【正文】 火災等級指示燈 SEG :OUT STDLOGICVECTOR(6 DONWTO 0)） 。 YELLOWLED: OUT STDLOGIC?；馂牡燃壭盘? GREENLED: OUT STDLOGIC。 REST: IN STDLOGIC。 USE 。 USE 。 END PROCESS。 數(shù)據(jù)鎖存 PROCESS(LOCK1) IS BEGIN 大學本科畢業(yè)論文 26 IF RISINGEDGE(LOCK1) THEN REGL=D。 END IF。OE=OE0。 用于給輸出信號去毛刺 PROCESS(CLK) IS BEGIN IF RISINGEDGE(CLK) THEN ALE=ALE0。在時鐘上升沿，轉(zhuǎn)換至下一狀態(tài) END IF。 THEN CURRENTSTATE=ST0。 REG:PROCESS(RST,CLK) IS BEGIN IF RST=39。 END CASE。CEN=39。039。039。039。039。039。NEXTSTATE=ST0。 LOCK0=39。OE0=39。START0=39。 WHEN ST6=ALE0=39。CEN=39。039。039。039。039。 END IF。 THEN 測試 EOC 的上升沿 NEXTSTATE=ST4 。 IF EOC=39。CEN=39。 LOCK0=39。OE0=39。START0=39。 WHEN ST4=ALE0=39。 ELSE NEXTSTATE=ST4。139。039。039。039。039。039。039。NEXTSTATE=ST1。 LOCK0=39。OE0=39。START0=39。 WHEN ST2=ALE0=39。CEN=39。039。039。039。039。039。NEXTSTATE=ST1。 LOCK0=39。OE0=39。START0=39。 BEGIN A/D 轉(zhuǎn)換控制模塊 STATES:BLOCK IS BEGIN ADD=00 狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制 ADCCTRL:PROCESS(CURRENTSTATE,EOC) IS BEGIN CASE CURRENTSTATE IS WHEN ST0=ALE0=39。 SIGNAL START0: STDLOGIC。 處理后的數(shù)據(jù)輸出信號 SIGNAL CEN: STDLOGIC。 中間 8 位數(shù)據(jù)寄存信號 SIGNAL LOCK0， LOCK1： STDLOGIC。 SIGNAL CURRENTSTATE,NEXTSTATE:STATES。 0809 通道選擇控制信號端 END ENTITY ADC0809。 ALE:OUT STDLOGIC。0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號端 START:OUT STDLOGIC。0809 系統(tǒng)復位信號端 CLK:IN STDLOGIC。 USE 。 USE 。實現(xiàn)了整個系統(tǒng)各模塊功能的結(jié)合和報警系統(tǒng)的電路設(shè)計工作。 大學本科畢業(yè)論文 23 圖 320 L7805CV 正穩(wěn)壓管外形及原理框圖 本系統(tǒng)的電源模塊設(shè)計中除了通用電源接口之外還設(shè)置了一個 USB 接口用于直接通過 USB 供電，兩種供電方式使用一個單刀雙擲開關(guān)切換，模塊電路圖見圖321。盡管系統(tǒng)部分可以工作在 ~ 的寬幅電壓下，卻不能保證整個系統(tǒng)也能夠在不穩(wěn)定的電壓條件下正常工作，因此設(shè)計一 個可靠、高效、穩(wěn)定的電源模塊是一項重要工作。 圖 319 ULN2021A 硬件連接圖 火災等級顯示指示電路 火災等級顯示指示電路由一個七段 LED 數(shù)碼管顯示火災級別并由四個不同顏色對應的指示燈指示等級。 ULN2021A 硬件連接方式如圖 319 所示，可見蜂鳴器由控制器 ALARM 腳控制，當觸發(fā)報警時，按照音頻頻率拉低電位，蜂鳴器便發(fā)出對應頻率的鳴叫聲。 圖 318 ULN2021A 封裝與邏輯功能視圖 AR 1R 2R FR FR `R WR FR Fv 1v 2v o? ?121 `12 vvRR RRRvWFFo ????????????????????? ????? `12 112 RR RRRvv vA W FFord 大學本科畢業(yè)論文 22 圖 318 ULN2021A 封裝及邏輯框圖 ULN2021A 是 7 路高耐壓、大電流達林頓管陣列，由 7個硅 NPN 達林頓管組成，每一對達林頓都串聯(lián)一個 ,在 5V的工作電壓下它能與 TTL和 CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 報警 與顯示電路設(shè)計 本設(shè)計使用蜂鳴器作為報警手段，同時 顯示模塊顯示報警消息，本小節(jié)將分別介紹其實現(xiàn)方法。 