智能火災(zāi)警報(bào)系統(tǒng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-09 03:02本頁(yè)面
【正文】 口電路 154 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 165 電路的調(diào)試 176 總結(jié)評(píng)價(jià) 17致謝 18參考文獻(xiàn) 1附件一：總體原理圖設(shè)計(jì) 2附件二：部分程序源代碼 3附件三：實(shí)物圖 61 緒論 課題背景隨著科技的不斷發(fā)展，人們現(xiàn)在對(duì)于電器的應(yīng)用越來(lái)越多，無(wú)論是家用電器，還是工廠使用的電器都越來(lái)越多。所以針對(duì)于火災(zāi)的發(fā)生我們應(yīng)當(dāng)盡早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的源頭并給予通報(bào)，因此我們對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的煙霧進(jìn)行采集，監(jiān)視所處的環(huán)境之中的煙霧濃度，以便于及時(shí)的發(fā)現(xiàn)火源，進(jìn)而盡量減小事故的發(fā)生，從而才能進(jìn)一步使我們生活的環(huán)境處于安全。其中一個(gè)方面是因?yàn)槿藗円庾R(shí)到了火災(zāi)對(duì)于人們生活的威脅性；另一方面是因?yàn)閭鞲衅鞯氖袌?chǎng)在外國(guó)不斷地快速發(fā)展，并且隨著傳感器的快速發(fā)展，傳感器不僅在工藝上得到了很大的提高，而且其越來(lái)越趨于小型化體積越來(lái)越小，也就是說在一個(gè)芯片上便包括了傳感器等一系列的電子器件。 煙霧傳感器的研究發(fā)明在我國(guó)是從上世紀(jì)七八十年代初才慢慢開始的，隨著我國(guó)對(duì)于煙霧傳感器的快速發(fā)展，不僅研制出的煙霧傳感器的型號(hào)越來(lái)越多樣而且煙霧傳感器的種類也越來(lái)越全，應(yīng)用于各個(gè)生產(chǎn)生活的領(lǐng)域。生產(chǎn)粗了許多針對(duì)于我們國(guó)家的煙霧傳感器。其中包括民用煙霧報(bào)警器、工業(yè)用煙霧報(bào)警器、 有毒有害煙霧報(bào)警器。有一些高端的報(bào)警器還可以開啟系統(tǒng)排風(fēng)扇功能，將火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧排到屋外去。該報(bào)警器根據(jù)狀態(tài)種類的不同，又可以分為三類。 檢漏儀相對(duì)于其他兩種的特點(diǎn)是體積很小，該儀器主要應(yīng)用之處便是對(duì)于燃?xì)夤艿赖墓芾?。探測(cè)器人們一般會(huì)將其裝于防爆現(xiàn)場(chǎng)，控制器人們通常則會(huì)將其放在有人值守的地方，比如傳達(dá)室等。當(dāng)工作人員在現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)到燃?xì)獍l(fā)生泄漏之后，就會(huì)通過電纜線將燃?xì)獍l(fā)生泄露的信號(hào)傳到控制器，相應(yīng)的控制器就會(huì)發(fā)出報(bào)警，在報(bào)警的同時(shí)該系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)排風(fēng)裝置并且會(huì)關(guān)閉閥門并進(jìn)一步會(huì)切斷燃?xì)獾脑搭^。(3) 有毒有害煙霧報(bào)警器有毒有害煙霧報(bào)警器相對(duì)于前文描述的探測(cè)器只是在檢測(cè)探頭上與其有輕微的差異，而在原理和應(yīng)用中都很相似。人們?cè)谠O(shè)計(jì)這種煙霧報(bào)警器時(shí)為了適應(yīng)家庭和工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)應(yīng)的安全性的要求，設(shè)計(jì)的該報(bào)警器應(yīng)當(dāng)包含有顯示報(bào)警的狀態(tài)。我們所設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)主要包括硬件設(shè)計(jì)部分和軟件設(shè)計(jì)部分。 電源開關(guān) 電源 STC89C52 單片機(jī)AD采集電路顯示電路報(bào)警電路按鍵控制 圖1 總體設(shè)計(jì)框圖我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)之中，CPU使用的是MCS51單片機(jī)系列中的STC89C52單片機(jī)。然后傳入到單片機(jī)之中，經(jīng)過軟件系統(tǒng)進(jìn)行查詢等環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào),最終經(jīng)過驅(qū)動(dòng)蜂鳴器和指示燈來(lái)進(jìn)行報(bào)警的產(chǎn)生。因?yàn)樵趫?bào)警器之中的信號(hào)的采集環(huán)節(jié)會(huì)用到煙霧傳感器。我們可以這么說，如果沒有傳感器在檢測(cè)過程中輸入精確有效的信號(hào)，那么就不會(huì)有檢測(cè)、控制等系統(tǒng)的精確產(chǎn)生。下圖，如圖2表示為煙霧傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 圖 2 煙霧傳感器及其結(jié)構(gòu)圖在上文的敘述之中，因?yàn)镸Q2半導(dǎo)體傳感器相對(duì)于其他的半導(dǎo)體煙霧傳感器來(lái)說，靈敏度非常的高，電導(dǎo)率現(xiàn)對(duì)于其他類型的傳感器來(lái)說變化更加大、響應(yīng)的時(shí)間和恢復(fù)的時(shí)間都非常的短、抑制影響的能力也非常強(qiáng)大，而且該傳感器所輸出的信號(hào)也非常大、壽命更加長(zhǎng)，工作平穩(wěn)性更加平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，所以這種傳感器在市面上的應(yīng)用非常的廣泛。