【正文】 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全 Windows界面。另外重要的一點， Keil C51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 Keil C51 工具包的整體結構中， 181。Vision與 Ishell 分別是 C51 for Window 和 for Dos的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調試、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編譯器編譯生成日標文件 (.OBJ)。日標文件由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對目標文件 (.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉換成標準的Hex 文件，以供調試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中 [11]。 主程序流程設計 主程序流程圖如下圖所示，首先我們要給傳感器預熱一下。程序初始化結束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。 STC89C52單片機對傳感器檢測的紅外線強度信號進行 A/D轉換，將濃度值與報警限設定值利比較，判斷是否報警。同時送入數(shù)碼管顯示紅外線強度值。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能設置，中斷子程序、延遲程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利 [12]。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 20 圖 41 程序主流程圖 開始 程序初始化 鍵盤掃描及鍵值處理 鍵盤 掃描及鍵值處理 是否按下模式切換 A/D 轉換 數(shù)碼管顯示 程序處理 是否超過界限 Y Y N N 進入報警界限模式 進入報警處理程序 結束 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 21 火災報警系統(tǒng)在啟動開始時，我們首先系統(tǒng)要做的是 所有程序的初始化過程，因為我們在上次使用關閉儀器時程序不定就是運行完一個周期。初始化完畢之后是對火焰?zhèn)鞲衅鞯念A熱，這個時間很短。本設計采用的是電阻式傳感器，大家都知道，電阻是受溫度的影響的，那么在我們應用一起之前首先就是要讓傳感器適應工作環(huán)境。與此同時，單片機要應用程序對鍵盤進行掃描以及對鍵值的處理，這個過程中是應用了鍵盤去抖子程序、延遲子程序等等。 當準備工作做完之后，系統(tǒng)會在自動進入運行模式即進入報警界限設置模式。進入到這個模式就是我們主程序的運行開始。首先通過傳感器采集到的模擬量傳入 A/D轉換器中轉換 成數(shù)字量，這個量會導入單片機，單片機通過程序輸入到數(shù)碼管。與此同時，將這個值與我們預先設定好的報警界限值進行比較，如果超過界限就報警，如果沒有超過界限就返回主程序，繼續(xù)循環(huán)。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 22 第 5 章 系統(tǒng)調試 紅外線報警器完成之后最重要的環(huán)節(jié)就是對其進行調試及誤差分析。 在調試過程中，我們主要是針對 A/D 轉換量化進行調節(jié)。因為我們所面臨的問題就是報警器能不能準確的采集到外界紅外線的真確信息。首先，我們要做的就是真正的去觀察當外界有火焰的時候，在探頭距離火焰的位置有多遠時 A/D 轉換 系統(tǒng)能夠檢驗出信息，這是需要我們切身檢驗的。經(jīng)實驗證實，我們的探頭在 10 m 之內是能夠準確檢驗出數(shù)據(jù)的。 圖 51 實際測試探頭感受距離 傳感器的阻值大小也是需要我們去調試的，因為我們需要的模擬信號不能太小，但是傳感器不是只能的，這個工作也就只能是我們通過拿著火源切實的去驗證才能得到準確的數(shù)據(jù)。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 23 圖 52 實際調節(jié)探頭阻值 環(huán)境的影響檢測也是至關重要的。在做這個設計的時候，我們沒有采用很精確的傳感器，那么環(huán)境對我們的數(shù)據(jù)影響很大，它也直接影響著我們上面幾方面的調試結果，所以必要的環(huán)境檢測是很重要的。 下面圖片是我們調試完成后運行結果的體現(xiàn)： 圖 53 實際運行圖 在測量儀器的實際使用中，造成誤差的來源很多，通常是通過多種誤差源作用的結果。就本儀器而言，誤差來源主要有軟件和硬件兩個方面。 軟件誤差主要來自 A/D 轉換量化誤差： 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 24 在實際中，我們應用的是交流 220V 電壓轉化成的直流 5V電壓，而 A/D 轉換模塊的信號電壓為 ，參考電壓為 ， A/D 轉換器對輸入模擬信號的最大分辨率與參考電壓進行比較不可能完全相符，所以會造成一定的誤差 [13]。 硬件誤差主要來自以下四個方面： (1)火焰?zhèn)鞲衅髡`差：由于 我們采用的傳感器并不是那種十分精準的傳感器，難免會造成一定的誤報，但是，如果我們把這個設計真的應用到商業(yè)中，那么換上更精確的傳感器，那這方面的誤差可以減到極小。 (2)電子器件參數(shù)造成的誤差 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要過數(shù)據(jù)采集前置電路對其進行放大，滿足單片機對輸入信號的要求。