【正文】 能，從而開發(fā)出系統(tǒng)各個部分的設(shè)計軟件流程圖。 L298N 雙 H 橋直流電機(jī)驅(qū)動芯片的驅(qū)動部分端子供電范圍 Vs：＋ 5V～＋ 35V ； 如果需要板內(nèi)取電，則供電范圍 Vs： +7V～ +35V，驅(qū)動部分峰值電流 Io： 2A；邏輯部分端子供電范圍 Vss：＋ 5V～＋ 7V（可板內(nèi)取電＋ 5V）；邏輯部分工作電流范圍 :0～36mA；控制信號輸入電壓范圍：低電平：－ ≤ Vin≤ ，高電平： ≤ Vin≤ Vss；使能信號輸入電壓范圍：低電平：－ ≤ Vin≤ （控制信號無效），高電平： ≤ Vin≤ Vss（控制信號有效）；最大功耗： 20W（溫度 T＝ 75℃時）；存儲溫度：－ 25℃～＋ 130℃；驅(qū)動板尺寸 : 48mm*43mm*33mm(帶固定銅柱和散熱片高度 )；驅(qū) 動板重量： 33g；其他擴(kuò)展：控制方向指示燈、邏輯部分板內(nèi)取電接口 [10]。所以在 I／O 口必須得增加功率驅(qū)動芯片。 本系統(tǒng)中使用 L298N 雙 H 橋直流電機(jī)驅(qū)動板的目的是，為了提高系統(tǒng)的 I／ O 口的載流量。它不使用位移傳感器就可以實現(xiàn)定位的精確 , 因此被廣泛的應(yīng)用到精確定位系統(tǒng)中。除此之外，還可以實現(xiàn)快速啟停等等 [9]。其中橙色與黃色，以及粉色和藍(lán)色四根接線依次是 A、 B、 C、 D 繞組的一 端，紅色引線是四個繞組的公共端。 本系統(tǒng)所使用的是 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī)， 28BYJ48 步進(jìn)電機(jī)是永磁式的減速步進(jìn)電機(jī)，減速比為 1： 64。 因此，它可以應(yīng)用于家庭和工廠的氣體泄漏情況的監(jiān)測裝置， 對一些可燃性氣體，比如家庭常用的液化氣，甲烷、丁烷、丙烷、氫氣、以及酒精、煙霧等等都具有良好的探測效果 [8]。數(shù)據(jù)以串行通信的方式與 口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將檢測到的信號送給單片機(jī)。溫度 和數(shù)字量的關(guān)系如表所示。 DSl8820 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括： 64 位激光 ROM、溫度傳感器、單總線接口和寄生電源、 8 位循環(huán)冗余校驗碼 (CRC)發(fā)生器、用于存儲用戶設(shè)定溫度上下限值的 TH 和 Tl觸發(fā)器、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器 RAM、存儲與控制邏輯等 7 部分 [7]。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 （ 7） DSl8B20 可將檢測到的溫度值直接轉(zhuǎn)化數(shù)字量，并通過串行通信的方式與主控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 （ 5）低壓供電，電源范圍從 3V 到 5V，可以直接從數(shù)據(jù)線上進(jìn)行竊取電源 (寄生式供電 )，也可以本地供電。 （ 3）用戶可自設(shè)定報警上下限溫度。 （ 2）測溫范圍為 55℃到 +125℃，在 10℃到 85℃范圍內(nèi)誤差為177。 溫度傳感器電路設(shè)計 DSl8B20 是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的單總線數(shù)字溫度傳感器，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如它體積比較小、功耗比較低，而且性能有很高，具有很強(qiáng)的抗干擾能力強(qiáng)，除此之外，它很容易和微處理器接口，以及適合各種不同的溫度測控系統(tǒng) 等優(yōu)點(diǎn)。 CAN 模塊與單片機(jī)電路通信電路如下：江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 36 CAN 模塊與單片機(jī)電路連接圖 從節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計 從節(jié)點(diǎn)的功能模塊由微控制器 MCU（單片機(jī)）、 CAN 通信電路以及可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路、溫度傳感器電路等電路組成。實現(xiàn)微處理器接口部分和實現(xiàn) CAN總線協(xié)議部分的電路組成了 CAN 控制器。數(shù)據(jù)在時鐘（ SCLK） 的上升沿串行輸入，前 8 位指定訪問地址，命令字裝入移位寄存器后，在之后的時鐘周期，讀操作時輸出數(shù)據(jù)，寫操作時輸出數(shù)據(jù) [6]。 