【正文】 168D188Q19U2P 0. 0 /A D 039P 0. 1 /A D 138P 0. 2 /A D 237P 0. 3 /A D 336P 0. 4 /A D 435P 0. 5 /A D 534P 0. 6 /A D 633P 0. 7 /A D 732P 2. 0 /A 821P 2. 1 /A 922P 2. 2 /A 1023P 2. 3 /A 1124P 2. 4 /A 1225P 2. 5 /A 1326P 2. 6 /A 1427P 2. 7 /A 1528P 3. 0 /R X D10P 3. 1 /T X D11P 3. 2 /IN T 012P 3. 3 /IN T 113P 3. 4 /T 014P 3. 5 /T 115P 3. 6 /W R16P 3. 7 /R D17X T A L 119X T A L 218R S T9P S E N29A L E30EA31P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78U1231U 2A231U 1AV C CY1C1C2C3R 17S2V C CG N DD2Q5Q6C L K341P R EC L RU ? A7 4L S 7 4... 圖 37 80C51與 ADC0809接口電路圖 當(dāng) 80C51 的 ALE 端口不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， 80C51 的 ALE 端以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，故晶振設(shè)定 12MHz，再經(jīng)過(guò)二分頻電路，單片機(jī)即可向 ADC0809 輸出 500KHz 的時(shí)鐘信號(hào)。 由于本設(shè)計(jì)中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是 ADC0809，其工作的時(shí)鐘信號(hào)為500KHz，因其內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路 ，時(shí)鐘信號(hào)由外部 80C51 的 ALE 端口提供。 OE 為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0IN7 上的一路模擬量輸入 . 當(dāng) =0 時(shí)，與寫 信號(hào) WR 共同選通 ADC0809。 芯片的幾個(gè)重要管腳功能如下： ALE：地址鎖存允許輸入線，高電平有效。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 2 .7 /A 1 528P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /IN T 012P 3 .3 /IN T 113P 3 .4 /T 014P 3 .5 /T 115P 3 .6 /W R16P 3 .7 /R D17X T A L 119X T A L 218R S T9P S E N29A L E30EA31P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78U1R1S1 C1V C CC2C3 Y1.... 圖 36 80C51晶振和復(fù)位電路原理圖 數(shù)據(jù)采集電路 本設(shè)計(jì)中的 A/D 使用的是通用 8位芯片 ADC0809，煙霧、溫度傳感器的輸出端經(jīng)過(guò)放大電路后分別接到 ADC0809 的 IN0 和 IN1。復(fù)位電路中 SWPB為手動(dòng)復(fù)位開關(guān)，電容 C1 可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則 VCC 的 +5V 電平就會(huì)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(dòng)按 鈕復(fù)位和上電復(fù)位，本設(shè)計(jì)采用的是手動(dòng)按鈕復(fù)位。 80C51 的復(fù)位信號(hào)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(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。當(dāng)時(shí)鐘頻率 500KHz 時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)間為 128μ s。 （ 5）可鎖存三態(tài)輸出，輸出電平與 TTL 電平兼容。 （ 3）單電源 +5v 供電，基準(zhǔn)電壓由外部提供，典型值為 +5v，此時(shí)允許輸入模擬電壓為 0— 5V。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) IN 026m s b 2 1212 220IN 1272 3192 418IN 2282 582 615IN 312 714ls b 2 817IN 42E O C7IN 53A D D A25IN 64A D D B24A D D C23IN 75A L E22re f()16E N A B L E9S T A R T6re f(+ )12C L O C K10.A D C 0 8 0 9.... 圖 34 ADC0809引腳圖 圖 35 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC0809 的引腳功能： D7D0:8 位數(shù)字量輸出引腳 IN0IN7： 8位模擬量輸入引腳 VCC： +5V 工作電壓 GND：接地 REF（ +）：參考電壓正端 REF（ ）：參考電壓負(fù)端 START:A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端 ADC0809 的主要性能指標(biāo)為： （ 1）分辨率為 8位。 ADC0809 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 CMOS 工藝 8通道， 8位逐次逼近式A/D 轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的 8位通用 A/D芯片。但是大多數(shù)單片機(jī)本身只能識(shí)別和處理數(shù)字量，因此必須經(jīng)過(guò)模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換 (A/D 轉(zhuǎn)換 )，才能夠?qū)崿F(xiàn)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象的識(shí)別和處理。 表 31 P3口的第 2功能 引腳 第二 功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0（中斷 0 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1 請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1計(jì)數(shù)脈沖端） WR(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選信信號(hào)輸出端，低電平有效 ) RD（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 綜上所述， MCS— 51 系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： 1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許 多引腳具有第 2功能； 2).