【正文】 花鐵森 .火災(zāi)報(bào)警器 .原子能出版社 ,2020 [7] 楊堅(jiān)．火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺談．林業(yè)建設(shè)， 2020 [8] 彭偉 .單片機(jī) C 語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例 ,2020 [9] 程曉舫，王瑞芳．火災(zāi)探測的原理和方法．中國安全科學(xué)學(xué)報(bào) 1994 [10] 王毅 .單片機(jī)器件應(yīng)用手冊 . 北京 :人民郵電出版社 ,2020 [12] 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 [13] 孫傳友 .測控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 附錄 。 就要畢業(yè)了，很快我們就將闊別這奮斗了四年的校園，請?jiān)?許我向辛勤教導(dǎo)我們的輔導(dǎo)員以及所有教育我們的老師們說一聲謝謝。 最后 ,我還要感謝我的同學(xué)，在我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中 ，他 多次為我提供資料，也提出了很多 寶貴的意見和建議。 當(dāng)然 在論文的設(shè)計(jì)和撰寫過程中，也同樣得到了很多老師的關(guān)心、支持、幫助和指導(dǎo)。 王老師不僅教會(huì)了我怎樣去干一件事，還教會(huì)了我如何從事情里提煉出結(jié)晶。 王 老師 學(xué) 實(shí)際工程應(yīng)用知識(shí)豐富，教學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，工作方法科學(xué)，周身洋溢著無限的親和力 和積極的生活張力，不論是從學(xué)術(shù)角度講還是從生活角度講，在過去的一段時(shí)間里 里，都使我受益匪淺。 (2)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方面： 系統(tǒng)電路圖也有待進(jìn)一步研究， 因?yàn)榄h(huán)境不同，要求不同，從而要求滿足的電路圖也不 同。 (1)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面：關(guān)于信號(hào)采集這個(gè)環(huán)節(jié)，本設(shè)計(jì)采用的是單一的離子感煙傳感器。從整體性能 上看，配置更加優(yōu)越。即便如此，由于本人知識(shí)所限，在本文中所談到的幾點(diǎn)，肯定有不足的地方，望大家批評(píng)指正 。 另外，由于聯(lián)動(dòng)消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)邊緣交叉學(xué)科，在本科階段未能接觸，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)聯(lián)動(dòng)消防裝置的設(shè)計(jì)很是粗淺。本人所學(xué)的專業(yè)是雖然是自動(dòng)化，但在本科階段對(duì)軟件編程 接觸很 是有限 ，理論知識(shí)尚很欠缺，工程實(shí)踐也少 。 (2)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)： 撰寫 了部分控制程序 。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 圖 43 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 44 所示 。定義為 ～（ X=4～ 7）。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 圖 42 讀數(shù)子程序流程圖 。 圖 41 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的主程序流程 讀數(shù)子程序 讀數(shù)子程序主要用來讀入 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 42 所示。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì) 主程序主要用來進(jìn)行初始化，設(shè)置 8243 的口地址及控制字，并對(duì)檢測結(jié)果進(jìn)行核對(duì)、 控制。 圖 317 消防聯(lián)動(dòng)裝置 連接圖 在特定環(huán)境時(shí)，其各項(xiàng)參數(shù)都不是恒定的值，但是工作原理大火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 26 同小異，所以 具體的電阻值及元件型號(hào) 不用選定。 其與 89C51 的連接圖如 317 所示。