【正文】 統(tǒng)原理框圖： 圖 41 系統(tǒng)原理框圖 本系統(tǒng)是在 Protel99SE 軟件里畫出的原理圖。 如果直接在系統(tǒng)中用按鍵調(diào)至報(bào)警，系統(tǒng)會馬上報(bào)警。 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部程序中先設(shè)定好報(bào)警臨界值，包括氣體濃度過高報(bào)警。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 13 4 煙霧報(bào)警 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)原理和目標(biāo) 設(shè)計(jì) 這種煙霧報(bào)警系統(tǒng) ,STC89C52 單片機(jī)作為主 要 控 制 核心 ,使用 MQ 2 氣體傳感器來收集信息。背景的要求，用戶的需求，功能要求和實(shí)際生活中的應(yīng)用需求，非功能性需求。 （ 4） 可支持性：適應(yīng) 人類的生活需求 、可維護(hù)性、可配置性 ； （ 5）質(zhì)量性：結(jié)構(gòu)簡單， 響應(yīng) 快 、準(zhǔn)確性 強(qiáng) ； 應(yīng)用中有 可行性和有效性。 STC89C52 單片機(jī)通過探測的報(bào)警按鍵所連接的端口信號判斷按鍵是否按下。 指示燈閃爍，可燃煙霧濃度超過周圍環(huán)境中濃度設(shè)定的報(bào)警值時，專業(yè)人員盡快制定相應(yīng)的措施，防止可燃濃度的變異程度，導(dǎo)致不可逆的情況。如果一段時間后仍然濃度超過報(bào)警閾值 ,報(bào)警 提示音 再次 提醒用戶。這里三極管 Q1 是作開關(guān)使用，從而 NPN 三極管基極的低電量會使三極管飽和通電，使蜂鳴器 BELL 發(fā)聲報(bào)警； 當(dāng)基礎(chǔ)高使晶體管停止導(dǎo)通，蜂鳴器不響。 徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能需求 煙霧濃度報(bào)警功能，能對現(xiàn)場的煙霧濃度的變化報(bào)警；光報(bào)警功能，在濃度探測功能不能 測量時，利用的報(bào)警功能；按鍵報(bào)警功能，如果相關(guān)工作人員預(yù)測有災(zāi)害問題，可以直接用按鍵報(bào)警。 （ 4）實(shí)時報(bào)警，是指在發(fā)現(xiàn)火情時能夠進(jìn)行報(bào)警，并及時的提醒用戶對現(xiàn)場火災(zāi)情況以及及時進(jìn)行處理。 （ 2）實(shí)時監(jiān)控，指讓用戶在任意的時間段里能夠監(jiān)控?zé)熿F的情況，能夠長時間的正常工作。 則在國外的運(yùn)用廣泛。 在國內(nèi)，消防 才 必須 配備煙霧報(bào)警 系統(tǒng) 和在個別的公共場合才配備這樣的系統(tǒng)。在許多城市消防系統(tǒng)單元和報(bào)警有煙霧報(bào)警系統(tǒng)，消防 控制中心通過城市消防聯(lián)網(wǎng)，及時將報(bào)警信息發(fā)送到一個中央消防報(bào)警，城市火災(zāi)報(bào)警中心會自動找到 煙霧 ，并設(shè)置消防道路地圖，使消防隊(duì)員迅速 到 煙氣 現(xiàn)場 。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 11 3 系統(tǒng)需求分析 系統(tǒng)背景 煙霧報(bào)警系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)人們并不容易找到早期火災(zāi)的特點(diǎn) ,可以減少生命和財(cái)產(chǎn)損失降到最低。 此后有 OE 有效信號 和 數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)總徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 線 。 是否使用上面的哪 中方式 ,只要確保轉(zhuǎn)換后 ,通過指令數(shù)據(jù)傳輸。因此可用于查詢、測試 EOC 的意義 ,是否可以確認(rèn)傳輸完成 ,然后傳輸數(shù)據(jù)。