【正文】 號(hào) 參數(shù)名稱 技術(shù)條件 備注 Vc 回路電壓 ≤15V AC or DC VH 加熱電壓 177。MQ2 氣體煙霧傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其他可燃蒸汽的檢測也很理想。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時(shí)，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。 7 開始 延時(shí) 初始化 DS18B20 寫入 OXCC (跳過讀序列號(hào)操作 ) 寫入 OXCC 指令 發(fā)送 64 位 ID 檢驗(yàn) （跳過讀序列號(hào)操作） 寫入 OX44 指令 寫入 OXBE 指令 （ 啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 ） （讀取溫度寄存器） 讀出 8 字節(jié)數(shù)據(jù) 延時(shí) 初始化 DS18B20 結(jié)束 圖 33 DS18B20 程序流程圖 圖 34 溫度傳感器 DS18B20 與單片機(jī)的接口電路 DS18B20 的 性能特點(diǎn) : 1． 可 通過 數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： ~； 2． 測溫范圍： 55~+125℃ ； 3．無須外部器件，獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信； 4．多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的 三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能； 5．零待機(jī)功耗； 6．用戶可定義的非易失性溫度報(bào)警設(shè)置； 7．報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件； 8． 可編程的分辨率為 9~12 位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為 ℃ 、 ℃ 、 ℃ 和℃ ； 8 9． 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。適用于單片工作。為操作各器件作好準(zhǔn)備。 表 32 ROM 指令表 指 令 約定代碼 功 能 讀 ROM 33H 讀 DS1820ROM 中的編碼（即 64 位地址） 符合 ROM 55H 發(fā)出此命令之后，接著發(fā)出 64 位 ROM 編碼，訪問單總線上與該編碼相對應(yīng)的 DS1820 使之響應(yīng)，為下一步對該 DS1820 的讀寫作準(zhǔn)備。 [4] 圖 32 DS18B20 測溫原理圖 根據(jù) DS18B20 通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換 須經(jīng)過三步驟：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，這樣才能對 DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。計(jì)數(shù)器 1 和溫度寄存器被預(yù)置在 55℃ 所對應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器 1。第 20 引腳為接地端，第 40引腳為電源 端。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 31 所示，第 18 引腳和第 19 引腳接時(shí)鐘電路， XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一段，在片內(nèi)是振蕩器倒相放大器的輸入，XRAL2 接外部晶振和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)是振蕩器和倒相放大器的輸出。 [3] 3 主要元器件功能介紹 主控制器 STC89C51RC STC89C51RC 單片機(jī)是宏 晶科技推出的新一代抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)。給出的系統(tǒng)方框圖如下： 圖 21 硬件組成 如圖 21，本系統(tǒng)主要由單片機(jī)控制模塊、溫度采集模塊、煙霧探測模塊、 LCD 顯示模塊、聲光報(bào)警模塊、 GSM 短信發(fā)送模塊組成。 可以快速、安全、可靠地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案中的數(shù)據(jù)、語音傳輸、短消息服務(wù) (Short Message Service)和傳真 ，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)和設(shè)計(jì) 。自帶 RS232 通訊接口 ,可以方便地與 PC 機(jī)、單片機(jī)連機(jī)通訊。此傳感器具有探測范圍廣、高靈敏度 /快速響應(yīng)恢復(fù)、驅(qū)動(dòng)電路簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。而且，數(shù)字式溫度傳感器測量精度高、測量范圍廣。 而且 LCD1602 液晶 能夠同時(shí)顯示 32 個(gè)字符 （ 16 列 2 行） ， 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字 符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等 ，使用起來更加快捷方便。 顯示模塊選擇 采用 LCD1602 液晶顯示。 STC89C51 功能強(qiáng)，速度快，壽命長，價(jià)格低 。將 GSM 網(wǎng)絡(luò)與火災(zāi)報(bào)警器相結(jié)合，即使主人不在家時(shí)也能第一時(shí)間將火災(zāi)情況通過短信發(fā)送到手機(jī)上，以降低火災(zāi)造成的損害。很多因?yàn)闆]有在火災(zāi)發(fā)生的初期做出及時(shí)的補(bǔ)救而火勢蔓延，造成極大的災(zāi)害。據(jù)瑞士 —— 保險(xiǎn)公司調(diào)查報(bào)告， 1970 年 ~1985年世界平均每周發(fā)生 3 起大火， 15 年共造成 150 萬人喪生，使全球 5000 萬人無家可歸，如果說天災(zāi)是人類共同面對的 大敵，那么在尚不發(fā)達(dá)的發(fā)展中國家則是天災(zāi)與人禍并重，火災(zāi)隱患日益嚴(yán)重。國內(nèi)外的實(shí)踐表明，火災(zāi)對城市的威脅很大，它能造成城市人口嚴(yán)重傷亡，使社會(huì)財(cái)富大量被毀，甚至能導(dǎo)致城市癱瘓。 