【導(dǎo)讀】的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。了解并掌握各類(lèi)傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。片機(jī)結(jié)合傳感器技術(shù)而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了這一火災(zāi)報(bào)警器。心并與其他電子技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種技術(shù)水平較好的煙霧報(bào)警器。響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，使用壽命長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，系統(tǒng)具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。報(bào)警限設(shè)置等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能

　　

【正文】 行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由 微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位 Write Protect(D7)必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫(xiě) DS1302，即寫(xiě)保護(hù)； D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)， D6=1，指定 RAM 數(shù)據(jù)； D5～ D1 指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫(xiě)操作 (輸入 )， D0=1，指定讀操作 (輸出 )。 子程序調(diào)用 A/D 轉(zhuǎn)換開(kāi)始 時(shí)鐘脈沖 讀取數(shù)據(jù) 讀取八位數(shù)據(jù) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束 返回?cái)?shù)據(jù) 返回 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 在 DS1302 的時(shí)鐘日歷或 RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)， DS1302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。若進(jìn)行單字節(jié)傳送， 8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2個(gè) SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個(gè) SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù) 字節(jié) 。 時(shí)鐘模塊的流程圖如圖所示： 圖 時(shí)鐘模塊流程圖 本章小結(jié) 本設(shè)計(jì) 采用 AT89C51 作為主控芯片，為了便于系統(tǒng)維護(hù)，在多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過(guò)子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。既使得程序結(jié)構(gòu)清晰，又便于以后進(jìn)一步擴(kuò)展其功能。 子程序調(diào)用 DS1302 初始化 顯示時(shí)間 讀取 DS1302時(shí)間 返回 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 5 系統(tǒng)的仿真 Proteus 仿真軟件的介紹 Proteus 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件 和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086和 MSP430 等， 2020 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。 Proteus軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。這些功能是： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 自動(dòng)或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 可以仿真 51 系列、 AVR、 PIC、 ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)環(huán)境。 火災(zāi)報(bào)警 系統(tǒng)仿真的效果 初始狀態(tài) 下的仿真效果 剛開(kāi)始煙霧濃度為 18，溫度為 19 攝氏度。我設(shè)定的煙霧濃度超過(guò) 100 才報(bào)警，溫度超過(guò) 50 攝氏度才報(bào)警，初始值在安全范圍內(nèi)，所以不報(bào)警，如圖所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 初始狀態(tài)下仿真圖 煙霧報(bào)警 的仿真效果 煙霧濃度超過(guò) 100 時(shí)蜂鳴器發(fā) 出聲響， LED 閃爍。如圖所示。 圖 煙霧報(bào)警仿真圖 溫度報(bào)警 的仿真效果 當(dāng)溫度超過(guò) 50 攝氏度時(shí)，報(bào)警器報(bào)警。如圖所示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 溫度報(bào)警仿真圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 6 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 的整體調(diào)試 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)焊接與組裝 在焊接前應(yīng)該對(duì)器件進(jìn)行檢驗(yàn)，看看是否符合要求。