【正文】 A/D 轉(zhuǎn)換部分包括比較器、逐次逼近寄存器 SAR、 256R 電阻網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、控制與時(shí)序電路等，另外具有三態(tài)輸出鎖存緩沖器，其輸出數(shù)據(jù)線可直接連 CPU的DB。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809 及其接口 (1) 主要性能 ※ 8 位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器，所有引腳的邏輯電平與 TTL兼容； ※ 帶有 鎖存功能的 8路模擬量轉(zhuǎn)換開關(guān)，可對(duì) 8路 05V 模擬量進(jìn)行分時(shí)轉(zhuǎn)換； ※ 輸出具有三態(tài)鎖存 /緩沖功能； ※ 分辨率： 8位，轉(zhuǎn)換時(shí)間： 100us； ※ 不可調(diào)誤差：177。 (2) 查詢法 查詢法是由 CPU 來(lái)檢查 EOC 信號(hào)。 A/D 轉(zhuǎn)換器與 CPU 的接口方法 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 (1) ADC 轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過(guò)三態(tài)緩沖器件與 CPU數(shù)據(jù)總線相連接（在芯片內(nèi)部沒(méi)有三態(tài)輸出緩沖器時(shí)）； (2) 為了輸入正確的轉(zhuǎn)換結(jié)果，必須解決好 A/D 轉(zhuǎn)換器和 CPU 取數(shù)之間的時(shí)間配合問(wèn)題。 由于控制系統(tǒng)是對(duì)溫度和煙的濃度進(jìn)行檢測(cè)，相當(dāng)于 A/D 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時(shí)間來(lái)說(shuō)信號(hào)變化很慢，所以采樣保持器（保持在 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間內(nèi)輸入的模擬信號(hào)不變）也可以省去。 可用于Ｔ型熱電偶由于熱電偶的輸出電勢(shì)與溫度成非線性關(guān)系 ,下列轉(zhuǎn)換函數(shù)將決定芯片的實(shí)際輸出電壓 :在控制系統(tǒng)中，傳感器和檢測(cè)電路輸出的信號(hào)，一般都比較小，不能直接進(jìn)行顯示記錄和控制。 高阻抗差動(dòng)輸入 電源電壓范圍 :+5V～177。 3℃的校準(zhǔn)準(zhǔn)確度。直流激勵(lì)方式的鉑電阻產(chǎn)生穩(wěn)定的自熱溫升為 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 fRI bjZ 2)( ?? ?? （ 2） 取式（ 1）與式（ 2）之比值 rr fCSrbfCSZefCCReSq ?? ?????? 2231)( )( ??? 來(lái)表征間歇激勵(lì)方法的效果。這一要求可表示為 ST? 〉〉 rfC 式 中 T為激勵(lì)脈動(dòng)電流的周期。下面對(duì)幾種輸出模式的測(cè)試就是按 8位精度邊轉(zhuǎn)換邊接收方式進(jìn)行的。對(duì)探測(cè)器進(jìn)行自檢時(shí)，一個(gè)邏輯高電壓加到 tR 上，使傳感器輸出升高 ，單片機(jī)根據(jù)自檢前后的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果，可判斷出模 /數(shù)轉(zhuǎn)換及傳感器兩個(gè)模塊的功能是否正常。顯然煙霧濃度越大，煙離子的阻擋作用越強(qiáng)， A 點(diǎn)電位越高。如果在極板 P1和 P2之間加上一個(gè)電壓 E，極板間原來(lái)雜亂無(wú)章的正負(fù)離 子，在電場(chǎng)的作用下作有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，從而在極板間形成電離電流 hI ，施加的電壓越高，則電離電流越大，當(dāng)電離電流增加到一定值時(shí)，將不再增加，此電流稱為飽和電流 sI ，如圖 42（ b）所示。 防火系統(tǒng)采用了復(fù)合形式的智能型火災(zāi)傳感電路，代替了過(guò)去的單一形式的傳感器，如火焰?zhèn)鞲衅鳌囟葌鞲衅?、煙霧傳感器等，這樣就不會(huì)出現(xiàn)誤 報(bào)情況。當(dāng)溫度上升 25℃時(shí)， 2T 的發(fā)射結(jié)導(dǎo)通電壓 REV 下降為 ,達(dá)到設(shè)定值使 2T 導(dǎo)通。其基本工作原理是利用硅 PN結(jié)的負(fù)溫度系數(shù)測(cè)量環(huán)境溫度。當(dāng)報(bào) 警 環(huán)境出現(xiàn)煙霧后，溫度傳感器根據(jù)設(shè)定溫度值確定是否報(bào) 警 。讀簽名字節(jié)的過(guò)程和單元 030H， 031H 及 032H 的正常效驗(yàn)相仿，只需將 和 保持低電平，返回值意義如下： （ 030H） 1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公司制造 ； （ 031H） 51H 聲明為 AT89C51 單片機(jī) ； （ 032H） FFH 聲明 12V編程電壓 ； （ 032H） 05H 聲明為 5V 編程電壓。 程序效驗(yàn) 如果加密位 LB1， LB2 沒(méi)有進(jìn)行編程，則代碼數(shù)據(jù)可通過(guò)地址和數(shù)據(jù)線讀回原編寫的數(shù)據(jù)，采用下圖 34 和圖 35 的電路，程序存儲(chǔ)器的地址由 P1 和 P2 口的 —— 輸入，數(shù)據(jù)由 P0口讀出， , 和 , 的控制信號(hào)見表 34，PSEN 保持低電平， ALE， EA 和 RST 保持高電平，效驗(yàn)時(shí)， P0 口必須接上 10K 左右的上拉電阻。 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51 單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來(lái)檢測(cè)一個(gè)寫周期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（ ） 是原來(lái)寫入字節(jié)最高位的反碼。 4 在高電壓編程方式時(shí)，將 EA/ ppV 端加上 +12V 編程電壓。 