【正文】 .................................. 13 聲音報警模塊 ...................................................................................... 13 總體電路設(shè)計 ..................................................................................................... 14 4 程序流程的設(shè)計 ....................................................................................................... 15 主程序流程設(shè)計 ................................................................................................. 15 中斷程序設(shè)計 ..................................................................................................... 15 5 調(diào)試 ............................................................................................................................... 17 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論 文 IV 硬件調(diào)試 ............................................................................................................. 17 軟件調(diào)試 ............................................................................................................. 17 6 結(jié)論 ............................................................................................................................... 19 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 20 謝辭 .................................................................................................................................. 21 附錄 1 電路圖 ............................................................................................................. 22 附錄 2 程序 ................................................................................................................. 23 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論 文 1 1 緒論 單片機(jī)的背景 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機(jī)存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路 、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的微型計算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。 課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀 鑒于火災(zāi)事故的不可預(yù)測性和不可絕對避免性為了減少火災(zāi)事故利用計算機(jī)及信息技術(shù)來提高防火技巧已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。智能防火報警系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、電子控 制系統(tǒng)以及計算機(jī)處理系統(tǒng)有效地應(yīng)用于整個運(yùn)輸管理體系使人、電腦、環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一從而建立一個全方位發(fā)揮作用的實時、準(zhǔn)確、高效的綜合管理系統(tǒng)。視覺系統(tǒng)在智能防火報警系統(tǒng)中起到環(huán)境探測和辨識作用。在智能可燃性氣體泄漏警報領(lǐng)域常用的還有雷達(dá)、激光 等傳感器。 世界各大公司都在開展這方面的研究與開發(fā)工作：日本各大企業(yè)公司致力于新型安全防火報警器技術(shù)研究開發(fā)并取得了重要的進(jìn)展；豐田汽車公司使用毫米波雷達(dá)和 CCD 攝像機(jī)對本車的距離進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測當(dāng)火和環(huán)境距離小于設(shè)定值時系統(tǒng)將發(fā)出報警信號提醒工作人員；本田公司使用具有扇形激光束掃描的雷達(dá)傳感器日本公司在毫米波雷達(dá)防撞方面也做了大量的研究其雷達(dá)中心頻率主要選擇 60～61GHZ 或 76～ 77GHZ 探測距離為 120m；尼桑公司為 41LVZ 配備了自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)。 但國內(nèi)目前生產(chǎn)的可燃性氣體泄漏報警器普遍達(dá)不到要求表現(xiàn)在最遠(yuǎn)測距距離近測距誤差大遠(yuǎn)遠(yuǎn)不滿足各個公司需進(jìn)一步研究。本設(shè)計中半導(dǎo)體陶瓷式氣體傳感器采用電氣方式中的壓電式溫度換能器。它有兩個壓電晶體和一個共振板。反之如果兩電極間未外加電壓當(dāng)共振板接收到超聲波時將壓迫壓電晶體片做振動將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號就成為半導(dǎo)體陶瓷式氣體接收器。半導(dǎo)體陶瓷式氣體換能器與接收換能器在其結(jié)構(gòu)上稍有不同使用時應(yīng)看清器件上的標(biāo)志。本設(shè)計采用往返時間檢測法溫度。往返時間與氣體的種類有關(guān)。假設(shè) S 為被測物體的溫度，測得的時間為 t，超聲波傳播的速度 為 v表示。 TV ?? (12) 中 T 為實際溫度單位為℃， V 為溫度單位為℃。 單片機(jī)概述 AT89S51 是一個低功耗高性能 CMOS8 位單片機(jī)。芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISPFLASH 存儲單元，是一種功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)芯片。主要特性如下：（ 1） 與 MCS51 兼容（ 2）4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲器 (壽命 1000 寫 /擦循環(huán) )（ 3）全靜態(tài)工作： 0Hz33MHz.（ 4）三級程序存儲器保密鎖定（ 5） 128*8 位內(nèi)部 條可編程 I/O 線 16 位定時器 /計數(shù)器（ 7） 6 個中斷源 。作為輸出口，每位能驅(qū)動8 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。在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。 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。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）。在 flash編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作 為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 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。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）。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接收一些控制信號。晶振工作時， RST 腳持續(xù) 2 個機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。特殊寄存器AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能 無效。 ALE/PROG：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。 在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。如果需要，通過將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置 “ 1”， ALE 操作將無效。否則， ALE 將被微弱拉高。 PSEN:外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。 EA/VPP:訪問外部程序存儲器控制信號。 為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 1 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 AT89S51 單片機(jī)的時鐘及復(fù)位 AT89S51 單片機(jī)為 40 引腳雙列直插芯片，有四個 I/O 口 P0， P1， P2， P3， MCS51單片機(jī)共有 4 個 8 位的 I/O 口（ P0、 P P P3），每一條 I/O 線都能獨(dú)立地作輸出或輸入。第 9 引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路， 20 引腳為接地端， 40 引腳為電遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論 文 6 源端。芯片在本設(shè)計設(shè)計中起到了關(guān)鍵作用。 LED 發(fā)光器件一般常用的有兩類 數(shù)碼管和點(diǎn)陣。其中 P 為小數(shù)點(diǎn)。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論 文 7 當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時相應(yīng)的一個點(diǎn)或一個筆畫發(fā)亮控制不同組合的二極管導(dǎo)通就能顯示出各種字符。共陰極 LED 顯示管的發(fā)光二極管的陰極連在一起通常此共陰極接地。同樣共陽極 LED 顯示管的發(fā)光二極管的陽極接在一起通常此共 陽極接正電壓當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極接低電平時發(fā)光二極管被點(diǎn)亮相應(yīng)的段被顯示。 LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同根據(jù)材料不同正向壓降一般為 — 2V額定電流為 10mA 最大電流為 40mA。如表 23 所示。 55℃ 125℃。 CX20216 的總放大增益約為 80dB 其 7 管腳輸出的控制脈沖序列信號幅度在 ~5V 范圍內(nèi)。 決定 越小或 越大增益越高。采用峰值檢波方式檢波電容 為 10uF。積分電容 取 330pF。 CX2021:紅外解碼芯片。該裝置將單片機(jī)的實時控制及數(shù)據(jù)處理功能與超聲波的測距技術(shù)相結(jié)合可檢測著火時的溫度通過LED 顯示裝置顯示溫度并由蜂鳴器根據(jù)距離遠(yuǎn)近發(fā)出警告聲。系統(tǒng)框圖如圖31 所示。超聲波信號通過超聲波發(fā)射換能器發(fā)射到空氣中遇被測物反射后回聲波被超聲波接收換能器接收。報警系統(tǒng)根據(jù) LED 顯示的溫度發(fā)出報警。 40KHZ 左右的方波脈沖信號的產(chǎn)生通常有兩種方法 采用硬件如 555 測溫電路 14 振蕩產(chǎn)生或軟件。由單片機(jī) 端口輸出 40KHZ左右的方波脈沖信號 由于單片機(jī)端口輸出功率不夠 40KHZ方波脈沖信號遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論 文 10 分成兩路送給一個由 74HLS04 組成的推挽式電路進(jìn)行功率放大以便使發(fā)射距離足夠遠(yuǎn) 滿足測量距離要求最后送給超聲波發(fā)射換能器以聲波形式發(fā)射到空氣中。圖中輸出端上拉電阻 R16， R17 一方面可以提高反向器 74HLSO4 輸出高電平的驅(qū)動能力 另一方面可以增加超聲波換能器的阻尼效果縮短其自由振蕩的時間。本設(shè)計中采