【正文】 else s2=0。 else s1=0。 else w2=0。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 else w1=0。 delayMS(60)。 delayMS(60)。A4=1。 delayMS(60)。0x7f。 P3=LED[disbuff[1]]。 A6=0。 P3=LED[disbuff[0]]。 A7=0。 A7=1。 } display() //顯示 // { if(a0x3a) P3=0xc0。 OE = 0。 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 42 b=P1。 while(!EOC)。 ST = 0。//******選通 1 道 ST = 0。 ST=1。 OE = 0。 a=P1。 while(!EOC)。 ST = 0。//***************選 0 通道 ST = 0。 } } //數(shù)據(jù)采集程序 // shuju_caiji() { ST=1。 baojing()。 disbuff[2]=dianyan0/10%10。 disbuff[0]=dianyan0/1000。 if(a=0x3a) dianyan0=(dianyan1*)/255*370*。 Smok2=b。 shuju_caiji()。 Tem1=a。 P0=0x06。 IE = 0x82。 TH0 = 0x14。a)。 while(ms) for(a=0。 display()。 uchar code LED[]= { 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90 }。 uint w,w1,w2,s,s1,s2,a,b。 sbit A7=P0^6。 sbit A5=P0^4。 sbit A3=P0^2。 sbit A1=P0^0。 sbit ST = P2^0。 sbit OE = P2^2。 fenxi()。在此一并感謝！ 短暫的四年大學(xué)生活即將過去，太多的事讓人難以忘懷， 恩 情 似海，永生難忘！衷心祝愿各位老師身體健康，工作順利，生活幸福美滿！ 祝朋友們心想事成，美夢成真。在這里非常感謝 范 老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠摯的謝意！ 同時，論文的順利完成，離不開同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。而且，對工程設(shè)計的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅實的基礎(chǔ)。 但其中也遇到一些問題，例如在數(shù)據(jù)采集時程序上編寫的問題 ，但通過各方資料順利解決， 通過這次設(shè)計 ，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認(rèn)識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。 在系統(tǒng)軟件設(shè)計方面，采用了模塊化程序設(shè)計方，系統(tǒng)各模塊的具體功能都是通過了子程序調(diào)用實現(xiàn)。系統(tǒng)使用了 8 位 A/C 轉(zhuǎn)換芯片 AC0809，以通用 AT89C51 作為系統(tǒng)的控制器。操作方便，成低。 圖 43 溫度異常 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 34 圖 44 表示的是現(xiàn)場 火災(zāi)，此時的溫度煙霧高于臨界的電壓值。 仿真結(jié)果如下： 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 32 圖 42 表示的是現(xiàn) 場情況正常 ，此時的溫度煙霧值都分別低于臨界的電壓值。 P3 口接的是數(shù)碼管輸入信號， 接的是數(shù)碼管的位 控制，數(shù)碼管顯示的是溫度的電壓值。IN1 和 IN0 分別接煙霧探測和溫度探測， 將 煙霧的臨界值為 ，溫度的臨界值為 并且以 及 47℃ 為報警值 ， 通過滑動電位器來改變輸入值的大小 。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 系統(tǒng)仿真 本系統(tǒng)采用單片機常用的仿真軟件 Proteus 進行仿真， Proteus 的 ADC0809 是不能仿真的所以在此借用 ADC0808 來代替。 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 01 或 10 時，表示異常， 口變?yōu)榈碗娖?，紅燈亮，蜂鳴器報警。 系統(tǒng)對現(xiàn)場進行報警判斷后，間隔 20s 后（ 通過系統(tǒng)的延時程序?qū)崿F(xiàn)），再一次采集現(xiàn)場的溫度煙霧信號進行判斷，即每一次語音報警持續(xù) 20s，直到系統(tǒng)做出下一次判斷結(jié)果。經(jīng)過換算可得出溫度煙霧傳感器輸出火災(zāi)報警臨界電壓值為： = 臨 ， V 溫度 =17V 火災(zāi)判斷與報警 系統(tǒng) 對溫度和煙霧進行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷 ，每次信號 采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù) 與設(shè)定的閾值比較，當(dāng) 溫度≥ 57℃，溫度異常，置寄存器變量 w 為 1，否則為 0； 當(dāng) 煙霧濃度≥ ％，煙霧濃度異常，置 寄存器變量 s 為 1，否則為 0。 火災(zāi)報警系統(tǒng)中使用的是溫度傳感器 AD590 和煙霧傳感器 TGS202，煙霧傳感器輸出電壓 v 與煙霧濃度 p 關(guān)系為： v=+，溫度傳感器使用的靈敏度是 V/℃ 。a)。 while(ms) for(a=0。