10﹪ 產(chǎn)品封裝 0— 500ppm 響應時間（ T90） 25S 最大測量限 1500ppm 濕度范圍 15﹪ — 90﹪ RH無凝結(jié) 預期壽命 2 年 零點漂移（﹣ 20℃ ～+40℃ ） ≤ 9ppm 靈敏度 177。 HV CR LV HGNDHIS 07T L C 549R E F R E F +OUTM C U5 V9 V 大學本科畢業(yè)論文 20 圖 316 ME4CO一氧化碳傳感器實物圖 表 34 ME4CO一氧化碳傳感器性能參數(shù) 放大電路的設(shè)計 由于傳感器輸出電壓很小達不到系統(tǒng)工作的要求，所以在傳 感器檢測電路的設(shè)中加入了放大電路，同時出于對可調(diào)整性與可更換性的考慮，設(shè)計如圖 317 所示可調(diào)倍率放大電路。 25 177。 177。 18 177。 溫度特性 4 177。 177。 90 177。 177。 60 177。 177。 30 177。 靈敏度特性 電源電壓特性 濕度特性 煙霧濃度 %/英尺 輸出電壓 V 誤差 ΔV 電源電壓 V 輸出電壓 V 濕度 %RH 輸出 V 0 177。氫離子在電解液中移動接受對向側(cè)電子，發(fā)生如下化學反應生成水。 傳感器檢測煙霧的原理由以下反應式描述： CO + H2O→ CO2 + 2H+ + 2e 此時生成的電子分布在檢知電極，氫離子分布在電極旁邊的電解液中，形成兩層電。 圖 315 煙霧檢測電路原理圖 一氧化碳傳感器 ME4CO ME4CO 傳感器屬于電化學型傳感器，對電解容納室作了重新設(shè)計，減少了電解液泄露的風險，體積小，大幅度的減低了成 本。 圖 312 溫度檢測電路原理圖 煙霧傳感器 HIS07 HIS07 煙霧傳感器是日本為檢測煙霧而設(shè)計的新型傳感器，是為專用于煙霧檢測的傳感器實物圖及外形尺寸見圖 313 及圖 314，其特性參數(shù)如表 33 所示。 溫度系數(shù) α YHWEP01 ** 1000 10(可加長 ) 50~500 +| t | + YHWEP02 500 acdef gpb圖（3 9）L ED數(shù)碼 管 大學本科畢業(yè)論文 18 由熱電偶的溫度計算公式： (31) 其中， R0 是 0℃時的電偶內(nèi)阻，阻值 1000Ω；溫度系數(shù)α =。其實物圖見圖（ 311），相關(guān)參數(shù) 如表 32所示。 傳感器的選型 溫度傳感器 YHWEP01/Pt100 YHWEP01/Pt100 傳感器為本設(shè)計采用的高精度熱電偶溫度傳感器。在本設(shè)計中不需要用到小數(shù)點位， 因此用位寬為 7的矢量表示 7段數(shù)碼管 即可。 火災分析判斷電路的數(shù)據(jù)處理判斷邏輯流程如下圖 38所示： acdefgpb圖（3 9）L ED數(shù)碼 管大學本科畢業(yè)論文 17 火災等級顯示指示模塊設(shè)計 火災等級顯示電路的實質(zhì)其實就 是一個簡單的 LED共陰極顯示模塊的 一譯碼器。否則 ,系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)讀取控制信號 ELECT，讀取數(shù)據(jù) DATA 并與系統(tǒng)設(shè)定值進行比較判斷災情，若有災情給出相應的報警信號 ALARM 輸出 ,驅(qū)動報警裝置進行災情警報。讀取到轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)后，根據(jù)電路程序的邏輯判斷思想，對數(shù)據(jù)與預設(shè)值進行比較 該模塊的輸入信號有系統(tǒng)時鐘信號 CLK，手動報警信號HAND，該信號色優(yōu) 判斷，其電路框圖如右圖（ 37）。 B amp。當系統(tǒng)給出復位信號 RST 時，系統(tǒng)將重啟運行。 大學本科畢業(yè)論文 15 對于 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的控制程序段的 VHDL 設(shè)計，根據(jù) ADC0809 的 A/D轉(zhuǎn)換控制要求，我們可以用一個狀態(tài)機來實現(xiàn)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換如下圖（ 35）所示 右圖（ 36）是模數(shù)轉(zhuǎn)換器控制電路模塊框圖。