【正文】 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................. 15 系統(tǒng)功能設(shè)計 ................................................. 15 聲音報警模塊 ........................................... 15 狀態(tài)提示燈模塊 ........................................ 16 按鍵報警模塊 ........................................... 16 煙霧的探測模塊設(shè)計 .................................... 17 本章小結(jié) ..................................................... 17 徐福 _基于 單片機 的煙霧 報警系統(tǒng)設(shè)計 5 煙霧報警系統(tǒng)的實現(xiàn) ........................................... 18 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 ................................................. 18 關(guān)鍵模塊的實現(xiàn) ............................................... 18 系統(tǒng)調(diào)試 ..................................................... 20 本章小結(jié) ..................................................... 22 6 總結(jié)和展望 ................................................... 23 總結(jié) .......................................................... 23 展望 .......................................................... 23 參考文獻 ....................................................... 24 致 謝 ......................................................... 26 附 錄一 煙霧報警器元件清單 ...................................... 27 附錄二 程序 .................................................... 28 華東交通大學理工學院畢業(yè) 設(shè)計 1 1 緒論 課題研究背景 煙霧傳感器 報警 系統(tǒng)設(shè)計的軟 硬 件平臺的開發(fā)和應(yīng)用是非常 廣泛 的作 用 為一個整體系統(tǒng) ,每個系統(tǒng)的硬件都安插 在整個系統(tǒng)中 ,它將不可避免地向小型化 、 集成度高 、 網(wǎng)絡(luò) 、 智能的 順勢發(fā)展方向； 近 些 年來 ,隨著計算機 在市場上的 成本 大大 降低和微處理器 不斷的成 收縮 狀態(tài) ,煙霧報警系統(tǒng)的開發(fā)建設(shè)將 會給實際 的社會領(lǐng)域里 有廣泛的應(yīng)用前景。 課題研究 目的 和意義 目的： 設(shè)計一個煙霧報警系統(tǒng)由單片機控制 ,使用煙霧傳感器 (MQ 2)實時監(jiān)控條件的 煙霧濃度 ,煙霧 對周圍環(huán)境突變的 報警 。 意義： 煙霧報警器 系統(tǒng) 的設(shè)計系統(tǒng)可以進行實時監(jiān)測煙霧突變 ,突態(tài)能夠報警 ,有突變的影響報道早期預防火災(zāi)和煙霧。在 世界上 ， 火災(zāi)是一種災(zāi)害發(fā)生 很 頻繁的，幾乎都有 發(fā)生 的。其中 ,火 災(zāi)在 歐洲 發(fā)生很 頻繁 ,死亡人數(shù) 卻 很少 ,這是歐洲國家的生活水平 的發(fā)展程度 和歐洲 的相關(guān) 消防技術(shù) 有關(guān) ,具有高 安全意識和相關(guān)設(shè)施 。據(jù)統(tǒng)計，中國第二十世紀 90 年徐福 _基于 單片機 的煙霧 報警系統(tǒng)設(shè)計 代火災(zāi)約 89 萬 ，使中國人民的經(jīng)濟生活的重大損失。在第二十一世紀，僅在幾年的時間，中國失 火 萬件 ， 10059 人死亡，約 億 元的直接經(jīng)濟損失?；馂?zāi)是 危害生命和財產(chǎn)的 因素之一 。 