【正文】 輸入、輸出狀態(tài)設(shè)定， 寄存器初始化，中斷功能等。 圖 主程序流程圖 在整個(gè)報(bào)警系統(tǒng)工作中，煙霧濃度信息經(jīng) ADC0832 轉(zhuǎn)換處理后，由單片機(jī)進(jìn)行分析處理，判斷系統(tǒng)是否啟動(dòng)報(bào)警。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。 D1 為電源指示燈。本系統(tǒng)采用電池供電。因此我們放棄了此方案。蓄電池具有較強(qiáng)的電流驅(qū)動(dòng)能力以及穩(wěn)定的電壓輸出性能。 B1蜂鳴器Q58550VCCGND+R132KP36 圖 聲音報(bào)警電路圖 按鍵控制及電源電路設(shè)計(jì) S4GNDS3GNDS2GNDP20 P21 P22S5GNDP23 圖 消音按鍵連接電路圖 本電路設(shè)計(jì)了四個(gè)按鍵，一個(gè)設(shè)置鍵、一個(gè)加鍵、一個(gè)減鍵、一個(gè)緊急報(bào)警鍵，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，可按下緊急報(bào)警鍵，蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 報(bào)警電路 電路通過(guò)三極管基極串連一個(gè)電阻與單片機(jī) 端口連接從而達(dá)到控制喇叭是否報(bào)警。 顯示與報(bào)警電路 DPDPGGFFEEAA1BB2CC3DD4R65 1 RR75 1 RR95 1 RR 1 05 1 RR 1 15 1 RR 1 25 1 RR 1 35 1 RR 1 45 1 R 圖 數(shù)碼管顯示 顯示采用 4 位共陽(yáng)數(shù)碼管，單片機(jī)控制數(shù)碼管顯示不同的四位數(shù)字， 選位， 選段，顯示電路如圖 。另一個(gè)是寄生電源的供電方式，單片機(jī)的端口接總線，為了保證在有效 DS18B20 的時(shí)鐘周期內(nèi)能提供足 夠電流，可用一個(gè)三極管對(duì)總線進(jìn)行上拉。 （ 3）接口電路 接口電路的電 路圖如圖 所示 溫度 輸入（ 2 進(jìn)制） 輸出（ 16 進(jìn)制） +125① 0000 0111 1101 0000 07D0H +85① 0000 0101 0101 0000 0550H +① 0000 0001 1001 0001 0191H +① 0000 0000 1010 0010 00A2H +① 0000 0000 0000 1000 0008H 0① 0000 0000 0000 0000 0000H ① 1111 1111 1111 1000 FFF8H ① 1111 1111 0101 1110 FF5EH ① 1111 1111 0101 1110 EE6FH 55① 1110 1110 0110 1111 FE90H 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 圖 溫度傳感器接口電路圖 DS18B20 有六條控制命令：溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動(dòng) DS18B20 進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換 、 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9 個(gè)字節(jié)內(nèi)容 、 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器的 TH、 TL 字節(jié) 、 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL 字節(jié)寫到 E2RAM 中 、 重新調(diào) E2RAM B8H 把E2RAM 中的 TH、 TL 字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL 字節(jié) 、 讀電源供電方式 B4H 啟動(dòng) DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號(hào)給主 CPU【 15】 。 ①在 1 秒 (典型值 )內(nèi) 就可 把溫度 轉(zhuǎn)換成 數(shù)字 。 ①測(cè)量范圍 為 .55① ~+125①， 增 量值 0~5①。 ①可以 用數(shù)據(jù)線 來(lái) 供電 。 ①多點(diǎn)綜合測(cè)溫能力 讓 分布式 的 溫度檢測(cè) 更加 簡(jiǎn)化 。如果某處溫度超過(guò)極限，那么可以識(shí)別出正在告警的器件并立即將其讀出而不必讀出非告警的器件。只要告警標(biāo)志置位， DSl8B20 將對(duì)告警搜索命R1 R0 分辨率 溫度最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /ms 0 0 9 0 1 10 1 0 11 1 1 12 溫度低位 溫度高位 TH TL 配置 保留 保留 保留 8 位 CRC 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 令做出響應(yīng)。如果溫度測(cè)量的結(jié)果高于 TH 或低于 TL，那么器件內(nèi)告警標(biāo)志將置位。 表 碼制轉(zhuǎn)換 在 DSl8B20 完成溫度變換之后，溫度值和貯存的 TH、 TL 內(nèi) 的觸發(fā)值相比較因?yàn)檫@些寄存器僅僅是 8 位，所以 ℃ 位在比較時(shí)被忽略。在 符號(hào)位 S=0 時(shí)， 直接 會(huì) 將二進(jìn)制轉(zhuǎn) 換成十進(jìn)制位。轉(zhuǎn)換完成后 ， 溫度值就 會(huì)以 16 位 的 帶符號(hào) ， 擴(kuò)展到 以 二進(jìn)制 的 補(bǔ)碼形式 來(lái) 儲(chǔ)存 ， 在高速 的 暫存存儲(chǔ) 器第 l、 2 字節(jié) 。溫度信息 在 第 l、 2 字節(jié)， TH 和 TL 值 在 第 4 節(jié)，第 6～ 8 個(gè)字節(jié) 沒(méi)用 ，為全邏 輯 1， 而 第 9 個(gè) 字節(jié)讀出前 面所有 CRC 碼 的 8 字 節(jié)， 可以 用來(lái) 確保 通信正確。 所以 ， 在實(shí)際中要權(quán)衡考慮分辨率及轉(zhuǎn)換時(shí)間。