【導讀】導人們正確逃生的消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)。信號采集由各種傳感器在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通。并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。執(zhí)行電路在得到單片機的信號后，作出相。應的動作；輔助控制主要在一些特殊情況下執(zhí)行相應的輔助功能。檢測煙霧等氣體，及時給出警報；

　　

【正文】 rite_byte(0xCC)。 // 發(fā) Skip ROM 命令 write_byte(0xBE)。 // 發(fā)讀命令 temp_data[0]=read_byte()。 //溫度低 8 位 temp_data[1]=read_byte()。 //溫度高 8 位 temp = temp_data[1]。 temp = 8。 temp |= temp_data[0]。 temp = 4。 return temp。 } 主機軟件模塊 分機中的各種傳感器（光敏傳感器，氣敏傳感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通過 A/D轉(zhuǎn)換得到； A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳給單片機 ,并由單片機處理和分析 ,然后作出相應的執(zhí)行動作。并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。然而主機主要是來監(jiān)控整個樓層的各個分機所上傳的數(shù)據(jù)進行處理。 ifndef _MAIN_H_ define _MAIN_H_ include include //獨立按鍵端口定義以及矩陣按鍵 行 復用 sbit keyindj1 = P2^0。 sbit keyindj2 = P2^1。 sbit keyindj3 = P2^2。 sbit keyindj4 = P2^3。 sbit keyindj5 = P2^4。 sbit keyindj6 = P2^5。 //蜂鳴器端口定義 sbit REMOVE = P0^5。 19 //LCD12864 串口控制端口定義 sbit CS = P0^0。 //片選信號 sbit SID = P0^1。 //數(shù)據(jù)信號 sbit SCLK = P0^2。 //時鐘信號 sbit RST = P0^3。 //復位信號 sbit CH = P0^4。 //并行、串行選擇信號 //DS1302 控制端口定義 sbit SCK = P1^0。 sbit SDA = P1^1。 sbit RST_DS = P1^2。 //八位及十六位變量定義 typedef unsigned char uint8。 typedef unsigned int uint16。 endif 四、系統(tǒng)可靠性設(shè)計 消防智能消防智能疏散指示逃生系統(tǒng)系統(tǒng)的報警要求準確無誤，必須是可靠的，因此可靠性是一個很重要的指標，因此，系統(tǒng)的硬件電路、軟件系統(tǒng)的設(shè)計均應圍繞這個中心進行。 系統(tǒng)抗干擾性設(shè)計 小區(qū)安防 系統(tǒng)主要進行各層樓道各種突發(fā)事件的報警。信號會受到各種干擾，使系統(tǒng)不能正常工作。 在抗干擾方面，有硬件措施和軟件措施，也有軟硬件結(jié)合的措施。硬件抗干擾有效率高的有優(yōu)點，但是增加系統(tǒng)的投資和設(shè)備的體積；軟件抗干擾有投資低的優(yōu)點，但會降低系統(tǒng)的工作效率。 硬件抗干擾措施 干擾的渠道有：供電系統(tǒng)的干擾，過程通道的干擾，空間的干擾等。在印刷電路板設(shè)計時，考慮到電路板過大時，印刷線條長，抗噪聲能力下降；過小時，散熱不好，容易受鄰近線干擾。所有本系統(tǒng)設(shè)計電路板時，把相關(guān)的器件盡量放靠近些，容易產(chǎn)生噪聲的器件 、電流電路、大電流電路盡量遠離單片機。同時整個系統(tǒng)用一個電源，并保證其良好的共地。 