編程方式 編程前， 須按表 34和圖 34及圖 35所示設(shè)置好地址，數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，編程單元的地址加在 P1 口和 P2 口的 11 位地址范圍為 0000H0FFFH，數(shù)據(jù) P0口輸入，引腳 , 和 , 的電平設(shè)置見表 34， PSEN 為低電平， RST保持高電平， EA/ ppV 引腳是編程電源的輸入端，按要求加上編程電源， ALE/PROG 引腳輸入編程脈沖（負(fù)脈沖）。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)，而高電壓編程模式可與通用 EPROM 編程器兼容。推出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不包括 RAM 中的內(nèi)容，在ccV 恢復(fù)到正常工作電平前，復(fù)位應(yīng)無(wú)效，且必須保持一定 時(shí)間一是振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許的中斷的事件被激活，IDL被硬件清楚，即可中指空閑工作模式，程序會(huì)首先響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，執(zhí)行完中斷服務(wù)程序并緊隨 RET1 指令后，下一條要執(zhí)行的指令就是使單片機(jī)進(jìn)入空閑模式那條指令后面的一條指令。如需同時(shí)進(jìn)入兩種工作模式，即 PD和 IDL同時(shí)為 1，則先激活掉電模式。 圖 33 振 蕩電路 空閑節(jié)電模式 AT89C51 有兩種可用軟件編程的省電模式， 它們是空閑模式和掉電模式。 用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖 33。 XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。需注意的是：如果加密位 LBI 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA端狀態(tài)。在此期間 ，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的 PSEN 非信號(hào)不出現(xiàn)。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作，該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令 ALE 才會(huì)被激活。 ALE/PROG 非：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 對(duì)端口寫“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。在訪問(wèn) 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX RI 指令）時(shí)， P2口行上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。 P2 口： P2 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4個(gè) TTL 邏輯門電路。對(duì)端口寫“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。但振蕩器停止工作并禁止其它所有 工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。低功耗空閑和掉電式 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié) Flash 閃存存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32個(gè) I/O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 32個(gè)可編程 I/O 口線 1000 次擦寫中期 引腳說(shuō)明 主要性能參數(shù) AT89C51 管腳圖，如圖 31。是目前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛，價(jià)格始終的 A/D轉(zhuǎn)換器。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價(jià)格也越 貴。也就是 51芯片的 31 腳控制著單片機(jī)程序從內(nèi)部讀取還是從外部讀取， 31 腳接電源，程序從內(nèi)部讀取， 31 腳接地，程序從外部讀取 ， 其他無(wú)須改動(dòng)。顯而易見，這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。 由于上述類型的單片機(jī)應(yīng)用的早，影響很大，已成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 方案論證 單片機(jī)的 擇 選 單片機(jī)是本方案的靈魂，所以我們選擇是需要慎之又慎，下面我們來(lái)拿 8031 和AT89C51 做一下比較。 3） 高溫處理 。 因?yàn)橹挥袦囟冗_(dá)到一定的高度 ， 才說(shuō)明火將曼延過(guò)來(lái) ， 須迅速?gòu)氐钻P(guān)閉防火門 。 火災(zāi)發(fā)生 ， 煙霧先到達(dá) ， 這時(shí)防火門附 近的溫度還處在正常范圍 。 防火門的 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 傳感器感知到煙信號(hào)后 ， 防火門立即開始下降 ， 并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào) 。 通常使防火門停在最高處 ， 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí) ， 防火門向下運(yùn)行 ， 切斷火勢(shì)曼延的通路 。 通過(guò) 傳 送信號(hào)給單片機(jī) ， 通知單片機(jī)要開始設(shè)置時(shí)間 。 本設(shè)計(jì)可以獨(dú)立單元房間（面積 100 平方米）設(shè)計(jì)，要求系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。 工藝技術(shù)要求 由于本系統(tǒng)是為直接應(yīng)用于工廠，所以所有參數(shù)必須與相關(guān)產(chǎn)品相匹配，下面我們就以硅鋼片退火的相關(guān)參數(shù)為例來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)： 利用單片機(jī)結(jié)合各類傳感器，實(shí)現(xiàn)樓宇（庫(kù)房） 現(xiàn)場(chǎng)溫度、煙氣信號(hào)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。