當(dāng)系統(tǒng)采集 2 次溫度煙霧信號后，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù) 存入單片機的寄存器中，系統(tǒng)再調(diào)用火災(zāi)判斷子程序。 由于設(shè)計采用的是模塊化設(shè)計，系統(tǒng)實現(xiàn)報警功能是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。系統(tǒng)延時 50ms，進行第二次溫度煙霧信號采集，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)存入寄存器中。 每次采集 溫度煙霧 數(shù)據(jù)后 ，將數(shù)據(jù)存入單片機的寄存器，然后在火災(zāi)判斷程序中，將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值進行比較，判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災(zāi) 。 圖 42 主程序初始化流程圖 N Y 定時器初始化 開中斷 關(guān)閉蜂鳴器 打開綠燈 是否報警 設(shè)定初值 開始 返回 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 28 數(shù)據(jù)采集子程序 數(shù)據(jù)采集是火災(zāi)報警系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。首先設(shè)定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時，及時對氣體濃度和溫度進行采樣。 主程序初始化流程圖 主程序 初始化流程圖如圖 42 所示。 主程序是一個無限循環(huán)體，其流程是 ：首先在上電之后系統(tǒng)的各 部分包括單片機輸出輸入端口的設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲電路、外圍驅(qū)動電路等完成初始化，接下來執(zhí)行火災(zāi)報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、火災(zāi)判斷、報警程序。既使得程序結(jié)構(gòu)清晰，又便于以后進一步擴展其功能。 主程序流程 火災(zāi)報警系統(tǒng)控制器上采用 80C51 作為主控芯片 ， 其主要功能包括 ： 控制 IO端口、邏輯判斷處 理、驅(qū)動外部電路、語音報警和 A/D 采樣等，該部分是火災(zāi)報警系統(tǒng)智能化的集中體現(xiàn)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件 (ABS)。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。在開發(fā)大型軟件時更能 體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，可以使用結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可用于實時處理系統(tǒng)。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 311 數(shù)碼管顯示電路 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 26 第 4 章 火災(zāi)報警器的軟件設(shè)計 軟件開發(fā)環(huán)境 本次系統(tǒng)采用的是 C 語言。 WRITE、 MODE是寫控制位和模式控制位，分別接單片機 、 。在本系統(tǒng)中，對 LED 進行的是動態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對顯示器進行位控制。如果出現(xiàn)異常情況， 、 輸出 高 電平 ， 輸出低電平 ， 控制 紅色發(fā)光二級管 的發(fā) 光。 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 24 狀態(tài)指示燈電路 圖 310 狀態(tài)指示燈 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號傳輸給 P0 口，讀取 P0 口的內(nèi)容跟設(shè)定的值進行判定，如果大于設(shè)定值， 、 輸出高電平， 輸出低電平，控制黃色發(fā)光二級管的發(fā)光，說明發(fā)生火災(zāi)。 如圖 38 所示。由于ADC0809 片內(nèi)無時鐘，故利用 8051 提供的地址鎖存使信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器二分頻獲得時鐘。圖中 ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號 EOC接到 80051 的 INT0 引腳，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后， EOC 變成高電平，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。當(dāng) =0 時，與寫信號WR 共同選通 ADC0809。 本設(shè)計中的 A/D 使用的是通用 8 位芯片 ADC0809， 煙霧、溫度傳感器的輸出端經(jīng)過放大電路后分別接到 ADC0809 的 IN0 和 IN1。所以調(diào)節(jié)滑動變阻器，就可以直接改變放大電路的參考電壓。 此放大電路導(dǎo)致的零點電壓，引入了零點調(diào)節(jié)功能，這樣可以更方便的調(diào)整由于不同的傳感器導(dǎo)致的零點變化問題。 （ 3）由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。 （ 2）電壓放大倍數(shù) A=1+R4/R3，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比且相位相同，所以此電路實現(xiàn)了同相比例放大。 