【正文】 模擬信號，用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其變成數(shù)字信號給單片機。如果煙霧濃度大則觸發(fā)報警電路，開始發(fā)出報警聲音則顯示非正常狀態(tài)，否則這是一個正常的狀態(tài)。同時，單片機查詢是否有按鍵按下。這對單片機的要求是計算速度較快。并作出相應的處理。在保證系統(tǒng)能夠可靠的性能和精確性能的同時不提高成本，縮小體積。（2）關于AT89C51本論文的控制芯片是AT89C51，它是由ATMEL公司生產(chǎn)的，AT89C51是一種含有4K字節(jié)的可擦除可編程的只讀存儲器，還有128字節(jié)的隨機存儲數(shù)據(jù)的存儲器的高性能、低電壓CMOS8位的微處理器的單芯片微型計算機，簡稱單片機。片內(nèi)有八位的中央處理器，和Flash存儲單元，可以在各個系統(tǒng)之中靈活的運用。兩個全雙工串行通信端口。芯片能用常規(guī)方法進行編程，同樣也可以在線編寫。圖31單片機 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選擇A/D轉(zhuǎn)換器的種類很多，就位數(shù)來分，有8位、10位、12位、16位等。而就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的A/D轉(zhuǎn)換器，有內(nèi)含多路開關的A/D轉(zhuǎn)換器。圖32 ADC0832芯片的引腳圖ADC0832 具有以下特點： 芯片的分辨率是八位的； 有兩個輸入模擬量的通道； 芯片的輸入輸出的電平和TTL、COMS是通用的； 電源的供電范圍也比較廣泛，五伏電源供電，輸入的電壓在零到五伏之間； 工作頻率是250KHZ，轉(zhuǎn)換的時間是32us； 芯片的功耗很小，大約是15mw； 封裝類型比較多如雙列直插、PICC等多種封裝； 商用的芯片溫度范圍是比較寬泛的在零到七十攝氏度之間，工業(yè)用芯片的溫度是零下40攝氏度到85攝氏度。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片的轉(zhuǎn)換速度也比較快而且穩(wěn)定。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，能夠很方便的選擇通道。②．光電式煙霧傳感器這種傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一套比較復雜的光通道，有紅外對管，當沒有煙霧的時候接受設備是接受不到紅外發(fā)射器發(fā)出來的紅外線，但是當有煙霧進入光學通道的時候，由于各種折射和反射，此時接收器就能接受到紅外線，這時控制系統(tǒng)通過和記憶值的比較來判斷是否發(fā)生火災，如果超過了記憶的數(shù)值就發(fā)出報警信號。當火災很大，而且煙霧濃度也比較大的時候，空氣中的煙霧的微小顆粒比較多，而且當無明火的燃燒會有更多的含有大顆粒的煙霧。光電式的傳感器會相對慢一些，但是兩者的間隔時間不大，但是這種火災發(fā)展的速度極快，發(fā)生后會迅速變大，這種場合適合安裝響應快的傳感器，建議安裝離子傳感器。③．氣敏式煙霧傳感器這種傳感器是用于識別氣體的傳感器。它的應用主要有：瓦斯氣體的探測、氟利昂的探測、一氧化碳氣體的探測、還有酒精的探測等等。氣敏式煙霧傳感器的最經(jīng)典的型號是MQ2氣體傳感器?；馂闹械臒熿F是有固體顆粒，還有可燃性氣體混合而成的，有很多的物理特性比如體積、質(zhì)量、溫度、電荷等物理特性。通過電壓的變化來表述火災現(xiàn)場煙霧離子的微電流變化裝置。而氣體傳感器是探測空氣中可燃性氣體的含量，在家庭中能對于煤氣，一氧化碳等有害性氣體進行探測。本次設計是家庭火災報警系統(tǒng)。