【正文】 36參考文獻(xiàn)[1] GB5011698《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[M].國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布，：4548[2] [M].化學(xué)工業(yè)出版社，1998：203224[3] 原理圖與PLC設(shè)計教程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007：7378[4] 、應(yīng)用與實驗[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2002：2830[5] [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999：1215[6] [M].北京：人民郵電出版社，2005：102106[7] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2004：8990[8] [J].傳感器世界，(11)：3537[9] [M].科學(xué)出版社，1999：3740[10] 、應(yīng)用與電路詳解[M].北京:電子工業(yè)出版社，1994：5860[11] （Protel99SE） 實訓(xùn)指導(dǎo)書[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007:95[12] [M].哈爾濱：人民郵電出版社，1999：2457[13] 何希才，[M].機械工業(yè)出版社，1997：3739[14] Robert Boyer. INTEGRATED BUILDING SYSTEMS. WayneD Moore NFPA Journal，1997：15[15] YE Xianfeng. TANG WeiZHONG. Application of near infrared laser diodes to gas sensing[J].SemiconductorOptoelectronics，2001：1117[16] Tomas Hernandez Jr. Integrating lifesafety technologies. Building amp?；馂?zāi)報警系統(tǒng)就是專門為解決罐裝煤氣、液化石油氣和天然氣等易泄露、易燃、易爆等不安全設(shè)施而設(shè)計的。結(jié) 論本系統(tǒng)用AT89C52工作為控制芯片采用DS18B20溫度傳感器和MQ—K1可燃性氣體傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，用GDM0801A液晶顯示器進(jìn)行顯示，并設(shè)計了火災(zāi)報警系統(tǒng)總的結(jié)構(gòu)原理框圖，溫度氣體采集模塊方框圖，LCD顯示控制模塊的系統(tǒng)示意圖，電源部分電路圖，傳感器調(diào)理電路原理圖，A/D轉(zhuǎn)換電路圖，顯示部分電路的原理圖，復(fù)位部分電路圖，時鐘電路的電路圖，控制執(zhí)行電路圖，報警部分電路圖，主程流程圖，測溫子程序流程圖，溫度處理子程序流程圖，氣體濃度監(jiān)測中斷服務(wù)子程序流程圖，液晶顯示子程序流程圖。 主程序見附錄A。 ； ；E=1JB ；空操作SETBE ；RS=0SETB ；判斷液晶顯示器是否忙的子程序CLRMOV ；RET ；調(diào)用延時子程序SETB ACALLCLR ；、CLR ；寫入控制命令的子程序CLR顯示完成,程序停車AJMPEDELAY ；E=0準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)CLRRW ；RS=1SETB ；調(diào)用寫入命令子程序MOV ；寫入顯示起始地址（第二行第一個位置）ACALL ；調(diào)用寫入命令子程序MOVACALL ；調(diào)用寫入命令子程序MOVP1,0FH ；顯示器開、光標(biāo)開、光標(biāo)允許閃爍ACALL ；調(diào)用寫入命令子程序ACALLP1,38HENABLE ；調(diào)用寫入命令子程序P1,01H ；確定具體硬件的連接方式EEQU ；確定具體硬件的連接方式RS 由上介紹可得液晶顯示的子程序流程圖55所示開始初始化寫入顯示起始地址調(diào)用寫入數(shù)據(jù)子程序返回圖55 液晶顯示子程序流程圖以下是在液晶模塊的第二行第一個字符的位置顯示字母“A”的程序：ORG液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。