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 圖 316 電源電路板設(shè)計(jì)圖 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) 報(bào)警系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)中占據(jù)了重要的位置。 圖 315 浮充電方式不間斷電源 (5)具有將備電電池 24V 電壓降到 5V 電壓的電路。 (3)如果主電路發(fā)生故障，及時(shí)切換到從 電 模式 且不能影響 CPU正常工作。 綜上所述，電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)電源檢測控制部分電路，其要完成的任務(wù)如下： (1)檢測電源部分電壓情況并及時(shí)報(bào)告故障。 另外，電源檢測控制部分電路還要連接到 從電源蓄電池上，一旦發(fā)生斷電現(xiàn)象，電源檢測控制部分電路要及時(shí)地切換到從電源 上，并且報(bào)告 故障。 本設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)，選擇穩(wěn)壓的電源，然后通過電源檢測控制部分電路連接到主板的電源系統(tǒng)。 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在各種電子設(shè)備中，電源是不可缺少的組成部分，其性能的高低直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和能否安全有效的工作 。 圖 314 8243芯片操作時(shí)序圖 由圖 316 可見，在進(jìn)行輸入 /輸出時(shí)，先通過 P2 口傳送選擇端口及端口操作方式的控制命令，該命令由 PROG 的下跳沿鎖存至8243 內(nèi)部的指令寄存器和地址譯碼器；而后進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，由PROG 的上跳沿將數(shù)據(jù)通過指定的端口輸入 /輸出。 因 P2 口既要傳送控制命令， 又要輸入 /輸出數(shù)據(jù)，因此 8243 芯片用 PROG 腳上的輸出信號(hào)控制 P2 口上兩種性質(zhì)不同的信息的傳輸。在第一種情況下，由 、 指定端口的地址，由 、 規(guī)定端口的工作方式，各位具體的定義見表 31 所示。 CS 為芯片的片選信號(hào)，低電平有效。 圖 313 8243與 89C51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)檩敵隹凇? 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 圖 312 BS212與 89C51連接圖 接口芯片 8243 綜合考慮 ， 本系統(tǒng) 選用了 8243 芯片擴(kuò)展單片機(jī)的并行 I/O 口。因?yàn)榇嗽O(shè)計(jì)考慮的是 32 個(gè)煙霧傳感器探頭，顧需 2個(gè) BS212 數(shù)碼管顯示數(shù)字。七段發(fā)光二極管，加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段。 本設(shè)計(jì)中選用的 BS212 是共陰數(shù)碼管，即 把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。 如圖 311 所示 ， 驅(qū)動(dòng)器的輸入端接 AT89C51 的 ，當(dāng) 輸出高電平“ 1”時(shí)， 7406 的輸出為低電平，使壓電蜂鳴器引線獲得將近 5V 的直流電壓，而產(chǎn)生蜂鳴音響；當(dāng) 端輸出低電平“ 0”時(shí)， 7406 輸出端升高到約 +5V，壓電蜂鳴器的兩引線間的直流電壓降至接近于 0V，發(fā)音停止。只有當(dāng)該信號(hào)為高電平時(shí)，芯片才會(huì)根據(jù)控制端的控制信號(hào)發(fā)出報(bào)警聲，否則不會(huì)發(fā)聲報(bào)警。 聲音報(bào)警電路 聲音報(bào)警電路在單片機(jī) P2 口的控制下，可以在檢測到火災(zāi)時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)。它們的詳細(xì)過程在此就不贅述。由于不同的計(jì)算機(jī)有不同的中斷系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，其中斷相應(yīng)的方式也有所不同。 若存在上述任一種情況，中斷查詢結(jié)果就被取消。 