基于單片機的煙霧警報器的設計畢設論文(編輯修改稿)
2025-07-19 22:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2C5410AD單片機較以往的單片機提高了工作效率，使系統(tǒng)的可靠性、抗干擾能力得到了顯著改善，而且進一步小型化和便攜化，其內(nèi)部集成的Flash幾乎擁有現(xiàn)代追求個性化的用戶所需要的掉電后數(shù)據(jù)不丟失、快速的數(shù)據(jù)存取時間、電可擦除、容量大、在線可編程、足夠多的擦寫次數(shù)、價格低廉和高可靠性等所有優(yōu)點。STC12C5410AD單片機具有以下特點：STC12C5410ADFlash存儲器為10KB；Flash存儲器主要用作程序存儲，可經(jīng)計算機串口接口下載程序；程序運行時能對其中的1段或多段進行擦、寫操作，因此兼有數(shù)據(jù)存儲器功能。Flash存儲器的掉電保護功能可用于程序數(shù)據(jù)保存，可以按字或字節(jié)讀寫，最小擦除單位為1段，經(jīng)過擦除的位為“1”，寫入位為“0”。脈寬調(diào)節(jié)模式，所有PCA模塊都可用作PMW輸出，輸出頻率取決于PCA定時器的時鐘源。由于所有模塊共用僅有的PCA定時器，所有它們的輸出頻率相同。I/O口工作類型設置，STC12C5410AD帶 STC12C5410AD單片機管腳圖有24個I/O引腳，它的I/O與傳統(tǒng)的I/O不同，每個I/O口均可由軟件設置成4種工作類型之一，使得功能口和通用I/O口復用。在對同一個I/O口進行操作前要選擇其要實現(xiàn)的功能，這樣大大地增強了端口的功能和靈活性。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換寄存器 ，STC12C5410AD單片機的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，STC12C5410AD系列是10位精度的A/D，速度 均可達到100KHz。8路電壓輸入型A/D，可以完成溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等功能。上電復位后P1口是弱上拉型的I/O口，可以通過軟件設置將8路中的任何一路設置為A/D轉(zhuǎn)換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。這樣，A/D轉(zhuǎn)換和I/O口可以靈活的運用，節(jié)省了軟件及時間。有配套的仿真開發(fā)工具 STC12C5410AD的Flash存儲器給用戶的開發(fā)帶來方便。用戶可以將 芯片焊接在線路板上后進行下載程序、調(diào)試程序和修改程序。 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對其進行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。本系統(tǒng)采用的半導體煙霧傳感器屬于電阻型，因此只需串聯(lián)一個參考電阻，再經(jīng)過一個放大電路即可發(fā)送給ADC采集。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電，所以采用同相比例放大電路，可以減少硬件開銷；反之，如果采用反相放大，則一般需要利用雙極性供電，這就需要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個負壓，這顯然會造成浪費。常見的運算放大器中，LM324價格低廉、使用簡單等優(yōu)點比較突出，所以本設計中的前置放大電路采用LM324作為電路的運算放大器。 前置放大電路圖，從傳感器的上端出來的信號Vi經(jīng)過運算放大器的同相輸入端，但是為保證引入的是負反饋，輸出電壓Vo通過電阻R4接到反相輸入端，同時，反相輸入端通過電阻R3接到參考電壓Vref。同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負反饋，同樣可以利用理想運放工作在線性區(qū)時的兩個特點來分析其電壓放大倍數(shù)。同相比例運算電路有以下幾個特點：(1)同相比例運算放大電路是一個深度的電壓串聯(lián)負反饋電路。因為不存在“虛地”現(xiàn)象，所以其輸入端有較高的共模輸入電壓。(2)電壓放大倍數(shù)，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。如果不接R3和R4，則此電路就成了電壓跟隨器，它可以減少電路模塊間由于阻抗引起的干擾。(3)由于引入了深度電壓串聯(lián)負反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。高輸入阻抗就可以減少放大電路對前端電路的影響，同時低輸出阻抗也可以提高自身的抗干擾性，這顯然有利于電路中其他模塊的設計。 。報警裝置采用無源壓電式KM3712x型蜂鳴器，較一般的蜂鳴器體積大，聲音響亮，適用于家用煤氣報警器的報警聲音源。當單片機STC12C5410AD的17腳置1時，三極管Q1導通，蜂鳴器報警。本報警器采用單片機STC12C5410AD的PWM功 能，如果煙霧濃度達到報警限，報警時蜂鳴器會發(fā)出如警車警笛的聲音。 聲音報警電路圖 報警器濃度顯示采用共陽數(shù)碼管。顯示濃度級別，其主要技術參數(shù)如下：模塊工作電壓： ；工作電流：80ma,每段10ma；字高：；環(huán)境相對濕度：85％ ；視角：6:00 ；工作溫度：10+50176。C ；顯示方式：反射式正顯示存儲溫度：20+60176。C；接口方式：8線并行接口。 狀態(tài)指示燈電路圖 。單片機STC12C5410AD的18腳、12腳、13腳，控制輸出的狀態(tài)指示燈。綠燈常亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中可燃煙霧濃度極低。黃燈閃亮表示傳感器加熱絲或者電纜發(fā)生斷線或者接觸不良。紅燈閃亮表示環(huán)境中可燃煙霧濃度超過報警限值，提醒用戶盡快作相應安全措施。 當煙霧濃度超過報警限，報警器發(fā)出鳴叫，用戶到達現(xiàn)場，可按下按鍵停止報警器鳴叫。若過一點時間濃度仍超出報警限，報警器會再次鳴叫提醒用戶。 判斷傳感器電源連接情況，在傳感器的地端串聯(lián)一個電阻R6。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，；如果傳感器電源連接不正常，則會產(chǎn)生
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