【正文】 2021, 8 [11]王立新 :高層民用建筑火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)綜述第 20 卷第 3 期 [12] 何立民 .MCS51系列著單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù) . 北京航天航空大學(xué)出版社 1999. [13] 雷麗文 .微機(jī)原理與接口技術(shù) .電子工業(yè)出版社 [M].1997. P146156 。3738 [10] 梁亞光 編 . 《 單片機(jī)的 Modem 通訊 》 ?！峨娮蛹夹g(shù)》 2021 年第 4 期 [9] 劉純利 ,張玉山 ,左暉 ,查正偉 編 :單片機(jī)火警報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 。《 計(jì)算機(jī)應(yīng)用 》 2021 年第 18 期總第 185 期 [8] 江世明 編 。西安電子科技大學(xué)出版社 , [7] 張 偉 編 。 基于單片機(jī)的語音數(shù)字網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) 。174～ 185期 [2] 涂時(shí)亮等編 . 《 單片微機(jī)控制技術(shù) 》 . 上海 :復(fù)旦大學(xué)出版社 ,1994. [3] 胡漢才 編 . 《 單片機(jī)原理及其接口技術(shù) 》 。 通過本次設(shè)計(jì)我更加加深了對(duì)單片機(jī)的了解和應(yīng)用， 融入計(jì)算機(jī)技術(shù)的現(xiàn)代火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)顯示出巨大的優(yōu)勢(shì) ， 它必然成為今后火災(zāi)報(bào)警 技術(shù)的發(fā)展方向 。報(bào)警器的硬件設(shè)計(jì)，其中包括了報(bào)警器各部分的設(shè)計(jì)過程及其元件的應(yīng)用和介紹。 主要介紹了單片機(jī)報(bào)警系統(tǒng)的組成原理及其結(jié)構(gòu)?；谠撓到y(tǒng)原理的相關(guān)產(chǎn)品已在線使用。 圖 MT8880 的數(shù)據(jù)接收流程圖 程序清單如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN:MOV 30H,00H // 賦初值給 3036 的地址范圍 MOV 31H,00H MOV 32H, 00H MOV 33H,00H MOV 34H,00H MOV 35H,00H MOV 36H,00H 30 MOV TMOD,20 //初始化定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器作為波特率發(fā)生器 MOV TL1,0FDH //裝入低位的記數(shù)初值 MOV TH1,0FDH //裝入重裝值 9600 的波特率 CLR ET1 //禁止 T1 中斷 SETB TR1 //T1 啟動(dòng) MOV SCON,40H //串口初始化為方式 1 MOV PCON,00H //使 SMOD=0 CLR //CS 寫 CRA,CRB 對(duì) MT8880 進(jìn)行初始化 CLR //CK CLR //R/W\ SETB //RSO MOV P1,2DH //寫 CRA SETB //觸發(fā) CK 信號(hào) NOP NOP CLR //清 CK 信號(hào) MOV P1,20H //寫 CRB SETB //單發(fā) CK 信號(hào) NOP NOP CLR //清 CK 信號(hào) SETB //關(guān)閉片選 NOP NOP MOV R0,30H //接收數(shù)據(jù)的首地址 MOV R1,7H //接收數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) 31 圖 監(jiān)控程序流程圖 32 33 第 5 章 結(jié)論 隨著人們生活水平的提高和安全防范意識(shí)的增強(qiáng) ,急需開發(fā)面向普通居民、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。 27 MT8880 的數(shù)據(jù)發(fā)送程序設(shè)計(jì) MT8880 的數(shù)據(jù)發(fā)送程序中用到了 相應(yīng)的串口接收程序，其程序流程圖如圖 所示。若在少于 12 個(gè)脈沖中間回鈴音中斷表示對(duì)方有人接聽 ， 可以播放報(bào)警信號(hào)對(duì)應(yīng)的報(bào)警語音 [12]。然后判別在 60 s 內(nèi) ， 若計(jì)數(shù)值大于 15 個(gè)脈沖 (這時(shí)無論 60s 定時(shí)到否 )則表示對(duì)方為忙音 ， 應(yīng)掛機(jī) ，撥打下一個(gè)報(bào)警電話。 