù)碼管顯示字符 1 數(shù)碼管顯示字符 0 返回子程序 延時(shí) 20s子程序 17 5 結(jié)論 本文在對(duì)煙霧傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地闡述了基于單片機(jī)控制的煙霧報(bào)警器的設(shè)計(jì)目的和實(shí)現(xiàn)方法。通過(guò)系統(tǒng)方框圖、硬件電路圖和軟件流程圖的表示，全面、具體地闡述了系統(tǒng)中各個(gè)部分的原理和功能。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易懂，功能齊全，十分適合在家庭生活中使用。 盡管如此，實(shí)際上本設(shè)計(jì)還有很多的不足的地方。如設(shè)計(jì)換氣扇根據(jù)不同的煙霧濃度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，使環(huán)境中的空氣質(zhì)量能夠得到適度的改善；設(shè)計(jì)數(shù)碼管直接顯示環(huán)境中的煙霧濃度值，讓用戶或者趕到現(xiàn)場(chǎng)的人能夠直接地知曉環(huán)境中的煙霧濃 度值，以便做出更好、更合適的判斷和處理；設(shè)計(jì)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào)功能，使用戶和管理員能夠及時(shí)地知道火