【正文】 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 附 錄 附錄 A 外文資料 Getting Started with 181。在這里非常感謝 指導(dǎo) 老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠摯的謝意 !同時(shí)，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助。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(shè)計(jì)過程中少走很多彎路。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度。 其次，我認(rèn)為在我們?cè)O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完全可以加進(jìn)更多的功能，比如煙霧檢測(cè)報(bào)警功能等，還可以改進(jìn)傳感器對(duì)紅外線強(qiáng)度檢測(cè)的不準(zhǔn)確以及誤差等各方面缺陷，期望在以后的設(shè)計(jì)中來完善這些不足的地方。 經(jīng)過我們實(shí)地的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，我們的紅外線火災(zāi)報(bào)警器報(bào)警誤差較小，可是由于器材的限制，不能夠達(dá)到很理想的效果。我們?cè)O(shè)計(jì)出的報(bào)警器，可在火災(zāi)發(fā)生時(shí)外界紅外線強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)進(jìn)行聲音與閃光雙重報(bào)警。 我們的紅外線火災(zāi)報(bào)警器的開發(fā)采用了火焰?zhèn)鞲衅?與單片機(jī) STC89C52 相結(jié)合，采用部分輔助電子原件而成。它具有很廣闊的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)和開發(fā)前景。對(duì)本系統(tǒng)來說 ，外界光線的強(qiáng)弱對(duì)系統(tǒng)的探頭檢測(cè)造成很大影響，由于傳感器品質(zhì)的限制，本次做出的傳感器在外界很強(qiáng)的光線條件下可能會(huì)造成一定的誤報(bào)。為了盡量減小噪聲，數(shù)字地和模擬地要一點(diǎn)接地，每個(gè)芯片的電源就近接退偶電容 [15]。它們對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行危害很大。另外所選的阻容器件都是經(jīng)過精確測(cè)量后再焊接上去的，并經(jīng)過細(xì)調(diào)試以獲得最佳性能 [14]。 (2)電子器件參數(shù)造成的誤差 傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要過數(shù)據(jù)采集前置電路對(duì)其進(jìn)行放大，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。 軟件誤差主要來自 A/D 轉(zhuǎn)換量化誤差： 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 在實(shí)際中，我們應(yīng)用的是交流 220V 電壓轉(zhuǎn)化成的直流 5V 電壓，而 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的信號(hào)電壓為 ，參考電壓為 ， A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬信號(hào)的最大分辨率與參考電壓進(jìn)行比較不可能完全相符，所以會(huì) 造成一定的誤差 [13]。 下面圖片是我們調(diào)試完成后運(yùn)行結(jié)果的體現(xiàn)： 圖 53 實(shí)際運(yùn)行圖 在測(cè)量?jī)x器的實(shí)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(jié)果。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 圖 52 實(shí)際調(diào)節(jié)探頭阻值 環(huán)境的影響檢測(cè)也是至關(guān)重要的。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，我們的探頭在 10 m 之內(nèi)是能夠準(zhǔn)確檢驗(yàn)出數(shù)據(jù)的。因?yàn)槲覀兯媾R的問題就是報(bào)警器能不能準(zhǔn)確的采集到外界紅外線的真確信息。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 紅外線報(bào)警器完成之后最重要的環(huán)節(jié)就是對(duì)其進(jìn)行調(diào)試及誤差分析。首先通過傳感器采集到的模擬量傳入 A/D轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，這個(gè)量會(huì)導(dǎo)入單片機(jī)，單片機(jī)通過程序輸入到數(shù)碼管。 當(dāng)準(zhǔn)備工作做完之后，系統(tǒng)會(huì)在自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行模式即進(jìn)入報(bào)警界限設(shè)置模式。本設(shè)計(jì)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(yīng)用一起之前首先就是要讓傳感器適應(yīng)工作環(huán)境。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 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(zhuǎn)換 數(shù)碼管顯示 程序處理 是否超過界限 Y Y N N 進(jìn)入報(bào)警界限模式 進(jìn)入報(bào)警處理程序 結(jié)束 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在啟動(dòng)開始時(shí)，我們首先系統(tǒng)要做的是所有程序的初始化過程，因?yàn)槲覀冊(cè)谏洗问褂藐P(guān)閉儀器時(shí)程序不定就是運(yùn)行完一個(gè)周期。同時(shí)送入數(shù)碼管顯示紅外線強(qiáng)度值。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由 仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中 [11]。然后分別由 C51 及 A51編譯器編譯生成日標(biāo)文件 (.OBJ)。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(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows界面。 在我們的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，鍵盤主要是作為報(bào)警界限值輸入的器件，我們?cè)趹?yīng)用這個(gè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先要做的就是通過鍵盤設(shè)定報(bào)警界限值 。這個(gè)時(shí)候獨(dú)立按鍵才可以使用。 