可以設(shè)計(jì)延遲子程序、 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 可以調(diào)用該子程序 出發(fā) ,延遲時間 ,已經(jīng) 完成轉(zhuǎn)換 ,最后將 是數(shù)據(jù)傳輸 。 則可采用下面三種方式： （ 1）定時傳送方式 A/D 轉(zhuǎn)換時間可以作為一個技術(shù)指標(biāo)和固定。 ADC0809 的應(yīng)用 STC89C52 單片機(jī) 接收 A/D 轉(zhuǎn)換傳 輸 的數(shù)據(jù) 進(jìn)行 處理。 后下降沿將 A/D轉(zhuǎn)換 ,完成 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換到一個很高的水平，表明， A / D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果數(shù)據(jù)存儲在鎖存器，信號可以被打斷。 解碼地址選通 8 模擬比較器的輸入。 GND：地。 REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓。 CLK： 輸入時鐘脈沖。 OE： 數(shù)據(jù)輸出 的允許信號，入口，接高電量有效。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖，入口，導(dǎo)正脈沖時（ =100ns 寬）操作（脈沖上升沿是 ADC0809 復(fù)位，下降沿則 A/D 轉(zhuǎn)換）。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址的輸入線， 一路通過 8 個模擬在選定的輸入 。 IN0IN7： 8 路模擬量的輸入端。 ADC0809 引腳作用與工作原理 ADC0809 共有 28 個管腳端口，如圖 28 所示。 徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖 27 MQ2 型元件外形的結(jié)構(gòu)圖 MQ2 氣體傳感器元素的結(jié)構(gòu)和外觀如圖 26 所示如圖 27 所示 ,氧化鋁陶瓷管的 微型 ,SnO2 的敏感層 ,測量電極 和 敏感元件 組成在一起后在一定條件下形成了 加熱器 ，外形是 將其 鎖 定 在塑料或不銹鋼腔體內(nèi) ,供給 必要的工作條件 下 加熱的 氣體傳感器。 電路如圖 26 所示： 器件主要的參數(shù)如下 : （ 1）響應(yīng)時間是： Tr≤ 10s （ 2）恢復(fù)時間是： Tn≤ 60s （ 3）加熱電壓是： V﹢ =5+ （ 4）加熱功率是：約 （ 5）抗干擾能力：在濃度 R85%RH 時 ,丁烷濃度 R=%，正常的范圍是在 10℃到 +40℃溫度下，別的就會出現(xiàn)誤報(bào)的情況。 QM 系列的值約在 8 左右。 MQ2A 型適用于天然氣，煤氣，液化石油氣，丙烷和丁烷和氫氣； MQ2 型則適用于煙霧現(xiàn)場的有害氣體。 （ 5) 對極高 的靈敏度與信噪比要求才能測試氣體。 （ 3）敏感燒結(jié)體是在燒結(jié)半導(dǎo)體條件下構(gòu)成的， 具有穩(wěn)定的 R（阻抗在空氣中）電阻，以確保長期工作的穩(wěn)定性。 MQ2型氣體傳感器具有以下特點(diǎn)： （ 1）廣泛的探測范圍。 STC89C52 單片機(jī) 沒有 中斷技術(shù)在查詢現(xiàn)象 時 ,它的 實(shí)時性能和 工作效率 都會提高 。 圖 25 為系統(tǒng)中斷過程。這 里的片內(nèi)中斷完成 是通過中斷系統(tǒng) 的相關(guān) 芯片 來實(shí)現(xiàn)的，最終傳送到 中斷請求源 ,如果中斷請求允許 ,單片機(jī)將 立即停止 當(dāng)前 所有正在 執(zhí)行 的任務(wù) ,切換到中斷服務(wù)程序服務(wù)請求處理中斷。 RST(P9)重置的端 口 和 Vcc 插入。這個設(shè)計(jì)是使用 第二種 。 Y111 .059 2M H zC230pFC330pF1819 圖 23 STC89C52 內(nèi)部 的 時鐘電路 復(fù)位電路 當(dāng)高 電導(dǎo)入 STC89C52 單片機(jī) 的 RST 端 口 后 ,這時 單片機(jī) 在內(nèi)部 會 不斷進(jìn) 行復(fù)位 的工作 (單片機(jī)循環(huán)復(fù)位狀態(tài) ，說明 RST 端 口繼續(xù) 通 高電平 ) 外部復(fù)位電路的電容器充電和放電 其 Vcc 上升時間不超 出 1 毫秒 ，那么為 最S T C 8 9 C 5 2單 片 機(jī)時 鐘 電 路I / O復(fù) 位 電 路徐福 _基于 單片機(jī) 的煙霧 報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì) 簡單自動上電復(fù)位。