【正文】 D 的通道選通地址。故 D 觸發(fā)器能實現(xiàn)對 ALE 端 口的信號二分頻。二分頻電路由 D 觸發(fā)器實現(xiàn)， R、 S 端接地， D 接 Q 第 14 頁 共 25 頁 非， Q端作為輸出端， CLK 接 AT89C51 的 ALED 端。 系統(tǒng) AT89C51與 ADC0808接口電路如圖 所示。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)；OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。當EOC 為高電平時，表明轉換結束；否則，表明 正在進行 A/D 轉換。 START 為轉換啟動信號 ， 當 START 上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行 A/D 轉換；在轉換期間， START 應保持低電平。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。當 ～ ，對應的信號燈便會發(fā)光報警。 圖 蜂鳴器報警 光報警 電路路如圖 ，其中 單片機的 P2 口進行控制， P2口的 ～ 分別控制 3 個發(fā)光二極管，予以光報警，如圖所示。 由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，以致于單片機的 I/O 口是無法直接驅動的，所以要利用放大電路來驅動， 一般使用三極管 來放大電流就可以了。設帶通截止頻率為 Hf ，則當Hff? 時，上式的分母的模應等于 2 ，可解出二階 LPF 的上限截止頻率為 ： ? ， KHz? （ 34） 二階低通濾波電路的衰減斜率可達 40dB/十倍頻，但是有由于 Hf 遠離 0f ，即在0ff? 處，信號的放大倍數(shù)已急劇下降，所以該濾波電路以降低濾波器通頻帶為代價來獲得濾波器衰 減斜率 ， 溫度信號調理電路以及 煙霧信號調理電路 如圖 所示 圖 溫度信號調理電路 以及煙霧信號調理電路 晶振 電路與 復位 電路 及 聲光報警電路 單片機最小系統(tǒng)由晶振電路和復位電路組成，如圖 所示 第 11 頁 共 25 頁 圖 晶振電路與復位電路 聲光報警電路在 AT89C51 的控制下，可以根據(jù)不同的情況（火災、異常、正常 )，發(fā)出不同的聲光信號報警。二階低通濾波電路中 89 1R R R K? ? ? ，89 0 .1C C C F?? ? ? 。由于 在 火災 發(fā)生早期，溫度煙霧 信號是一種緩變信號， 故系統(tǒng)使用二階有源低通濾波器電路（ Low Pass Filter， LPF） 。一階濾波電路過渡帶較寬，幅頻特性的最大衰減頻率僅為 20dB/十倍頻。依據(jù)運算放大器“虛短”、“虛斷”特性，有 uu??? 。 電路設計中要求高輸入低輸出，故放大電路、濾波電路的前置電阻 R R8 的阻值設為 10K。 由于溫度、煙霧信號調理電路運放LM324 接直流電源，電路中有直流，所以在電路中設計了起隔直通交的電容 C CC7。本設計溫度傳 感器靈敏度選擇 ℃ ，所以 LM94022 的 GS0 和 GS1端口都接地。 第 9 頁 共 25 頁 4 火災自動報警系統(tǒng)硬件設計 前端 信號調理電路 由于傳感器輸出的模擬信號比較微弱，且含有干擾信號，所以系統(tǒng)需要將信號進行放大和濾波 。 （ 6） 轉換速度取 于 決 芯片的時鐘頻率。 （ 4） 具有鎖存控制的 8路模擬選通開關。 （ 2） 最大不可調誤差 ： ADC0808為 ? 1LSB。 A/D轉換電路采用了常用的 8位 8通道數(shù)模轉換專用芯片 ADC0808， ADC0808由 8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、 8位 A/D轉換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖 。 40 個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內含 2 個外中斷口， 2 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口。 