圖 電話報(bào)警流程圖 報(bào)警撥號(hào)后對(duì)方回鈴音和忙音的區(qū)別 ： 按規(guī)定回鈴音為 1s 高電平 4 s 低電平方波信號(hào) ， 忙音為高電平和低電平均為 0135s 方波信號(hào) ， 回鈴音和忙音呼叫時(shí)間 60s， 60s 后自動(dòng)掛機(jī)。若前次按鍵后 40s 無按鍵輸入 ，默認(rèn)為無任務(wù)輸入 ， 自動(dòng)掛機(jī)。 若同一任務(wù)所輸入的次數(shù)為偶數(shù) ， 表示取 消任務(wù)。 電話報(bào)警電路程序設(shè)計(jì)思路是 ： 電話報(bào)警電路 與家用電話采用并聯(lián)方式 [10]， 當(dāng)有振鈴信號(hào)時(shí)單片機(jī)開始記數(shù) ， 前 n(可通過編程設(shè)定 )次鈴聲內(nèi)若有人接電話 ， 則遙控報(bào)警器被屏蔽 ， 不影響正常接聽電話 ， 若 n次鈴聲后無人接聽 ， 約定遙控報(bào)警器自動(dòng)模擬掛機(jī) ， 并發(fā)出提示音要求用戶輸入密碼 ， 允許 3次輸入錯(cuò)誤 ， 并有 2 次提示輸入錯(cuò)誤重新輸入 ， 若第 3 次輸入錯(cuò)誤則自動(dòng)掛機(jī)。如遇回鈴音就等待三秒再檢測(cè) ， 若等待三次后線路仍然不通 ， 就撥 叫下一個(gè)號(hào)碼 ； 若遇忙音就先掛機(jī)再等待 10s，重新?lián)芴?hào) ， 如此三次后仍然撥不通 ， 就撥叫下一個(gè)號(hào)碼 ， 直到將電話簿上的所有號(hào)碼撥完為止。撥叫時(shí) ， 報(bào)警器摘機(jī)后先對(duì)電話線上的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè) ， 檢測(cè)到撥號(hào)音就撥號(hào) ，檢測(cè)不到撥號(hào)音說明電話線已有問題 ， 無法撥號(hào) ， 就自動(dòng)掛機(jī)。 表 2 數(shù)據(jù)在 RAM 的存放 報(bào)警程序設(shè)計(jì) 電話報(bào)警模塊 電話報(bào)警模塊主要通過中斷服務(wù)程序來實(shí)現(xiàn)。 01H 為情況異 常 ： 調(diào)異常報(bào)警子程序。 25 (3) 綜合兩次情況做最后判斷 ， 并予以報(bào)警 若 53H 和 56H 中數(shù)據(jù)不相同 ， 說明是誤報(bào) ； 調(diào)故障報(bào)警子程序 ； 否則按該單元中的數(shù)據(jù)調(diào)相應(yīng)的報(bào)警子程序。 具體判斷方法如下 ： (1) 對(duì)溫度和煙霧進(jìn)行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷 溫度 ≥100 ℃ , 溫度異常 ， 置標(biāo)志 位為 1， 否則為 0； 煙霧 (CO, CO2) 濃度 ≥% ， 煙霧濃度異常 ， 置標(biāo)志位為 1， 否則為 0。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行判斷 ： 00H 表示正常 ； 01H 表示異常 ； 02H 表示火災(zāi) ； 然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。中斷服務(wù)程序用來從 ADC 接受 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量和判斷一遍采集完否。 A/ D 采樣程序如下 ： 本程序分住程序和中斷服務(wù)程序兩部分。 數(shù)據(jù)采集子程序 數(shù)據(jù)采集部分的程序設(shè)計(jì)包括 ： 驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN0和 IN1進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 分別由子程序 ADC1 (溫度轉(zhuǎn)換 ) 和 ADC2 (煙霧濃度轉(zhuǎn)換 ) 完成 ； 單片機(jī)接收轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù) ， 存入指 定內(nèi)存單元 ， 由 INT1 中斷服務(wù)程序完成。 22 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)充 ， 采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法 ， 系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。但 RAM，定時(shí)器，計(jì) 數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫 “ 1” 且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。