【正文】 感謝所有幫助和鼓勵過我的同學(xué)和朋友！這四年的相處中，我深深地體會到了友情的珍貴，在我迷茫的時候他們真誠的鼓勵是我前進的動力。這過程中花費了張老師很多時間和精力，在此向張老師表示衷心地感謝。本設(shè)計的完成是在張老師的耐心指導(dǎo)下完成的。經(jīng)過三個多月的努力，基本完成了設(shè)計任務(wù)，調(diào)研收集分析有關(guān)火災(zāi)報警系統(tǒng)的資料，總結(jié)CAN模塊工作原理及其特點；分析CAN現(xiàn)場總線基本通訊原理及CAN總線協(xié)議具體技術(shù)細(xì)節(jié)；采用51單片機作為主節(jié)點和從節(jié)點的微處理器，進行火災(zāi)報警系統(tǒng)的各個模塊硬件設(shè)計，分析各個模塊功能和特點；進行火災(zāi)報警系統(tǒng)軟件系統(tǒng)設(shè)計，包括溫度傳感器電路程序設(shè)計，可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路程序設(shè)計，滅火裝置電路程序、LCD顯示程序等，并進行CAN總線通訊設(shè)計。通過進一步查詢資料，熟悉火災(zāi)報警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與各模塊的功能，分析CAN總線在火災(zāi)報警系統(tǒng)中的應(yīng)用，再進行設(shè)計。在設(shè)計的過程中，遇到了一些坎坷和挫折，由于剛接觸火災(zāi)報警系統(tǒng)、CAN總線的相關(guān)知識，對于有些知識點還不能完全理解。本文首先介紹了國內(nèi)外火災(zāi)報警系統(tǒng)的特征、技術(shù)、發(fā)展水平、研究現(xiàn)狀進行分析，說明火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的背景和研究意義；然后給出了火災(zāi)報警系統(tǒng)內(nèi)部CAN 通信系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。圖56火災(zāi)報警系統(tǒng)的整體測試圖 圖57火災(zāi)報警器整體測試屏幕顯示的煙霧濃度和溫度圖片 綜上所述，通過系統(tǒng)的各個功能模塊以及系統(tǒng)整體的測試，表明本次設(shè)計的系統(tǒng)達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計的要求，即主從節(jié)點通過CAN總線通信，可進行數(shù)據(jù)處理、顯示、存儲等，根據(jù)測量值可驅(qū)動滅火裝置等功能。 第五步：將第二步、第三步、第四步的模擬的煙霧，可燃性氣體，溫度同時進行測試。 第四步：將溫度傳感器放在，筆記本電腦的散熱口處。與此同時，從節(jié)點上的步進電機開始工作。 第二步：用打火機將香煙點燃，將其放在從節(jié)點MQ2傳感器的下方，香煙飄出的煙，接觸到傳感器，傳感器將收集到的相關(guān)模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，通過CAN模塊傳輸給主節(jié)點，主節(jié)點通過顯示屏顯示出來。 模擬火災(zāi)現(xiàn)場的具體步驟以及模擬過程中的現(xiàn)象如下： 第一步：將已經(jīng)調(diào)試好的收、發(fā)程序分別燒進主、從節(jié)點的單片機內(nèi)，并保持通電狀態(tài)。圖55溫度實時傳輸測試圖 火災(zāi)報警系統(tǒng)的綜合測試 通過以上主節(jié)點上的各模板功能、從節(jié)點的各模板功能、CAN模塊通信功能都進行了成功的測試之后，接下來就對此設(shè)計的基于CAN總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)的一個綜合的測試，以下就進行火災(zāi)現(xiàn)場的模擬。//擴展幀，向發(fā)送緩沖區(qū)寫入8個數(shù)據(jù) UartSendByte(1)。 //使能SJA1000接收中斷位 WriteSJARegBlock(16,Send_CAN_Info_ID,5)。 SJA1000_Config_Normal()。} }以下是“收”的主要程序：IO_Init()。//使能發(fā)送請求，發(fā)送數(shù)據(jù) 對發(fā) while((canstatusamp。//使能發(fā)送請求，發(fā)送數(shù)據(jù)。以下是“發(fā)”的主要程序： if((canstatusamp。下圖是滅火裝置，包括L298N電機驅(qū)動模塊，步進電機，51單片機的測試連接圖，圖54 滅火裝置功能的測試 CAN模塊通信功能的測試CAN模塊通信在整個系統(tǒng)中起到了關(guān)鍵性的作用，它是主節(jié)點和從節(jié)點之間信息傳遞的橋梁。 //輸出對應(yīng)的相 可以自行換成反轉(zhuǎn)表格 Delay(500)。i4?