【正文】 ）；助燃物（氧氣）；點(diǎn)火源（溫度）。可燃煙霧在空氣中遇明火種爆炸的最高濃度，稱為爆炸上限(Upper Explosion Limited), 簡稱UEL。 “LEL”是指爆炸下限。（2）下面四個(gè)數(shù)碼管顯示體積百分比煙霧濃度。圖14 數(shù)碼管顯示電路 （1）上面四個(gè)數(shù)碼管及時(shí)顯示溫度，由于，DS18B20溫度檢測(cè)范圍為－55℃～+125℃。 本系統(tǒng)顯示用的8位8段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片ICM7218A驅(qū)動(dòng)，22224腳分別接數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g、dp，11212218腳為位選，分別控制8位數(shù)碼管的亮滅，ID0~7為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī)P1口，WRITE、MODE是寫控制位和模式控制位，、。在本系統(tǒng)中，對(duì)LED進(jìn)行的是動(dòng)態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對(duì)顯示器進(jìn)行位控制。圖13 聲光報(bào)警電路 數(shù)碼管顯示電路 可燃?xì)怏w濃度數(shù)據(jù)采集進(jìn)來并被成功地由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，經(jīng)過計(jì)算公式后轉(zhuǎn)換為LEL%形式，而從DS18B20出來的溫度數(shù)據(jù)直接為十進(jìn)制溫度，兩組數(shù)據(jù)被傳送到系統(tǒng)的顯示模塊。黃燈亮表示環(huán)境中溫度超過警限值，紅燈亮表示環(huán)境中有可燃?xì)怏w超過LEL爆炸下限，提醒用戶盡快采取相應(yīng)措施。當(dāng)可燃性氣體濃度或溫度超過限定值時(shí)，將8Q置為低電平，三極管導(dǎo)通，揚(yáng)聲器發(fā)出鳴叫報(bào)警。電路圖如圖12所示。由于ADC0809片內(nèi)無時(shí)鐘，故利用AT89C51提供的地址鎖存使能信號(hào)ALE經(jīng)D觸發(fā)器分頻后獲得時(shí)鐘。ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到AT89C51的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。=0時(shí)，與寫信號(hào)WR共同選通ADC0809。氣體傳感器的輸出端經(jīng)放大后接到ADC0809的IN0。 A/D轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)氣體傳感器所檢測(cè)的電壓信號(hào)為模擬信號(hào)，無法直接被單片機(jī)所識(shí)別，所以在經(jīng)過放大電路后對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D裝換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)。所以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，就可以直接改變放大電路的參考電壓。此放大電路還加了參考電壓，引入了零點(diǎn)調(diào)節(jié)功能，這樣可以更方便的調(diào)整由于不同傳感器導(dǎo)致的零點(diǎn)變化問題。 (3) 由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。(2) 電壓放大倍數(shù)A =1+ R4 /R3 ，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實(shí)現(xiàn)了同相比例放大。同相比例運(yùn)算電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1) 同相比例運(yùn)算放大電路是一個(gè)深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 同相比例運(yùn)算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)特點(diǎn)來分析其電壓放大倍數(shù)。 LM324是單片高增益四運(yùn)算放大器，可在較寬電壓范圍內(nèi)的單電源 或雙電源下工作，其電源電流很小且與電源電壓無關(guān)，四個(gè)運(yùn)放一致性好；其輸入偏流電阻是溫度補(bǔ)償?shù)模膊恍柰饨宇l率補(bǔ)償，可做到輸出電平與數(shù)字電路兼容。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電，所以采用同相比例放大電路，可以減少硬件開銷；反之，如果采用反相放大，則一般需要利用雙極性供電，這就需要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，這顯然 會(huì)造成浪費(fèi)。 圖9 ICM7218A引腳圖 圖10 ICM7218A內(nèi)部框圖表5 ICM7218A引腳功能名稱引腳號(hào)功能說明SEG ASEG G1618,2023七段驅(qū)動(dòng)輸出DIGIT1DIGIT814,2427八位位選輸出ID0ID757,1014八位數(shù)據(jù)接口輸出WR8數(shù)據(jù)寫入控制管腳MODE9區(qū)分顯示數(shù)據(jù)、控制字管腳15小數(shù)點(diǎn)顯示管腳VCC19＋5V電源GND28地 信號(hào)放大電路傳感器輸出信號(hào)一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對(duì)其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)的要求。(6) 體積小,不發(fā)熱。(4) 編程容易,占用微處理器時(shí)間少。(2) 單+ 5V 供電 ,電壓降到 2V 時(shí)數(shù)據(jù)不丟失。ICM7218A芯片有兩種譯碼方式：十六進(jìn)制譯碼和十進(jìn)制譯碼，由控制字決定。ICM7218A以動(dòng)態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動(dòng)器和位控驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，直到下一個(gè)控制字寫入前，不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示工作。當(dāng)MODE=“1”，送入的是控制寄字；當(dāng)MODE=“0”，八位顯示數(shù)據(jù)通過 ID0～I(xiàn)D7寫入。同樣由單片機(jī)向ICM7218A寫控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部RAM寫數(shù)據(jù)一樣簡單。 圖8 ADC0809引腳圖 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片ICM7218AICM7218A 是INTERSIL公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用8 位LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路, 28 腳雙列封裝,是一種多功能LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片,可與多種單片機(jī)接口使用?！　cc：電源，單一+5V。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量?！　、?EOC： A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。　?、蹵DDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路　?、?ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 ② IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。ADC0809引腳圖如下圖8所示。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7所示。　?