細(xì)微特征的辨識(shí)也是從提供信息角度識(shí)別火災(zāi)的一種方法。 （ 3）多信息技術(shù)應(yīng)用早期的火災(zāi)探測(cè)器對(duì)于火災(zāi)信息的反應(yīng)是輸出信息“ 0”或“ 1”即開關(guān)量，其他信息僅圍繞反映開關(guān)是否正常、能否動(dòng)作等。但目前，這種技術(shù)還僅限于對(duì)煙粒子的探測(cè)，在應(yīng)用中不同程度地受到了應(yīng)用場(chǎng)所環(huán)境的限制。 （ 3）報(bào)警時(shí)間提前 新型火災(zāi)探測(cè)器已不局限于對(duì)已發(fā)生的火災(zāi)及時(shí)報(bào)警，可以在火災(zāi)發(fā)生之前的幾小時(shí)或幾天內(nèi)，識(shí)別潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)性，實(shí)現(xiàn)超早期火災(zāi)報(bào)警。而現(xiàn)代火災(zāi)探測(cè)傳感器的判別功能和判定決定權(quán)由軟件控制，能濾除干擾，識(shí)別真假火災(zāi)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)智能判斷。在火災(zāi)初始階段，除有大量煙霧產(chǎn)生外，物質(zhì)在燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的熱量，周圍環(huán)境溫度急劇上升。目前，大多數(shù)消防系統(tǒng)中使用的是離子感煙探測(cè)器、光電感煙探測(cè)器及感溫探測(cè)器。國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒布了 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：如 GB471593《點(diǎn)型感煙火災(zāi)探測(cè)器技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》，GB471693《點(diǎn)型感溫火災(zāi)探測(cè)器技術(shù)要求及試驗(yàn)方法》等，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如 ISO72401《火災(zāi)探測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)》等。 火災(zāi)探測(cè)器 火災(zāi)探測(cè)器簡(jiǎn)介 火災(zāi)探測(cè)器是火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)最重要的組成部分之一，它至少含有一個(gè)能連續(xù)或以一定頻率周期探測(cè)物質(zhì)燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的各種物理、化學(xué)現(xiàn)象的傳感器，并且至少能向控制和指示設(shè)備提供一個(gè)適合的信號(hào) 。 所謂智能火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)是：使用探測(cè)器件將火災(zāi)發(fā)生期間所產(chǎn)生的煙、溫、光等信號(hào)以模擬量形式，連同外界相關(guān)的環(huán)境參數(shù)一起傳送給報(bào)警器，報(bào)警器再根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)及內(nèi)部存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，利用火災(zāi)模型判據(jù)來(lái)判斷火災(zāi)是否存在，這樣的系統(tǒng)稱為智能火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。報(bào)警早，損失少，不僅對(duì)發(fā)生火災(zāi)的單位和個(gè)人具有重要作用，而且對(duì)公安消防監(jiān)督機(jī)構(gòu)及時(shí)撲滅火災(zāi)、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失同樣具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因單片機(jī)集成度高，故該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高，成本低等優(yōu)點(diǎn)。其主要功能是在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，控制防火卷閘門可靠、準(zhǔn)確地運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)防火卷閘門的 一步降或二步降，達(dá)到分區(qū)防火，控制火勢(shì)蔓延，減少火災(zāi)損失的目的防火卷閘門控制方式主要分為手動(dòng)調(diào)整自動(dòng)與聯(lián)動(dòng)等各種控制方式同時(shí)預(yù)留和上位機(jī)的通訊接口，為自動(dòng)消防系統(tǒng)作好前期準(zhǔn)備。s cause great losses. Fire inevitable, how to reduce the loss caused by fire, became the key. Timely warning, is to reduce the loss caused by fire effective method. This paper is a paragraph based on SCM intelligence fire alarm system. In the article, I the SCM and other hardware are introduced. Meanwhile of temperature sensors and smoke sensor has certain instructions. With the rapid development of modern science and technology, and the fire alarm system increasingly perfect, tend to intelligence. Intelligent fire alarm system to solve the fire alarm system of two difficulties existing provides a new method