并且GDM0801A液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號等。指令11：讀數(shù)據(jù)。指令10：寫數(shù)據(jù)。BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。F:DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線指令5：光標(biāo)或顯示移位B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置（說明：1為高電平、0為低電平）指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。其中液晶顯示模塊初始化的內(nèi)容包括：清屏并光標(biāo)復(fù)位（01H）、顯示模式的設(shè)置，如設(shè)置成:8位2行5x7點陣(38H)、顯示器開、光標(biāo)開、光標(biāo)允許閃爍(0FH)及文字不動、光標(biāo)自動右移(06H)等功能的設(shè)置。因此，我們根據(jù)硬件電路可知。外部中斷0的入口地址是0003H，所以必用的兩條指令是：ORG 0003HLJMP EXINT0 保護現(xiàn)場產(chǎn)生讀信號來讀取結(jié)果再次啟動A/D轉(zhuǎn)換恢復(fù)現(xiàn)場 中斷返回圖54 氣體濃度監(jiān)測中斷服務(wù)子程序流程圖由此我們可得氣體濃度監(jiān)測中斷服務(wù)子程序流程圖54所示。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號端（EOC）會由低電平變?yōu)楦唠娖?，利用這一電平的變化，作為外部請求中斷信號源，而CPU的外部中斷0為低電平有效，所以我們用了一個非門來實現(xiàn)EOC和INT0的連接。常用的軟件設(shè)計方法有兩種：查詢方式、中斷方式。從而可以得到該子程序的流程圖53所示。s MOV C, RRC A ；按位讀入 MOV R5, 20RE3: DJNZ R5, RE3 ；保證讀過程持續(xù)60181。s DJNZ R3，WR1 SETB RETDS18B20讀子程序READ: MOV R6，8RE1: CLR MOV R4, 4 NOP ；低電平持續(xù)2181。s RET DS18B20寫子程序WRITE: MOV R3, 8WR1: SETB MOV R4, 6 RRC A ；A中的值帶進(jìn)位右環(huán)移 CLR WR2: DJNZ R4,WR2 ；數(shù)據(jù)線變低16181。s CLR C ORL C, ；數(shù)據(jù)線應(yīng)變低 JC L0 ；沒準(zhǔn)備好，重來 MOV R6，30L5: ORL C, ； JC L3 ；數(shù)據(jù)線變高初始化成功 DJNZ R6,L5 ；數(shù)據(jù)線低電平可持續(xù)240181。 DS18B20初始化 設(shè)置DS18B20分辨率 發(fā)SKIP ROM 命令 發(fā)溫度開始轉(zhuǎn)換命令 發(fā)讀溫度命令，從DS18B20 中讀出兩個字 節(jié)的溫度數(shù)據(jù)，并存于40H、41H 返 回 開 始圖52 DS18B20測溫子程序流程圖DS18B20的初始化程序：RESET: L0: CLR MOV R2, 160L1: NOP DJNZ R2，L1 SETB ；主機發(fā)置位脈沖持續(xù)600181。DS18B20作為一線總線器件要求采用嚴(yán)格的信號時序，以保證數(shù)據(jù)的完整性。開始DS18B20的初始化開外部中斷0液晶顯示器初始化調(diào)用測溫子程序調(diào)用溫度處理子程序采用中斷方式采集可燃性氣體濃度調(diào)用液晶顯示子程序 顯示字符“CHAOBIAO”可燃性氣體濃度是否超標(biāo)？NY驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)報警調(diào)用液晶顯示子程序顯示溫度調(diào)用液晶顯示子程序 顯示字符“NORMAL”圖51 主程流程圖 溫度測量和處理的軟件設(shè)計 DS18B20的溫度測量子程序主要完成對DS18B20的初始化，測溫以及將溫度數(shù)據(jù)由DS18B20的暫存存儲器的前兩個字節(jié)讀出保存在40H和41H中。