基于單片機(jī)火災(zāi)自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文(參考版)
2025-06-30 19:17本頁面
【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 孫育才，MCS51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用，第4版，東南大學(xué)出版社，2006[2] 王慶，Protel 99 SEamp。在設(shè)計(jì)過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識(shí)，有很多感悟和體驗(yàn)心得。由于上述缺點(diǎn)的存在,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。由于電源的波動(dòng)，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時(shí)波動(dòng)很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報(bào)警。由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、使用方便、價(jià)格低廉、智能化的火災(zāi)報(bào)警器，具有一定的實(shí)用價(jià)值。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過努力，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。開始掃描鍵值是否有鍵按下延時(shí)10ms消抖是否有鍵按下提取鍵值調(diào)用鍵盤處理子程序結(jié)束NNYYY 圖47 鍵盤處理子程序流程圖結(jié)論火災(zāi)報(bào)警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。報(bào)警子程序流程圖如圖46所示。分段插值法線性化程序流程圖如圖45所示：圖45 線性化子程序 報(bào)警子程序當(dāng)煙霧濃度或溫度值超過報(bào)警限設(shè)定值時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，對(duì)應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對(duì)策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。電壓值與氣體濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實(shí)時(shí)顯示煙霧濃度需要對(duì)其進(jìn)行線性化處理。保證報(bào)警器檢測(cè)煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。 為此，可采取去極值平均濾波法，先對(duì)N個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計(jì)算余下的N–2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種I/O輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來便利。AT89S52單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)到的煙霧濃度和溫度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將檢測(cè)值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。預(yù)熱同時(shí)，對(duì)傳感器加熱絲故障檢測(cè)，采用軟件方式檢測(cè)傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。在傳感器的地端串聯(lián)一個(gè)電阻R，當(dāng)傳感器正常連接時(shí)，電阻和傳感器分壓，此時(shí)電阻兩端有微弱的電壓，：如果如果傳感器電源連接不正常，則會(huì)產(chǎn)生斷路，檢測(cè)到電阻兩端電壓為0。RST： S4復(fù)位鍵，使系統(tǒng)復(fù)位。：S2加，％。、 ，對(duì)于這種鍵各程序可以采用中斷查詢的方法，功能就是：檢測(cè)是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動(dòng)，判斷鍵號(hào)并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。 控制鍵電路采用獨(dú)立式按鍵設(shè)計(jì)。黃燈亮表示傳感器加熱絲發(fā)生斷線或者接觸不良。圖39 數(shù)碼管顯示電路圖 狀態(tài)指示燈及控制鍵電路 圖310 狀態(tài)指示燈電路 圖311 控制按鍵連接示意圖狀態(tài)指示燈及控制鍵電路如圖3311所示，、 。 本系統(tǒng)顯示用的4位七段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片ICM7218A驅(qū)動(dòng)，22226腳分別接數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g，11220腳為位選，分別控制4位數(shù)碼管的亮滅，ID0~7為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī)P0口，WRITE、MODE是寫控制位和模式控制位，、。在本系統(tǒng)中，對(duì)LED進(jìn)行的是動(dòng)態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對(duì)顯示器進(jìn)行位控制。其電路原理圖如圖38所示。 圖37 A/D轉(zhuǎn)換電路 聲音報(bào)警電路由AT89S52的21腳實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警控制。因?yàn)锳LE信號(hào)的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，如果時(shí)鐘頻率為6MHZ，則ALE信號(hào)的頻率為1MHZ，經(jīng)二分頻后為500KHZ，與ADC0809的典型值吻合。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元。其中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WR信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 ～。 A/D轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)氣敏傳感器所檢測(cè)的電壓信號(hào)為模擬信號(hào)，無法直接被單片機(jī)所識(shí)別，所以在經(jīng)過放大電路后對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D裝換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)。從傳感器采集過來的微弱電壓信號(hào)，經(jīng)過電壓放大器的放大，得到較強(qiáng)的模擬電壓信號(hào)。在本報(bào)警器電路中，同樣要對(duì)兩類傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大調(diào)理。該電容的典型值為30pF,該設(shè)計(jì)選用33pF。其引腳圖和內(nèi)部框圖如圖34所示。當(dāng)單片機(jī)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(dòng)L ED顯示器,不需外接驅(qū)動(dòng)電路,工作電壓為+5V,其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便。電路圖如圖33所示。如上圖所示，當(dāng)TGS202探測(cè)到CO或CO時(shí)，傳感器的內(nèi)阻變小，V迅速上升。AD590的應(yīng)用電路如圖32所示。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻便可在輸出端V獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量，即10mV∕K,溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃。AT89S52的引腳圖如圖31所示： 圖31 DIP40封裝
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