比如電阻的阻值是否符合要求，三極管和電容是否正常，按鍵是否好使，單片機(jī)能否寫(xiě)入程序等。都符合要求了進(jìn)行焊接。 ⑴對(duì)照硬件原理圖，焊接硬件。 ⑵焊接完成后，仔細(xì)檢查主控板和每塊顯示單元板上的芯片焊接方向是否正確，在通電之前用萬(wàn)用表的 二極管檔測(cè)量電源端口，檢查電源輸入端是否有短路。確認(rèn)無(wú)誤后通電測(cè)試各測(cè)試點(diǎn)的電壓電流值，檢查是否在正常值范圍內(nèi)。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)整機(jī)調(diào)試 調(diào)試前準(zhǔn)備 1） 按設(shè)計(jì)要求查驗(yàn)設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)、數(shù)量、配件等 。 2） 檢查系統(tǒng)線路是否有錯(cuò)線、開(kāi)路、虛焊、短路等。 調(diào)試過(guò)程 1） 線路測(cè)試及外部檢查按圖紙檢查各種配線情況，首先是 導(dǎo) 線是否到位，是否存在不同性質(zhì) 的導(dǎo) 線共管的現(xiàn)象；其次是各種火警設(shè)備接線是否正確，接線排列是否合理，接線端子處標(biāo)牌編號(hào)是否齊全 。 2）線路校驗(yàn)先將被校驗(yàn)回路中的各個(gè)部件裝置與設(shè)備接線 端子打開(kāi)進(jìn)行查對(duì)?？刹捎脭?shù)字式多路查線儀檢查。檢查探測(cè)回路線、通信線是否短路或開(kāi)路，采用兆歐表 測(cè)試回路絕緣電阻，應(yīng)對(duì)導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線對(duì)地、導(dǎo)線對(duì)屏蔽層的電阻進(jìn)行分別測(cè)試并記錄。 3）單體調(diào)試所謂單體調(diào)試就是對(duì)各種部位裝置與設(shè)備在安裝之前進(jìn)行一些基本性能試驗(yàn)。 4）探測(cè)器的檢查對(duì)于開(kāi)關(guān)量探測(cè)器可利用專(zhuān)用的火災(zāi)探測(cè)器檢查裝置檢測(cè)。若無(wú)這類(lèi)檢查設(shè)備，可利用報(bào)警控制器代替，讓報(bào)警控制器接出一個(gè)回路開(kāi)通，接上探測(cè)器底座，然后利用報(bào)警控制器的自檢、報(bào)警等功能，對(duì)探測(cè)器進(jìn)行單體試驗(yàn)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 5）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)調(diào)結(jié)束后，應(yīng)采用 專(zhuān)用檢測(cè)儀對(duì)探測(cè)器逐個(gè)檢測(cè)，要求探測(cè)器動(dòng)作準(zhǔn)確無(wú)誤。對(duì)于感煙探測(cè)器可采用點(diǎn)型感煙探測(cè)器試驗(yàn)器進(jìn)行測(cè)試。對(duì)其感煙功能進(jìn)行測(cè)試。一般探測(cè)器在加煙后 30s 以?xún)?nèi)火災(zāi)確認(rèn)燈亮，表示探測(cè)器工作，否則不正常。對(duì)于感溫探測(cè)器可使用點(diǎn)型感溫探測(cè)器試驗(yàn)器進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)溫源對(duì)準(zhǔn)待測(cè)探測(cè)器，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，溫源升溫， 10s 內(nèi)探測(cè)器確認(rèn)燈亮，表示探測(cè)器工作正常，否則不正常。 調(diào)試結(jié)果與結(jié)論 這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)調(diào)試以程序?yàn)橹?，硬件調(diào)試應(yīng)先檢測(cè)電路的焊接是否正確，然后用萬(wàn)用表檢測(cè)或通電檢測(cè)其是否有短路或斷路。軟件調(diào)試 包括調(diào)試程序和對(duì)硬件準(zhǔn)確性的調(diào)試。 通過(guò)軟件設(shè)置，當(dāng)煙霧弄超過(guò)預(yù)設(shè)閥值時(shí)或溫度超過(guò)預(yù)設(shè)閥值 時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警。為了演示方便預(yù)設(shè)閥值都設(shè)置的較低。 由于時(shí)間緊迫和個(gè)人能力有限，本文設(shè)計(jì)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還存在許多需要完善和作進(jìn)一步研究的問(wèn)題，如： ⑴多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)判斷的算法有待進(jìn)一步的研究改進(jìn)，應(yīng)用更先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊識(shí)別等智能算法，降低系統(tǒng)的誤報(bào)率，提高靈敏度。 ⑵多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)沒(méi)有聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)發(fā)生異常報(bào)警時(shí)不能通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)向消防指揮中心報(bào)警。 ⑶用戶不能根據(jù)自己的需要設(shè)定數(shù)據(jù)異常報(bào)警閾值 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 7 結(jié) 論 本次 設(shè)計(jì)以 STC89C5RC1 單片機(jī)作為智能系統(tǒng)的主控制單元，輔之以適當(dāng)?shù)能?