【正文】 0 時，與寫信號 WR 共同選通 ADC0809。圖中 ALE 信號與 START信號連在一起， 在 WR 信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動轉換。當 ALE端口變?yōu)楦唠娖?，?74LS373 輸出端的低 3 位地址存入 A/D 的地址鎖存器中，此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一到比較器。 START 上升沿將 A/D 內的寄存2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 器清零，下降沿啟動 A/D 轉換，之后 EOC 端變成低電平，指示轉換正在進行。例如，輸出地址 F8H 可選通通道 IN0，實現(xiàn)對溫度傳感器輸出的模擬量進行轉換；輸出地址 F9H 可選通通道 IN1，實現(xiàn)對煙霧傳感器輸出的模擬量進行轉換。ADC0809 的轉換結束狀態(tài)信號 EOC 接到 AT89C51 的 INT1 引腳，當 A/D 轉換完成后， EOC 變?yōu)楦唠娖?，表示轉換結束，結果數(shù)據(jù)已存入鎖存器 ,并產生產生中斷。當 AT89C51 知道 A/D 轉換完成后， P20 與讀信號 RD 共同控制下的 A/D 端口 OE 電平變?yōu)楦唠娖綍r，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到單片機上。 報警器故障自診斷 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 R，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 口檢測到：如果如果傳感器電源連接不正常，則會產生斷路，檢測到電阻兩端電壓為 0。 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 主程序流程圖 主程序流程圖如圖 41所示： 圖 41 主程序流程圖 Y 開始 初始化 傳感器預熱、故障檢測 鍵盤處理 報警限設置 報警子程序 平均值法濾波 線性化處理 設置指示燈狀態(tài) Y N 是否按下模式切換 A/D 轉換 N 是否超過報警限 濃度顯示 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 首先要給傳感器預熱三分鐘，因為傳感器需要預熱一段時間才能正常采集煙霧和溫度信息。預熱同時，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。程序初始化結束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。AT89S52 單片機對傳感器檢測到的煙霧濃度和溫度信號進行 A/D 轉換、平均值法濾波、線性化處理后，將檢測值 與報警限設定值相比較，判斷是否報警。同時送入顯示器顯示通道及相應的數(shù)字量。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。 主程序初始化流程圖 主程序初始化流程圖如圖 32所示。這部分實現(xiàn)的功能包括各種 I/O輸入輸出狀態(tài)的設定、寄存器初始化、中斷使能等。首先設定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應中斷定時，及時對氣體濃度和溫度進行采樣。然后關閉蜂鳴器，開啟綠燈，設置報警限初值。 圖 42 主程序初始化流程圖 濾波子程序 在對氣體濃度采樣時，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。干擾通常只影響個別開始 定時器初始化 開中斷 關閉蜂鳴器，打開綠燈 設定初值 Y N 是否保持報警初值 返回 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計算結果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。 為此，可采取去極值平均濾波法，先對 N 個采樣數(shù)據(jù)進行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計算余下的 N– 2 個數(shù)據(jù)的算術平均值。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機 干擾。保證報警 器檢測煙霧濃度的準確性，減小誤報、錯報的可能。 圖 44 濾波子程序流程圖 線性化子程序 本論文報警器使用的 TGS202 型傳感器的電阻是隨著可燃氣體濃度值的升高而降低的，因此輸入單片機的電壓也是隨之降低的。電壓值與氣體濃度之間是開始 設定采樣次數(shù) 調用 A/D 采樣 求第二個到第九個采樣值的累加和 將累加和求平均值 送入寄存器 N Y 已達到設定次數(shù) 將采樣值排序 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 非線性的關系，為了實時顯示煙霧濃度需要對其進行線性化處理。 在誤差許可范圍內，根據(jù)標定曲線形狀，以及單片機處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化 根據(jù)分段線性插值法求輸 入單片機的某一電壓值對應的煙霧濃度的 公式如下： 式中， N 為所分區(qū)間個數(shù)， f(x)為實際煙霧檢測濃度， x 為實際氣體檢測濃度對應的電壓值， xi是區(qū)間的下限濃度對應電壓值， xi+1是區(qū)間的上限濃度對應電壓值， f(xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值， f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。