【正文】 溫式、差定溫式等幾種。定溫式探測器是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，火災(zāi)引起的溫度上升超過某個(gè)定值時(shí)啟動(dòng)報(bào)警的火災(zāi)探測器。其中線型是當(dāng)局部環(huán)境溫度上升 達(dá)到 規(guī)定值時(shí)，可熔絕緣物熔化使兩導(dǎo)線短路，從而產(chǎn)生火災(zāi)報(bào)警信號。 ② 差溫式探測器。它也有線型和點(diǎn)型兩種結(jié)構(gòu)。 ③ 差定溫式探測器。差定溫式探測器一般多是膜盒式或熱敏半導(dǎo)體電阻式等點(diǎn)型組合式探測器。感光式火災(zāi)探測器又稱 火焰探測器 ， 它是用于響應(yīng)火災(zāi)的光特性。根據(jù)火焰的光特性，目前使用的火焰探測器有兩種：一種是對波長較短的光輻射敏感的紫外探測器，另一種是對波長較長的光輻射敏感的紅外探測器。紅外光探測器基本上包括一個(gè)過濾裝置和透鏡系統(tǒng)，用來篩除不需要的波長，而將收進(jìn)來的光能聚集在對紅外光敏感的光電管或光敏電阻上。如石油、炸藥等化工制造的生產(chǎn)存放場所等?？扇?xì)怏w探測器河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 有催化型、紅外光學(xué)型兩種類型。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化。它一方面要接收來自經(jīng) ADC0809轉(zhuǎn)換后的氣體數(shù)字信號和 DS18B20 的溫度數(shù)字信號，另一方面要對這兩種信號分別進(jìn)行處理，以控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作。并且也要考慮選擇低價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為研制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。 AT89C51是一種帶 4K字節(jié) FLASH存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱 單片機(jī) 。 其中有 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 、 128 8 位內(nèi)部 RAM、 32可編程 I/O 線、兩個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 5 個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。由于將多功能 8 位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器。 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 2 AT89C51 引腳圖 溫度傳感器 （ 1） DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器，即“一線器件”，其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： ① 用單總線的接口方式與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 ② 測量溫度范圍寬，測量精度高 DS18B20 的測量范圍為 55 ℃ ~+ 125 ℃ ； 在 10~+ 85176。 176。 ③ 在使用中不需要任何外圍元件。 ⑤ 供電方式靈活 DS18B20 可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。 ⑥ 測量參數(shù)可配置 DS18B20 的測量分辨率可通過程序設(shè)定 9~12 位。 ⑧ 掉電保護(hù)功能 DS18B20 內(nèi)部含有 EEPROM ，在系統(tǒng)掉電以后，它仍可保存分辨率及報(bào)警溫度的設(shè)定值。 ROM 中的 64 位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該 DS18B20 的地址序列碼，每個(gè) DS18B20 的 64 位序列號均不相同。 ROM的作用是使每一個(gè) DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè) DS18B20的目的。 其中 GND 為電源地。 VDD 為外接供電電源輸入端。本設(shè)計(jì)采用外部電源供電方式。 圖 5 DS18B20 外部電源供電 (5) 16 位數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在 DS18B20 的兩個(gè) 8 比特的 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，這 5 位為 0，只要將測到的數(shù)值乘于 即可得到實(shí)際溫度；如果溫度小于 0，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(shí)際 溫度。數(shù)據(jù)溫度表見表 1。當(dāng)處于 200~300176。當(dāng)與煙霧接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調(diào)制而變化， 就會(huì)引起表而電導(dǎo)率的變化。遇到可燃煙霧（如CH4 等）時(shí)，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。這就是 MQ2 型燃性氣體傳感器檢測可燃煙霧的原理。 ② MQ2 型傳感器具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性。 ③ MQ2 型傳感器具有良好的抗干擾性，可準(zhǔn)確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息，例如酒精和煙霧等。 。 圖 6 MQ2 電路圖 （ 2） 自感應(yīng)器件 MQ－ 2 參數(shù) ，見下表 表 表 4。2 ℃ Vc:177。5% Vh: 177。 V AC or DC RL 負(fù)載電阻 可調(diào) 1 RH 加熱電阻 31Ω177。 其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8 路模擬輸入信 號中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 （ 1） 主要特性 ① 8 路輸入通道， 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8 位。 ③ 轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100μs(時(shí)鐘為 640kHz 時(shí) )， 130μs（時(shí)鐘為 500kHz 時(shí)） 。 ⑤ 模擬輸入電壓范圍 0～ +5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ⑦ 低功耗，約 15mW。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 7 所示 。 ADC0809 引腳圖如下圖 8所示。 ② IN0～ IN7： 8 路模擬量輸入端。 ④ ADDA、 ADDB、 ADDC： 3 位地址 輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 ⑤ ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 ⑦ EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。要求時(shí)鐘頻率不高 于 640KHZ。 ○11 Vcc：電源，單一 +5V。 2376 5184U?C A 3 11T2376 5184U?C A 3 11TI N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10 圖 8 ADC0809 引腳圖 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片 ICM7218A ICM7218A 是 INTERSIL公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用 8 位 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路 , 28 腳雙列封裝 ,是一種多功能 LED 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片 ,可與多種單片機(jī)接口使用。同樣由單片機(jī)向 ICM7218A 寫控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部 RAM 寫數(shù)據(jù)一樣簡單。當(dāng) MODE=“ 1”，送入的是控制寄字；當(dāng) MODE=“ 0”，八位顯示數(shù)據(jù)通過 ID0～ ID7 寫入。 ICM7218A 以動(dòng)態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動(dòng)器和位控驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制信號，直到下一個(gè)控制字寫入前，不停地進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示工作。 ICM7218A 芯片有兩種譯碼方式：十六進(jìn)制譯碼和十進(jìn)制譯碼，由控制字決定。 (2) 單 + 5V 供電 ,電壓降到 2V 時(shí)數(shù)據(jù)不丟失 。 (4) 編程容易 ,占用微處理 器時(shí)間少 。 (6) 體積小 ,不發(fā)熱。 圖 9 ICM7218A 引腳圖 圖 10 ICM7218A 內(nèi)部框圖 河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 表 5 ICM7218A 引腳功能 信號放大電路 傳感器輸出信號一般比較微弱，需要經(jīng)過前置電路對其進(jìn)行放大、濾波、電平調(diào)整，滿足單片機(jī)對輸入信號的要求。由于系統(tǒng)采用的是單極性供電， 所以采用同相比例放大電路，可以減少硬件開銷；反之，如果采用反相放大，則一般需要利用雙極性供電，這就需要系統(tǒng)額外的利用變壓芯片產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，這顯然 會(huì)造成浪費(fèi)。 LM324 是單片高增益四運(yùn)算放大器，可在較寬電壓范圍內(nèi)的單電源 或雙電源下工作，其電源電流很小且與電源電壓無關(guān)，四個(gè)運(yùn)放一致性好；其輸入偏流電阻是溫度補(bǔ)償?shù)?，也不需外接頻率補(bǔ)償，可做到輸出電平與數(shù)字電路兼容。 同相比例運(yùn)算電路中反饋的組態(tài)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，同樣可以利用理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)特點(diǎn)來分析其電壓放大倍數(shù)。同相比例運(yùn)算電路有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1) 同相比例運(yùn)算放大電路是一個(gè)深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 R310 kR61KR710 0KU 1AL M 3 24U 1BL M 3 249V9VV C CR439 KM Q 2V r e fViR550 0KVo河北科技師范學(xué)院 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 (2) 電壓放大倍數(shù) A =1+ R4 /R3 ，即輸出電壓與輸入電壓的幅值成正比，且相位相同，所以此電路實(shí)現(xiàn)了同相比例放大。 (3) 由于引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因此電路的輸入阻抗很高，輸出阻抗很低。此放大電路還加了參考電壓，引入了零點(diǎn)調(diào)節(jié)功能，這樣可以更方便的調(diào)整由于不同傳感器導(dǎo)致的零點(diǎn)變化問 題。所以調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，就可以直接改變放大電路的參考電壓。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 經(jīng)氣體傳感器所檢測的電壓信號為模擬信號，無法直接被單片機(jī)所識別，所以在經(jīng)過放大電路后對信號進(jìn)行 A/D 裝換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機(jī)。 氣體傳感器的輸出 端經(jīng)放大后接到 ADC0809 的 IN0。當(dāng) =0 時(shí)，與寫信號 WR 共同選通 ADC0809。 ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號 EOC 接到 AT89C51 的 INT1 引腳，當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后，EOC 變?yōu)楦唠娖剑硎巨D(zhuǎn)換結(jié)束，產(chǎn)生中斷。由于 ADC0809 片內(nèi)無時(shí)鐘，故利用 AT89C51 提供的地址鎖存使 能信號 ALE 經(jīng) D 觸發(fā)器分頻后獲得時(shí)鐘。電路圖如圖 12 所示。當(dāng)可燃性氣體濃度 或溫度 超過限定值時(shí)， 將8Q 置為低電平，三極管導(dǎo)通， 揚(yáng)聲器發(fā)出鳴叫報(bào)警 。黃燈亮表示環(huán)境中溫度超 過警限值，紅燈亮表示環(huán)境中有可燃?xì)怏w超過 LEL 爆炸下限 ，提醒用戶盡快采取相應(yīng)措施。 R 11R 12Q1P N PV C CS P E A K E RV C COC1C111D31Q22D42Q53D73Q64D84Q95D135Q126D146Q157D177Q168D188Q1974 L S 37 3D32S C 1 81 5R 135k1K1KR 101KD1D2綠紅黃E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10A T 8 9C 5 1I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L