【正文】 distance. Our intelligent fire alarm system still exist, such as reliability, poor stability: a single detector signal processing, low level of intelligence: not well resolved, and the false alarm rate detector sensitivity and other issues between the contradictions. Based on the development of both domestically and internationally of the fire alarm system , this is an urgent and meaningful design. Keywords: microcontroller, fire alarm, sensor. 目 錄第 O 章 引言 ............................................................1第一章 方案論證 ........................................................1 系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) ................................................1 單片機(jī)的功能比較 ..................................................1 方案的確定 ........................................................1第二章 前向通道的設(shè)計(jì) ...................................................2 檢測元件的選擇 ....................................................2 溫度傳感 器 ...................................................2 TG202 煙霧傳感器 ..............................................3 A/D 轉(zhuǎn)換 ..........................................................4 A/D 轉(zhuǎn)換器的技術(shù)指標(biāo) ..........................................4 ADC0816 介紹 .................................................4第三章 單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ..........................................5 處理器 AT 89C51 介紹 ...............................................5 AT89C51 的主要性能 ............................................5 AT89C51 硬件結(jié)構(gòu)及引腳 ........................................6 時(shí)鐘電路 ..........................................................8 內(nèi)部時(shí)鐘方式 .................................................8 外部時(shí)鐘方式 ...................................................9 復(fù)位電路 .........................................................9 DS1232 的結(jié)構(gòu) .................................................9 DS1232 的功能 ................................................10 AT89C51 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展 ........................................11 程序存儲器的擴(kuò)展 ............................................11 數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展設(shè)計(jì) ........................................12第四章 人機(jī)通道配置及接口 .............................................14 鍵盤及顯示接口 .................................................14 4. 2 顯示器與顯示電路 ..............................................14 8155 的原理介紹 ...............................................14 8155 的引腳及功能介紹 ........................................14 8155 的 RAM 和 I/O 口地址編碼 ..................................16 8155 的工作方式與基本操作................................... 16 8155 與單片機(jī) AT89C51 的接口... ...............................19第五章 相互通道配置與接口技術(shù) .........................................21 相互通道 .........................................................21 通訊接口.........................................................21第六章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .................................................23 下位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................................23 主程序設(shè)計(jì) ..................................................23 子程序模塊設(shè)計(jì) ..................................................26 模數(shù)轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序 ........................................26 鍵盤掃描子程序： ............................................27 8155 動態(tài)顯示程序設(shè)計(jì) ........................................29結(jié)束語 .................................................................31參考文獻(xiàn) ...............................................................32概 述第 0 章 引言火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，從發(fā)展過程來看，大體可分為三個(gè)階段 [1]: 第一階段為多線型火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，每個(gè)探測器除需提供兩根電源線外，還需提供一根報(bào)警信號線，探測器電源由報(bào)警器提供，探測器的信號線均連接到報(bào)警顯示盤上，報(bào)警時(shí)點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。