本設計前期選用高輸入阻杭、低噪聲的放大器，可以滿足要求，但是后期經(jīng)過測試放棄了使用放大器，直接連接傳感器跟 A/D 模塊也達到了要求，但是會有一定的誤差，而這個誤差是造成火災報警器誤差的主要原因。另外所選的阻容器件都是經(jīng)過精確測量 后再焊接上去的，并經(jīng)過細調試以獲得最佳性能 [14]。 (3)電源造成的誤差 雖然系統(tǒng)采用直流電源供電，但電源不可避免地殘留一定的交流成分而形成噪聲信號。它們對測控系統(tǒng)的正常運行危害很大。本系統(tǒng)選用電源模塊，將 220V 交流電轉化為 5V 直流電壓 ,分別給模擬電路和數(shù)字電路供電。為了盡量減小噪聲，數(shù)字地和模擬地要一點接地，每個芯片的電源就近接退偶電容 [15]。 （ 4）環(huán)境引起的誤差 環(huán)境因素包括環(huán)境溫度、濕度、光線等。對本系統(tǒng)來說，外界光線的強弱對系統(tǒng)的探頭檢測造成很大影響，由于傳感器品質的限制，本次做出的傳感器 在外界很強的光線條件下可能會造成一定的誤報。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 25 第 6 章 結論與展望 紅外線火災報警器保障了生活和生產的安全，應用火災報警器可避免一些火災的發(fā)生，同時可以在火災發(fā)生時盡量減少生命財產的損失。它具有很廣闊的經(jīng)濟市場和開發(fā)前景。 本設計在已有火災報警器的基礎上對紅外線火災報警器做了深入的研究，設計出了合理的開發(fā)方案，并對報警器整體的設計以及軟件的開發(fā)做了詳細的研究與論述。 我們的紅外線火災報警器的開發(fā)采用了火焰?zhèn)鞲衅髋c單片機 STC89C52 相結合，采用部分輔助電子原件而成。 在本次設計中，本人主要負 責硬件系統(tǒng)的開發(fā)與設計，仔細研究了單片機STC89C5火焰?zhèn)鞲衅鳌?A/D 轉換器、鍵盤以及數(shù)碼管等儀器的電路。我們設計出的報警器，可在火災發(fā)生時外界紅外線強度達到一定程度時進行聲音與閃光雙重報警。并且可以通過數(shù)碼管顯示外界紅外線數(shù)值及時預防火災的發(fā)生，避免生命財產的損失。 經(jīng)過我們實地的實驗測試，我們的紅外線火災報警器報警誤差較小，可是由于器材的限制，不能夠達到很理想的效果。但是基本達到了我們預期的產品功能的實現(xiàn)，完全符合了我們設計的要求。 其次，我認為在我們設計的基礎上完全可以加進更多的功能，比如煙霧檢 測報警功能等，還可以改進傳感器對紅外線強度檢測的不準確以及誤差等各方面缺陷，期望在以后的設計中來完善這些不足的地方。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 26 參考文獻 [1] 金發(fā)慶 .感器技術與應用 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2021 [2] 李全利 .片機原理及應用技術 .北京：高等教育出版社 ,2021 [3] 何利民 .片機高級教程 .北京：航空航天大學出版社 ,2021 [4] 李朝青 .片機原理與接口技術 .北京：航空航天大學出版社 ,1999 [5] 及力 .rotel 99 SE 原理圖與 PCB設計教程 .北京：電子工業(yè)出版社 ,2021 [6] 王 曙霞 .片機實驗與實訓指導 .西安：西安電子科技大學出版社 ,2021 [7] 于冶會 .對調整儀表用蜂鳴器振動規(guī)范的探討 .傳感器世界 ,2021 [8] 陳光東 .片微型計算機原理接口技術 .武漢：華中理工大學出版社 ,1999 [9] 張玉蓮 .子 CAD（ Protel99SE）實訓指導書 .西安：西安電子科技大學出版社 ,2021 [10] 王福瑞 .片機測控系統(tǒng)大全 .北京：航空航天大學出版社 ,1998 [11] 林立 .單片機原理及應用 ——基于 Proteus 和 Keil ：電子工業(yè)出版社 ,2021 [12] 何衍慶 .制系 統(tǒng)分析設計和應用 .化學工業(yè)出版社 ,2021 [13] 楊振江 .A/： 西安電子科技大學出版社 ,1998 [14] Richard to Electronic Circuit Design. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2021 [15] Richard C. Engineering Handbook. CRC Press LLC,2021 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 27 致 謝 在本次畢業(yè)設計中，我得到了指導老師的熱心指導。自始至終關心督促畢業(yè)設計進程和進度。幫助解決畢業(yè)設計中遇到的許多問題。還不斷向我傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢業(yè)設計過程中少走很多彎路。同時，她還提供給我們專門的各種設備及場所，使我在調試過程中能夠有足夠的時間。在這里非常感謝 指導 老師的指導和幫助，并致以誠摯的謝意 !同時，身邊的同學給了我許多的幫助。在此，我向身邊關心幫助我的同學致以誠摯的謝意 !另外，系里的領導和老師 也給了我們必要的指導，對領導們表示衷心的感謝 !最后感謝學 院對我這幾年的培養(yǎng)，我一定不負眾望，為學院爭光。 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 28 附 錄 附錄 A 外文資料 Getting Started with 181。