【導(dǎo)讀】火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器系統(tǒng)是隨時(shí)警惕火災(zāi)、及時(shí)報(bào)警和輸出聯(lián)動(dòng)滅火信號(hào)的忠實(shí)兵。收到報(bào)警信號(hào)后，立即發(fā)出聲光報(bào)警，并打開消防聯(lián)動(dòng)裝置。本設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝置由離子感。煙探測(cè)器UD-02和與之配套的專用集成電路DQ-295等組成，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)參數(shù)采集，這種信號(hào)處理方式將單片機(jī)用于火災(zāi)模式判別，可以根據(jù)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，火災(zāi)

　　

【正文】 用 8243 芯片擴(kuò)展單片機(jī)的并行 I/O 口。 8243 為 24腳的雙列直插式芯片，其與 AT89C51 連接如圖 413 所示。 22 圖 413 8243 與 AT89C51 連接圖 該芯片共有 4個(gè) 4位的并行 I/O 端口，即 P P P6 和 P7 口，這四個(gè)端口均可獨(dú)立地設(shè)置或?yàn)檩斎肟诨驗(yàn)檩敵隹?。由于各端口均?4位，因此十分適宜用于 BCD 碼的輸入 /輸出。 CS為芯片的片選信號(hào)，低電平有效。 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)際開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 中占有很重要的位置。由于很多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)工作環(huán)境比較復(fù)雜，所以電源設(shè)計(jì)就有很高的要求，既要穩(wěn)定，又要有很高的抗干擾能力。對(duì)于要求較高的系統(tǒng)，通常電源選擇比較可靠的專業(yè)廠家設(shè)計(jì)的穩(wěn)定電源系統(tǒng)。本章的電源系統(tǒng)，選擇穩(wěn)壓的電源，然后通過(guò)電源檢測(cè)控制部分電路連接到主板的電源系統(tǒng)。 單片機(jī)檢測(cè)到火災(zāi)信息后，應(yīng)該能夠自動(dòng)切斷主電源，所以該系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)要求具有備用電源。另外，電源檢測(cè)控制部連接到電池上，一旦發(fā)生斷電現(xiàn)象，電源檢測(cè)控制部分電路要及時(shí)地切換到電池上，并 且報(bào)告鼓掌。通常，把穩(wěn)壓電源成為主電，電池成為備電。 由于火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的連線要求是 24V 電壓，所以電源系統(tǒng)選擇的是能輸出 24V和 5V的穩(wěn)壓電源模塊以及 24V 備電電池。 綜上所述，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)電源檢測(cè)控制部分電路，其要完成的任務(wù)如下： （ 1） 檢測(cè)電源部分電壓情況并及時(shí)報(bào)告故障； （ 2） 檢測(cè)電池部分電壓情況并及時(shí)報(bào)告故障； （ 3） 如果主電路發(fā)生故障，及時(shí)切換到備電且不能影響 CPU正常工作； （ 4） 根據(jù)第 3 點(diǎn)的要求，需要在電源檢測(cè)控制部分電路上設(shè)計(jì)儲(chǔ)電部分，通 23 常采用幾個(gè)大容量的電解電容并連到 5V 電壓上即可； （ 5） 具有將備電電 池 24V 電壓降到 5V 電壓的電路。 電源電路板設(shè)計(jì)圖如圖 414所示。 圖 414 電源電路板設(shè)計(jì) 消防聯(lián)動(dòng)裝置 消防聯(lián)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)中占據(jù)了重要的位置。本設(shè)計(jì)中的消防聯(lián)動(dòng)裝置用的是電磁閥控制，其工作原理簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。裝置具體如圖 415 所示。 用單片機(jī) AT89C51 控制 24V 直流電磁換向閥運(yùn)動(dòng)，信號(hào)通過(guò)單片機(jī)端口送出，經(jīng)三極管的開關(guān)放大作用，接直流固態(tài)繼電器，然后接負(fù)載，因此電磁閥是感性負(fù)載，其兩端并聯(lián)一個(gè)二極管。 24 圖 415 消防聯(lián)動(dòng)裝置 由于本設(shè)計(jì)中，消防聯(lián)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)僅僅是設(shè)計(jì)的一部分，使用在特定環(huán)境時(shí)，其各項(xiàng)參數(shù)都不是恒定的值，但工作原理大同小異，所有具體的電阻值及元件型號(hào)不用選定。在實(shí)際工程應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)情況再做變化。 25 第 5 章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序主要用來(lái)進(jìn)行初始化，設(shè)置 8243 的口地址及控制字，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行核對(duì)、控制。其流程圖如圖 51 所示。 