【正文】 The fire但是，如果在用火的時(shí)候處理不當(dāng)，失去對其有效的控制，也將對我們的生活安全和生命財(cái)產(chǎn)帶來嚴(yán)重的害。一個(gè)個(gè)觸目驚心的案例使我們意識到，只有利用電子技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，設(shè)計(jì)出自動(dòng)化、智能化的火災(zāi)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，才能保護(hù)我們的生命和家園。美、德、日、英在很多年之前就已經(jīng)開始有效的把自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警作為公共報(bào)警手段接入監(jiān)控系統(tǒng)，在監(jiān)控系統(tǒng)管理上也非常規(guī)范。目前，國內(nèi)很多知名企業(yè)已經(jīng)開始于國際接軌，研發(fā)技術(shù)也不斷接近世界先進(jìn)水平。主要的研究內(nèi)容包括：、軟件的構(gòu)架設(shè)計(jì)27 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體功能概述火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常是由探測器和報(bào)警器共同構(gòu)成。整體電路的框圖如圖21所示。圖22為系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。如果發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)以聲光的形式報(bào)警?？傮w流程見圖24。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進(jìn)行判斷，然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。 系統(tǒng)核心芯片選擇 傳感器介紹 AD590溫度傳感器AD590是美國Analog Devices公司推出的電流型二端溫度傳感器。其輸出與溫度變化成正比，即1μA/k。圖31 AD590應(yīng)用電路圖AD590有以下特點(diǎn)：AD590的測溫范圍55℃～+150℃。電源電壓可在4V6V范圍變化，電流變化1，相當(dāng)于溫度變化1K。輸出電阻為710MΩ；精度高?！?。 圖32 TGS202應(yīng)用電路圖 ISD1420語音芯片 ISD1420引腳引腳圖如圖33所示。PLAYE：邊沿觸發(fā)放音。PLAYL：電平觸發(fā)放音。 RECLED：錄音指示。MIC REF：話筒參考。當(dāng)以差分形式連接話筒時(shí)能降低噪聲?？山档褪д妗NA IN：模擬輸入。XCLK：外部時(shí)鐘。輸入時(shí)鐘的占空比無關(guān)緊要，因?yàn)閮?nèi)部首先進(jìn)行了分頻。有兩個(gè)作用，取決于最高（MSB）兩位 AA6 的狀態(tài)。定義好串行口的工作方式（SCON字節(jié)地址為98H，可位尋址），當(dāng)由按鍵輸入或其它需要語音輸出時(shí)，串行口向CPU申請中斷，響應(yīng)中斷后，CPU便可以從串行數(shù)據(jù)中識別出語音段編號，輸出語音信號。 80C51芯片 80C51芯片的引腳及功能80C51芯片的引腳如圖34所示。 VCC：供電電壓4~6V典型值5V）；178。 RST ：復(fù)位引腳輸入高電平使89C51復(fù)位，返回低電平退出復(fù)位；178。178。 P0口：P0口是一種帶8位漏級開路雙向I/O口，每一個(gè)腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)在P0口的管腳第一次寫1時(shí)，將被認(rèn)定為高阻輸入。178。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。178。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。 P3口：P3口是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)作為輸入由于外部下拉為低電平，因?yàn)樯侠木壒仕訮3口將輸出電流（ILL）。 ALE/PROG：對外部存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于對地位字節(jié)進(jìn)行鎖存。平時(shí)，ALE端輸出正脈沖信號以相同的頻率周期。這時(shí)ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令才能起作用。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號，由外部程序存儲(chǔ)器指期間，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。178。綜上所述，MCS—51系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)：1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；2).單片機(jī)對外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。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。A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換專用芯片ADC0809，ADC0809由8路模擬開頭、地址鎖存與譯碼器、8位A/D轉(zhuǎn)換器和三態(tài)輸出鎖存緩沖器組成，芯片引腳圖如圖35所示, 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖36所示。（2）最大不可調(diào)誤差：ADC0809為1LSB。（4）具有鎖存控制的8路模擬選通開關(guān)。（6）轉(zhuǎn)換速度取于決芯片的時(shí)鐘頻率。 數(shù)碼管顯示電路ICM7218 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L ED 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ICM7218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。數(shù)據(jù)接收結(jié)束，ICM7218在掃描控制電路的控制下，按設(shè)定的譯碼模式，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。 圖37 ICM7218引腳圖及內(nèi)部框圖 單片機(jī)外圍接口電路晶振電路為單片機(jī)80C51工作提供時(shí)鐘信號，芯片內(nèi)含高增益反相放大器，XTAL1與XTAL2作為其輸入、輸出。系統(tǒng)晶振電路如圖38所示。 復(fù)位電路其作用為在系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號，待電源穩(wěn)定一定時(shí)間之后再撤銷。上電復(fù)位與手動(dòng)按鈕復(fù)位是最常用的兩種單片機(jī)復(fù)位方式，本設(shè)計(jì)采用后者，具體電路如圖38所示。SWPB為手動(dòng)復(fù)位開關(guān)，電容C1可避免高頻諧波對電路的干擾。 ～。START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號，其上跳沿來臨時(shí)可將內(nèi)部的寄存器清零；而下跳沿來臨時(shí)則A/D轉(zhuǎn)換開始。EOC：其為高電平時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，為低電平時(shí)表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。由于本設(shè)計(jì)中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是ADC0809，其工作的時(shí)鐘信號為500KHz，因其內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，時(shí)鐘信號由外部80C51的ALE端口提供。圖391 80C51與ADC0809接口仿真電路 圖392 80C51與ADC0809接口電路原理圖當(dāng)80C51的ALE端口不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，80C51的ALE端以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，故晶振設(shè)定12MKz，再經(jīng)過二分頻電路，單片機(jī)即可向ADC0809輸出500KHz的時(shí)鐘信號。D觸發(fā)器的特性方程為 由于當(dāng)CP=1時(shí)，D觸發(fā)器有效；CP=0時(shí)，觸發(fā)器保持原來狀態(tài)。由于本火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)只采集溫度、煙霧信號，經(jīng)過調(diào)理的溫度、煙霧信號分別進(jìn)入ADC0809的IN0和IN1端口，其余輸入引腳接地，8個(gè)數(shù)字量輸出引腳接80C51的P0口。ADC0809通道選通如表31。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0~O7呈高阻態(tài)，既不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。鎖存允許端LE為高電平時(shí)，輸出端O0~O7 狀態(tài)與輸入端D0~D7狀態(tài)相同；當(dāng)LE由“1”變?yōu)椤?”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。當(dāng)P20=0時(shí)，與寫信號WR共同選通ADC0809。當(dāng)ALE端口變?yōu)楦唠娖?，?4LS373輸出端的低3位地址存入A/D的地址鎖存器中，此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。例如，輸出地址F8H可選通通道IN0，實(shí)現(xiàn)對溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換；輸出地址F9H可選通通道IN1，實(shí)現(xiàn)對煙霧傳感器輸出的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)80C51知道A/D轉(zhuǎn)換完成后，P20與讀信號RD共同控制下的A/D端口OE電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到單片機(jī)上。本設(shè)計(jì)的信號處理電路如圖310所示，圖中的運(yùn)算放大器接為電壓放大電路。圖311 語音報(bào)警電路AD轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號傳輸給P0口，讀取P0口的內(nèi)容跟設(shè)定的值進(jìn)行判定，如果大于設(shè)定值，控制語音芯片ISD1420的發(fā)出火災(zāi)語音報(bào)警. 如果小于于設(shè)定值，說明正常