MQ2型號傳感器功耗比較低，用途比較廣泛，適用于高靈敏度煙霧傳感器火災報警系統(tǒng)。給傳感器一個預熱電源（五伏直流電源），但溫度加熱到200~300℃溫度時候，空氣中的氧氣被二氧化錫所吸附，氧氣變成負離子吸附在表面，這樣半導體中的電子就會減少，從而導電能力減弱，使電阻值增加。就是利用這一點把煙霧的濃度的信息轉(zhuǎn)化成電信號，當煙霧的濃度越大，電阻率就會變小電阻就減小。 (b)MQ2型傳感器具有良好的重復性和長期的穩(wěn)定性。(c)MQ2型傳感器具有良好的抗干擾性，可準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。(2)MQ2型傳感器的特性參數(shù)。(b)取樣電阻：(RL) ~20K。(d)加熱功率：(P)約750mW。(f)響應時間：Tres＜10秒。 引腳說明： A1或A2為輸出的一端。 B1或B2為輸出另一端。對于選擇那種溫度傳感器我們需要考慮的因素有：A 所測量的溫度是不是要求記錄并且報警和自動控制，是不是要求遠距離傳送和遠距離傳輸。C 傳感器元件的封裝是否合適。E 所測量的場合對測量的元件是不是有影響和危害。根據(jù)以上的這些因素，經(jīng)過考慮，本次論文溫度傳感器使用的是DS18B20數(shù)字溫度傳感器。圖34 DS18B20數(shù)字溫度傳感器引腳圖這種溫度傳感器的主要特點：A 這中傳感器能實用很寬泛的電壓，使用電壓范圍是：~，一般不用獨立的電源，可以在寄生電源上工作。C 本傳感器支持多點網(wǎng)絡的功能，幾個傳感器可以并聯(lián)在一個三條線上，能夠?qū)崿F(xiàn)多點測試功能。E 本傳感器可以測量的溫度范圍是 －55℃～+125℃，當溫度在10～+85℃的范圍內(nèi)它的精度為177。F 可編程的分辨率是9~12位，℃、℃、℃℃，這樣就能適應需要高精度測量的場合。H 測量的結(jié)果能以數(shù)字的型式發(fā)出去。I 負壓特性：當電源的極性不小心接反的時候芯片不能燒毀，然而芯片也不能正常工作。DS18B20的內(nèi)部主要是由四部分構(gòu)成的，包括ROM光刻（64為）、溫度傳感器、溫度報警觸發(fā)器TH和TL(非揮發(fā))、和配置寄存器。當火災發(fā)生的時候，煙霧傳感器將煙霧的濃度轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后經(jīng)過放大器，把信號進行放大和濾波，把有效信號傳遞給A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬信號轉(zhuǎn)化成為數(shù)字信號，再傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將這些數(shù)字信號進行和記憶的數(shù)值進行對比，分析是否發(fā)生火災，然后把濃度轉(zhuǎn)換為十進制送到顯示部分進行顯示，發(fā)出聲光報警。報警器需要向傳感器提供一個五伏的直流電源，為了使系統(tǒng)運行可靠性增強，在提供電源的同時，進行故障檢測。煙霧檢測器的功能如下： 當系統(tǒng)自身發(fā)生故障的時候能夠自己排查。使用單片機的看門狗的功能，看門狗定時的檢測單片機的工作狀態(tài)，如果單片機進入死循環(huán)的狀態(tài)，馬上給單片機一個復位信號，保證系統(tǒng)的正常工作。引腳XTAL1是這個放大器的輸入端子，XTAL2是這個放大器的輸出端子。系統(tǒng)的晶振如圖37所示，但是外接的兩個電容的容量不同會對振蕩頻率的高低有一點影響，還有工作的穩(wěn)定性，對于起振的難易程度和溫度的穩(wěn)定性能也是有影響的。本論文使用的是石英晶體，電容選擇的是三十皮法。為了使運行可靠，當電源穩(wěn)定時候在經(jīng)過一段延時后再撤銷復位信號。