【文章內容簡介】 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)境中煙霧濃度超過報警最低預設值，提醒用戶盡快做出相應安全防范措施。 在安全保護電路中，繼電器（電磁繼電器）是否動作是保護動作是否執(zhí)行的唯一條件。當被檢測到的現場煙霧濃度達到給定裝置所設定的報警預設值時，繼電器 KA1動作，自動換氣風扇啟動。此時，單片機調用延時子程序，經延時 600s 后，繼電器KA2 動作，調節(jié)閥打開同時灑水滅火。 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控制高壓工作電路。在繼電器的輸入回路中，當流經線圈的電流變化時，線圈會產生自激電壓來抑制電流的變化，線圈中的電流變化越快，所產生的電壓越高。所以在設計中，單片機驅動繼電器時，需要并聯一個二極管，利用二極管的反向擊穿能力，來消除自激電壓，達到穩(wěn)定線圈電壓和保護晶體管的目的。 在傳感器的地端串聯一個電阻 R16。當傳感器正常連接時，電阻和傳感器分壓，此時電阻兩端有微弱的電壓，單片機可以通過 ADC0809 的 IN2 口檢測到；如果傳感器 12 電源連接不正常，則會產生斷路，檢測到電阻兩端電壓為 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 煙霧報警器硬件總電路 把上述各個部分電路結合到一起，就是所設計的可燃煙霧報警器總電路。通過各自分工，最終實現聲光報警、字符顯示、自動換氣排煙和滅火功能。 煙霧報警器硬件電路設計如圖 312 所示。 13 123456AB CD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:8Jun2011 Sheet of File:D:\Program Files\Design Explorer 99 SE\MyDesign\復件 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調節(jié)閥5V5V～220 VT+C322uFR11KPPR21KS1手動復位OC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q19IC374LS373PC130pFPR31KD5Q1CLK3Q2IC6A4013132VVGNDINOUTIC6W7805uFPR71KC230pFPC41000uF3uF123IC5AA74ALS02R41KKA2IN026msb21212220IN12723192418IN2282582615IN312714lsb2817IN42EOC7IN53ADDA25IN64ADDB24ADDC23IN75ALE22ref()16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10IC4ADC0809PY12MHzPEA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10IC1AT89C51R15240R51K123IC5BA74ALS02KA1PPR61KM1換氣扇12 3IC5CA74ALS025VX1X2RESET５Ｖ1 2J1CON212J2CON2R161KRp120KR17K5V5 67IC2BALM3243 21IC2AALM324R191MRp220KR181MR20KR211MR221MIN0IN2VrefDzAKRGIN1 312 煙霧報警器硬件電路設計 14 4 系統(tǒng)軟件的設計 主程序流程圖如下圖 41 所示 。在整個報警器系統(tǒng)工作中， AT89C51 單片機對傳感器檢測的煙霧濃度信號進行信號放大、 A/D 轉換處理后，由單片機進行分析處理，判斷系統(tǒng)是否啟動聲光報警。主程序還包括 LED 八段式數碼管濃度字符顯示功能、消音按鍵功能、安全聯動裝置，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 主程序流程圖如圖 41 所示。 圖 41 主程序流程圖 給傳感器預熱后，程序開始執(zhí)行初始化子程序，這部分實現的功能包括各種 I/O口輸入輸出狀態(tài)的設定、 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 當煙霧濃度達到系統(tǒng)的報警預設值，此時報警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對應輸出通道的紅燈閃亮，換氣扇自動運行，并且延時打開調節(jié)閥。為防止誤報，在程序設計上，對煙霧濃度進行快速重復檢測和延時報警，以區(qū)別出是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開閥門產生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報。 報警子程序流程圖如圖 43 所示。 設置定時器 0，選擇方式 1 允許外部中斷 0 關閉蜂鳴器 點亮綠燈，熄滅 黃燈和紅燈 關閉安全聯動裝置 結束 開始 熄滅數碼管 16 Y N Y N N Y Y 圖 43 報警子程序流程圖 放大信號不為零 放大信號是否為零 信號采集 開始 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 啟動換氣扇 蜂鳴器鳴叫 30min 打開調節(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 600s子程序 蜂鳴器鳴叫 60min 數碼管顯示字符 1 數碼管顯示字符 0 返回子程序 延時 20s子程序 17 5 結論 本文在對煙霧傳感器和報警技術進行深入研究的基礎上，詳細地闡述了基于單片機控制的煙霧報警器的設計目的和實現方法。通過系統(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)中各個部分的原理和功能。設計簡單易懂，功能齊全，十分適合在家庭生活中使用。 盡管如此，實際上本設計還有很多的不足的地方。如設計換氣扇根據不同的煙霧濃度實現自動調速，使環(huán)境中的空氣質量能夠得到適度的改善；設計數碼管直接顯示環(huán)境中的煙霧濃度值，讓用戶或者趕到現場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；設計報警系統(tǒng)實現自動撥號功能，使用戶和管理員能夠及時地知道火