軟件抗干擾措施 軟件抗干擾屬于單片機系統(tǒng)自身防御行為，其前提條件是：系統(tǒng)中抗干擾軟件不會因干擾而損壞。 （ 1）程序結(jié)構(gòu)化，功能模塊化 編程時不能讓程序任意跳轉(zhuǎn)，否則整個程序會糾纏在一起，便于程序維護，而且對軟 20 件抗干擾方案的實施有著十分重要的意義。在系統(tǒng)中把整個程序分解為若干個功能模塊，每個功能模塊是一個正規(guī)程序。 （ 2）狀態(tài)信號的抗干擾輸入方法 干擾信號多呈毛刺狀，作用時間短，在采集某一狀態(tài)信號時，可以多次重復采 集，只有連續(xù)兩次采集結(jié)果一致時才視為有效；在各次采集狀態(tài)信號之間增加一段延時，能對抗較寬的干擾。 （ 3） CPU 抗干擾技術(shù) CPU 屬于高速數(shù)字器件，易受干擾的有運算器、控制器以及控制寄存器，當外界干擾串入時，很可能通過三總線改寫 CPU寄存器的內(nèi)容，導致初始化錯誤。尋址失敗乃至系統(tǒng)癱瘓；當程序受到干擾后，和可能打亂 CPU 的正常執(zhí)行程序。如果攔截失去控制的程序流程，如果使系統(tǒng)的損失減少，盡可能恢復系統(tǒng)的正常狀態(tài)是本系統(tǒng)需要考慮的一項重要內(nèi)容。 系統(tǒng)采取的措施是在各段程序中，對單片機及片外擴展器件的各種功能、斷口、 方式、狀態(tài)等采集永久性或臨時性的設(shè)置。系統(tǒng)不僅要保證上電后系統(tǒng)要初始化，而且在程序中每次使用某種功能，都要再一次對相應的控制寄存器設(shè)定動作模式。 提高元器件的可靠性 提高單片機應用系統(tǒng)中所有元件的質(zhì)量，以提高系統(tǒng)內(nèi)在的可靠性，這也是關(guān)鍵性的措施。采取的措施有： （ 1）選用質(zhì)量好的接插件，并設(shè)計好工藝結(jié)構(gòu)，如選用帶屏蔽的接插件； （ 2）選用合格的電子元件，并進行嚴格的測試、篩選； （ 3）設(shè)計時，技術(shù)參數(shù)留有一定的余量； （ 4）提高印刷板的組裝質(zhì)量。 容錯技術(shù) 在提高系統(tǒng)可靠性的同時，采取一些容 錯技術(shù)，當系統(tǒng)工作出錯時，系統(tǒng)可自動糾正錯誤。在系統(tǒng)中主要應用了信息冗余技術(shù)。 （ 1）奇偶校驗。系統(tǒng)通信時采用偶校驗，收方根據(jù)校驗結(jié)果，決定是否要求對方重發(fā)。 （ 2）循環(huán)碼校驗。在發(fā)送數(shù)據(jù)時按一定的規(guī)則產(chǎn)生循環(huán)冗余碼，并附加在數(shù)據(jù)后一起發(fā)送；接收方按同樣的規(guī)則根據(jù)接收的數(shù)據(jù)產(chǎn)生循環(huán)冗余碼，并和接收到的循環(huán)冗余碼進行必比較，校驗數(shù)據(jù)傳送是否正確。 五、系統(tǒng)調(diào)試 整體調(diào)試分析 整個調(diào)試所使用的測試儀器儀表和工具： 1． 微機一臺； 2． 示波器； 21 3． 萬用表； 4． 直流穩(wěn)壓電源； 5． 單片機開發(fā)系統(tǒng)一套； 本系統(tǒng)的調(diào)試主要分為 硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和聯(lián)機調(diào)試三大部分。 經(jīng)過 初步的分析設(shè)計后，在制作硬件電路的同時，軟件調(diào)試也在穿插進行。這樣有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，而且不會因為一個小問題而需要檢查整體電路，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時間。軟件編程中，作者首先完成的是單元功能模塊的調(diào)試，然后進行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。聯(lián)機調(diào)試是最重要的一部分，同時也是本裝置成功的關(guān)鍵，有許多問題都比較棘手。 