單片機(jī)對(duì)外呈 3總線形式，由 P P0口組成 16位地址總線；由 P0 口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1位用于第 2 功能，而且 P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第 1功能的輸入輸出或第 2功能。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2 口接收輸入的 8位地址。 (C)P2 口（ 21腳～ 28 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P2 口，一般可作為 準(zhǔn)雙向I/O 接口。對(duì)于 MCS— 52子系列單片機(jī)， 和 還有第 2 功能： 口用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； 用作定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。對(duì)于片內(nèi) 含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時(shí)，從 P0 口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O口時(shí)， P0 口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。 （ 4）輸入 /輸出（ I/O）引腳 P0口、 P1 口、 P2 口及 P3口 (A)P0 口（ 39腳～ 22 腳）： ～ 統(tǒng)稱為 P0 口。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，無(wú)論片內(nèi)有無(wú)程序存儲(chǔ)器，均只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)EA 端保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 4KB（ MS— 52 子系列為 8KB）。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間， PESN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 （ B） ALE/ P （ 30 腳）：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（允許地址鎖存信號(hào)）以每機(jī)器周期兩次的信號(hào)輸出，用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 （ C） PSEN(29 腳 ):片外程序存儲(chǔ)器讀選通輸出端 ,低電平有效。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。 （ 3）控 制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號(hào)或與其它電源復(fù)用引腳有 RST/VPD、 ALE/P、 PSEN 和 EA/VPP 等 4種形式。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。 （ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。 P 0. 0 /A D 039P 0. 1 /A D 138P 0. 2 /A D 237P 0. 3 /A D 336P 0. 4 /A D 435P 0. 5 /A D 534P 0. 6 /A D 633P 0. 7 /A D 732P 2. 0 /A 821P 2. 1 /A 922P 2. 2 /A 1023P 2. 3 /A 1124P 2. 4 /A 1225P 2. 5 /A 1326P 2. 6 /A 1427P 2. 7 /A 1528P 3. 0 /R X D10P 3. 1 /T X D11P 3. 2 /IN T 012P 3. 3 /IN T 113P 3. 4 /T 014P 3. 5 /T 115P 3. 6 /W R16P 3. 7 /R D17X T A L 119X T A L 218R S T9P S E N29A L E30EA31P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78... 圖 33 80C51芯片的引腳圖 下面按引腳功能分為 4 個(gè)部分?jǐn)⑹龈鱾€(gè)引腳的功能。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?,使得當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度 (如 CO 濃度達(dá)到 0106%)時(shí) ,VA 端獲得適當(dāng)?shù)碾妷骸?TGS202 氣體傳感器能探測(cè) CO CO、甲烷、煤氣等多種氣體 ,他靈 敏度高 ,穩(wěn)定性好 ,適合于火災(zāi)中氣體的探測(cè)。通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端 VT 獲得與絕對(duì)溫度成正比的電壓量，即 10 mV/K，應(yīng)用電路如圖 31 所示。 初始化 煙霧溫度信號(hào)采集判斷 應(yīng)急照明 手動(dòng)復(fù)位 是否正常 是 是 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)核心芯片選擇 傳感器介紹 溫度傳感器 選擇合適的溫度和煙霧傳感器是準(zhǔn)確報(bào)警的前提，綜合考慮各因素，本文選擇集成溫度傳感器 AD590 和氣體傳感器 TGS202 用作采集系統(tǒng)的敏感元件。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，然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等，系統(tǒng)程序流程如下圖 24 所示。如果發(fā)生火，系統(tǒng)將打開應(yīng)急照明。 基于單片機(jī)的火災(zāi)應(yīng)急照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 22系統(tǒng)整體功能圖 系統(tǒng)硬件總體構(gòu)架 該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊、單片機(jī)控制模塊、應(yīng)急照明模塊組成，系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖 23所示?；馂?zāi)探測(cè)器通過(guò)對(duì)火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象 —— 氣（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測(cè)，將探測(cè)到的火情信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳遞給單片機(jī)。各種探測(cè)器對(duì)應(yīng)的火災(zāi)物理參量如下圖 21所示。非接觸式包括聲音、輻射等。末次放電時(shí)間應(yīng)不低于首次放電時(shí)間的 85% 火災(zāi)信號(hào)處理 火災(zāi)的發(fā)生和發(fā)展是一個(gè)非常復(fù)雜的非平穩(wěn)過(guò)程，火災(zāi)一旦發(fā)生便以接觸式（物質(zhì)流）和非