我國的智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)還是存在諸如可靠性、穩(wěn)定性差:探測器信號處理方法單一，智能化程度低:未能很好解決探測器靈敏度和誤報(bào)率之間矛盾等問題。該系統(tǒng)具有誤報(bào)率低、性能穩(wěn)定、傳輸距離遠(yuǎn)、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。摘 要本文介紹一種基于單片機(jī)的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例。分別說明了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的通訊方式及軟件的設(shè)計(jì)思想。同國外相比，國內(nèi)在智能型火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的研究上還是有一定的差距的?；诨馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)在國內(nèi)外的的發(fā)展?fàn)顩r，這是一項(xiàng)迫切而有意義的設(shè)計(jì)。此類系統(tǒng)的功能一般以報(bào)警為主，輔以一些簡單的聯(lián)動功能(也為多線制)，如驅(qū)動警鈴等，其報(bào)警器對外圍探測器，無故障檢測功能，只會對電源線的斷線作出故障反應(yīng)，安裝此類系統(tǒng)比較繁瑣，特別是校線工作量較大 [2]。探測器和模塊通過總線與控制器實(shí)現(xiàn)信號傳送。此類系統(tǒng)通過各種模塊對各聯(lián)動設(shè)備實(shí)行較復(fù)雜控制。目前國內(nèi)生產(chǎn)的火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)大多數(shù)為此類產(chǎn)品。 第三階段為智能型火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)，由于采用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，智能化程度大大提高，探測器的報(bào)警形式采用模擬量，并可通過軟件對其靈敏度根據(jù)使用場合、時(shí)間進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。當(dāng)系統(tǒng)處于警戒時(shí)，顯示時(shí)間；報(bào)警狀態(tài)時(shí)，記錄報(bào)警時(shí)刻。：對任何樓層的火警信息，由喇叭或電鈴發(fā)出報(bào)警，使值班人員及在場人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)火警。 單片機(jī)的功能比較MCS51 系列單片機(jī) [5]，稱為第二代單片機(jī)。目前 8051 已成為第二代工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。32 條可編程 I/O 線，兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，6 個(gè)中斷源，可編程串行通道，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。ATMEL 系列單片機(jī)可靠性好，易擴(kuò)展，控制功能強(qiáng)可謂是性價(jià)比最佳的八位單片機(jī)。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)集散控制需要設(shè)計(jì)的內(nèi)容有：前向通道設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、人機(jī)通道設(shè)計(jì)、相互通道配置設(shè)計(jì)。當(dāng)探測器處于警戒狀態(tài)時(shí)，I/O 線為“0” ，報(bào)警時(shí)為“1” 。32路傳感器的探測輸入信號可通過兩片 ADC0816 進(jìn)入 AT89C51 單片機(jī)中，對 32 路信號進(jìn)行巡回采樣檢測。對于接口擴(kuò)展，由于 AT89C51 的 P0 口的負(fù)載能力強(qiáng)，它的輸出緩沖器能驅(qū)動 8個(gè) LSTTL 輸入，所以將 P0 口作數(shù)據(jù)總線使用。鍵盤及顯示：8155 芯片是一種管理鍵盤和 LED 顯示器的專用智能控制芯片。8155 和微處理器之間采用串行接口，其接口電路和外圍電路簡單，占用口線少，具有較高的性能價(jià)格比。AD590 溫度傳感器是一種已經(jīng) IC 化的溫度感測器，它會將溫度轉(zhuǎn)換為電流，在單片機(jī)的各種課本中經(jīng)常看到。為了將電壓測量出來又務(wù)須使輸出電流I 不分流出來，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓 V。 TG202 煙霧傳感器火災(zāi)中氣體煙霧主要是 CO2 和 CO。如圖 27 所示，當(dāng) TGS202 探測到CO2 或 CO 時(shí)，傳感器的內(nèi)阻變小，VA 迅速上升。應(yīng)用電路如圖 24 所示： 圖 22 TG202 應(yīng)用電路 A/D 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)備稱 A/D 轉(zhuǎn)換器或 ADC。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)從一個(gè)或幾個(gè)信號源中采集模擬信號，并將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，以便輸入計(jì)算機(jī)。A/D 轉(zhuǎn)換器中包括逐次逼近式、雙積分式、并行式、跟蹤比較式、串并式、電荷平衡式等，目前使用較多的是前三種。 ADC0816 簡介圖 23 ADC0816 管腳圖IN0～I(xiàn)N15：16 路模擬量輸入端。ALE：通道地址鎖存信號輸入端，在 ALE 的上升沿，將 A，B，C，D 的上地通道地址鎖存到內(nèi)部地址鎖存器。EXPAND：模擬量輸入通道擴(kuò)展控制端，當(dāng) EXPAND 為低電平時(shí)，0816 對IN0～I(xiàn)N15 的輸入通路斷開，0816 對 COMPARATOR IN 的輸入的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，若再 COMPARATOR IN 端外接一個(gè)多路模擬開關(guān)，那么輸入通道數(shù)可根據(jù)系統(tǒng)需要加以擴(kuò)大。在 START 的上升沿復(fù)位逐次逼近寄存器 SAR 在 STAR的下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換器開始新的一次轉(zhuǎn)換。CLK：時(shí)鐘輸入信號，0816 的時(shí)鐘頻率范圍在 10～1200kHz，典型之為640kHz。Vcc：主電源輸入端，取值范圍 ～REF（+）：正參考電源輸入端 REF（+）不大于 Vcc。GND：公共地線。REF（+）與 REF（）之間的電壓在 和 之間選擇，應(yīng)與模擬量的變換范圍一致。(2)存儲器可循環(huán)寫入/擦除 1 000 次。(4)全靜態(tài)工作：可從 0Hz 至 16MHz。(6)1288 位內(nèi)部 RAM。(8)空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內(nèi)容。作為輸出口用時(shí),每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個(gè) TTL 邏輯門電路,對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用