分段插值法線性化程序流程圖如圖 45 所示： 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 報警子程序 當煙霧濃度或溫度值超過報警限設定值時，蜂鳴器發(fā)聲，對應通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關安全裝置，從而保障生產安全，圖 45 線性化子程序 開始讀取濾波電壓 X查表并確定 X 所在電壓區(qū)間求電壓值 X 與所在區(qū)間下限差X m = X X i求 X 所在區(qū)間的上下限濃度值的差 Z = f ( X i + 1 ) f ( X i )求上下限電壓值的差 Xd = X i + 1 X i求 Z 與 Xd 的比 K = Z / X d求出 K 與 X 的和 S = K * X m求出 f ( X )= f ( X i )+ S保存濃度值返回2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 避免火災和爆炸事故的發(fā)生。為防止誤報，在程序設計上，對煙霧濃度和溫度進行快速重復檢測和延時報警，以區(qū)別出時管道中煙霧的泄露，還是由于暫時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 46所示。 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 圖 46 報警子程序流程圖 N Y N Y Y 開始 讀取處理后的氣體濃度值或溫度值 延遲 20 秒后采集一組數(shù)據(jù) Y N 是否煙霧濃度≥％或溫度≥ 100℃ 傳感器故障自診斷 傳感器有問題 返 回 啟動故障報警 復位鍵是否按下 煙霧濃度≥ ％或溫度≥ 100℃ 溫度≥ 100℃ N 啟動火災報警 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 鍵盤 處理子程序 按鍵處理子程序流程圖如圖 47 所示。 圖 47 鍵盤處理子程序流程圖 開始 掃描鍵值 是否有鍵按下 延時 10ms 消抖 是否有鍵按下 提取鍵值 調用鍵盤 處理子程序 結束 N N Y Y 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 結論 火災報警器可保障生產與生活的安全，避免火災和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。 本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術進行深入研究的基礎上，全面比較國內外同類產品的技術特點，合理地確定系統(tǒng)的設計方案，并對儀器的整體設計和各個組成部分進行了詳細的分析和設計。 本次 畢業(yè)設計經(jīng)過努力，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預期的目標。本系統(tǒng)通過設計一個以 AT89S52 單片機為核心的火災報警器可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設置、延時報警等功能。是一種結構簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的火災報警器，具有一定的實用價值 。 本報警器電路結構簡單、可維護性好。由于實現(xiàn)了對普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實時監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。 但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D 轉換結果有時波動很大，這 樣就可能出現(xiàn)誤報警。由于時間的關系，系統(tǒng)中本應具有的串行通信的功能沒有實現(xiàn)，而只是實現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示及按鍵控制。由于上述缺點的存在 ,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進一步改進。 通過這次設計，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對本科階段四年的學習做了進一步的總結，更加明確了自己學習的目標和方向。在設計過程中，自己也學到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。而且，對工程設計的流程和步驟有了清晰的認識，為自己日后的學習和研究打下了堅實的基礎。 2021 畢業(yè)設計論文 2021 畢業(yè)設計論文 參考文獻 [1] 孫育才， 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；使 R/C 為 1 MOVX A, @DPTR ；讀取高 8位數(shù)據(jù) MOV 41H, A ；高 8位內容存入 41H 單元 INC DPTR ；使 R/C、 A0 均為 1 INC DPTR MOVX A, @DPTR ；讀取低 4位 MOV 40H, A ；將低 4位內容存入 40H單元 MOV 17H, 10001111B ；將比較的數(shù)值存入單元中 MOV 18H, 0110B MOV 19H, 10011011B MOV 20H, 1010B MOV AL, 40H ；將 40H 的內容存入 AL單元中 MOV AH, 41H ；將 41H 的內容存入 AH單元中 01: CMP AH, 17H ；比較最小數(shù)值的高八位 JA LP1 JBE LP2 LP1: JMP 03 LP2: JMP