硬件單元電路調(diào)試 最小系統(tǒng)板調(diào)試 首先檢測所制作的電路板是否有虛焊，短路等現(xiàn)象。然后接上 +5V 電 源，檢測各個芯片的電源是否為 +5V，如果是 +5V 的話，說明供電正確。 接上電壓，看單片機是否發(fā)熱，如不發(fā)熱說明電源連接正確。測單片機 30腳（ ALE）是否有脈沖波形輸出，如果有說明單片機正常工作。 傳感器模塊調(diào)試 在進行傳感器調(diào)試時，首先檢查各個傳感器的接線電路是否正確，特別是有三個腳的傳感器。我們買的是現(xiàn)成的模塊，所以調(diào)試起來很方便。只需要把模塊的相應的腳接起來，然后去改變其條件看單片機是否有相應的動作。例如：對光敏傳感器調(diào)試：首先把模塊的接地和接電源的腳接好，用手把光敏電阻的光全部蓋住，這時用萬 用表去測模塊的輸出腳是否為高電平或是低電平，這樣就可以調(diào)試出傳感器。其他傳感器的調(diào)試也是如此。當四個傳感器都能接收異常信號時，說明傳感器電路是正確的，調(diào)試以后就沒問題了 無線模塊調(diào)試 首先給模塊接上電源 ，把無線模塊插入接口座，連上 PC 串口 ，把 SET 開關(guān)置 ON ，打開電源開關(guān)，如果模塊是 XL02‐ 232AP1,則模塊上綠燈長亮，如果 為 XL03‐ 232 或XL05‐ 232 則模塊上紅燈長亮。在設(shè)置狀態(tài) XLTTL‐ 232 板子上綠燈也長亮。打開相應的設(shè)置軟件進行參數(shù)設(shè)置 。如果要退出設(shè)置 狀態(tài)進入正常通訊模式，請先把電源開關(guān)斷開，再 SET 開關(guān)置 OFF，再上電即可。 軟件程序調(diào)試 軟件系統(tǒng)設(shè)置 對于本系統(tǒng)而言，軟件程序所實現(xiàn)的功能比較少，程序的調(diào)試顯得比較簡單。整個程序使用的是匯編語言，在 keil c51 下編寫調(diào)試完成的。 Keil C51 是美國 Keil Software公司出品的 51 系列兼容單片機的軟件開發(fā)系統(tǒng)，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。 開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51及 A51 編譯器編譯生成目標文件 (.OBJ)。目標文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與 22 庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 程序要通過燒寫器燒寫到芯片里。 燒寫的過程為：假定要寫入的文件是“ ”。首先，連接編程器主板到 計算機并口。然后連接電源。編程器指示燈亮，將 89C51插入 ZIF插座，鎖緊手柄。 (請注意芯片的插入方向：缺口向上，朝扳手方向！ 否則會損壞芯片 )然后啟動軟件，鼠標單擊在右邊的“芯片”下拉框，選擇好芯片類型，這里選“ 89C51” 。在“文件”菜單選擇“打開 Hex文件 ” ，找到“ ”文件，單擊 “ 打開 ” 。窗口中顯示文件內(nèi)容，右下角顯示校驗和。單擊 “ 寫芯片 ” 按鈕，編程器的燒寫指示燈亮，燒寫完畢后報告結(jié)果，寫入之前會自動擦除芯片內(nèi)容，寫入完畢會自動校驗。如果是需要加密，可以選擇加密級別。 到此為止整個軟件程序 調(diào)試環(huán)境就已經(jīng)配好了。 單片機系統(tǒng)軟件調(diào)試 雖然在前面的硬件電路調(diào)試過程中每個模塊的調(diào)試已經(jīng)穿插了部分模塊的軟件調(diào)試。但是整體單片機系統(tǒng)的調(diào)試還是有一定的困難的。例如，在對 A/D 轉(zhuǎn)換電路的硬件進行測試時，是分別對單通道采樣測試。而整體系統(tǒng)要求的是分時顯示三個參數(shù)以及他們的上下限。因為要顯示的數(shù)據(jù)比較多，所以比較麻煩。剛開始時由于編程時沒有設(shè)置好各通道顯示的標志位，實現(xiàn)不了數(shù)碼管分時顯示的功能。