復位是在單片機啟動過程起作用的，這樣使處理器和系統(tǒng)的每個部件都處在初始的狀態(tài)，然后開始工作。在系統(tǒng)正常工作的時候，同時振蕩器穩(wěn)定后，如果復位引腳上有高電平信號并且持續(xù)了兩個周期以上即二十四個振蕩周期。單片的有兩種復位方式，一種是手動按鈕復位，另一種是上電復位，這個論文采用的是手動復位。人的動作相對于系統(tǒng)是很慢的，按鈕的時間最快也是幾十毫秒。復位電路中S1為手動復位開關，電容C3可避免高頻諧波對電路的干擾。圖35 AT89C51單片機的晶振電路圖36 AT89C51單片機的復位電路 ADC0832是的5號和6號引腳由于不同時有效，為了節(jié)省單片機的接口所以連接在一起使用，當此引腳輸入的串行數(shù)據(jù)是0的時候則是選擇的通道0，當輸入的是1的時候選擇的是通道1，當輸入的是0、0的時候通道零接模擬信號的正相輸入端，通道一接輸入信號的負相。本次論文只是用單相一通道，所以單片機的P37口首先個給轉(zhuǎn)換芯片一個低電平，激活芯片，然后在給芯片，選中通道0。芯片和單片機的接口如圖37所示。同時在4（6）腳上輸出的信號經(jīng)過放大器和電容的濾波，根據(jù)虛斷可知 （31） （32）虛短可知 （33）所以這將傳感器的輸出信號進行了放大，可以增加報警系統(tǒng)的靈敏度。 光報警電路此類報警根據(jù)單片機所給電壓，確定LED燈中的電流流向，以驅(qū)動燈發(fā)光。圖中當單片機為低電平時，小燈是亮的；高電平時，小燈滅。LED數(shù)碼管是一種半導體的發(fā)光器件，它的組成是發(fā)光二極管，通過點亮不同的二極管來顯示所需要的數(shù)字，可以顯示0~9的數(shù)字。八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個小數(shù)點，按照能顯示八的個數(shù)可分為一位、兩位、四位等。其中共陰極指的是數(shù)碼管之中的發(fā)光二極管所有的陰極都連接在一起，同理共陽極是指所有的陽極都連接在一起形成一個公共端。為了提高單片機的驅(qū)動能力，大多選的都是共陽極，本論文選擇的也是共陽極數(shù)碼管。高電平的會發(fā)光，低電平的不會發(fā)光，通過選通不同的數(shù)碼管數(shù)碼管閃爍發(fā)光，由于時間比較短，所以人的眼睛分辨不出來的，看上去是每個數(shù)碼管都在發(fā)光。如311圖所示。S5是緊急呼叫按鍵。因為C語言比較簡練，他是由函數(shù)組成的，設計的時候結(jié)構(gòu)比較分明，幾個函數(shù)模塊可以分別調(diào)用，當調(diào)試程序的時候，如果出現(xiàn)問題更容易排查，改進程序的時候也容易找到相應的模塊。 火災報警系統(tǒng)程序設計火災報警系統(tǒng)控制器的控制系統(tǒng)是采用AT89C51作為控制芯片，主要功能模塊包括：控制IO端口、邏輯判斷處理、驅(qū)動外部電路、語音報警和A/D采樣等，該部分是火災報警系統(tǒng)智能化的集中體現(xiàn)。這樣使程序有清晰的結(jié)構(gòu)。這個系統(tǒng)主要包括主程序、火災判斷和報警子程序，還有溫度煙霧數(shù)據(jù)采集子程序。本程序是一個無線循環(huán)的，它的流程是：當系統(tǒng)得電后系統(tǒng)的各個部分包含單片機的各個功能模塊都將進行初始化，然后就進行火災報警的數(shù)據(jù)采集的部分，然后開始判斷是否有火災發(fā)生，最后進行報警程序。這樣紅燈和黃燈是不發(fā)光的，綠燈時發(fā)光的，蜂鳴器也不會發(fā)出報警。先要設定定時器的工作方式，在開啟中斷系統(tǒng)，用來響應中斷的定時器，并且及時對氣體的濃度進行采樣。開始定時器初始化值開中斷關閉蜂鳴器打開綠燈是否報警？ Y設定初值