智能火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 03:02 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算速度，使檢測(cè)人員和用戶在報(bào)警器系統(tǒng)正常工作時(shí)能夠及時(shí)地觀測(cè)到實(shí)時(shí)的煙霧濃度等級(jí)，并進(jìn)行相應(yīng)處理。同時(shí)，在能夠滿足報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算速度及接口功能要求的同類(lèi)型單片機(jī)中，要考慮選擇價(jià)格低廉且體積輕巧的機(jī)型，在保證了報(bào)警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎(chǔ)上，能夠不提高成本，縮小體積。針對(duì)本文系統(tǒng)單片機(jī)的選擇，我們使用MCS51系列單片機(jī)中的STC89C52單片機(jī)。下文我們會(huì)對(duì)STC89C52單片機(jī)做重點(diǎn)介紹。 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介 、高性能CMOS8位微控制器，具有8K可編程Flash存儲(chǔ)器。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在線可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。這一模塊以單片機(jī)為中心把程序代碼燒進(jìn)去然后外圍接上復(fù)位電路、振蕩電路、鍵盤(pán)控制、LED顯示電路、報(bào)警電路等子模塊。 單片機(jī)的引腳功能描述 下面對(duì)STC89C52各引腳的功能進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹：1)電源引腳Vcc和VssVcc引腳可以表示為電源端為+5V，該引腳一共有40腳； Vss引腳可以表示為接地端引腳，該引腳一共有20腳； 2)引腳XTAL1和XTAL2 XTAL2可以表示為時(shí)鐘電路引腳，該引腳與外部晶體的一端相連接。該引腳在單片機(jī)的內(nèi)部可以表示為電路反向放大器的輸出端，而該電路的頻率可以表示為晶體固有的頻率。如果需要使用到外部時(shí)針電路的時(shí)候，該引腳的輸入脈沖表示為外時(shí)鐘脈沖。如果需要檢查該單片機(jī)中的振蕩電路是否工作正常，則可以用到示波器來(lái)針對(duì)XTAL2時(shí)鐘電路引腳是否有脈沖信號(hào)輸出進(jìn)行查看。該引腳一共有18腳。 XTAL1也表示為時(shí)鐘電路引腳，與XTAL2不同之處在于該引腳可以接到外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在單片機(jī)工作之中，它可以表示為電路反向放大器的輸入端。如果我們使用外部時(shí)鐘的時(shí)候，這個(gè)引腳就必須接到地，該引腳一共有19腳。 3引腳 RST ALE PSEN 和EA。 RST可以表示為復(fù)位信號(hào)輸入端引腳，該引腳在輸入為高電平時(shí)才有效果，在低電平時(shí)無(wú)效。所以只有在RST引腳的輸入端的機(jī)器周期為高電平的時(shí)候，RST引腳才能夠完成復(fù)位操作。該引腳一共有9腳。 ALE/PROG引腳可以表示為地址鎖存允許信號(hào)端。只有當(dāng)STC89C52單片機(jī)在正常工作的時(shí)候，ALE引腳則會(huì)連續(xù)的向外輸出脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的值為正值。當(dāng)STC89C52單片機(jī)訪問(wèn)片外RAM的時(shí)候，引腳ALE的為空之鎖存地址低八位的信號(hào)。在STC89C52單片機(jī)訪問(wèn)片外ROM的時(shí)候，每當(dāng)STC89C52單片機(jī)取值一次就會(huì)失去一個(gè)脈沖。通常情況下人們?nèi)绻胫涝撔酒欠駬p壞，就可以使用示波器查看ALE引腳有沒(méi)有輸出脈沖信號(hào)，如果沒(méi)有輸出信號(hào)的，則STC89C52芯片基本上來(lái)說(shuō)是沒(méi)有問(wèn)題的。該引腳一共有30腳。 PSEN引腳我們可以表示為程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)，在訪問(wèn)片外RAM時(shí)，這個(gè)引腳的輸出脈沖可以作為片外ERROM/ROM的選通信號(hào)，該輸出脈沖信號(hào)值為負(fù)值。STC89C52單片機(jī)在從外部ERROM/ROM讀取指令的期間中，在一個(gè)周期的過(guò)程之中PSEN可以有效兩次。但是STC89C52單片機(jī)在訪問(wèn)片外RAM時(shí)，則需要少生成兩次脈沖信號(hào)，該信號(hào)的值為負(fù)值。通常的情況下我們?nèi)绻繟T89C52系統(tǒng)上電后單片機(jī)到ERROM/ROM中能不能正常的讀取指令碼，就可以從示波器看PSEN端有沒(méi)有脈沖的輸出。如果有脈沖輸出的話那么就基本上能夠說(shuō)明AT89C52系統(tǒng)工作是正常。該引腳一共有29腳。 EA/VPP可以分別表示為外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端的引腳和固化編程電壓輸入端引腳。