【正文】 本系統(tǒng)的上位機(jī)界面根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際功能設(shè)置選項(xiàng)，根據(jù)需要，本系統(tǒng)的上位機(jī)界面主要由六大模塊組成，如設(shè)計(jì)主題模塊 “基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，用于 顯示設(shè)計(jì)標(biāo)題；開啟端口模塊，用于選擇所要連接的串行端口；同步接收下位機(jī)信息模塊，用于同步接收智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在工作中檢測到的溫度、煙霧濃度等級等信息；上位機(jī)控制模塊，用于在上位機(jī)上設(shè)置報(bào)警溫度的上限與報(bào)警煙霧濃度的等級；基本信息顯示模塊，用于顯示畢設(shè)指導(dǎo)老師姓名與作者姓名。 第 23 頁 共 49 頁 圖 按鍵模塊軟件計(jì)流程圖 按鍵模塊子程序附于本文附錄。進(jìn)入菜單里的第 1 至 3 個選項(xiàng)后，則會退出菜單。若不再次按下按鍵 3，則可選擇按下按鍵 2，然后再按一次按鍵 3，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警的煙霧濃度的等級進(jìn)行設(shè)置。 return temp。 Delay5ms()。 AT24C04_SendByte(0xa1)。 AT24C04_SendByte(add)。 AT24C04_Start()。 } //******************讀任何地址函數(shù) ************************// uchar AT24C04_R_anyadd(uint add) { uchar i=0。 AT24C04_SendByte(dat)。 AT24C04_SendByte(0xa0)。 } return dat。 SCL = 0。 Delay5us()。 i++) { dat = 1。 for (i=0。 uchar dat = 0。 } AT24C04_RecvACK()。 SCL = 0。 SCL = 1。 i++) { dat = 1。 for (i=0。 return CY。 SCL = 0。 Delay5us()。 Delay5us()。 Delay5us()。 } /************************************** 發(fā)送應(yīng)答信號 入口參數(shù) :ack (0:ACK 1:NAK) **************************************/ void AT24C04_SendACK(bit ack) { SDA = ack。 SDA = 1。 SCL = 1。 SCL = 0。 SDA = 0。 SCL = 1。 _nop_()。 _nop_()。 while (n) { _nop_()。 _nop_()。 圖 數(shù)據(jù)存儲模塊軟件計(jì)流程圖 數(shù)據(jù)存儲子程序如下： include /************************************** 此延時函數(shù)是使用 1T 的指令周期進(jìn)行計(jì)算 **************************************/ void Delay5us() { uchar n = 4。 數(shù)據(jù)存儲模塊的軟件設(shè)計(jì) 如圖 所示，數(shù)據(jù)存儲模塊的軟件設(shè)計(jì)流程為：開始上電，單片機(jī)讀取 24C02 芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)，然后再判斷是否要在單片機(jī)里設(shè)置溫度的上下限和煙霧濃度等級等系統(tǒng)參否 是 是 是 否 否 開機(jī)初始化 開始 溫度高于上限或低于下限溫度？ 煙霧傳感器預(yù)熱 有害氣體高于上限？ 結(jié)束 聲光報(bào)警 不報(bào)警 要設(shè)防？ 第 18 頁 共 49 頁 數(shù)，若設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，則確認(rèn)系統(tǒng)參數(shù)是否設(shè)置完成，若成功確認(rèn)完成系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，則單片機(jī)將設(shè)置好的系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)寫入 24C02 芯片中儲存起來。 系統(tǒng)主要模塊的驅(qū)動程序 整個系統(tǒng)是由主程序與子程序組成的，而子程序又分為主要程序（實(shí)現(xiàn)基本功能的程序），與附加功能程序。這兩種情況發(fā)生一種或者都發(fā) 生，系統(tǒng)都會進(jìn)行聲光報(bào)警。 總設(shè)計(jì)流程 如圖 所示，整個軟件的設(shè)計(jì)流程是：首先，整個智能火災(zāi)報(bào) 警系統(tǒng)開始上電，接著給 MQ2 氣敏式煙霧傳感器預(yù)熱 1 分鐘左右（因?yàn)?MQ2 氣敏式煙霧傳感器必須預(yù)熱才能正常工作）。 圖 串口電平變換電路 4 下位機(jī)設(shè)計(jì) 軟件是整個智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的靈魂，一個沒有軟件的系統(tǒng)就像一個沒有靈魂的人，即使硬件再漂亮，也不能工作，更談不上發(fā)揮系統(tǒng)本身的功能讓系統(tǒng)正常工作。 RS32C 接口電路，在火災(zāi)自動報(bào)警控制系 統(tǒng)中， PC 機(jī)與上位機(jī)的通信是在 PC 機(jī)的 RS232C 通信接口 (COM 口 )與上位機(jī)的 RS． 232C 通信接口之間進(jìn)行的。 RS232C 串行接口總線適用于：設(shè)備之間的通信距離不大于 15m，傳輸速率最大為 20kbps。 RS232C 總線標(biāo)準(zhǔn)接口的全稱是“使用二進(jìn)制進(jìn)行交換的數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的接口”，是由美國電子工業(yè)協(xié)會 (En)正式公布 的、在異步串行通信中應(yīng)用最廣的標(biāo)準(zhǔn)總線。 MAX232 芯片內(nèi)部有一個電源電壓變換器，可以把輸入的 +5V 電源電壓變換成為 RS232C 輸出電平所需的士 10V 電壓。 串口電平變換電路 串口電平變換電路的核心是 MAX232 芯片。其中主供電模式是通過工頻變壓器將市電降壓，然后經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓輸出所要求的直流電；從供電模式是在主電源突然停止供電的情況下，通過蓄電池直接供給系統(tǒng)所需的直流電，從而保持系統(tǒng)正常工作。因此，精心設(shè)計(jì)一個可靠、高效、穩(wěn)定的電源是一項(xiàng)重要的設(shè)計(jì)工作。 