3)當(dāng) CPU 同時(shí)收到幾個(gè)同一優(yōu)先級(jí)的中斷請求時(shí)，按自然優(yōu)先級(jí)順序確定應(yīng)該響應(yīng)哪個(gè)中斷請求；其自然優(yōu)先級(jí)由硬件形成，排列如下： 中斷源 同級(jí)自然優(yōu)先級(jí) 外部中斷 0 最高級(jí) 定時(shí)器 0 中斷 外部中斷 1 定時(shí)器 1 中斷 串行口中斷 最低級(jí) ⑤中斷相應(yīng)的阻斷 在中斷處理過程中，若發(fā)生下列情況，中斷相應(yīng)會(huì)受到阻斷： 1)同級(jí)或高優(yōu)先級(jí)的中斷正在進(jìn)行； 2)現(xiàn)在的機(jī)器周期不是執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期，即正在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 執(zhí)行的指令還沒完成前不響應(yīng)任何中斷； 3)正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RETI 或是訪問專用寄存器 IE 或IP 的指令。 ④中斷管 理 受 IP 寄存器控制， CPU 將各中斷源的優(yōu)先級(jí)分為高低 2 級(jí)，并遵循以下 2 條基本原則： 1)低優(yōu)先級(jí)中斷源可以被高優(yōu)先級(jí)中斷源中斷，反之不能。其作用是用來對(duì)各中斷源進(jìn)行開放或屏蔽的控制。 5 個(gè)中斷源的中斷請求標(biāo)志位以及定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的控制位，均設(shè)置在定時(shí)控制寄存器 TCON 和串行口控制寄存器 SCON 中。 MCS51 單片機(jī)各中斷源的矢量地址是固定的。 ⑤中斷源的入口地址：不同中斷源均有不同的中斷矢量，當(dāng)某中斷源的中斷請求被 CPU 響應(yīng)之后， CPU 將通過硬件自動(dòng)地把相應(yīng)中斷源的中斷入口地址 (又稱中斷矢量地址 )裝入 PC 中，即從此地址開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序。對(duì)于每個(gè)中斷源均可通過中斷優(yōu)先級(jí)控制寄存器中相應(yīng)位控制，當(dāng)某中斷源的優(yōu)先控制位置“ 1”時(shí)，該中斷源設(shè)置為高級(jí)，否則為低級(jí)。中斷允許控制位 存放在特殊功能寄存器 IE中。 ③中斷允許：兩級(jí)串聯(lián)式中斷允許。 ②中斷請求標(biāo)志位：有五個(gè)中斷請求標(biāo)志位。內(nèi)部中斷源有 T0、T1 溢出中斷。 ①中斷源： MCS51 單片機(jī)有五個(gè)中斷源。中斷源分為 2 個(gè)中斷優(yōu)先火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 級(jí)，即高優(yōu)先級(jí)和低優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)都可由軟件來設(shè)定。由 IP 設(shè)置個(gè)中斷源的優(yōu)先級(jí)，同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)的各中斷源同時(shí)提出中斷請求時(shí)，由內(nèi)部查詢電路確定其響應(yīng)次序。 8051 單片機(jī)的中斷系統(tǒng)包括 5 個(gè)中斷源、中斷請求標(biāo)志位（分別在特殊功能寄存器 TCON 和 SCON 中）、中斷允許控制寄存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 IP 及內(nèi) 部硬件查詢電路等部分。有了中斷系統(tǒng)能使計(jì)算機(jī)的功能更強(qiáng)、效率更高、使用更加方便靈活。中斷系統(tǒng)是指能夠?qū)崿F(xiàn)中斷功能的相關(guān)硬件電路和軟件程序。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 圖 310 內(nèi)部方式 時(shí)鐘電路 (2)時(shí)鐘電路功能 要求 由控制器每 延時(shí) 3 秒對(duì)每個(gè)煙霧傳感器探頭進(jìn)行循環(huán)掃描 。晶體可以在 到 12MHZ 之間選擇。在 XTAL1和 XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部振蕩電路就產(chǎn)生自激振蕩。 在此設(shè)計(jì)中選用內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘。因此 AT89C51 是一種功能強(qiáng)、靈活性高且價(jià)格合理的單片機(jī)、可方便應(yīng)用在與本次設(shè)計(jì)相關(guān)的控制領(lǐng)域。而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與 MCS51 兼容。 單片機(jī)控制中心 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的聲光火災(zāi)報(bào)警器，單片機(jī)是其 中的核心部件，它就像大腦一樣，是設(shè)計(jì)中的樞紐。此電平下降的信號(hào)加到集成塊的第 15 腳，使集成塊觸發(fā)工作，第 11 腳就輸出調(diào)制的報(bào)警信號(hào)，推動(dòng)壓電陶瓷報(bào)警喇叭發(fā)出響亮的報(bào)警聲。 圖 3