第 8 頁 共 25 頁 單片機及 A/D轉換芯片的選擇 本設計的控制芯片使用的是 ATMEL 公司生產的 AT89C51， AT89C51 是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲 器 （ FPEROM） 和 128 字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） 的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。例如，在 GS=00 時， 25℃ 時的輸出電壓為 1168 mV， 50℃ 時的輸出電壓為 1299 mV，則其平均靈敏度為 mV /℃ ； 50℃ 時的輸出電壓為 760 mV， 75℃ 時的輸出電壓為 619 mV，則其平均靈敏度為 mV /℃ 。 在 VDD 為 5V時，不同靈敏度的幾個特定溫度值時的輸出電壓如表 所示（典型值）。 表 LM94022 的 4 種靈敏度 GS0 GS1 靈敏度典型值 (mV/℃ ) 0 0 0 1 1 0 1 1 由于輸出電壓隨溫度升高而下降，其靈敏度為負值。用戶可根據(jù)測溫的范圍及接口電路的工作電壓的條件來合理。 LM94022 的管腳排列如圖 所示。 3）溫度探測器 溫度探測器使用的是美國國家半導體公司生產的集成溫度傳感器 LM94022，該傳感器屬于高精度模擬輸出 CMOS 溫度傳感器，不僅工作電壓低、靜態(tài)電流小和輸出功率極低，而且能與模數(shù)轉換器 (ADC)配合使用。 50 177。 25 177。 表 NIS09C 煙霧傳感器的溫濕度特性參數(shù)表 溫度特性 (濕度： 60%RH) 濕度特性 (溫度： 25℃ ) 溫度 (℃ ) 輸出 (V) 濕度 (%RH) 輸出 (V) 0 177。 177。 15 177。 3 177。 177。 9 177。 1 177。 表 NIS09C 煙霧探測器的主要特征參數(shù)表 靈敏度特性 (UL217 標準 ) 電源電壓特性 (25℃ 60%RH) 煙霧濃度 輸出電壓 (V) 誤差 (V) 電源電壓 輸出電壓 (V) 0 177。其特性參數(shù)和溫濕度特性參數(shù)分別見表 和表 。符合美國 UL217 標準，歐洲 EN547 標準及 GB471593 國家標準。 2）煙霧探測器 感煙探測器采用的是日本 NEMOTO 公司生產 NIS09C 離子型感煙探測器，內部有微量的放射性物質媚 (Am)241，探測器被金屬電極覆蓋，放射能不會泄露。溫度探測器可以很好地補充煙霧探測器造成的漏報，但由于只有在燃燒的后兩個階段才會 發(fā)生明顯的變化，報警的響應時間慢?；馂闹袝a生大量的熱，溫度也是火災的另一特性參數(shù)，和環(huán)境溫度相比火災的溫升是很明顯的，所以溫度也被用來進行火災探測。感煙探測器適用于火災前期及早期，產生大量的煙和少量的熱，但它不能區(qū)分火災信號與非火災信號，如廚房煙、水蒸氣等，所以誤報率較高 。 (2)感煙探測器 感煙探測器可以分為離子感煙探測器和光電感煙探測器。 第 5 頁 共 25 頁 系統(tǒng)主要器件的選擇 火災探測器的選擇 1）探測器簡介 (l)感溫探測器 感溫探測器一般分為定溫式和差溫式。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進行判斷，然后綜合多次判斷結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、火災判斷與報警子程序等， 系統(tǒng) 程序流程圖如圖 所示。一旦真出現(xiàn)火災 (煙霧和溫度同時出現(xiàn)異常 )時，能立即發(fā)出聲光火災警報。當環(huán)境出現(xiàn)異常 (如煙霧濃度過大或是溫度較高 )時，能發(fā)出異常報警信號，引起人們注意，盡可能避免火災的發(fā)生。 本 火災自動報警系統(tǒng) 具有以下功能： (1)聲、光雙重報警功能。 圖 系統(tǒng)結構框圖 單片機是整個報警系統(tǒng)的核心 ，系統(tǒng)的 工作原理是 ： 先通過傳感器 (包括溫感和煙感 )將現(xiàn)場溫度、煙霧 等非電信號轉化為電信號， 調理電路 將傳感器輸出的電信號進行 第 4 頁 共 25 頁 調理 (放大、濾波等 )， 使之滿足 A /D 轉換的要求 ,最后由 A /D 轉換電路 ,完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號的轉換 ，單片機判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災。 系統(tǒng)總體方案設計 系統(tǒng)硬件總體構架 報警 系統(tǒng)主要由 數(shù) 據(jù)采集模塊、單片機