有余輸入至內(nèi)部時(shí) 鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 振蕩器特性 XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作 對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故 . P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串 行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。在給出地址 “1”時(shí)，它 利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 GND：接地。低功耗的閑 置和掉電模式 5 個(gè)中斷源 32 可編程 I/O 線 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 圖 AT89C51 引腳圖 主要特性 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造 技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 備電由 12V 備用電池供給 ,當(dāng)電池電量不足時(shí) ， 由89C51 的 口輸出高電平 ， 控制備用電池充電 。 其中主電由 220V 電源經(jīng)過變壓器變壓后供給 ， 經(jīng)整流橋整流后由穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓供給系統(tǒng)電路 。 在沒有干擾情況下 ， 狀態(tài)寄存器沿 000→001( 表示前 2個(gè) 20 ms 內(nèi)未檢測(cè)到話線信號(hào)音 ，當(dāng)前 20ms內(nèi)檢測(cè)到話線信號(hào)音 ， 話線信號(hào)持續(xù)時(shí)間 +1)→011( 已連續(xù)在相鄰的 2 個(gè) 20ms內(nèi)檢測(cè)到話線信號(hào) ， 是話線信號(hào)持續(xù)期開始標(biāo)志 ， 話線信號(hào)持續(xù)時(shí)間 +1)→111( 在相鄰的 3個(gè)20ms內(nèi)檢測(cè)到話線信號(hào) ， 是話線信號(hào)持續(xù)期 ， 話線信號(hào)持續(xù)時(shí)間 +1)→110( 前 2個(gè) 20 ms內(nèi)檢測(cè)到話線信號(hào) ,當(dāng)前 20ms內(nèi)檢測(cè)不到話線信號(hào)時(shí) ， 可能是話線信號(hào)持續(xù)期后沿 ， 間歇期時(shí)間+1)→100( 已連續(xù)在相鄰的 2個(gè) 20ms內(nèi)檢測(cè)不到 話線信號(hào) ， 是話線信號(hào)持續(xù)期結(jié)束標(biāo)志 ， 間歇期時(shí)間 +1)→000( 已連續(xù) 3個(gè) 20ms檢測(cè)不到話線信號(hào) ， 是話線信號(hào)間歇期 )轉(zhuǎn)換 。具體做法如下 ： 狀態(tài)寄存器 b2～ b0位初始化為 “ 000”； 20 ms 定時(shí)時(shí)間 到時(shí) ， 保存計(jì)數(shù)器 T0后清計(jì)數(shù)器 T0； 然后將狀態(tài)寄存器左移 ,亦即使 b2←b1 ， b1←b0 ； 而 b0 位內(nèi)容由計(jì)數(shù)器 T0決定 ：如果計(jì)數(shù)器 T0在 7～ 11之間 ， 則表明這 20 ms內(nèi)存在 450 Hz話線信號(hào)音 ， b0位取 “ 1”； 如果計(jì)數(shù)器 T0在 0～ 6 之間 ， 表明在 20ms內(nèi) 450Hz話線信號(hào)音未出現(xiàn)或只檢測(cè)到話線信號(hào)音持續(xù)期的一小部分 ， b0位取 “ 0”； 如果計(jì)數(shù)器 T0大于 12 ， 則表明計(jì)數(shù)信號(hào)頻率太高 (大于 600 Hz，不屬于話線信號(hào)音 ， 重新初始化狀態(tài)寄存器 b2～ b0為 000。為了提高判別的準(zhǔn)確性 ， 簡(jiǎn)化判別步驟 ； 縮短檢測(cè)程序代碼 ， 使用一個(gè)內(nèi)部 RAM單元 b2～ b0位作為狀態(tài)寄存器 ， 其中 b2～ b0位分別記錄最近 3個(gè) 20ms內(nèi)計(jì)數(shù)器 T0的取值范圍 。10 %時(shí) ， 20ms 內(nèi)應(yīng)檢測(cè)到 8～ 10個(gè)話線信號(hào)周期 。為此 ， 可利用單片機(jī)定時(shí)中斷 (例如 MCS51的定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T2)功能 ， 每隔 20ms對(duì)話線信號(hào)周期進(jìn)行計(jì)數(shù) (可使用定時(shí) / 計(jì)數(shù)器 T0或 T1作為話線信號(hào)周期計(jì)數(shù)器 )。話線信號(hào)通過音頻變壓器 T1耦合到電容 C2負(fù)極 ， 經(jīng) MC4558 放大 4倍后 ， 送 LM339比較