【正文】 數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行 一次采樣，然后把數(shù)據(jù)送入主程序的顯示函數(shù)中等待中斷退出然后顯示。 //檢查是否啟動設(shè)置報警值 if(Jia==0 || Jian==0)jingque()。 //顯示溫度和煙 霧數(shù)據(jù) if(SD==0)sdong()。 主函數(shù)程序如下： void main() { sysrest()。然后進(jìn)入主程序的死循環(huán)中，不斷循環(huán)執(zhí)行四項功能：顯示數(shù)據(jù)、判斷是否手動報警、判斷是否要設(shè)定報警值、判斷是否需要顯示精確值。 圖 39 功能控制鍵電路 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 主函數(shù)的程序 火災(zāi)報警器主程序流程圖如圖 41所示。 ：限值減鍵，按此鍵當(dāng)前設(shè)定項報警限值逐減。 功能控制鍵電路如圖 39所示， 4個鍵定義如下： ：手動報警鍵，按此鍵可以手動啟動報警功能。 4 個按鍵分別接單片機(jī)的 、 、 、 ，單片機(jī)的 P0 口接 上拉電阻。黃燈亮表示環(huán)境中煙霧濃度超過報警限值，若同時亮，說明溫度和煙霧都超過了設(shè)定的報警限值，即可能會發(fā)生火災(zāi)，提醒用戶盡快采取相應(yīng)措施。綠燈亮表示室內(nèi)環(huán)境處于正常狀態(tài)，環(huán)境中沒有火災(zāi)危險。七段數(shù)碼管電路圖如圖 37所示。 本系統(tǒng)顯示用的 4位七段共陽數(shù)碼管由數(shù)碼管專用 數(shù)碼 驅(qū)動芯片 74HC245 驅(qū)動， P2為數(shù)據(jù)段碼輸出口， 至 分別接驅(qū)動芯片 74HC245 的 A0 至 A7， 74HC245 的 B0 至B7 分別接數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp， 、 、 、 引腳 用作 位選，分別控制 4位數(shù)碼管的亮滅。在本系統(tǒng)中，對 LED 進(jìn)行的是動態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對顯示器進(jìn)行位控制。如圖 36所示。 圖 35 聲音報警 電路 在報 警的同時，設(shè)計加入了一個自救電路，煙霧濃度過高時，可以通過電機(jī)把煙霧抽去，使室內(nèi)煙霧濃度降低。 蜂鳴器為無源蜂鳴器，低電平時發(fā)出聲音， 當(dāng) 室內(nèi) 可燃性氣體濃度 、煙霧濃度或溫度 超過 設(shè)定的 限定值時， 單片機(jī)將 置為低電平，三極管導(dǎo)通， 揚(yáng)聲器發(fā)出 蜂鳴 報警 ，直到有工作人員將電路斷開，或煙霧、溫度降到限值以下。 ADC0832 電路圖如圖 34 所示。 圖 33 MQ2 基本電路 A/D 轉(zhuǎn)換 ADC0832 電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路在本設(shè)計中采用的是數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片 ADC0832，煙霧傳感器的輸出端接到 ADC0832 的 CH0。這種傳感器具有輕微的極性，在滿足傳感器電性能要求的前提下，為更好利用傳感器的性能， 還 需要通過滑動變阻器的調(diào)節(jié) 與 校準(zhǔn)， 才能 得到精確的煙霧信號。 當(dāng)采集到電壓后 經(jīng)過 AD模數(shù) 轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。 氣敏元件 共 有 6 只針狀管腳，其中 4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。在外部供電的方式下應(yīng)注意 GND 引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)溫度，讀取的溫度總是 85℃。本設(shè)計采用的是外部電源供電方式，連接圖如圖 32所示 。當(dāng) VDD 端口接 — 的電壓時是使用外部電源；當(dāng) VDD 端口接地時使用了內(nèi)部的寄生電源。復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位，本設(shè)計使用的是上電復(fù)位方式，上電復(fù)位電路圖如圖 31 所示。 開機(jī)瞬間 RST引腳獲得高電平，隨著電容 C1 的充電，引腳的高電平將逐漸下降。 表 24 ADC0832 功能表 MUX Address Channel SGL/DIF ODD/SIGN 0 1 0 0 + 0 1 + 9 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計 AT89S52 復(fù)位電路 復(fù)位 是使單片機(jī)或系統(tǒng)恢復(fù)某種確定的初始狀態(tài)。 第 1個時鐘脈沖的下沉之前 DI 端必須是高電平，表示啟始信號。當(dāng) 進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換時， CS 使能端 應(yīng) 置于低電平并且保持 到轉(zhuǎn)換結(jié)束。 由于 DO端與 DI 端 在通信時未同時有效并與單片機(jī)的接口 是雙向的，所以電路設(shè)計時可 將 DO 和DI 并 在一根數(shù)據(jù)線上使用。其引腳如圖 28 所示。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μ S， 有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗 ，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能好 。 