圖 38 狀態(tài)燈電路 在火災(zāi) 報(bào)警系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到火災(zāi)情況時(shí)，由單片機(jī)輸出一個(gè)信息，燈光閃爍報(bào)警就會(huì)跟隨聲音報(bào)警一起發(fā)出報(bào)警信息。 狀態(tài)燈電路 狀態(tài)燈主要是采用 LED 燈，如圖 310 所示。 在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，左側(cè)的數(shù)碼管受鍵盤的控制，當(dāng)我們預(yù)先在鍵盤輸入報(bào)警界限值后，單片機(jī)會(huì)把這個(gè)數(shù)值在這個(gè)數(shù)碼管中顯示出來。 復(fù)合使能輸入輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展 兼容 JEDEC標(biāo)準(zhǔn) 存儲(chǔ)器芯片譯碼選擇的理想選擇低電平有效互斥輸出 ESD 保護(hù) HBM EIA/JESD22A114C 超過 2022 V MM EIA/JESD22A115A 超過 200 V 溫度范圍 40～ +85 ℃ 40～ +125 ℃ 多路分配功能。擴(kuò)展成 32 線譯碼器 ,只需要接一個(gè)外接倒相器。 HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件 ,從8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè) 低電平輸出。 74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間短的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) ,在 高性能存貯器系統(tǒng)中 ,用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。 74HC138 與 74HC238 邏輯功能一致，只不過 74HC138 為反相輸出。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC138 芯片和 1 個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè) 132（ 5 線到 32 線）譯碼器。 74HC138 特有 3 個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（ E1 和 E2）和一個(gè)高有效（ E3）。 表 33 74HC573 引腳介紹 OE— 1 20 VCC 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 1D— 2 19 — 1Q 2D— 3 18 — 2Q 3D— 4 17 — 3Q 4D— 5 16 — 4Q 5D— 6 15 — 5Q 6D— 7 14 — 6Q 7D— 8 13 — 7Q 8D— 9 12 — 8Q GND 10 11 LE 表 34 74HC573 引腳功能 74HC138： 作為一款高速 CMOS 器件 ——74HC138 引腳兼容低功耗 TTL（ LSTTL）系列。 CMOS 器件的高噪聲抵抗特性。 \u25805X 作電壓范圍： ~ 。當(dāng)鎖存使能變低時(shí)，符合建立時(shí)間和保持時(shí)間的數(shù)據(jù)會(huì)被鎖存。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn) CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 LS/ALSTTL 輸出兼容。 下面對(duì)在此電路中用到的 74HC573 和 74HC138 進(jìn)行一下簡(jiǎn)單介紹： 74HC573： 八進(jìn)制 3 態(tài)的非反轉(zhuǎn)透明鎖存器。相應(yīng)的賦值 “1”有效。顯 示紅外線強(qiáng)度級(jí)別，其主要技術(shù)參數(shù)如下 : 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 工作電壓： 0—5V。 在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中，當(dāng)傳感器采集的信息超過我們預(yù)先設(shè)定好的報(bào)警界限數(shù)值時(shí)，單片機(jī)就會(huì)給聲音報(bào)警系統(tǒng)一個(gè)信號(hào)，使聲音報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信息。 當(dāng)三極管 Q1 導(dǎo)通，蜂鳴器報(bào)警。 聲音報(bào)警電路 聲音報(bào)警器電路圖如圖 35 所示。其工作原理是：當(dāng)外界光線發(fā)生變化，火焰?zhèn)鞲衅鞴饷綦娮枳柚低瑫r(shí)發(fā)生變化，導(dǎo)致電路中電流發(fā)生變化，相應(yīng)的電壓發(fā)生變化，而這個(gè)信號(hào)相應(yīng)的通過輸出線傳到 PCF8951 芯片（ A/D 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊），這這個(gè)模塊中進(jìn)行的是傳感器傳出的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量的過程 [6]。 圖 34是我們本次設(shè)計(jì)的火災(zāi)報(bào)警器信息采集模塊。當(dāng)我們采集的這個(gè)模擬量數(shù)據(jù)輸入到 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的時(shí)候， A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 把它轉(zhuǎn)化成一個(gè)數(shù)字量，傳輸給單片機(jī) STC89C52 進(jìn)行處理。 表 32 STC89C52 主要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 火災(zāi)報(bào)警器硬件電路設(shè)計(jì) 我們的硬件電路設(shè) 計(jì)采用 Protel 99 SE 系統(tǒng)畫出電路原理圖 [5], 以下介紹各個(gè)模塊原理圖。 P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位 準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 P1 口（ Pin1～ Pin8）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。 可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） ： STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別 為 P0、 P P P3 口，每個(gè)口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。 控制引腳（ 4 根） ： RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 接晶振引腳（ 2 根） ： XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 STC89C52 具體介紹如 下： 主電源引腳（ 2 根） ： VCC(P