電源供電電路 在各種電子設(shè)備中，電源是不可缺少的組成部分，其性能的高低直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)和能否安全有效的工作。 24C02 是一個 2K 位串行EEPPROM 芯片內(nèi)部含有 256 個 8 位字節(jié) CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗， 24C02 有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器該器件通過 I2C 總線接口進(jìn)行操作有一個專門的寫保護(hù)功能。 第 14 頁 共 49 頁 圖 時鐘電路 數(shù)據(jù)存儲電路 為了方便智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的使用，讓該系統(tǒng)的使用人員在整個系統(tǒng)斷電后再次上電使用系統(tǒng)時，不會丟失 斷電前手動設(shè)置的報(bào)警條件數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)設(shè)置增加了數(shù)據(jù)存儲電路。 DSl302 內(nèi)部有一個 256 字節(jié)的用于存放數(shù)據(jù)的 RAM 存儲器，其存儲的數(shù)據(jù)也可以保持一段時間不變。時鐘電路如圖 所示，系統(tǒng)采用 8 腳 DIP 封裝的 DSl302 時鐘芯片， DSl302 是DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時時鐘芯片，內(nèi)置電池，能在沒有系統(tǒng)電源的情況下保持時間的走動，從而能在任何時候給系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時間，以滿足對時間的各種不同的要求，對年、月、日、 時、分、秒進(jìn)行計(jì)時，工作電壓為 ～。 圖 顯示電路 報(bào)警電路 如圖 所示，報(bào)警電路主要由一個蜂鳴器、一個 發(fā)光二極管和一個 NPN 三極管（ 9013）組成，用以進(jìn)行系統(tǒng)的聲光報(bào)警功能。 圖 煙霧檢測電路 顯示電路 有機(jī)電激發(fā)光二極管（ Organic LightEmitting Diode， OLED）由于同時具備自發(fā)光，不需背光源、對比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。另外由于煙霧傳感器需要在加熱狀態(tài)下工作，溫度越高，反應(yīng)越快，響應(yīng)時間和恢復(fù)時間就越快。模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可識別的數(shù)字信號后送入單片機(jī)。 煙霧傳感器的特性 MQ2 煙霧傳感器屬于氣敏傳感器，是氣 電變換器，它將可燃性氣體在空氣中的含量 (即濃度 )轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號，通過 A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。當(dāng)與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙 霧的調(diào)制而變化，就會引起表面電導(dǎo)率的變化。 煙霧傳感器工作原理 MQ2 型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于表面離子式 N 型半導(dǎo)體。 DSl8B20溫度探測器的檢測電路如圖 所示。處理時，將 DSl8820 信號線與單片機(jī)一位口線相連，系統(tǒng)對 DSl8B20 的操作以 ROM 命令和存儲器命令形式出現(xiàn)。讀寫及溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DSl8B20 供電，而無需額外電源。 。同時，計(jì)數(shù)器復(fù)位在當(dāng)前溫度值上，電路對振蕩器的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)直到回零。 的工作原理 DSl8B20 的測溫原理：內(nèi)部計(jì)數(shù)器對一個受溫度影響的振蕩器的脈沖計(jì)數(shù)，低溫時振蕩器的脈沖可以通過門電路，而當(dāng)?shù)竭_(dá)某一設(shè)置高溫時振蕩器的脈沖無法通過門電路。 的特性 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)需要采集外界的溫度，根據(jù)溫度的變化來判別是否發(fā)生火災(zāi)，因此我們需要溫度傳感器，系統(tǒng)采用 DSl8B20 溫度傳感器。復(fù)位電路中 S2 為手動復(fù)位開關(guān)，電容 C9 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(jī)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(jì)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。本設(shè)計(jì)中使用石英晶體，電容的容值設(shè)定為 22pF。 10pF；如果使用陶瓷諧振，則電容容量大小為 40pF177。 第 10 頁 共 49 頁 電路中的外接石英晶體及電容 C1 C13 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 中所示。 晶振電路：晶振電路為單片機(jī) 80C51 工 作提供時鐘信號，芯片中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用了 STC12C5A60S2 單片機(jī)作為核心處理器，圖 是一個典型的單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，由電源電路、晶振電路和復(fù)位電路組成。 STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是 STC 生產(chǎn)的單時鐘 /機(jī)器周期 (1T)的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代 8051 單片機(jī)，指 令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051,但速度快 812 倍?？偵纤觯驹O(shè)計(jì)選擇使用 OLED 有機(jī)發(fā)光二極管顯示屏作為系統(tǒng)顯示屏。因?yàn)榫邆漭p薄、省電等特性，這種顯示設(shè)備如今在 MP3 播放器上得到了廣泛應(yīng)用。 OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（ Organic LightEmitting Diode）， 又稱為有機(jī)電激光顯示（ Organic Electroluminesence Display, OELD）。 LCD16021602 液晶顯示屏是一款體積小、厚度薄、重量輕、可背光、無閃爍