圖在這兩個電容的作用是穩(wěn)定頻率和啟動得更快 ,電容值范圍內(nèi) ,5 至 30 pf 典型值為 30 pf。 前者 如圖 23 所示。 只要是組成了 最小系統(tǒng) ,那么模 塊中就包含 時鐘電路和復(fù)位電路 ,結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。電源和時鐘電路進(jìn)行必要的條件下能夠運(yùn)行 STC89C52 單片機(jī)的核心部分，系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)，通過擴(kuò)展存儲器、 A/D 轉(zhuǎn)換等，使 STC89C52 單片機(jī)來完成更復(fù)雜的功能 任務(wù) 。 作頻率為 35Mhz， 6T/12T 可以選。 P2（ P21P28）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。 P0（ P39P32）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。 ALE/PROG(P30)：地址鎖存允許信號 PSEN(P29)：外存儲器讀選通信號 EA/VPP(P31)： 內(nèi)部和外部程序存儲器，外部程序存儲器讀命令的低 電量 ，高 電量 的內(nèi)部程序存儲器讀命令。最高工作頻率 35 MHZ,6 t /12 t 可以選擇。 一旦 CPU 暫停 工作 ,就發(fā)生 空閑模式 的情況 ,但 允許內(nèi)存進(jìn)行 定時器 /計(jì)數(shù)器 ,CPU 一旦 繼續(xù)工作 ， 端口 就需 串行。具有以下功能 :Flash 是在 標(biāo)準(zhǔn) 下有8 k 字節(jié) ,準(zhǔn)確的 內(nèi)存 有 512 字節(jié) ,里面的 I/O 端口線 一共有 32 個 ,具有 看門狗 的定時器 效果 ,有 4 KB EEPROM 是采用 內(nèi)置 的 ,MAX810 復(fù)位電路 ,16 位定時器 /計(jì)數(shù)器 可以分為 三 個 ,6 級向量 可以分為 一個 ， 中斷結(jié)構(gòu) 分為 2 個 和串行端口 都是采用 全雙工 的 [10]。 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) 3 2 系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 的分析 STC89C52 的 功能及引腳作用 STC89C52 是 CMOS8 單 片 機(jī) 的 一 類 ， 它 具 有 的 特 點(diǎn) 是 低功耗 , 高性能 ,STC89C52 的有 8 k 內(nèi) 存 可以進(jìn)行 系統(tǒng)可編程網(wǎng)絡(luò)。在調(diào)試的 進(jìn)程和 在 調(diào)試 中 發(fā)現(xiàn) 的問題及 操作 。 第五章 煙霧報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)： 本章 講解 軟件的調(diào)試。 第三章 系統(tǒng)需求分析： 本章是根據(jù)論文的 要 求分析了論文的主要 需求 。 第二章 系統(tǒng) 相關(guān)技術(shù)的分析： 概括 52 單片 機(jī)與 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 ， 單片機(jī)、A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇， 具體 的闡述 52 單片機(jī) ，也從 結(jié)構(gòu)和功能 方面說明了 ADC0809芯片 。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 主要是對 MQ2 氣體傳感器 收集到 相應(yīng)的信號 來進(jìn)行 處理 ， A/D 轉(zhuǎn)換模塊 有很多種，如 ADC083ADC0809 等 芯片 ，本設(shè)計(jì)采用 ADC0809 芯片 。 CL5461BH 模塊、數(shù)碼管顯示模塊可以連續(xù)顯示通過 MQ2 氣體傳感器數(shù)據(jù)。 