，F(xiàn)將步進電機所需要的程序燒進其所在的單片機開發(fā)模板上，然后進行測試，主要程序如下： while(Flag==0) { P0=0x71。} 此時觀察電路，當(dāng)溫度超過30度的時候，蜂鳴器開始工作，發(fā)出報警聲，表明報警電路功能正常，本模塊到此測試成功。 delay(5)?？扇?xì)怏w及煙霧傳感器電路功能的測試演示圖如下：圖53可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路功能的測試演示圖 報警電路功能的測試 將測試報警電路功能的相應(yīng)程序燒進其所在的單片機上，主要程序如下： if((tempint30)amp。圖52 溫度傳感器電路信息采集演示圖將可燃?xì)怏w及煙霧傳感器在單片機上連接好，并將程序下載在其中，此時觀測到數(shù)值是02，程序中設(shè)置的閥值是15，即空氣中可燃?xì)怏w濃度和煙霧的濃度超過此值，系統(tǒng)開始報警。 //發(fā)出讀溫度命令 read_ds18b20()。 write_ds18b20(0xcc)。 //發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令 disp_temp()。 //初始化DS18B20 write_ds18b20(0xcc)。下面對不同的信息采集傳感器進行功能的測試。由此表明時鐘電路模塊功能正常，本模塊到此測試成功。 //小時初始化Write1302 (WRITE_PROTECT,0x80)。 //秒位初始化Write1302 (WRITE_MINUTE,0x34)。首先現(xiàn)將準(zhǔn)備好的溫度報警程序燒進其所在的單片機開發(fā)板，主要程序如下：Write1302 (WRITE_PROTECT,0X00)。 LCD1602顯示屏功能的測試 將測試程序燒進其所在的單片機進行測試，實現(xiàn)LCD1602的動態(tài)演示，由此來測試LCD1602顯示屏功能是否正常，主要程序如下：此時觀察顯示屏出現(xiàn)動態(tài)的英文：Wele to huaqinmcu，表明LCD1602顯示屏功能正常，本模塊到此測試成功。 主節(jié)點模塊功能的測試 主節(jié)點，主要負(fù)責(zé)對從節(jié)點傳輸回來的數(shù)據(jù)進行分析判斷是否發(fā)出警報指令，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息通過顯示屏進行顯示，并且存儲相關(guān)的數(shù)據(jù)以備查詢。本章節(jié)，主要分為四大部分測試：首先，是主節(jié)點模塊功能的測試，其中包括LCD1602顯示屏功能的測試和時鐘電路模塊功能的測試；其次，是從節(jié)點模塊功能的測試，其中包括溫度傳感器電路功能的測試和可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路功能的測試，以及報警電路功能模塊和滅火裝置功能的測試；然后，是CAN模塊通信功能的測試；最后，是火災(zāi)報警系統(tǒng)的綜合測試。為了達(dá)到以上工作需要，設(shè)計步進電機工作流程圖如圖所示：開始采集現(xiàn)場各種信號電機不轉(zhuǎn)動（即不噴水）否檢測各信號量超過閥值是電機轉(zhuǎn)動（即噴水）圖410 滅火裝置工作流程圖從上圖可以看出，首先采集到現(xiàn)場環(huán)境的各種信息，其次對這些信息進行分析判斷，如果檢測各信號量超過閥值的話，則電機轉(zhuǎn)動，滅火裝置進行工作；如果檢測各信號量沒有超過閥值，則返回繼續(xù)采集現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析判斷。開始模擬信號輸入A/D口開啟A/D轉(zhuǎn)換等待轉(zhuǎn)換完成讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)結(jié)束 圖49 A/D轉(zhuǎn)換工作流程圖 滅火裝置的軟件設(shè)計 本系統(tǒng)采用步進電機作為滅火的執(zhí)行裝置。由于傳感器探頭采集到的煙霧濃度信號和氣體濃度為模擬量，因此要將其轉(zhuǎn)化數(shù)字信號。 溫度傳感器電路的軟件設(shè)計流程圖如下：開始端口初始化啟動溫度轉(zhuǎn)換讀取溫度數(shù)據(jù)溫度數(shù)據(jù)傳送程序結(jié)束圖48 溫度傳感器軟件設(shè)計流程圖如上圖所示，一開始對端口進行初始化，然后開啟為年度轉(zhuǎn)換，讀取溫度數(shù)據(jù)，最后對溫度數(shù)據(jù)的傳送。所有的讀、寫時序至少需要60us，且每兩個獨立的時序之間至少需要1us的恢復(fù)時間。每一次不管是命令還是數(shù)據(jù)的傳輸，全部都是從主機啟動寫時序才開始的，如果要求從機問送數(shù)據(jù)，在寫命令后。該通信協(xié)議定義了多種信號時序，包括初始化時序、寫時序以及讀時序。 溫度傳感器電路的軟件設(shè)計 由于DSl8820是采用一根I／O總線讀寫數(shù)據(jù)，因此，DSl8820對讀寫數(shù)據(jù)佗有嚴(yán)格的時序要求。 采用中斷方