【正文】 11RXD 10U?89C51A010 A19A28 A37A46 A55A64 A73A825 A924A1021 A123A122CE20 OE22PGM27 VPP1D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 19U?2764D03 Q0 2D14 Q1 5D27 Q2 6D38 Q3 9D413 Q4 12D514 Q5 15D617 Q6 16D718 Q7 19OE1 LE11U?74LS373VC+5V.. (b)2764 與 89C51 的接口電路圖 35 2764 的引腳圖和與 AT89C51 的硬件連接圖 數(shù)據(jù)存儲器的擴展設(shè)計 [4]數(shù)據(jù)存儲器的擴展設(shè)計 6264 是 8K8 位的靜態(tài)隨機存儲器芯片，它是采用 CMOS 工藝制作，由單+5v 供電，額定功率 200mW，典型存取時間為 200ms，為 28 引腳雙列直插式封裝， [4][8]其A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120CS226WE27OE22D0 11D1 12D2 13D3 15D4 16D5 17D6 18D7 196264管腳如圖 38 所示：圖 36 6264 引腳圖6264 的操作方式如表 所示：表 6264 操作方式OE CE WE 方式 D0~D7H X X 未選中 高阻L L H 讀 DOUTL H L 寫 DOUTL L L 寫 DOUT6264 與 89C51 的硬件連接如圖 37 所示。7 =0 時，2764 的片選信號有效。4 接 2764 的 A8～A 12， 與 相連，2764 的片選 信號來自與 89C51PSENO的 P2。89C51 的 P0口經(jīng)地址鎖存器 74LS373 與 2764 的 A0～A 7相連，P 2口的低 5 位P2。 程序存儲器的擴展 [4]單片機都是通過片外引腳進行系統(tǒng)擴展的，所有的外部芯片都通過地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線進行擴展： 本設(shè)計采用 2764（8K*8）作為外擴程序存儲器芯片。 [2][26]本設(shè)計中的連線如圖 34 所示：圖中 RST 接 89C51 的RST 口，ST 接 89C51 的 ALE 口.圖 34 DS1232 與單片機的典型接口電路 AT89C51 單片機的系統(tǒng)擴展系統(tǒng)擴展是指單片機內(nèi)部各功能部件不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)要求時，在片外連接相應(yīng)的外圍芯片以滿足應(yīng)用系統(tǒng)要求，它包括程序存儲器（ROM）擴展、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）擴展、I/O 擴展、定時/計數(shù)器擴展、中斷系統(tǒng)擴展以及其它特殊功能擴展?？撮T狗定時器的定時時間由 DS1232 的 TD 引腳確定，詳見下表 。RST看門狗定時器在 DS1232 內(nèi)部集成有看門狗定時器，當 DS1232 的 ST 端在設(shè)置的周期時間內(nèi)沒有有效信號到來時，DS1232 的 RST 和 端將產(chǎn)生復(fù)位信號以強迫微處理器復(fù)位。RST按鍵復(fù)位 在單片機產(chǎn)品中，最簡單的按鍵復(fù)位電路是由電容和電阻構(gòu)成的，如果系統(tǒng)擴展存在需要和微處理器同時復(fù)位的其他接口芯片，這種簡單的阻容復(fù)位電路往往不能滿足整體復(fù)位的要求。預(yù)置值通過第 3 腳RST（TOL）來設(shè)定；當 TOL 接地時，RST 和 信號在電源電壓跌落至 以下時產(chǎn)生；當 TOL 與 VCC相連時，只有當 VCC跌落至 以下是才產(chǎn)生 RST 和 信號。 復(fù)位電路 DS1232 的結(jié)構(gòu)DS1232 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的微處理器監(jiān)控電路，采用 8 腳 DIP 封裝，如圖 33 所示：圖 33 DS1232 的引腳圖89C51XTAL1XTAL2 晶 振 C1 C2 89C511 VC外部時鐘信號 XTAL2XTAL1 VS各引腳功能如下：：按鈕復(fù)位輸入端；PBRST TD：看門狗定時器延時設(shè)置端； TOL：5%或 10%電壓監(jiān)測選擇端； GND：電源地； RST：高電平有效復(fù)位輸出端； ：低電平有效復(fù)位輸出端；RST ：周期輸入端； Vcc：電源。在 CHMOS 電路中，外部振蕩信號接至 XTAL1，而 XTAL2 可不接地。外部振蕩信號接至 XTAL2，而內(nèi)部的反相放大器的輸入端 XTAL1 應(yīng)接地。電容值無嚴格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，電容值可在 20PF～100PF 之間取值，但在 60PF～70PF 之間時振蕩器有較高的 頻率穩(wěn)定性，如圖 32(a)所示 。最常用的內(nèi)部時鐘方式采用外接晶體（在頻率穩(wěn)定性要求不高而希望盡可能廉價時，可采用陶瓷諧振器）和電容組成的并聯(lián)諧振電路。XTAL1: 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端） ，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器中的指令。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址0000H～FFFFH） ，EA 端必須保持低電平（接地） 。在此期間，當門市部外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 信號不出現(xiàn)。此外，該引腳會被微弱拉商，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。如有必要，可通過支特殊功能寄存器區(qū)PROG中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。ALE/ : 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）PROG輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。RST: 復(fù)位輸入。P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二個功能，如表 所示。對 P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 口：P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVXRI 指令）時，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器 SFR 區(qū)中 R2 寄存器的內(nèi)容） ，在整個訪問期間不改變。對端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。