Vision2 We discusses the features and advantages of the 8051 microprocessor family and the development tools available from Keil Software. We have designed our development tools to help you quickly and successfully plete your job. For this reason, our tools are easy to use and are guaranteed to help you achieve your design goals. The 8051 has been available since the early 1980’s. With a wide variety of outstanding features and peripherals, the 8051 CPU core is destined to see service well into the next century. More than 200 different 8051 derivatives are available today from a variety of chip vendors. More than half of all embedded projects with a CPU use members of the 8051 embedded processor, the 8051 has no equal. A typical 8051 family member contains the 8051 CPU core, data memory, code memory, and some versatile peripheral functions. A flexible memory interface lets you expand the capabilities of the 8051 using standard peripherals and memory devices. Singlechip microputer as an important branch of a wide range of applications, has developed rapidly. Since the birth of singlechip has been developed into a series of nearly hundreds of models, from the current singlechip solution in the longdistance munication between the various program analysis, RS485 bus munication mode structure because of simple, inexpensive, munications and data transfer rate from the appropriate characteristics have been widely used in instrumentation, intelligent sensors distributed control, building control, alarm monitoring and other fields. System Overview Keil C51 software provides a rich library functions and powerful integrated development and debug tools, the whole Windows interface. Another important point, just look at the piled assembly code generated, you can feel the Keil C51 generated object code efficiency is very high, the majority of the assembly code generated 石家莊鐵道大學四方學院畢業(yè)設計 29 statement is very pact, easy to understand. In the development of largescale software to better reflect the advantages of highlevel language. The following details the various parts of Keil C51 development system function and use. Keil C51 microcontroller software development system of the overall structure of the The overall structure of C51 kit, uVision and Ishell are C51 for Windows and for Dos integrated development environment (IDE), to plete edit, pile, connection, debugging, simulation and so the whole development process. Developer IDE itself, or other available editor to edit the C or assembler source file. Then C51 and C51 respectively by the piler generates object files piled (. OBJ). Generated object files created by LIB51 library files, together with library files generated by the L51