、硬件模塊設(shè)計(jì)完成以單片機(jī)為核心的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警。本文的主要功能是基于單片機(jī)的硬件應(yīng)用研究型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種分布式智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。通過(guò)多個(gè)傳感器感知火災(zāi)發(fā)生時(shí)周?chē)h(huán)境的變化，及時(shí)采得數(shù)據(jù)，通過(guò)處理給予正確的報(bào)警信號(hào)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，挽救生命財(cái)產(chǎn)損失。 在本次設(shè)計(jì)中，主要掌握了 C51 單片機(jī) C 語(yǔ)言的軟件編程方法、 MQ2 煙霧傳感器及 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器的參數(shù)和使用方法。硬件單元設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控處理模塊 、 A/D 轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、報(bào)警電路模塊、 顯示模塊五 個(gè)模塊組成。了解了 五 個(gè)模塊的使用方法和連接方法，能夠從整體上把握智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在這兩個(gè)多月的學(xué)習(xí)中，我學(xué)到了很多。首先對(duì)單片機(jī)的了解和應(yīng)用得到了加深。其次，對(duì) MQ2 煙霧傳感器及 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器等很多芯片的使用及特性有了一定的了解。最后，通過(guò)繪制原理圖，對(duì) Protel 99SE軟件的操作得到更經(jīng)一部的掌握，也對(duì) KEIL 編程環(huán)境有了一些了解。 本設(shè)計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)是利用單片機(jī)做主控單元實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)信號(hào)的報(bào)警，硬件電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單，從多方面考 察了硬件設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。整個(gè)設(shè)計(jì)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的火災(zāi)報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)幾 個(gè)月 的努力，終于完成了對(duì)火災(zāi)報(bào)警器的設(shè)計(jì)，心里十分是高興，這是我在自己的努力以及老師和同學(xué)的幫助和通過(guò)網(wǎng)上查找大量資料而完成的。 這次 設(shè)計(jì) 我們得到 了很多 ，我確實(shí)學(xué)到了不少平時(shí)在課堂上所學(xué)不到的知識(shí) ， 這樣的 課程設(shè)計(jì) 不論是對(duì)我們的理論知識(shí)還是實(shí)踐能力都有很大的幫助 ， 可以使我們能更快更準(zhǔn)確的掌握專(zhuān)業(yè)方面的理論知識(shí) 。 對(duì)辦任何事情我們都要先經(jīng)過(guò)認(rèn)真細(xì)致的觀察和分析，才能確定我們到底該如 何去 最快最好的完成 它。我覺(jué)得這個(gè)方面的經(jīng)驗(yàn)是最寶貴的，也是我們?cè)诋厴I(yè)后，進(jìn)入社會(huì)所必須的能力。我們也只有具備了這個(gè)基本的能力后，才不至于在以后的生活 、 學(xué)習(xí)和工作中 走彎路 ， 使自己能夠更快更好地融入社會(huì)，更好地服務(wù)于社會(huì)。 在這次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)中，我收獲了很多，也深切體會(huì)到了把知識(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)踐的快樂(lè)。在這里真心對(duì)老師表示由衷的感謝，感謝老師這一個(gè)學(xué)期以來(lái)對(duì)我的諄諄教誨，讓我從中收獲了寶貴的知識(shí)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 致 謝 在本次研究工作是在我的導(dǎo)師 許瑾 老師的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完成的，老師的熱心指導(dǎo)。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度 。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問(wèn)題。還不斷向我傳授分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設(shè)過(guò)程中少走很多彎路。導(dǎo)師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受的啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 同時(shí)，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 參考文 獻(xiàn) [1] 丁璐，李春華，楊戍 .火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的分析 [J].煤礦現(xiàn)代化 .： 29~ 31. 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