LCALL RESET ；DS18B20的初始化SETB F0 ；置中斷發(fā)生標(biāo)志MOVX DPTR,A ；啟動A/D(=0,WR=0)SETB IT0 ；置外部中斷0為邊沿觸發(fā)SETB EX0 ；允許外部中斷0SETB EA ；開中斷LCALL P_INIT_DISP ；顯示接口初始化最后，調(diào)用DS18B20測溫子程序、溫度處理子程序、中斷子程序及液晶顯示子程序，并把檢測到的氣體濃度值與預(yù)存好的臨界濃度值進(jìn)行比較，從而確定報警電路及控制執(zhí)行電路的啟動與否。第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序首先，在主程序書寫開始之前，先要完成變量的定義以及顯示器引腳定義，本系統(tǒng)軟件的基本定義如下：溫度檢測的變量定義TEMP EQU 30H ；溫度值存放中間單元定義TEMP1 EQU 40H ；溫度值高字節(jié)存儲單元定義TEMP2 EQU 41H ；溫度值低字節(jié)存儲單元定義顯示器引腳定義RS EQU ； 寄存器選擇的引腳定義RW EQU ； 讀寫信號線引腳定義E EQU ； 使能端定義其次，完成幾乎每個程序開頭都應(yīng)有的說明。 圖 411 報警部分電路圖 本章小結(jié)本章介紹了系統(tǒng)中所涉及的各部分電路的功能，它包括電源部分電路、采集部分電路、液晶顯示部分電路、控制部分電路?？梢钥吹竭@個電路相當(dāng)簡單，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)其基本功能。所以我們在中間再串聯(lián)一個電阻，進(jìn)行限流，就能夠達(dá)到預(yù)計的要求。在這部分設(shè)計中，用AT89C52的P2口來與報警電路進(jìn)行相連，P2口作為輸出口，該位的輸出引腳由內(nèi)部的拉高電路拉成高電平。 圖 410 控制執(zhí)行電路圖 報警電路根據(jù)課題要求和系統(tǒng)需要，我們的系統(tǒng)中要有一個報警電路，考慮到成本問題，我們一開始就決定要設(shè)計一個比較簡單的報警電路，首先我們必須要有一個報警器，在這里我們選擇了常用的蜂鳴器，要使這個蜂鳴器進(jìn)行工作，直接接電源是不能發(fā)出報警的。則所得電路原理圖如圖410所示。3引腳直接接5伏電源，2引腳通過電阻與三極管的基極b相連。我們所用到的元器件有：兩個電阻、 一個光耦 、一個三極管 、一個二極管和一個繼電器。為了能根據(jù)要求控制排氣扇的啟停，我們選擇繼電器作為單片機控制排氣扇啟停的中間橋梁。圖 49 時鐘電路的電路圖 控制執(zhí)行電路根據(jù)課題要求和系統(tǒng)需要，即當(dāng)監(jiān)測到環(huán)境中可燃性氣體濃度超標(biāo)時,系統(tǒng)要能啟動外部設(shè)備將可燃性氣體排出,以降低氣體濃度的要求。因為我們這次使用的單片機是AT89C52，所以我們就采用了這個典型的時鐘電路，其晶振值和電容值采用的都是典型值。振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要是由晶振參數(shù)來確定。CMOS型單片機內(nèi)部有一個帶反饋的線性反相放大器，XTALXTAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反饋元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機內(nèi)部的各個部件。圖 48 復(fù)位部分電路圖 時鐘電路時鐘電路是計算機的心臟，它控制著計算機的工作節(jié)奏。系統(tǒng)插上電源時就能夠進(jìn)行自動復(fù)位，RST端出現(xiàn)一段時間的高電平，器件復(fù)位。當(dāng)RST變?yōu)榈碗娖胶螅顺鰪?fù)位，CPU從初始狀態(tài)開始工作。圖 46 顯示部分電路的原理框圖圖 47 顯示部分電路的電路圖 控制部分電路 復(fù)位電路計算機在啟動運行時都需要復(fù)位，使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其它部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。讀寫信號線R/，而液晶顯示器對比度調(diào)整端VO懸空。根據(jù)主控芯片AT89C52的P0口特性，P0口可作為一般的數(shù)據(jù)輸入輸出口。必要時，可選用背光源來保證LCD顯示信息。 圖 45 溫度采集電路圖 液晶顯示部分電路為了滿足系統(tǒng)顯示的需要，我們采用液晶顯示模塊來實現(xiàn)顯示功能。因此，出于減輕軟件負(fù)擔(dān)和條件允許的情況(在不影響工作性能的前提)，我們本次課題就溫度數(shù)據(jù)采集這部分電路的設(shè)計采用外部電源供電方式。供電方式有兩種：一種是