表 23 74HC245 功能表 Input Input/Output OE DIR An Bn L L A=B Input L H Input B=A H X Z Z H：高電平 L：低電平 X：懸空 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0832 ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。如果 DIR=“ 0”、 OE=“ 0”則 B1 輸入，對應(yīng) A1 輸出。 圖 27 74HC245 引 腳圖 第 1腳 DIR，為輸入輸出端口轉(zhuǎn)換用。因此可驅(qū)動本設(shè)計使用的數(shù)碼管。 數(shù)碼管驅(qū)動芯片 74HC245 74HC245 是 數(shù)碼管的 總線驅(qū)動器，典型的 CMOS 型三態(tài)緩沖門電路， 74HC245 引腳圖如圖 27。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。這就是 MQ2 型燃性煙霧傳感器檢測可燃煙霧的基本原理。例如遇到可燃 氣體 （如CH4 等）時，原來吸附的氧脫附，而由可燃煙霧以正離子狀態(tài)吸附在二氧化錫半導(dǎo)體表面；氧脫附放出電子，煙霧以正離子狀態(tài)吸附也要放出電子，從而使二氧化錫半導(dǎo)體導(dǎo)帶電子密度增加，電阻值下降。當(dāng)與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會引起表而電導(dǎo)率的變化。這一點在進(jìn)行 DS18B20 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。 ③ 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于 DS18B20 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此在對 DS18B20 進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 ② 在實際使用中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)使電源電壓保持在 5V左右。 復(fù)位要求主 CPU 將數(shù)據(jù)線下拉 500μ s，然后釋放， DS18B20 收到信號后等待 16～ 60μ s 左右，后發(fā)出 60～ 240μ s低脈沖，主 CPU 收到此信號表示復(fù)位成功。根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，主機(jī)控制DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過 3 個步驟 :每一次讀寫之前都要對 DS18B20 進(jìn)行復(fù)位；復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令；最后發(fā)送 RAM指令。第 8個字節(jié)用于內(nèi)部計算。暫存存儲器包含了 8個連續(xù)字節(jié)，前 2 個字節(jié)是測得的溫度信息，第 1 個字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低 8 位，第 2個字節(jié)是溫度的高 8位。 表 22 轉(zhuǎn)換后得到的 12 位數(shù)據(jù) 表 22是 12 位轉(zhuǎn)化后得到的 12 位數(shù)據(jù) ,存儲在 18B20 的 2 個 8bit的 RAM 中 ,二進(jìn)制中的前面 5位是符號位，如果測得的溫度大于 0℃ ,則這 5位為 0,只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實際溫度，如果溫度小于 0℃，則這 5 位為 1，測到的數(shù)值需要取反加 1再乘于 即可得到實際溫度。 DS18B20 的管腳排列如圖 25 所示。 DS18B20 和 DS18B22 使電壓、特性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟(jì)的測溫系統(tǒng)?？梢赃x擇更小的封裝方式 ,更寬的電壓適用范圍分辨率設(shè)定及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在 E2PROM 中，掉電后依然保存。 DS18B20 可以程序設(shè)定 9～ 12 位的分辨率，精度為177。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。他的測量溫度范圍為 55～ +125℃ ,在 10～ +85℃范圍內(nèi) ,精度為177。 DS18B20 是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。原理圖如 圖 24。采用了外部供電的鏈接方式，而總線必須鏈接上拉電阻，線總線在空置狀態(tài)時，都是一直處于高電平。AT89S52 的實物圖如圖 23 所示 。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。 AT89S52 片內(nèi)資源有 4 組 I/O 控制端口、 3 個定時器、 8 個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)。并且也要考慮選擇低價實用的機(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傳感器送來的溫度、煙霧對應(yīng)的 兩種 模擬信號分別進(jìn)行處理，以控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動作；與此同時查詢是否有鍵按下的請求。在 Flash編程和校驗時， P2口也接收高 8位地址字節(jié)和一些控制信號 ，P3 口也接收一些控制信號， P3 口功能如表 21所示。