本次設(shè)計中 P1 口用作傳感器的輸入口、加熱部分的固態(tài)繼電器的控制口、聲光報警電路以及部分看門狗電路的接口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 口：P1 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4 個 TTL 邏輯門電路。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 [8] AT89C51 硬件結(jié)構(gòu)及引腳圖 31 89C51 引腳圖 口:P0 口是一組 8 位漏極開路雙向 I/O 口,也即是址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。(7) 32 條可編程 I/O 線,可編程全雙工串行通道。(5)程序存儲器具有 3 級加密保護。(3)寬工作電壓范圍：Vcc 可為 ～6V。第三章 單片機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 處理器 AT 89C51 介紹 AT89C51 的主要性能AT89C51 的主要性能包括 [5]：(1)片內(nèi)有 4KB 可在線重復(fù)編程的快閃擦寫存儲器(Flash Memory)。OE：輸出選通線，當此端為高電平時，允許數(shù)據(jù)輸出。REF（）：負參考電源輸入端 REF（）不低于地電平。D0～D7：數(shù)據(jù)輸出線。EOC：A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束標志輸出線，A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，EOC 上升為高電平，從 START的下降沿起，經(jīng) 8 個時鐘周期后，EOC 下降為低電平，EOC 可作為 A/D 轉(zhuǎn)換和結(jié)束中斷請求信號。START：啟動信號輸入端。MULTIPLEXER OUT：多路開關(guān)輸出。ABCD：通道地址輸入端。逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器在精度、速度和價格上都適中，是目前最常用的 A/D 轉(zhuǎn)換器。只有模擬輸量入通道，并且輸入計算機接口不是頻率量而是數(shù)字碼時，才用到 A/D 轉(zhuǎn)換器 [16]。A/D 轉(zhuǎn)換接口是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前向通道中的一個環(huán)節(jié)。選擇適當?shù)碾娮枳柚?，使得當氣體濃度達到一定程度( 如 CO 濃度達到 0． 06％) 時，VA 端獲得適當?shù)碾妷?設(shè)為 5V)。TGS202 氣體傳感器能探測 CO2，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。 由于一般電源供應(yīng)較多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩(wěn)壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓 V1 需調(diào)整至 接下來我們使用差動放大器其輸出 Vo 為（100K/10K）（V2V1）=T/10，如果現(xiàn)在為攝氏 28℃，輸出電壓為 ，輸出電壓接 AD 轉(zhuǎn)換器，那么 AD轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線形比例關(guān)系。其規(guī)格如下： 其輸出電流是以絕對溫度零度（273℃ ）為基準，溫度每增加 1℃，它會增加 1μA輸出電流可測量范圍55℃至 150℃供電電壓范圍+4V 至+30V圖 21 實際應(yīng)用電路分析： AD590 的輸出電流 I=（273+T）μA（T 為攝氏溫度），因此測量的電壓V 為（273+T）μA10K=（+T/100）V。 [11]第二章 前向通道的設(shè)計 檢測元件的選擇 溫度傳感器AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源 [14]。它能對 8 位共陰極 LED 顯示器或 64 個 LED 發(fā)光管進行管理和驅(qū)動，同時能對多達 88 的鍵盤矩陣的按鍵情況進行監(jiān)視，具有自動消除鍵抖動并識別按鍵代碼的功能，從而可以提高 CPU 工作的效率。程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的擴展，是在 P0 口和 P2 口上外接一片 2764 和一片 6264 芯片即可。 單片機部分 [8][9][10]：它以 AT89C51 單片機為核心，AT89C51 單片機是一個內(nèi)部有 4k 閃存微處理器芯片，由于可擴展的需要，要對其接口和存儲器加以擴展。為了與單片機輸入電平相配合，探頭的 I/O 線經(jīng)過電阻分壓后輸入，報警時可獲得 5V 左右的電壓值。 前向通道：數(shù)據(jù)采集應(yīng)用溫度傳感器 AD590 和 TG202 型離子感煙傳感器。因此根據(jù)設(shè)計要求，選取 ATMEL 系列的 AT89C51 作為實際的單片機控制。 方案的確定ATMEL 單片機在 I/O 功能 [7]，種類，數(shù)量及系統(tǒng)擴展和 CPU 處理上都有較高性能。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。ATMEL 系列單片機 [6]，AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。8 為 CPU，4 個 8 位并行口，1 個全雙工串行口，2 個十六位定時器/計數(shù)器，它是二級中斷，5 個中斷源。：系統(tǒng)由上位機管理可以立即顯示火警信息所在樓層位置及平面分布圖。第一章 方案論證 系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)對 32 路輸入巡回檢測，一旦有火情出現(xiàn)，32 路聲光報警可立刻做出反應(yīng)，及時發(fā)現(xiàn)火情。由于此類產(chǎn)品具有先進的報警和控制功能，施工、安裝較為方便，且價格較低，己被大量使用。此類系統(tǒng)對故障類型不能區(qū)分，但已具有系統(tǒng)自檢以及對外圍器件的故障檢驗等功能。其探測器的報警形式為開關(guān)量，它的靈敏度不可調(diào)整，通過硬件決定。 第二階段為總線型火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，已采用微處理器控制。關(guān)鍵詞：單片機 火災(zāi)報警 傳感器AbstractIt is a design of a fire alarm system based on single shows the system hardware circuit design, software design, munication systems and the thoughts of software design Respectively. The system has low false positive, stable performance, transmission distance, practical and so on. Compared with other devoloped countries, domestic fire alarm system in the intelligent of research have some