直到 A／ D 轉(zhuǎn)換完成， EOC 變?yōu)楦唠娖?，指?A／ D 轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。此地址經(jīng)譯碼選通 8 路模擬輸入之一。 ALE 是 3 位通道選擇地址（ ADDA、 ADDB、ADDC）信號的所存信號。 4) ADC0809 的工作過程 下圖（ 34）是 ADC0809 的主要控制信號時序圖。 （ 3）轉(zhuǎn)換時間為 100μ s （ 4）單個＋ 5V 電源供電 （ 5）模擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準。 3） 主要特性 （ 1） 8路輸入通道， 8位 A／ D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8位。 （ 5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù) EOC 信號來判斷。 （ 3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到 A， B， C端口上。 大學本科畢業(yè)論文 14 表 31 通道選擇 C 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 1 0 1 0 1 0 1 通道 IN IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 2） ADC0809 應用說明 （ 1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。 Vref—— 參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。 OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 D0 為最低位， D7 為最高 OE—— 輸出允許信號。 D7～ D0—— 數(shù)據(jù)輸出線。 EOC=0,正在進行轉(zhuǎn)換； EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號 ALE—— 地址鎖存允許信號。 CLK—— 時鐘信號。 A、 B、 C—— 地址線。 （ 2）對 ADC0809 主要信號引腳的功能說明如下： IN7～ IN0—— 模擬量輸入通道 START—— 轉(zhuǎn)換啟動信號。多路開關(guān)可選通 8個模擬通道，允許 8 路大學本科畢業(yè)論文 13 模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn) 換。 ADC0809 概述 1） 0809 的芯片說明： ADC0809 是 COMS 的 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部有一個 8通道多路開關(guān)，可控制8個模擬量中的一個進入轉(zhuǎn)換器中， ADC0809 是采樣分辨率為 8位的，轉(zhuǎn)換時間約100us，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通 8 路模擬輸入信號中的 一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換，以逐次逼近原理進行模 — 數(shù)轉(zhuǎn)換的器件。 主要電路模塊設(shè)計分析 ． 1 數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 由于系統(tǒng)中的 各個傳感器返回的信號均為模擬量，無法被控制器模塊電路直接接收和處理，所以需要將這些信號進行 A/D轉(zhuǎn)換，本設(shè)計選用模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809進行 A/D 轉(zhuǎn)換。此時，系統(tǒng)火災分析判斷模塊電路對數(shù)據(jù)進行邏輯判斷，給出溫度、煙霧濃度、一氧化碳濃度的判斷結(jié)果，并給出指示輸出信號 LEDA、 LEDB、 LEDC，輸出報警驅(qū)動信號 ALARMNEWS。