DS1302 是 達(dá)拉斯 公司 推出的涓流充電時鐘芯片，里面有一個實時時鐘和日歷以及 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，可以通過串行接口和單片機(jī)進(jìn)行通信。時鐘芯片的接口分為并行和串行，不同的芯片要根據(jù)不同的情況進(jìn)行設(shè)計。隨著人們對實時時鐘的要求不斷地提高，且在很多數(shù)據(jù)的記錄方面需要提供對應(yīng)的時間等相關(guān)的信息，因 此實時時鐘（ RealTime Clock） 被廣泛的應(yīng)用于各種系統(tǒng)。 1602LCD 分為不帶背光和帶背光兩種，基控制器大部分都是 HD44780，不帶背光的比帶背光的薄，是否帶背光在應(yīng)用中并沒有什么差別 [5]。 以下是 51 單片機(jī)開發(fā)板上 單片機(jī)彈簧座及擴(kuò)展排針電路 圖 圖 31 單片機(jī)彈簧座及擴(kuò)展排針電路 圖 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 LCD1602 顯示器電路設(shè)計 液晶顯示的原理是利用了液晶的物理特性，通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就可以顯示，因此就可以顯示出了圖形。 80C51 單片機(jī) 是 MCS51的 系列 其中一種 單片機(jī) ，由 英特爾 公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048 的 一個 延伸， 更加優(yōu)化8048 的性能 ， 改善了它的缺點(diǎn)，除此之外，還 增加了 一系列的 指令 ，比 如比較（ CMP）、乘（ MUL）、減（ SUBB）、除（ DIV）、布爾代數(shù)運(yùn)算 、 16 位數(shù)據(jù)指針 等 等 指令。各模塊具體的硬件電路設(shè)計如下一一作出詳細(xì)的闡述。在從節(jié)點(diǎn)的設(shè)計中，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求的分析，即通過傳感器采集到現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)據(jù)，實時的實現(xiàn) CAN 通信傳輸?shù)街鞴?jié)點(diǎn)上，設(shè)計出相應(yīng)模塊的實際功 能，主要包括從節(jié)點(diǎn)上信息采集模塊、 CAN 電路模塊以及其他功能模塊的設(shè)計。各傳感器收集到現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)，及時的將信息傳送給主節(jié)點(diǎn)，主節(jié)點(diǎn)將各從節(jié)點(diǎn)的信息顯示在顯示屏上，以便工作人員進(jìn)行觀測和控制。在實際的應(yīng)用中，主節(jié)點(diǎn)設(shè)置在值班室內(nèi)，工作人員對其進(jìn)行控制；而各個從節(jié)點(diǎn)則設(shè)置于樓房的走道及各房間處，與主節(jié)點(diǎn)一起掛接在 CAN 總線上，以便隨時向主 節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息。其中，單片機(jī) 負(fù)責(zé)處理采集到的數(shù)據(jù)； CAN 總線負(fù)責(zé)將從節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)信息傳輸給主節(jié)點(diǎn)；滅火裝置，負(fù)責(zé)火災(zāi)發(fā)生的時候，及時的進(jìn)行滅火工作；可燃?xì)怏w及煙霧傳感器電路，負(fù)責(zé)現(xiàn)場環(huán)境可燃?xì)怏w及煙霧濃度的收集；溫度傳感電路，負(fù)責(zé)現(xiàn)場環(huán)境的溫度。單片機(jī)負(fù)責(zé)從節(jié)點(diǎn)傳輸過來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； LCD1602 顯示屏顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如溫度，氣體和煙霧濃度等等；時鐘電路負(fù)責(zé)火災(zāi)報警系統(tǒng)報警的時間，以備事后查詢； CAN 通信電路負(fù)責(zé)把從節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鞴?jié)點(diǎn)，它是主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)之間信息傳遞的橋梁。主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)之間是通過 CAN 總線進(jìn)行通信的，也就是說，系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)是掛在 CAN 總線的兩端的。 （ 3）主從節(jié)點(diǎn)之間用 CAN 模塊進(jìn)行通信。 ②可燃?xì)怏w及煙霧傳感器：采集從節(jié)點(diǎn)現(xiàn)場環(huán)境可燃?xì)怏w濃度和煙霧濃度信號。 (2)從節(jié)點(diǎn)：實時的采集現(xiàn)場環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)，實時的通過 CAN 通信反饋現(xiàn)場環(huán)境的溫度和氣體煙霧濃度，若發(fā)生火災(zāi)則控制執(zhí)行裝置（電機(jī)）的工作。 ②時鐘電路：記錄火災(zāi)發(fā)生的時間。 課題總體方案設(shè)計 本課題是基于 CAN總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)，系統(tǒng)的總體方案設(shè)計采用主 從式的結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計的要求，設(shè)計的主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)功能如下： (1)主節(jié)點(diǎn)：接收通過 CAN 通信傳輸過來的從節(jié)點(diǎn)采集到的相關(guān)信息，并通過液晶顯示屏顯示接收到的相應(yīng)信息。傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)多采用 RS485 總線通信方式，與之相比， CAN 總線具有突出的可靠性、實時性和靈活性，本文主要研究基于 CAN 總線的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計方案及實現(xiàn)方法。 除此之外，本文所研究的系統(tǒng)所采集的信息是溫度和氣體煙霧濃度的數(shù)據(jù)，作為判斷是否發(fā)生火災(zāi)的依據(jù)，從而避免了傳統(tǒng)的單一采集溫度信息處理而造成的誤判。我們現(xiàn)在使用的傳統(tǒng)火災(zāi)報警，滅火執(zhí)行裝置很多情況下是采用物理控制方法，即當(dāng)火災(zāi)現(xiàn)場的溫度達(dá)到所設(shè)置的閥值后（火災(zāi)現(xiàn)場溫度到達(dá)玻璃球封頭的啟動溫度），玻璃球就會受 熱爆裂，然后灑水噴頭開始工作噴水；本文所研究的火災(zāi)報警系統(tǒng)，是當(dāng)某從節(jié)點(diǎn)處的氣體煙霧濃度達(dá)到系統(tǒng)所設(shè)置的閾值，而火災(zāi)現(xiàn)場的溫度還沒有升高到使玻璃球炸裂的溫度的時候，火災(zāi)報警系統(tǒng)執(zhí)行裝置的噴頭，即開始工作噴水。本系統(tǒng)是使用溫度傳感器和氣體煙霧傳感器對現(xiàn)場環(huán)境相關(guān)的信息進(jìn)行檢測。這一時期，我們國家的火災(zāi)報警產(chǎn)品科技含量得到了極大地提升，同時企業(yè)也得到了快速發(fā)展， 其中部分企業(yè)還和外資進(jìn)行了合作，共同生產(chǎn)，取得了很大的成績，從 而造就了現(xiàn)今一大批市場上有實力的企業(yè)和商家，部分技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平 [3]。 在九十年代以后，火災(zāi)報警的相關(guān)產(chǎn)品才真正的得到發(fā)展。 我們國家的火災(zāi)報警系統(tǒng)的出現(xiàn)和發(fā)達(dá)國家相比晚了有幾十年的時間 ,我國從上世紀(jì)的七十年代，才開始真正的對火災(zāi)報警系統(tǒng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和 研制。與此同時消防部隊也可以收到可靠的火災(zāi)報警信號，從而此類服務(wù)機(jī)構(gòu)也受到了消防部門是他們資質(zhì)的審查和監(jiān)督管理。使得他們的消防指揮中心可以快速而又準(zhǔn)確地判斷火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)以及火災(zāi)發(fā)生的類型，這樣使得消防部隊能夠在第一時間到達(dá)火 災(zāi)發(fā)生的現(xiàn)場，在這其中，自動火災(zāi)報警監(jiān)控系統(tǒng)起到了相當(dāng)大的作用。比如美國、日本、加拿大、澳大利亞以及英國等一些國家就在建設(shè)和使用城市的火災(zāi)自動報警監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)方面，均有我們可以利用的成功經(jīng)驗的地方。比如美國，日本以及德國等比較發(fā)達(dá) 的國家，就已經(jīng)采用了計算機(jī)與用戶的終端傳感器，抑或是和用戶使用的終端信號采集器進(jìn)行連接。 此外，國外還有許多比較發(fā)達(dá)的國家，已經(jīng)具有了火災(zāi)的預(yù)防和報警、撲救以及善后處理等等相當(dāng)完善的消防體系。 