同相 比例運算電路有 以下幾個特點： （ 1）同相比例運算放大電路時一個深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 20 同相比例運算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運放工作在線性區(qū)時的兩 個特點來分析其電壓放大倍數(shù)。 LM324 是單片機高增益四運算放大器，可在較寬電壓范圍的單電源或雙電源下工作，其電源電流很小且與電源電壓無關(guān)，四個運放一致性好；其輸入流電阻式文檔補償?shù)?，也不需要外接頻率補償，可做到輸出電平與數(shù)字電路的兼容。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電，所以采用同向比例放大電路，可以減少硬件的開銷；反之，如果擦藥反向放大，則一般需要利用雙極性供電，這就是需要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個負(fù)壓，這顯然會釀成浪費。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 36 80C51 晶振和復(fù)位電路原理圖 信號處理 電路 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對其進行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機對輸入信號的要求。復(fù)位電路中 SWPB 為手動復(fù)位開關(guān)，電容 C1 可避免高頻諧波對電路的干擾 。當(dāng)人為按下按鈕時，則 VCC 的 +5V 電平就會直接加到 REST 端，系統(tǒng)復(fù)位。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位，本設(shè)計采用的是手動按鈕復(fù)位。 80C51的復(fù)位信號是從 REST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。本文使用的石英晶體，電容的容值設(shè)定為 30PF。電路中的外接是應(yīng)盡及兩個電容接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路，系統(tǒng)的晶振電路如圖 37所示。 何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 18 單片機外圍 接口電 晶振電路 晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)在串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，晶振電路為單片機工作提供時鐘信號，這個信號就是單片機的工作速度，芯片中有一 個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 當(dāng)單片機寫入模式控制字后， ICM7218 以約定的方式接收顯示數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)顯示 RAM 中。 ICM7218 的輸出可直接驅(qū)動 LED 顯示器 ， 不需外接驅(qū)動電路 ， 工作電壓為 +5V， 其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡單 ， 使用方便。當(dāng)時鐘頻率 500KHz時，轉(zhuǎn)換時間為128μs。 （ 5）可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL電平兼容。 （ 3）單電源 +5v供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時允許輸入模擬電壓為 05V。 ADC0809主要性能指標(biāo)： （ 1）分辨率為 8位。 OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。 EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 START： A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端 。 REF（ +）：參考電壓正端 。 VCC ： +5V工作電壓 。 圖 35 ADC0809 引腳 圖 ADC0809 的引腳功能： D7D0： 8 位數(shù)字量輸出引腳。是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8 位通用 A/D 芯片。 目前有很多類型的 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，它們在轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、分辨率以及使用價值上都各具特色，綜合全部因素設(shè)計決定采用美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS 工藝 8 通道， 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809。 A/D 轉(zhuǎn)換器的分辨率以輸出二進制數(shù)的位數(shù)表示； （ 2） 轉(zhuǎn)換時間轉(zhuǎn)換時間指 A/D 轉(zhuǎn)換器從轉(zhuǎn)換控制信號到來開始，到輸出端得何凡：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計 16 到穩(wěn)定的數(shù)字信號所經(jīng)過的時間。完成 A/D 轉(zhuǎn)換的器件即為 A/D 轉(zhuǎn)換器。 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 在單片機