圖 51 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的主流程圖 讀數(shù)子程序 讀數(shù)子程序主要用來(lái)讀入 8243 輸入口的信息，并檢查是否 有報(bào)警信號(hào)，程序流程如圖 52 所示。根據(jù)流程圖編程如下所示。 26 圖 52 讀數(shù)子程序流程圖 核對(duì)子程序 核對(duì)子程序 主要用于核對(duì)火警的真實(shí)性，以防止發(fā)生誤報(bào)，故在核對(duì)子程序中先延時(shí)3s,然后再次讀入相同口的信號(hào)，比較后作出判斷是否報(bào)警。程序流程如圖 53所示。 27 圖 53 核對(duì)子程序流程圖 查找報(bào)警電子程序 查找報(bào)警電子程序要完成三項(xiàng)任務(wù)：第一項(xiàng)任務(wù)是判斷當(dāng)前讀的是 8243 四個(gè)口中的哪一個(gè)；第二項(xiàng)任務(wù)是判斷這個(gè)口所在的片；第三項(xiàng)任務(wù)是判斷這個(gè)口有哪幾個(gè)不為零點(diǎn)。定義為 （ X=4~7）。程序流程如圖 54所示。 根據(jù)流程圖編程如下所示。 28 圖 54 查找報(bào)警點(diǎn)子程序流程圖 顯示及報(bào)警子程序 顯示及報(bào)警子程序主要用于對(duì)所查找的報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行顯示報(bào)警，其程序流程如圖 55所示。 29 圖 55 顯示及報(bào)警子程 序 30 第 6 章 總結(jié)與展望 總結(jié) 本文 所設(shè)計(jì)的基于 AT89C51 單片機(jī)的火災(zāi)自動(dòng)控制系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)中主要涉及以下幾個(gè)工作： （ 1）系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)：信息采集轉(zhuǎn)化部分，涉及到了探測(cè)器、電路等方面的相關(guān)知識(shí)；單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，均涉及到了單片機(jī) I/O 口擴(kuò)展等相關(guān)知識(shí)；外圍電路以及電源部分的設(shè)計(jì)，均涉及到了電子電路方面的相關(guān)知識(shí)；人機(jī)操作控制面板設(shè)計(jì)，涉及到了畫圖板等制圖軟件的應(yīng)用等知識(shí)。 （ 2）系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)：主要涉及到了具體工作方式的狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)。 在第一、二章中，主要對(duì)火災(zāi)自動(dòng) 報(bào)警系統(tǒng)的基本狀況作了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)探測(cè)器作了相關(guān)的介紹。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到的最大難題就是對(duì)探測(cè)器的選擇以及系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。我所學(xué)的是電氣自動(dòng)化技術(shù)，在專科階段對(duì)探測(cè)器、系統(tǒng)軟件的學(xué)習(xí)是有限的，理論知識(shí)尚很欠缺，工程實(shí)踐自不必說(shuō)。另外，由于聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在我們專業(yè)中沒(méi)有學(xué)到，確實(shí)很有困難。在本階段未能接觸，在這短短的 2個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，不可能形成全面系統(tǒng)的概念，因此，在本設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)以及聯(lián)動(dòng)消防裝置的設(shè)計(jì)是很粗淺。 系統(tǒng)展望 在本設(shè)計(jì)中，由于采用新型離子感煙器探測(cè)器以及與之相配套的專 用集成電路，輸出的是開關(guān)量信號(hào)，使得本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警有著很大的不同。從整體性能上看，配置更加優(yōu)越、技術(shù)更為先進(jìn)、操作更為方便，且擴(kuò)展性能良好。當(dāng)然，在工程設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)裝配中，還是有一些問(wèn)題有待今后進(jìn)一步的研究、探討和實(shí)現(xiàn)。分別從以下三個(gè)方面進(jìn)一步改進(jìn)（ 1）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面；（ 2）系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方面；（ 3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面。 31 致謝信 兩個(gè)月的努力就要畫上一個(gè)完滿的句號(hào)，回首過(guò)去兩個(gè)月緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)課程以及在工作中所經(jīng)歷的困惑、艱辛和努力都成為一種美好的回憶。通過(guò)兩年多的學(xué)習(xí)學(xué)到的堅(jiān)強(qiáng)、毅 力、經(jīng)驗(yàn)都融匯在其中。在此過(guò)程中，我不僅僅是鞏固學(xué)習(xí)了專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了不少做人的道理，鍛煉了我的意志品質(zhì)。