借助單片機(jī)編程軟件 Keil實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟、 硬件的交互聯(lián)調(diào)，并結(jié)合數(shù)碼管、 DS18B20 和 AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)進(jìn)行了電路焊接和調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了課題設(shè)計(jì)目的。 DS18B20 冷庫(kù)溫度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)是以 AT89C52 單片機(jī)作為控制核心，智能溫度傳感器 DS18B20 為控制對(duì) 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 象，用數(shù)碼管顯示，運(yùn)用 C 語(yǔ)言 編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。 DSl8B20 采用 3 腳 PR35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如 所示： 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12 圖 DSl8B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要是有四部分組成的： 64 位光刻 ROM，溫度傳感器，非揮發(fā)溫度報(bào)警的觸發(fā)器，配置寄存器。 DS18B20多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)是以 AT89C52 單片機(jī)作為控制核心，智能溫度傳感器 DS18B20 為控制對(duì)象，用數(shù)碼管顯示，運(yùn)用 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了很大的進(jìn)步，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。 （ 1） DS18B20 簡(jiǎn)介 DS18B20 溫度傳感器的溫度輸出通過(guò)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信。它在測(cè)溫精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面比其他溫度傳感器有了很大的進(jìn)步，給用戶帶來(lái)了更方便的使用和更令人滿意的效果。 DS18B20 溫度傳感器的溫度輸出通過(guò)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信。但使用起來(lái)比較復(fù)雜。電路如圖 所示 溫度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 溫度采集模塊主要就是選擇溫度傳感器，針對(duì)溫度傳感器，可以用 PT100，它是一種測(cè)溫電路的傳感器。經(jīng)過(guò) ADC0832 采集后就可以得到各種煙霧濃度下的電壓值。因此， QM2 氣體傳感器需開(kāi)機(jī)預(yù)熱幾分鐘，才可投入使用，以免造成誤報(bào)。 CS1CH02CH13GND4DI5DO6CLK7VCC81ADC0832GNDVCCP34P33P32123 456U2VCCR175GNDR141Kyinwuyinwu 圖 煙霧濃度采集電路 加熱電壓（ Vh） AC 或 DC 5177。當(dāng)信號(hào)的數(shù)值符合A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入等級(jí)時(shí)，可以不用放大器放大；當(dāng)信號(hào)的數(shù)值不符合 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入等級(jí)時(shí)，就需要放大器放大。 表 MQ2 的技術(shù)指標(biāo) 由于物理量和測(cè)量范圍的不同，傳感器的工作機(jī)理和結(jié)構(gòu)就不同。是一款便攜式氣體檢測(cè)器，非常適合多智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10 種應(yīng)用的低成本傳感器。 MQ2 半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器適用于煙霧、天然氣、煤氣、氫氣、烷類氣體、汽油、煤油、乙炔、氨氣等的檢測(cè)，對(duì)可燃性氣體的（ CH C4H H2 等）的檢測(cè)很理想 【 10】 。 MQ2 氣敏元件結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，由微型 AL2O3 型陶瓷管， SnO2 敏感層 ,測(cè)量電極與加熱器構(gòu)成的元件固定，加熱器就為氣敏元件，提供了工作條件。 ① SnO2 氣敏元件對(duì)氣體檢測(cè)是可逆的，而且吸附、脫離時(shí)間短，可連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用。該傳感器具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、電導(dǎo)率變化大、響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)、輸出信號(hào)大、壽命長(zhǎng)和工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在市面上應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在煙霧氣體時(shí)，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中煙霧氣體濃度的增加而增大。因此，本設(shè)計(jì)中的煙霧傳感器選用 半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器。經(jīng)過(guò)對(duì)比眾多煙霧傳感器的應(yīng)用特性，發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體煙霧傳感器的優(yōu)點(diǎn)更加突出。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，煙霧粒子進(jìn)入電離室后，電力部分（區(qū)域）的正離子和負(fù)離子被吸附到煙霧粒子上，使正、負(fù)離子相互中和的概率增加，從而將煙霧粒子濃度大小以電流變化量大小表示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)參數(shù)的檢測(cè)。