、?低功耗，約15mW?！、?模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)?！　、?轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）。 （1）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。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。5% Vh: 177。2℃ Vc:177。 VAC or DC RL負(fù)載電阻可調(diào)1 RH加熱電阻31Ω177。 圖6 MQ2電路圖（2）自感應(yīng)器件MQ－2參數(shù)，見下表表表4。 ④ 電路設(shè)計(jì)電壓范圍寬，24V以下均可；加熱電壓5177。初始穩(wěn)定， 響應(yīng)時(shí)間短，長時(shí)間工作性能好。（1）MQ2型傳感器的一般特點(diǎn)如下： ① MQ2型傳感器對(duì)天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對(duì)烷類煙霧更為敏感。而當(dāng)空氣中沒有煙霧時(shí)，二氧化錫半導(dǎo)體又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)氧的負(fù)離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存在的信息。C溫度時(shí)，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。表1 DS18B20溫度數(shù)據(jù)表溫度數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+125℃0000 0111 1101 000007D0H+85℃0000 0101 0101 00000550H+0000 0001 1001 00010191H+℃0000 0000 1010 001000A2H+℃0000 0000 0000 10000008H0℃0000 0000 0000 00000000H℃1111 1111 1111 1000FFF8H℃1111 1111 0101 1110FF5EH℃1111 1110 0110 1111FE6FH55℃1111 1100 1001 0000FC90H 氣體傳感器本設(shè)計(jì)采用MQ2型半導(dǎo)體電阻式氣體傳感器。 例如+125℃的數(shù)字輸出為07D0H，+℃的數(shù)字輸出為0191H，℃的數(shù)字輸出為FE6FH，55℃的數(shù)字輸出為FC90H 。電路圖如下圖5所示。圖4 DS18B20引腳封裝（4） DS18B20有兩種供電方式：寄生電源強(qiáng)上拉供電方式和外部電源供電方式 。 DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端。圖3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖（3） DS18B20引腳封裝如下圖4所示。64位ROM的排的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC=X^8＋X^5＋X^4＋1）。DS18B20 具有體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟(jì)、可選更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍，適合于構(gòu)建自己的經(jīng)濟(jì)的測(cè)溫系統(tǒng)，（2） DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由4部分組成：64 位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。⑦ 負(fù)壓特性 電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。④ 持多點(diǎn)組網(wǎng)功能多個(gè)DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。C 。C 范圍內(nèi)，精度為 177。單總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。圖2 AT89C51引腳圖 溫度傳感器（1） DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。其中有三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定、1288位內(nèi)部RAM、32可編程I/O線、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、5個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。并且也要考慮選擇低價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為研制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。它一方面要接收來自經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后的氣體數(shù)字信號(hào)和DS18B20的溫度數(shù)字信號(hào)，另一方面要對(duì)這兩種信號(hào)分別進(jìn)行處理，以控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化?？扇?xì)怏w探測(cè)器有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。如石油、炸藥等化工制造的生產(chǎn)存放場(chǎng)所等。紅外光探測(cè)器基本上包括一個(gè)過濾裝置和透鏡系統(tǒng)，用來篩除不需要的波長，而將收進(jìn)來的光能聚集在對(duì)紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。根據(jù)火焰的光特性，目前使用的火焰探測(cè)器有兩種：一種是對(duì)波長較短的光輻射敏感的紫外探測(cè)器，另一種是對(duì)波長較長的光輻射敏感的紅外探測(cè)器。感光式火災(zāi)探測(cè)器又稱火焰探測(cè)器，它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。差定溫式探測(cè)器一般多是膜盒式或熱敏半導(dǎo)體電阻式等點(diǎn)型組合式探測(cè)器。?、?差定溫式探測(cè)器。它也有線型和點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)?！　、?差溫式探測(cè)器。其中線型是當(dāng)局部環(huán)境溫度上升達(dá)到 規(guī)定值時(shí)，可熔絕緣物熔化使兩導(dǎo)線短路，從而產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號(hào)。定溫式探測(cè)器是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)引起的溫度上升超過某個(gè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的火災(zāi)探測(cè)器。根據(jù)監(jiān)測(cè)溫度參數(shù)的不同，一般用于工業(yè)和民用建筑中的感溫式火災(zāi)探測(cè)器有定溫式、差溫式、差定溫式等幾種。感溫探測(cè)器是對(duì)警戒范圍中某一點(diǎn)或某一線路周圍溫度變化時(shí)響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。紅外光束感煙探測(cè)器又分為對(duì)射型和反射型兩種。③ 紅外光束感煙探測(cè)器是線型探測(cè)器，它是對(duì)警戒范圍內(nèi)某一線狀窄條周圍煙氣參數(shù)響應(yīng)的火災(zāi)探測(cè)器。② 光電感煙探測(cè)器又分為遮光型和散光型兩種。光電感煙探測(cè)器也是點(diǎn)型探測(cè)器，它是利用起火時(shí)產(chǎn)生的煙霧能夠改變光的傳播特性這一基本性質(zhì)而研制的。當(dāng)煙粒子進(jìn)入電離化區(qū)域時(shí)，它們由于與離子相接合而降低了空氣的導(dǎo)電性，形成離子移動(dòng)的減弱。 火災(zāi)探測(cè)器的分類及工作