1 泉 州 師 范 學(xué) 院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 的 設(shè)計(jì) 物信 學(xué) 院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專 業(yè) 07 級(jí) 1 班 學(xué)生姓名 黃晉森 學(xué) 號(hào) 070303001 指導(dǎo)教師 蔡植善 職 稱 副教授 完成日期 教務(wù)處 制 2 基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 物理與信息工程學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 070303001 黃晉森 指導(dǎo)老師：蔡植善 副教授 摘要： 系統(tǒng)以 STC89C51 為控制器，選用溫度傳感器 DS18B煙霧傳感器 MQ2 為火災(zāi)探測的敏感元件， 采用 TC35 發(fā)送短信到指定手機(jī)的報(bào)警方式，設(shè)計(jì)出適用于住房、辦公室、餐廳等場所簡單實(shí)用的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器。 關(guān)鍵字：單片機(jī) STC89C5 DS18B MQ TC3 TLC54火災(zāi)報(bào)警 3 目錄 摘要 ???????????????????????????????????? 2 1 引言 ??????????????????????????????????? ? 4 2 系統(tǒng)基本方案選擇 ?????????????????????????????? 4 單片機(jī)芯片的選擇 ???????????????????????????? 4 顯示模塊選擇 ????????????????????????? ????? 4 溫度傳感器的選擇 ???????????????????????????? 4 煙霧傳感器的選擇 ???????????????????????????? 4 GSM 模塊的選擇 ????????????????????????????? 4 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 ?????????????????????????? 5 3 主要元器件功能介紹 ????????????????????????????? 5 主控制器 STC89C51RC 介紹 ????????????? ??????????? 5 溫度傳感器 DS18B20 介紹 ????????????????????????? 6 煙霧傳感器 MQ2 介紹 ?????????????????????????? 8 LCD1602 液晶顯示介紹 ?????????????????????????? 10 TC35 短信收發(fā)模塊 介紹 ????????????????????????? 11 4 主要程序流程圖 ?????????????????????????????? 13 5 系統(tǒng)調(diào)試 ??????? ?????????????????????????? 14 6 設(shè)計(jì)總結(jié) ????????????????????????????????? 16 參考文獻(xiàn) ?????????????????????????????????? 16 附錄 ???????????????????????????????????? 18 程序清單 ?????????????????????????????????? 19 4 1 引言 火災(zāi)指燃燒引起的在任何環(huán)境中發(fā)生的難以控制的災(zāi)害，可由自然原因和人類活動(dòng)引起，有的大 火甚至能橫掃整個(gè)城市。歷史上的莫斯科市、倫敦市、芝加哥市、舊金山、東京市、橫濱市都發(fā)生過毀滅性火災(zāi)，我國北京、武漢、長沙、杭州等市歷史上屢次被燒，重慶市 1949 年 9月 2 日大火，三晝夜大火熊熊、濃煙蔽空、日月無光，數(shù)千人葬身火海，數(shù)十萬居民無家可歸。 火災(zāi)是日常生活中一種常見的災(zāi)害，所以準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)是極其重要的。 [1] [2] 本系統(tǒng)利用 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、信號(hào)穩(wěn)定、保密性好、數(shù)據(jù)傳輸量大、可以把現(xiàn)場采集到的信息及時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)端，遠(yuǎn)端也可以及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的處理信號(hào) 的優(yōu)點(diǎn) 。 2 系統(tǒng)基本方案選擇 單片機(jī)芯片的選擇 采 用 STC89C51 芯片。 可直接將編好的程序 用偉福軟件配帶的 STCISP V39 軟件下載到 STC89C51 中 ， MCU 則可執(zhí)行相應(yīng)的功能，而且 STC89C51 芯片還可以反復(fù)的進(jìn)行擦寫， 斷電不丟失 。 LCD1602 具有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量輕、功耗低 等優(yōu)點(diǎn) 。 溫度傳感器的選擇 采用數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20，此傳感器是僅需要一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字式傳感器，與單片機(jī)連接簡單，不需要再添加 A/D 模塊，簡化硬件電路同時(shí)降低成本。 煙霧傳感器的選擇 采用可燃?xì)怏w、煙霧傳感器 MQ2， 適用于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。 GSM 模塊的選 擇 TC35 是 Siemeils 公司推出的新 — 代無線通信 GSM 模塊。 它具有體積小、重量輕、低功耗等特點(diǎn)。 電路設(shè)計(jì)最終方案決定 綜上各方案所述 ,對此次作品的方案選定 : 采用 STC89C51RC 作為主控制系統(tǒng)；LCD1602 液晶作為顯示；數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20；可燃?xì)怏w、煙霧傳感器 MQ2； 采 5 用 TC35 為 GSM 模塊。 設(shè)計(jì)原理： 單片機(jī)巡回檢測溫度、煙霧并在 LCD上顯示其值，如果其中一項(xiàng)發(fā)生異常（即超過設(shè)定值時(shí)），發(fā)出聲光報(bào)警，并通過 GSM 模塊發(fā)送溫度、煙霧值到指定手機(jī)。 STC89C51RC 是 40引腳的雙列直插芯片，有