【正文】 路。語音報警電路中采用的語音芯片為ISD1820PY。語音報警電路主要由語音錄放音電路和音頻放大電路組成。一個完整的煙霧傳感器都必須具備：(a)能夠檢測某種單一煙霧，而對共存的其它煙霧不響應(yīng)或低響應(yīng)； (b)對被測煙霧具有較高的靈敏度，能有效地檢測允許范圍內(nèi)的煙霧濃度；(c)對檢測信號響應(yīng)速度快，重復(fù)性好；(d)長期工作穩(wěn)定性好，制造成本低，使用與維護方便等條件。煙霧傳感器是氣電變換器，它屬于氣敏傳感器，它將空氣中煙霧或可燃性氣體的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電壓或者電流信號，傳感器作為煙霧報警器的信號采集部分，是整個系統(tǒng)的核心組成部分之一。一般情況下，傳感器輸出的信號會比較弱，而且其中還包括了一些避免不了的干擾，對這種信號的放大就需要有很好的共模抑制比以及高增益、低噪聲和高輸入阻抗的放大電路。主要由煙霧傳感器MQ2和相關(guān)元器件構(gòu)成。(7)適宜于煙霧、液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣等的探測。(5)快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。(2)雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）(3)TTL輸出有效信號為低電平。根據(jù)這一變化，可以從阻值的變化得出吸附氣體的種類和濃度。它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化。本設(shè)計選用的MQ2型氣體傳感器，這種型號的傳感器的特點是靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強、壽命長、價格低廉等優(yōu)點。此次使用的氣敏式煙霧傳感器選擇的具體型號為MQ2。當氣體中可燃氣體的濃度減少或可燃性氣體不存在了，半導(dǎo)體氣敏元件中金屬氧化物半導(dǎo)體就能恢復(fù)氧的負離子吸附，使電阻值升高到初始狀態(tài)。當溫度在200～300℃時半導(dǎo)體氣敏元件讓空氣中的氧吸附在元件表面，當氧負離子吸附在半導(dǎo)體氣敏元件表面可以形成氧負離子吸附，氧負離子的減少就會使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之分。（3）氣敏式煙霧傳感器：該煙霧傳感器是一種檢測特定氣體的傳感器。（1）離子式煙霧傳感器：離子式煙霧傳感器是一種先進的技術(shù)，是一種工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，它的性能遠優(yōu)于由光電式煙霧傳感器構(gòu)成的火災(zāi)報警器。振蕩器的頻率主要取決于晶體的振蕩頻率，；電容CC3的值則有微調(diào)作用，通常取30pF左右的瓷片電容。本文就采用內(nèi)部時鐘方式。在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，單片機最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大處理速度越快。R1的作用在于限制按鍵按下瞬間電容C1的放電電流，避免產(chǎn)生火花，以保護按鍵觸電。當電容C1放電結(jié)束后，RST端的電位由R1與R2分壓比決定。增加手動復(fù)位按鍵是為了避免死機時無法可靠復(fù)位。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。89系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。特別注意：31腳(/EA/Vpp)是選擇片內(nèi)外存儲器的引腳，當/EA/Vpp接高電平時，單片機在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開始執(zhí)行；當/EA/Vpp接低電平時，復(fù)位后直接從外部ROM的0000H開始執(zhí)行。在空閑模式下，單片機的CPU就會停止工作而RAM定時計數(shù)器、串行口以及外部中斷系統(tǒng)是繼續(xù)工作，這樣就可以在掉電的情況下使振蕩器凍結(jié)，將數(shù)據(jù)保存在RAM中，掉電的時候系統(tǒng)會停止芯片的其它功能，直至外部中斷響應(yīng)或硬件電路進行復(fù)位。AT89S51具有的特點為：40個引腳，4KB片內(nèi)程序存儲器，128 比特的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級，2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。電路主要包括：單片機、時鐘電路、復(fù)位電路。因此，綜合考慮成本、易操作性、系統(tǒng)性能等因素，最終選擇方案三。復(fù)位電路可以采用典型的上電復(fù)位或者是按鍵復(fù)位電路。方案三：基于氣敏傳感器設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路，首先傳感器選用MQ2型半導(dǎo)體煙霧氣敏傳感器，其在常溫條件工作時不需要溫度補償電路，因此選此傳感器省去了設(shè)計溫度補償電路的麻煩。