由于它能使兩極板間空氣分子電離為正、負(fù)離子，使電極之間原來(lái)不導(dǎo)電的空氣具有導(dǎo)電性。 ① 離子感煙傳感器 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 離子感煙傳感器對(duì)于火災(zāi)初起和陰燃階段的煙霧氣溶膠檢測(cè)非常有效，可測(cè)煙霧粒徑范圍為 。高分子氣敏元件由于具有易操作性、工藝簡(jiǎn)單、常溫選擇性好、價(jià)格低廉、易與微結(jié)構(gòu)傳感器和聲表面波器件相結(jié)合，在毒性煙霧和食品鮮度等方面的檢測(cè)中具有重要作用。 ①高分子煙霧傳感器 利用高分子氣敏元件制作的煙霧傳感器近年來(lái)得到很大的發(fā)展。它主要適用于毒性煙霧檢測(cè)。即煙霧濃度信號(hào)將電解液分解成陰陽(yáng)帶電離子，通過(guò)電極將信號(hào)傳出。 ①電化學(xué)傳感器 電化學(xué)傳感器由膜電極和電解液封裝而成。一般在連續(xù)使用兩個(gè)月后應(yīng)對(duì)該傳感器進(jìn)行維護(hù)。接觸燃燒式氣體傳感器的檢測(cè)元件一般為鉑金屬絲（也可表面涂鉑、鈀等稀有金屬催化層），使用時(shí)對(duì)鉑絲通以電流 ，保持 300①～ 400①的高溫，此時(shí)若與可燃性氣體接觸，可燃性氣體就會(huì)在稀有金屬催化層上燃燒，因此鉑絲的溫度會(huì)上升，鉑絲的電阻值也上升；通過(guò)測(cè)量鉑絲的電阻值變化的大小，就知道可燃性氣體的濃度。該傳感器己成為世界上產(chǎn)量最大、使用最廣的煙霧傳感器之一。 自 1962 年半導(dǎo)體金屬氧化物煙霧傳感器問(wèn)世以來(lái)，由于具有靈敏度高、響應(yīng)快、輸出信號(hào)強(qiáng)、耐久性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、維修方便、價(jià)格便宜等諸多優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。按照敏感機(jī)理分類，半導(dǎo)體煙霧傳感器可分為電阻式和非電阻式。 煙霧傳感器的分類從構(gòu)成氣體的傳感器材料的形態(tài)上，通常將它們分為干式、濕式氣體傳感器，下面就對(duì)一些常用的煙霧傳感器進(jìn)行介紹： ①半導(dǎo)體煙霧傳感器（半導(dǎo)體氣敏傳感器） 半導(dǎo)體煙霧傳感器包 括用氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器，以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。使得用戶面對(duì)眾多廠家生產(chǎn)的煙霧探測(cè)器感到不知所措。在國(guó)內(nèi)的產(chǎn)品中， 無(wú)論哪家生產(chǎn)的煙霧型探測(cè)器，都可以探測(cè)到火災(zāi)的發(fā)生，都具有比較高的靈敏度，而且在安裝中都比較簡(jiǎn)單。煙霧型傳感器就是通過(guò)監(jiān)測(cè)環(huán)境中煙霧濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)火災(zāi)防范的。 智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 圖 煙霧 傳感器及其結(jié)構(gòu)圖 煙霧傳感器是模擬傳感器，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(hào)，通過(guò) 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。煙霧傳感器作為報(bào)警器中不可缺少的核心器件，它決定了所采集的煙霧濃度信號(hào)的準(zhǔn)確性和可靠性。煙霧傳感器能夠?qū)怏w的種類及其濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與待測(cè)氣體在環(huán)境中存在的情況有關(guān)的信息，從而達(dá)到檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警的功能。 檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 煙霧檢測(cè)電路 （ 1）傳感 器介紹 煙霧傳感器是測(cè)量裝置和控制系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié) 【 7】 。一般 STC 單片機(jī)資源比其他單片機(jī)要多，而且執(zhí)行速度快； STC 系列單片機(jī)使用串口對(duì)單片機(jī)進(jìn)行燒寫 ,下載程序較為方便； STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部集成了看門狗電路；且具有很強(qiáng)抗干擾能力 【 6】 。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6 個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2 個(gè)振蕩周期，所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期 為 1/12us。 XTAL1和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出，該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。 系統(tǒng)利用 P1口的 4個(gè)獨(dú)立按鍵 S2～ S5，當(dāng)鍵按下時(shí)， P1口相應(yīng)的引腳置為低電平，且與此鍵相連的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。上電自動(dòng)復(fù)位通過(guò)電容 C3 充電來(lái)實(shí)現(xiàn)。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。通常在引腳 XTALl 和XTAL2 跨接石英晶體 和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，可以根據(jù)情況選擇 6MHz、 8MHz或 12MHz 等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇 左右的瓷片電容。 12345678RST9(RXD)10(TXD