所以下文我們將針對(duì)MQ2半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器做重點(diǎn)的介紹。當(dāng)這種傳感器所處的環(huán)境之中檢測(cè)出有煙霧氣體的時(shí)候，傳感器中的N型半導(dǎo)體氣敏元件的電導(dǎo)率與所檢測(cè)空氣中煙霧濃度成正比關(guān)系。 單片機(jī)選型單片機(jī)對(duì)于煙霧自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)來(lái)說是最為關(guān)鍵性的一個(gè)元件，可以說單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，因?yàn)樵谙到y(tǒng)中，單片機(jī)是用來(lái)接收信號(hào)并用來(lái)啟動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)一步會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的報(bào)警。同時(shí)，在能夠滿足報(bào)警器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的計(jì)算速度及接口功能要求的同類型單片機(jī)中，要考慮選擇價(jià)格低廉且體積輕巧的機(jī)型，在保證了報(bào)警器的精確性、可靠性及抗干擾性的基礎(chǔ)上，能夠不提高成本，縮小體積。下文我們會(huì)對(duì)STC89C52單片機(jī)做重點(diǎn)介紹。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 單片機(jī)的引腳功能描述 下面對(duì)STC89C52各引腳的功能進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹：1)電源引腳Vcc和VssVcc引腳可以表示為電源端為+5V，該引腳一共有40腳； Vss引腳可以表示為接地端引腳，該引腳一共有20腳； 2)引腳XTAL1和XTAL2 XTAL2可以表示為時(shí)鐘電路引腳，該引腳與外部晶體的一端相連接。如果需要使用到外部時(shí)針電路的時(shí)候，該引腳的輸入脈沖表示為外時(shí)鐘脈沖。該引腳一共有18腳。在單片機(jī)工作之中，它可以表示為電路反向放大器的輸入端。 3引腳 RST ALE PSEN 和EA。所以只有在RST引腳的輸入端的機(jī)器周期為高電平的時(shí)候，RST引腳才能夠完成復(fù)位操作。 ALE/PROG引腳可以表示為地址鎖存允許信號(hào)端。當(dāng)STC89C52單片機(jī)訪問片外RAM的時(shí)候，引腳ALE的為空之鎖存地址低八位的信號(hào)。通常情況下人們?nèi)绻胫涝撔酒欠駬p壞，就可以使用示波器查看ALE引腳有沒有輸出脈沖信號(hào)，如果沒有輸出信號(hào)的，則STC89C52芯片基本上來(lái)說是沒有問題的。 PSEN引腳我們可以表示為程序存儲(chǔ)允許輸出信號(hào)，在訪問片外RAM時(shí)，這個(gè)引腳的輸出脈沖可以作為片外ERROM/ROM的選通信號(hào)，該輸出脈沖信號(hào)值為負(fù)值。但是STC89C52單片機(jī)在訪問片外RAM時(shí)，則需要少生成兩次脈沖信號(hào)，該信號(hào)的值為負(fù)值。如果有脈沖輸出的話那么就基本上能夠說明AT89C52系統(tǒng)工作是正常。 EA/VPP可以分別表示為外部程序存儲(chǔ)器地址允許輸入端的引腳和固化編程電壓輸入端引腳。但是當(dāng)STC89C52單片機(jī)的數(shù)值超過OFFFH值的時(shí)候，STC89C52單片機(jī)就將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外RAM的程序。然而如果對(duì)于對(duì)于ROM的8031或8032單片機(jī)，因?yàn)镽OM的8031或8032單片機(jī)之中沒有芯片，那么我們就必須向外擴(kuò)展ERROM，那么在這個(gè)時(shí)候我們就必須將EA引腳接到地。該引腳一共有31腳。P0口可以表示為一個(gè)漏極開路的八位雙向輸入/輸出端口。P2口不僅可以表示為地址總線輸出地址高八位，而且也可以做為平常的輸入/輸出端口使用。詳情可以從以下的表中看出來(lái)。方案1： 方案一我們選擇PT100溫度傳感器。但是缺點(diǎn)就是這種溫度傳感器使用起來(lái)非常的復(fù)雜。DS18B20溫度傳感器的輸出總線的方式是通過 “ 一線 ” 總線這種獨(dú)特的方式。綜上所述，我們通過兩種溫度傳感器的比較，DS18B20溫度傳感器不僅可以直接輸出溫度值，而且不需要進(jìn)行過多的校正，因此，對(duì)于溫度傳感器的選擇，我們選擇DS18B20溫度傳感器。 圖3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路包括單片機(jī)電路、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路。我們通常會(huì)通過單片機(jī)的電源端的VCC引腳接入+5V電源，而單片機(jī)中的接地端的VSS引腳在通常情況下則會(huì)接地。打開電源的開關(guān)時(shí)單片機(jī)便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)，從而進(jìn)一步完成啟動(dòng)并且進(jìn)一步確定單片機(jī)的起始工作狀態(tài)。復(fù)位通常有兩種方法其中一種為上電自動(dòng)復(fù)位另一種為外部按鍵手動(dòng)復(fù)位，一般情況下單片機(jī)系統(tǒng)在時(shí)鐘電路的工作之后，在復(fù)位端出連續(xù)的輸出兩個(gè)周期的高電平時(shí)，這時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)就會(huì)完成復(fù)位操作。 單片機(jī)的時(shí)鐘電路與復(fù)位電路設(shè)計(jì) 我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)的系統(tǒng)之中我們采用STC89C52系列的單片機(jī)，STC89C52系列的
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