【正文】 DXP電路設(shè)計教程，電子工業(yè)出版社，2008[3] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分，第4版，高等教育出版社,2006 [4] 劉軍，單片機原理與接口技術(shù)，華東理工大學(xué)出版社，2006[5] 賴壽宏，微型計算機控制技術(shù)，機械工業(yè)出版社，2009．[6] 李中望，一種智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計方案，安防科技，2008[7] 王忠民，基于單片機的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器設(shè)計，現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27（10）[8] Atmel Corporation 8bit Microcontroller with 8K Bytes InSystem Programmable Flash AT89S52附 錄。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)。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。由于時間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒有實現(xiàn)，而只是實現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示及按鍵控制。但是也存在不少的不足。本報警器電路結(jié)構(gòu)簡單、可維護性好。本系統(tǒng)通過設(shè)計一個以AT89S52單片機為核心的火災(zāi)報警器可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警等功能。本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術(shù)進行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進行了詳細(xì)的分析和設(shè)計。圖46 報警子程序流程圖NYNYY開始讀取處理后的氣體濃度值或溫度值延遲20秒后采集一組數(shù)據(jù)YN是否煙霧濃度≥％或溫度≥100℃?zhèn)鞲衅鞴收献栽\斷傳感器有問題返回啟動故障報警復(fù)位鍵是否按下煙霧濃度≥％或溫度≥100℃溫度≥100℃N啟動火災(zāi)報警 鍵盤處理子程序 按鍵處理子程序流程圖如圖47所示。為防止誤報，在程序設(shè)計上，對煙霧濃度和溫度進行快速重復(fù)檢測和延時報警，以區(qū)別出時管道中煙霧的泄露，還是由于暫時打開閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機的某一電壓值對應(yīng)的煙霧濃度的 公式如下： 式中，N為所分區(qū)間個數(shù)，f(x)為實際煙霧檢測濃度，x為實際氣體檢測濃度對應(yīng)的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對應(yīng)電壓值，xi+1是區(qū)間的上限濃度對應(yīng)電壓值，f(xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值，f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。開始設(shè)定采樣次數(shù)調(diào)用A/D采樣求第二個到第九個采樣值的累加和將累加和求平均值送入寄存器NY已達到設(shè)定次數(shù)將采樣值排序 圖44 濾波子程序流程圖 線性化子程序 本論文報警器使用的TGS202型傳感器的電阻是隨著可燃?xì)怏w濃度值的升高而降低的，因此輸入單片機的電壓也是隨之降低的。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機 干擾。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。開始定時器初始化開中斷關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈設(shè)定初值YN是否保持報警初值返回 圖42 主程序初始化流程圖 濾波子程序在對氣體濃度采樣時，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。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32所示。同時送入顯示器顯示通道及相應(yīng)的數(shù)字量。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進入監(jiān)控狀態(tài)。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主程序流程圖 主程序流程圖如圖41所示：Y開始初始化傳感器預(yù)熱、故障檢測鍵盤處理報警限設(shè)置報警子程序平均值法濾波線性化處理設(shè)置指示燈狀態(tài)YN是否按下模式切換A/D轉(zhuǎn)換N是否超過報警限濃度顯示 圖41 主程序流程圖首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因為傳感器需要預(yù)熱一段時間才能正常采集煙霧和溫度信息。 報警器故障自診斷判斷傳感器電源連接情況。：S3減，％。4個鍵定義如下：：S1功能轉(zhuǎn)換鍵，按此鍵則開始鍵盤控制。4個按鍵分別接到片。紅燈亮表示環(huán)境中煙霧濃度、溫度超過報警限值，提醒用戶盡快采取相應(yīng)措施。綠燈亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中沒有火災(zāi)危險。其電路圖如圖39所示。顯示器的第一位顯示所選擇的通道號，而后三位則顯示該通道傳送進來的相應(yīng)的數(shù)字量。 圖38 聲音報警電路圖 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)據(jù)采集進來并被成功地由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，就被傳送到系統(tǒng)的顯示模塊，讓人們更直接地觀察到相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)可燃性氣體濃度或溫度超過限定值時，三極管導(dǎo)通，揚聲器發(fā)出鳴叫報警。電路圖如圖37所示。由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，故利用8051提供的地址鎖存使能信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時鐘。圖中ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號EOC接到AT89S52的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。=0時，與寫信號WR共同選通ADC0809。A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片ADC0809，煙霧、溫度傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。采樣時，把相應(yīng)的模擬電壓信號從Vi端送進LM324A進行放大處理后，從Vo端輸出送入A/D轉(zhuǎn)換電路。電路圖如上圖36所示，運算放大器接成電壓放大電路。 ：單片機復(fù)位采用按鍵高電平復(fù)位，而單片機在平時則復(fù)位端為低電平0. 圖35 單片機外圍接口電路 信號處理電路圖36 信號處理電路對于傳感器輸出的模擬信號，一般要用運算放大器對其進行調(diào)理或放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬量幅值及極性的要求。圖34 ICM7218引腳圖及內(nèi)部框圖 單片機外圍接口電路AT89S52單片機外圍接口電路如圖35所示，主要包括： ：內(nèi)部時鐘電路的晶振頻率一般選擇在4MHZ~12MHZ之間（該設(shè)計選用6MHZ），外接兩個諧振電容。數(shù)據(jù)接收結(jié)束，ICM7218在掃描控制電路的控制下，按設(shè)定的譯碼模式，以動態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動器和位控驅(qū)動器發(fā)出控制信號，直到下一個控制字寫入前，不停地進行動態(tài)顯示工作。同樣由單片機向ICM7218寫控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部RAM寫數(shù)據(jù)一樣簡單。 數(shù)碼管驅(qū)動芯片ICM7218ICM7218 是INTERSIL公司生產(chǎn)的一種性能價格比較高的通用8 位L ED 數(shù)碼管驅(qū)動電路, 28 腳雙列封裝,是一種多功能L ED 數(shù)碼管驅(qū)動芯片,可與多種單片機接口使用。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?，使得?dāng)氣體濃度達到一定程度（﹪）時，V端獲得適當(dāng)?shù)碾妷海ㄔO(shè)為3V）。 氣體傳感器TGS202圖33 TGS202檢測電路火災(zāi)中氣體煙霧主要是CO和CO，TGS202氣體傳