第三階段為總線型火災(zāi)傳到自動報警系統(tǒng)。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 火災(zāi)報警系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在國外，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)從發(fā)展過程來看，大體可分為 3 個階段： 第一階段是用一些簡單的分立元件構(gòu)成的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，從 19 世紀(jì)四十年代一直延 續(xù)到 20 世紀(jì)四十年代。 現(xiàn)代智能高效的火災(zāi)報警系統(tǒng)是一個將信號的檢測、傳輸以及控制集于一體的控制系統(tǒng) , 指引了當(dāng)今智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的發(fā)展方向 [1]。而城市已共引發(fā)火災(zāi)有 43171 起，死亡 331 人，受傷 196 人，造成的直接財產(chǎn)損失有55330 萬元；從以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，我國火災(zāi)情況不容樂觀，因此，傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)已經(jīng)越來越不適應(yīng)當(dāng)今火災(zāi)發(fā)生的復(fù)雜情況了，而傳統(tǒng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)多采用 RS485 總線作為通信方式，通信可靠性比較差。全國公司廠房所發(fā)生的火災(zāi) 6779起；居民住宅一共發(fā)生了火災(zāi)有 48548 起；而用作倉儲場所引起的火災(zāi)一共 5463 起，人口比較集中的場所所發(fā)生火災(zāi) 12471 起，因為交通工具事故所造 成的火災(zāi) 13049起；易燃易爆地方事故所發(fā)生的火災(zāi) 407 起；城鄉(xiāng)火災(zāi)總量下降。其中，尤其是在節(jié)日期間，燃放煙花原因所造成的火災(zāi)有所增多，還有建設(shè)施工的工地、以及小作坊和小商店等場所火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量較多，同時由于用電用火所引起的火災(zāi)，在火災(zāi)發(fā)生總量上仍然占據(jù)了比較大的比重。世界上很多國家都致力于各種各樣的火災(zāi)報警系統(tǒng)的研究和實驗，人們更加重視對火災(zāi)發(fā)生的及時發(fā)現(xiàn)與報警。 MCU。 the fourth chapter is the software design of the system of fire alarm, mainly introduces the overall design of system software, the master node software design, munication module circuit design software CAN and from the software design。 the second chapter is fire alarm system design part, mainly introduced the whole design of the system scheme。 關(guān)鍵詞： CAN 總線；單片機(jī)；火災(zāi)報警器 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） VI Abstract With people39。 本文主要研究的是基于 CAN總線的 火災(zāi)報警系統(tǒng)設(shè)計的方案以及實現(xiàn)的方法，用CAN總線取代傳統(tǒng)的 RS485總線，以解決抗干擾能力較差、對火災(zāi)報警響應(yīng)較慢以及傳輸速率較低等一系列的缺點(diǎn)。 四、同組設(shè)計者（若無則留空）： 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） IV 五、主要參考資料（包括書刊名稱、出版年月等） : ，新編 MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 ，綜合電子設(shè)計與實踐，清華大學(xué)出版社， 2021 ，基于 C 語言編程 MCS51 單片機(jī)原理與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社， 2021 ，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例與分析，北京航空 航天大學(xué)出版社， 2021 系 (教研室 )主任： （簽章）