在這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上發(fā)送 1。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P2 口： P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。 ： MISO（ 用于 系統(tǒng)編程 ） 。 ： T2EX（ 用于 定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） 。 P1 口： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL邏輯電平。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL邏輯電平。 AT89S52 引腳圖 如 圖 22所示 ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 圖 21 系統(tǒng)原理及組成框圖 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及接口描述 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32 位 I/O口線，看門狗定時器， 2個數(shù)據(jù)指針，三個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。此外，用戶可以通過功能設(shè)置鍵進(jìn)行報警限值的設(shè)置，也可以通過此方法取消當(dāng)前報警。區(qū)域報警器將 在 接收到火警信號后經(jīng)分析處理 同時 發(fā)出聲 和 光 的報警信號 ，并在屏幕上顯示出煙霧 濃度的級別和 溫度 值 ，同時對應(yīng)的發(fā)光二級管亮起。 2 2 系統(tǒng) 方案 設(shè)計 系統(tǒng)總體規(guī)劃 火災(zāi)報警系統(tǒng)一般由 火災(zāi)探測儀以及 報警器組成。在系統(tǒng)未能及時報警情況下，用戶可以進(jìn)行手動啟動報警功能，同時可以取消手動報警，在系統(tǒng)自動報警后，用戶可以通過更改報警限制來取消報警。本設(shè)計 實現(xiàn) 了對現(xiàn)場 溫度與煙霧的隨時監(jiān)控，能及時報警。因此 研制火災(zāi)報警器 與 研究煙霧和溫度的檢測方法 就成為傳感器技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域的一個 比較 重要課題。設(shè)計出 功能 更 完善的消防設(shè)施，對保障人民生命財產(chǎn)的安全， 起著極為重要的 作用。尤其是近幾年來，高層建筑人量增加，一旦發(fā)生火災(zāi)，滅火的難度更大。 本設(shè)計的應(yīng)用及意義 火災(zāi)是國內(nèi)外普遍關(guān)注的災(zāi)難性問題。為了能防止 并且能 減少火災(zāi) 給我們生活帶來的 危害，就有 很 必要 能及時發(fā)現(xiàn)并及時的進(jìn)行 火災(zāi) 報警 。 Automatic alarm。 Fire alarm。是一種結(jié)構(gòu) 相對較 簡單、性能 較穩(wěn)定的智能化 煙霧報警器。選用的 AT89S52 單片機(jī)，其整合了 A/D 轉(zhuǎn)換、硬件乘法器、硬件脈寬調(diào)制器等資源，具有高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等優(yōu)點，是目前同類技術(shù)中性價比較高的產(chǎn)品。其中選用 MQ2 型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們有必要完善火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，并廣泛應(yīng)用在生活中，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會財富的損失。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報警系統(tǒng) 姓 名 盧志祥 學(xué) 號 28100102029 專業(yè)班級 自動化 08B（本） 所在學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師（職稱） 彭芳（講師） 二○一 二 年 5 月 5 日 I 基于 AT89S52單片機(jī)的智能火災(zāi)報警系統(tǒng) 摘 要 隨著 科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展 ，人們進(jìn)入了 信息時代 ，作為獲取信息手段的傳感器技術(shù)得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的廣泛使用，由此引起的火災(zāi)也越來越多，在我們生活的四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。 本系統(tǒng)以電阻式煙霧傳感器和溫度傳感器以及單片機(jī)技術(shù)為核心并與其 他電子技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計出一種技術(shù)水平較好的火災(zāi)報警器。選用 DS18B20 溫度傳感器作為溫度檢測。 以 AT89S52 單片機(jī)和 MQ2 型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器 以及 DS18B20 溫度傳感器 為核心設(shè)計的 火災(zāi)報警器可實現(xiàn)聲光報警、數(shù)據(jù) 顯 示、報警限設(shè)置功能。 關(guān)鍵詞 :傳感器；火災(zāi)報警；自動采集；自動 報警 ；單片機(jī) II The System of Intelligent Fire Alarm Based on SCM Abstract