零點漂移是二個變數(shù)交互作用的結(jié)果，所以它不能夠通過溫度補償來解決。待測氣體的交叉影響使檢測結(jié)果不能反映檢測氣體的實際含量，檢測結(jié)果就會失去科學(xué)價值和原有的合理性。當氣體濃度低于范圍的最小值時，就會削弱電化學(xué)傳感器產(chǎn)生的反映信號，還有一些不可避免的環(huán)境噪聲干擾，儀器的使用有誤從而使讀數(shù)不準確，也會降低電化學(xué)傳感器的準確性和分辨率。當檢測的氣體濃度處在這個范圍之中時，檢測到的氣體濃度的可靠性最高。方案二：基于放大器和比較器的設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路采用電化學(xué)傳感器。由于可能會有因某種特定原因產(chǎn)生的類似火災(zāi)的干擾源觸發(fā)報警系統(tǒng)。以上是根據(jù)報警器應(yīng)具備的功能，提出的整體設(shè)計和需要解決的問題。再用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧檢測電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。煙霧超標報警自動排氣裝置的最基本組成部分應(yīng)包括：它由光電式煙霧檢測電路、語音發(fā)聲電路、音頻功放電路、排氣控制電路和交流降壓整流及穩(wěn)壓電路等組成[1]。整體方案設(shè)計：首先需要把煙霧信號轉(zhuǎn)化成單片機[9]（AT89S52）可識別的數(shù)字信號，這部分電路就需要煙霧檢測電路、放大電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成。 方案三：基于氣敏傳感器設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路。由于電化學(xué)傳感器在進行濃度監(jiān)測的過程中會產(chǎn)生一定大小的電流，所以電化學(xué)傳感器又被稱為電流氣體傳感器。正負極之間通過電極間連接的電阻，產(chǎn)生的與被測氣濃度成正比的電流會在正極與負極之間流動?？諝庵械拇龣z測氣體透過網(wǎng)孔與傳感電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生傳感電極，這種電化學(xué)傳感電極主要是應(yīng)用的氧化機理和還原機理。這樣就完成了傳感器的傳感電極與空氣中某種氣體的發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。傳感電極和反向電極中有一層薄的電解層，這層薄的電解層將傳感電極和反電極隔開。 基于放大器和比較器的設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路原理框圖電化學(xué)傳感器的工作原理是：電化學(xué)傳感器內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)可以與被測氣體發(fā)生反應(yīng)，能產(chǎn)生與檢測空氣中氣體的濃度成正比的電信號來工作。系統(tǒng)的其它部分均安裝在主板上，SOPC控制器接受到來自傳感器的數(shù)據(jù)后將數(shù)值顯示，并根據(jù)事先定制好的規(guī)則判斷煙霧是否超標，如果有煙霧超標則將發(fā)出報警信息，并驅(qū)動語音報警電路發(fā)出報警，同時驅(qū)動自動排氣電路開始工作。該系統(tǒng)由圖中所示的幾個部分構(gòu)成。Quartus Ⅱ可編程邏輯軟件屬于第四代PLD開發(fā)平臺。SOPC可編程片上系統(tǒng)其整個系統(tǒng)主要邏輯功能是由單個芯片完成之間的共同作用來完成的；SOPC可編程片上系統(tǒng)是可以自主進行編程的系統(tǒng)，具有靈活的可裁減、可擴充、可升級的自主編程設(shè)計方式，同時也可以在軟硬件方面實現(xiàn)系統(tǒng)的可編程功能。 SOPC是在一塊硅片上利用可編程邏輯技術(shù)來設(shè)計和開發(fā)一個完整的可編程片上系統(tǒng)。 基于SOPC設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路原理框圖基于SOPC的煙霧報警系統(tǒng)。最后對全文進行概括的總結(jié)，并提出相關(guān)擴展功能，有待進一步完善。系統(tǒng)軟件設(shè)計則主要是設(shè)計單片機進行控制所需要的相關(guān)程序，這部分程序采用C語言進行編寫。硬件電路設(shè)計主要是針對選擇的方案進行具體的電路設(shè)計。(4)論文結(jié)構(gòu)論文主要從方案論證及選擇、硬件電路設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計、制作與調(diào)試等幾大方面來介紹煙霧超標報警點的設(shè)計和制作過程?，F(xiàn)在家具產(chǎn)品多種多樣，智能化、小型化的節(jié)能、綠色、安全產(chǎn)品越來越受到普通大眾的青睞。