從開始選題到論文的制作都離不開老師的幫助與培養(yǎng)。也離不開同學(xué)的熱心幫助和意見。讓我非常難忘。在此之際，我要感謝崔老師和同學(xué)們，在他們的精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能得以完成。還要感謝母校給我人生中最激情和放飛夢(mèng)想的大學(xué)生活。 32 參考文獻(xiàn) （ 1） 王福瑞，單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1997 （ 2） 孫傳友，測(cè)控電路及裝置。北京：北京航空航天 大學(xué)出版社， 2020 （ 3） 余發(fā)山，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 4） 張 靖，檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。中國(guó)電力出版社， 2020 （ 5） 張毅剛，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 6） 陳有卿，報(bào)警集成電路和報(bào)警器制作實(shí)例。北京：人民郵電出版社， 2020 （ 7） 楊風(fēng)和，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警消防系統(tǒng)。天津：天津大學(xué)出版社， 1999 （ 8） 黃繼昌，實(shí)用報(bào)警電路。北京：人民郵電出版社， 2020 33 附錄 開題報(bào)告 1．課題的內(nèi)容介紹 任務(wù)要求： 確定報(bào)警類型（火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)） 、探測(cè)器類型、設(shè)計(jì)報(bào)警電路。 目的意義： 我國(guó)的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過(guò)程，其中智能化程度也越來(lái)越高。現(xiàn)在國(guó)家對(duì)火災(zāi)這一方面比較重視，在高樓、學(xué)校企業(yè)、工廠、住宅等地方都要安裝火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，因此，研究一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的火災(zāi)報(bào)警器是非常必要的?；馂?zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由觸發(fā)器件、火災(zāi)警報(bào)裝置及具有其他輔助功能的裝置組成。在本次設(shè)計(jì)中不僅培養(yǎng)的是我們的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，嚴(yán)格認(rèn)真、一絲不茍的精神，更重要的是提高了我們的專業(yè)知識(shí)，使們加深對(duì)在校這兩年多所學(xué)專業(yè)課的知識(shí)更廣闊的去閱讀其 他有關(guān)資料，提高了我們的綜合能力。 2. 方案過(guò)程： （ 1）分析智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的單片機(jī)控制的工作原理； （ 2）設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的主電路、控制電路； （ 3）選取合適的器件，畫系統(tǒng)原理圖； （ 4）設(shè)計(jì)各部分的電路圖； （ 5）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。 3．進(jìn)度安排 （ 1） . 第十三周理解任務(wù)書的內(nèi)容和設(shè)計(jì)，根據(jù)要求編寫設(shè)計(jì)計(jì)劃； （ 2）．第十四周硬件部分以及軟件部分的初步設(shè)計(jì)； （ 3） . 第十五周 查閱 單片機(jī)以及探測(cè)器 的資料，掌握其原理 .結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)； （ 4） . 第十六、十七周進(jìn)行資料的整理并開始設(shè)計(jì)； （ 5） . 第十八、十九 周撰寫畢業(yè)論文并為答辯做充分的準(zhǔn)備。 4. 參考文獻(xiàn)： （ 1）王福瑞，單片微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)大全。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1997 （ 2）孫傳友，測(cè)控電路及裝置。北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 （ 3）余發(fā)山，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 4）張 靖，檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。中國(guó)電力出版社， 2020 34 （ 5）張毅剛，單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 （ 6）陳有卿，報(bào)警集成電路和報(bào)警器制作實(shí)例。北京：人民郵電出版社， 2020 （ 7）楊風(fēng)和，火災(zāi)自動(dòng)報(bào) 警消防系統(tǒng)。天津：天津大學(xué)出版社， 1999 （ 8）黃繼昌，實(shí)用報(bào)警電路。北京：人民郵電出版社， 2020 指導(dǎo)老師：崔屹嶸 學(xué) 生： 邵冬冬 時(shí) 間： 2020 年 12 月 22