當(dāng)外部程序RAM地址允許輸入端的引腳接高電平的時(shí)候，STC89C52單片機(jī)只會(huì)訪問(wèn)片內(nèi)ERROM/ROM并執(zhí)行指令。但是當(dāng)STC89C52單片機(jī)的數(shù)值超過(guò)OFFFH值的時(shí)候，STC89C52單片機(jī)就將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外RAM的程序。當(dāng)輸入的信號(hào)外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端的引腳接低電平時(shí)，那么STC89C52單片機(jī)就會(huì)只訪問(wèn)外部ERROM/ROM并且也會(huì)執(zhí)行外部程序RAM中的指令，而且并不用管單片機(jī)中是否有片內(nèi)RAM程序。然而如果對(duì)于對(duì)于ROM的8031或8032單片機(jī)，因?yàn)镽OM的8031或8032單片機(jī)之中沒(méi)有芯片，那么我們就必須向外擴(kuò)展ERROM，那么在這個(gè)時(shí)候我們就必須將EA引腳接到地。但是如果我們使用的是有片內(nèi)ROM的STC89C52單片機(jī)時(shí)，也要使EA引腳接地。該引腳一共有31腳。I/O引腳可以表示為輸入/輸出端口引腳，該引腳中包括P0，P1，P2，P3四個(gè)端口。P0口可以表示為一個(gè)漏極開(kāi)路的八位雙向輸入/輸出端口。P1口可以表示為一個(gè)八位準(zhǔn)雙向輸入/輸出端口。P2口不僅可以表示為地址總線輸出地址高八位，而且也可以做為平常的輸入/輸出端口使用。P3口可以表示為一個(gè)雙功能口，該引腳不僅可以做為平常的輸入/輸出口用而且該輸入/輸出端口也可以按每位定義實(shí)現(xiàn)第二功能操作。詳情可以從以下的表中看出來(lái)。 我們?cè)跍y(cè)量溫度的時(shí)候，需要設(shè)計(jì)測(cè)溫電路，那么我們就需要用到溫度傳感器，對(duì)于溫度傳感器的選擇是非常之重要的，在如今的社會(huì)，人們已經(jīng)研發(fā)出了很多種的溫度傳感器，而每種溫度傳感器在不同的系統(tǒng)之中都有其不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，以下我們針對(duì)兩種溫度傳感器進(jìn)行比較，其中一種為PT100溫度傳感器，另一種為DS18B20溫度傳感器，然后我們選擇一種適用于本文設(shè)計(jì)的溫度傳感器。方案1： 方案一我們選擇PT100溫度傳感器。PT100溫度傳感器測(cè)量溫度的時(shí)候我們通常是利用鉑電阻的阻值隨溫度改變而變化的思路、并且這種變化會(huì)呈一定函數(shù)關(guān)系，這種溫度傳感器不僅具有良好的抗振動(dòng)能力，而且穩(wěn)定性也非常的好、精確度也非常的精確，并且這種傳感器可以忍受高壓。但是缺點(diǎn)就是這種溫度傳感器使用起來(lái)非常的復(fù)雜。方案2：方案二我們選擇DS18B20溫度傳感器。DS18B20溫度傳感器的輸出總線的方式是通過(guò) “ 一線 ” 總線這種獨(dú)特的方式。這種獨(dú)特的輸出總線的方式不僅可以使多個(gè) DS18B20溫度傳感器可以方便地形成一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，而且DS18B20溫度傳感器在測(cè)溫時(shí)候的精度方面、轉(zhuǎn)換時(shí)候的時(shí)間等方面相對(duì)于其他的溫度傳感器都有了非常大的進(jìn)步。綜上所述，我們通過(guò)兩種溫度傳感器的比較，DS18B20溫度傳感器不僅可以直接輸出溫度值，而且不需要進(jìn)行過(guò)多的校正，因此，對(duì)于溫度傳感器的選擇，我們選擇DS18B20溫度傳感器。3 系統(tǒng)的硬件電路 單片機(jī)最小系統(tǒng) 如果要使單片機(jī)進(jìn)行正常的工作，那么構(gòu)成單片機(jī)電路最基礎(chǔ)的的就是單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖所示。 圖3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路包括單片機(jī)電路、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。STC89C52 ,因此我們通常在給單片機(jī)接入電源時(shí)一般接入的為5V的直流電源。我們通常會(huì)通過(guò)單片機(jī)的電源端的VCC引腳接入+5V電源，而單片機(jī)中的接地端的VSS引腳在通常情況下則會(huì)接地。復(fù)位電路一般來(lái)說(shuō)就是確定單片機(jī)在開(kāi)始工作時(shí)的狀態(tài)，即使單片機(jī)完成啟動(dòng)的一個(gè)過(guò)程。打開(kāi)電源的開(kāi)關(guān)時(shí)單片機(jī)便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，從而進(jìn)一步完成啟動(dòng)并且進(jìn)一步確定單片機(jī)的起始工作狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程之中，有時(shí)候單片機(jī)系統(tǒng)可能會(huì)因?yàn)槟承┰驈亩鴮?dǎo)致死機(jī)或者跑飛的現(xiàn)象，通常在這個(gè)時(shí)候我們都會(huì)按下復(fù)位按鈕使單片機(jī)系統(tǒng)中
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