于是從主程序開始檢查，發(fā)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換子程序所用的標志位與主程序?qū)ψ映绦蛘{(diào)用的標志位不一致。 調(diào)試 過程中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法 （ 1）硬件電路的詳細檢測問題。硬件電路的正確接線是整個系統(tǒng)能夠工作的最基本的前提。在調(diào)試前，一定要詳細檢查電路的焊接和接線。杜絕虛焊、短路和斷路等現(xiàn)象。使硬件調(diào)試達到事半功倍的效果。 在檢查過程中，由于有幾跟焊線比較細，焊盤比較小，在焊的過程中，跟其他線接觸到了，引起了短路。在發(fā)現(xiàn)問題后，又重新焊了一遍，最后檢查無誤。 （ 2） 接地問題。作者原先就由于沒有處理好接地問題而嚴重影響了調(diào)試的進程。地沒有接好，影響了數(shù)據(jù)的正確輸出和顯示。 所有的地線都應該接在一起，這樣就不會引起干擾。 延時問題。本系統(tǒng)為了串口通信的方便采用 ，延時要比用 6M的晶振時要長。如果延時不夠，有可能使得系統(tǒng)顯示不穩(wěn)定。 電源問題。本系統(tǒng)的無線模塊在收發(fā)信號的時候需要很大的功率在支持，起先不知道，最后我們采用了單獨供電的方案解決了問題。 聯(lián)機調(diào)試 下位機調(diào)試完成后，就進行聯(lián)機調(diào)試。 聯(lián)機調(diào)試所需要的設(shè)備： 直流穩(wěn)壓電源兩臺； 23 單機兩件； 排線若干； 聯(lián)機調(diào)試是本系統(tǒng)比較關(guān)鍵的部分。在整個聯(lián)機調(diào)試過程中也遇到了 不少問題。例如，沒注意將程序與上位機的接收程序相聯(lián)系，導致數(shù)據(jù)不能通過 CAN 總線傳給上位機。 在進行聯(lián)機調(diào)試時，把所有的程序結(jié)合起來，燒到芯片上。在進行編譯時，有一些程序不能匹配，作者就另外修改了一些程序，這樣編譯就通過了。在本系統(tǒng)中，主要有倆個分機和一個主機進行無線收發(fā)數(shù)據(jù)，然后主機進行處理，在調(diào)試的時候分機的無線模塊接收信號不穩(wěn)定，最后我們經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)是電源問題，無線模塊的電源要求有點高，主要是因為收發(fā)信號的時候需要很高的功率。 六 結(jié)論 本文設(shè)計和實現(xiàn)了一種基于單片機 AT89C51 的消防智能疏散 指示逃生系統(tǒng)。消防智能應急疏散指示逃生系統(tǒng)結(jié)合光標、語音、頻閃，借助消防報警的火災信息，從聽覺、視覺等感觀上引導人們正確逃生。懸掛在樓道頂部起到一燈多功能作用，在正常情況下起到照明和監(jiān)控的作用，在火災情況下，指示燈投影在地上 領(lǐng)導人快速逃離現(xiàn)場；在救援中可以快速找到在現(xiàn)場中人員的具體位置，從而減少救援時間可以根據(jù)各類傳感器實時監(jiān)控火災報警系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要以方便、廉價、可靠和實用等為目的，主要以小區(qū)各個單元的樓道為主要對象，采用 AT89C51 單片機為主控芯片，集成信號采集、執(zhí)行電路、輔助控制等模塊組成。信號 采集由各種傳感器（光敏傳感器，氣敏傳感器）在不同環(huán)境下進行數(shù)據(jù)采集通過 A/D轉(zhuǎn)換得到； A/D 轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳給單片機 ,并由單片機處理和分析 ,然后作出相應的執(zhí)行動作。并把信息通過無線發(fā)射器傳送至主控中心。執(zhí)行電路在得到單片機的信號后，作出相應的動作；輔助控制主要在一些特殊情況（緊急呼叫，緊急火災）下執(zhí)行相應的輔助功能。 24 參考文獻 [1] 何立民 編著 .單片機高級教程 —— 應用于設(shè)計（第 2版） [M].北京航空航天大學出版社 .2020年 [2] 胡漢才編著 .