一般的 觸發(fā)裝置模塊 有兩種，一種是 自動 ，另一種是 手動報(bào)警裝置模塊 ,如 MQ2 氣體傳感器、手動按鈕。 所以我們要高度的重視火災(zāi)嚴(yán)重性。 又因?yàn)槲覈陂_發(fā)過程里 經(jīng)濟(jì)和 城鎮(zhèn) 建設(shè) 規(guī)劃 的 不斷進(jìn)展 ,城 鎮(zhèn)里 修建 高 樓不斷加多 ,火災(zāi) 帶來危害 將會 夸大 ,火災(zāi)的數(shù)量及其 給我們帶來的財(cái)產(chǎn)和經(jīng)濟(jì) 損失逐年上升趨勢。特別是自 1993 以來，讓火造成財(cái)產(chǎn)損失高達(dá)數(shù)十億元，特別是 1993 年 以來 ,讓 火災(zāi)直接 引起 財(cái)產(chǎn)損失上升到每年數(shù)十億元 ,年均 2020 多人死亡。然而，在我國區(qū)域火災(zāi)數(shù)量很少，但死亡人數(shù)是多 的 ，這是對亞洲經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相關(guān)，沒有安全感和消防設(shè)施及其他因素。 據(jù)我很了解的城市杭州年前 共 產(chǎn)生 火災(zāi) 3423 起， 死 9 人，直接 引發(fā) 1479 余萬元 的經(jīng)濟(jì)損失，與 上年 同期相比 ,火災(zāi)起數(shù)上升 %（同期 556 起），傷亡人數(shù)上升了 %，造成的經(jīng)濟(jì)損失上升了 %（ 萬 元），由于 是 全口徑統(tǒng)計(jì)形式的火災(zāi)數(shù)據(jù)選擇，火災(zāi)危險度所有不論大小，將填寫 到 火災(zāi)統(tǒng)計(jì)范圍，所以 火 數(shù)據(jù)增長突出。 國內(nèi)外研究概況 在生活中的各類災(zāi)難里，火災(zāi)是最常見的、最為廣泛地威 脅群眾生活安全的主要危害之一。提高使用 STC89C52 單片機(jī)通過這樣的設(shè)計(jì)能力，了解和掌握 MQ2 使用，鞏固在大學(xué)自己的知識，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。在中國的應(yīng)用里有可行性和有效性。 總之該設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要用于住宅小區(qū)、計(jì)算機(jī)辦公室和其 它 小型防火 辦公室 ,該系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單、不容易發(fā)生變化、在應(yīng)用中方便、價格實(shí)惠，對現(xiàn)代的安全防范具有非常高的價值。 MQ2 型半導(dǎo)體氣體敏感元件應(yīng)用在煙霧報(bào)警系統(tǒng)的特點(diǎn)是靈敏度高 ,響應(yīng)快 ,抗干擾性能好；它的優(yōu)點(diǎn)是安裝快捷 ,價格實(shí)惠 ,而且容易維護(hù)和維修。根據(jù)設(shè)計(jì)方案和成本因素 ,選擇 MQ2 氣體敏感元件和 STC89C52 單片機(jī)結(jié)合設(shè)計(jì)。這樣的報(bào)警器對火災(zāi)的突發(fā)性危害有著很好的控制 ,進(jìn)而保障了社會經(jīng)濟(jì)和財(cái)產(chǎn)不必要的損失。 （保密的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）在解密后適用本授權(quán)書） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：徐福 簽字日期： 2020 年 5 月 10日 指導(dǎo)教師簽名： 簽字日期： 年 月 日 華東交通大學(xué)理工學(xué)院畢業(yè) 設(shè)計(jì) I 摘 要 電子技術(shù)不斷的發(fā)展 ,電氣化家具不斷的增多，帶來的火災(zāi)危害范圍不斷擴(kuò)大，給人們造成了巨大的恐慌和創(chuàng)傷。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名：徐福 日期： 2020 年 5 月 10日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）版權(quán)使用授權(quán)書 本設(shè) 計(jì)（論文）作者完全了解學(xué)