新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備的應(yīng)用研究勢在必行[7]。如適用范圍過小、智能化程度低、網(wǎng)絡(luò)化程度低、組件連接方式有待改善、煙霧超標報警自動排氣系統(tǒng)誤報、漏報問題較多、超早期煙霧探測報警技術(shù)應(yīng)用還幾乎處于空白。其中感煙探測器和感溫探測器用到的地方占絕大部分[8]。下面將從火災(zāi)探測器的工作原理和結(jié)構(gòu)入手,逐步分析探測器的部分和主要干擾來源，并對由此產(chǎn)生的誤報警提出一些改進的方法。如:探測器經(jīng)常誤報警,經(jīng)常演繹“狼來了”的故事,使得消防值班人員飽受困擾。(1)研究現(xiàn)狀隨著經(jīng)濟的發(fā)展、大量樓宇的建成與使用，用于保障人身和財產(chǎn)安全的火災(zāi)報警系統(tǒng)顯得越來越必要。目前，火災(zāi)自動報警控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于商場、倉庫、賓館等場所，采用集中報警控制方式的總線控制系統(tǒng)。其中煙霧探測器和溫度探測器用的地方占絕大部分[8]。下面將從火災(zāi)探測器的工作原理和結(jié)構(gòu)入手,逐步分析探測器的部分和主要干擾來源，并對由此產(chǎn)生的誤報警提出一些改進的方法。如:探測器經(jīng)常誤報警,經(jīng)常演繹“狼來了”的故事,使得消防值班人員飽受困擾。隨著經(jīng)濟的發(fā)展、大量樓宇的建成與使用，用于保障人身和財產(chǎn)安全的火災(zāi)報警系統(tǒng)顯得越來越必要。由于許多場合缺乏滅火器材以及人們在逃生時的驚慌失措，和外界逃生環(huán)境遲緩等不利因素，最終就會給人們的生活和財產(chǎn)帶來重大的損失。而用電量的大幅增加也會增高火災(zāi)發(fā)生的頻率。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。[關(guān)鍵詞]單片機；煙霧檢測電路；語音報警電路；自動排氣電路Design and production of excessive smoke alarm and automatic exhaust circuit [Abstract] In order to reduce fire losses, the excessive smoke alarm and automatic exhaust circuit is designed using MCU AT89S51, which is mainly posed of MCU minimum system, smoke detection circuit, a voice alarm circuit, automatic exhaust circuit. etc. The software was written in C language , the program is piled on the Keil environment and downloaded to AT89S51 chip. The hardware part is simulation in the Proteus environment , when passing through ,the MCU which are downloaded and some related ponents are welded in the PCB board ,on electrifying it can be achieved that the smoke detection,the voice alarm circuit and the automatic exhaust control fuctions ,etc..[Keywords] MCU , Smoke detection circuit,Voice alarm circuit,Automatic exhaust circuitII 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。軟件用C語言編寫程序，在keil中進行程序的編譯并下載到AT89S51芯片中。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計煙霧超標報警自動排氣電路的設(shè)計與制作 [摘要] 為了有效的降低火災(zāi)帶來的損失，利用單片機AT89S51設(shè)計了一種煙霧超標報警自動排氣電路。它主要由單片機最小系統(tǒng)、煙霧檢測電路、語音報警電路、自動排氣電路等組成。先用proteus進行硬件仿真，通過后將下載的單片機和相關(guān)元器件焊接在PCB板上，上電后可以實現(xiàn)煙霧檢測，語音報警和自動排氣控制等功能。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日目 錄1．引言 12．方案論證及選擇 3：基于SOPC設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路 3：基于放大器和比較器的煙霧超標報警自動排氣電路 3：基于氣敏傳感器設(shè)計的煙霧超標報警自動排氣電路 4 53．硬件電路的設(shè)計 6 單片