論文 主要 研究內(nèi)容 內(nèi)容： 煙霧報警系統(tǒng) 有很多種設(shè)計方法，有用純硬件的和軟硬的，本設(shè)計是用軟硬件的方法，由 觸發(fā)裝置模塊 ,數(shù)據(jù)處理模塊 ,報警裝置模塊和顯示模塊的設(shè)備模塊 組成的系統(tǒng) 。報警模塊也有兩種，一是聲音警報（蜂鳴器）模塊，光報警裝置（ LED）模塊 ， 此 設(shè)計有兩個。 選用 STC89C52 單片機為主要 控制核心 ,提高數(shù)據(jù)處理 和分布處理 等操作。 論文的主要內(nèi)容是 : 第一章 緒論 ：本章闡述 了 煙霧 報警器的 研究背景和概括國內(nèi)外未來方向，論文研究的目的和意義進行簡單 地說明，還有簡單的主要內(nèi)容。 并簡單介紹了 MQ2 的結(jié)構(gòu)和特性。 第四章 煙霧報警 系統(tǒng) 的設(shè)計：這章是 硬件設(shè)計，在對 總體 系統(tǒng)硬件設(shè)計時，我們主要 闡述 它的 各模塊 電路的設(shè)計。熟悉 Keil 操作環(huán)境設(shè)計的整個過程的軟件實現(xiàn)和介紹。 第六章 總結(jié)與展望 。 就單個 芯片 來說 ,包含 8位 CPU 以及 在系統(tǒng)可編程 Flash,嵌入式控制應(yīng)用程序 的特點有 高靈活和 高 效性，它的 解決方案 是根據(jù) STC89C51 提供的 。另一個 STC89C52 靜態(tài)邏輯運算可以減少到 0 赫茲 ,選擇節(jié)電模式 可有 兩種類型的軟件。 STC89C52 單片機停止 運行后 ,振蕩器 也會停止，此時是 掉電保護模式 ,內(nèi)存內(nèi)容 會自動 保存 ,必須使用 下一個中斷或硬件復位。 表 是STC89C52 主要 功能 特性 ,如圖 21 是 STC89C52 芯片的引腳圖 表 ： STC89C52 主要的功能 STC89C52 引腳介紹 ① 主電源引腳端（ 2 根） VCC(P40)： 該電源輸入端口，連接到 +5V 電源 主要的功能特性 MCS51 指令系統(tǒng)均匹配 4K 重復擦寫 Flash ROM 雙向 I/O 端口（ 32） 內(nèi)部的 RAM（ 256x8bit） 可編程定時 /計數(shù)器中斷（ 3 個16 位） 時鐘效率： 0 至 24MHz 串行的中斷（ 2 個） 可編程 UART 串行通路 外部的中斷源（ 2 個） 中斷源 6 個 讀取和寫入的中斷線（ 2 個） 加密位 3 級 低功耗閑空、掉電兩種模式 設(shè)立軟件休眠和提醒能力 徐福 _基于 單片機 的煙霧 報警系統(tǒng)設(shè)計 GND(P20)：接地線端口 ②外接晶振引腳端（ 2 根） XTAL1(P19)：振蕩輸入 XTAL2(P20)：輸出振蕩 ③控制引腳端（ 4 根） RST/VPP(P9)：復位，管腳有 2 個機器的周期高電復位。 ④可編程輸入引腳端 /輸出引腳端（共 32 根） STC89C52 單片機的 可編程的 I/O 口（一共 4 組 8 位），分別為 P0、 PP P3口，每一個口共 8 位（ 8 根管腳），共 32 根。 P1（ P1P8）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。 P3（ P10P17）：雙向 I/O 線（ 8），名稱：接 。 圖 21 STC89C52 芯片引腳圖 STC89C52 的應(yīng)用 STC89C52 芯片 以及所需的必要的模塊 就會組成 最小的系統(tǒng) ,電源、時鐘和復華東交通大學理工學院畢業(yè) 設(shè)計 5 位可以 為 STC89C52 芯片就是典型的最小系統(tǒng)，并 是在正常操作條件 下 。 ROM/ EPROM 是 STC89C52 單片機芯片 的一種內(nèi)存 ,芯片 在構(gòu)成 最小系統(tǒng) 時，優(yōu)點是單一 、 靠得住 。 圖 22 最小 的 系統(tǒng)原理框圖 時鐘電路 STC89C52 單片機 有 內(nèi)部時鐘 和 外部時鐘。內(nèi)部振蕩電路 ,在 STC89C52 單片機只有 XTAL1(P18)、 XTAL2(P19)和 外部石英晶體 (晶體 )組成的自激振蕩器和一個單一的內(nèi)部產(chǎn)生的時鐘信號。晶粒大小的半胱氨酸振蕩頻率的振動之間的選擇 至 12 MHZ,典型值是 12 MHZ。 重新開始有兩種，一是上電，二是手動復位按鈕 。后者 將是一個兩層的方法和脈沖方式。 R110kC110uFS4V C C9 圖 24 STC89C52 單片機 復位電路 STC89C52 中斷的技術(shù) 實時監(jiān)控和控制 中都運用了 中斷技術(shù) ,相符 的服務(wù)請求 是要靠 單片機 才 可以提出請求 隨 時 反 應(yīng)中斷源 ,并 要求 快速 的做出 反應(yīng) ,實 時 服務(wù) 。 在 中斷服務(wù)處理程序 的任務(wù) 處理完成后 ,再次 跳 回到斷點 的 主程序 相續(xù) 運 作 中斷 前所暫停的工作 。 圖 25 系統(tǒng)中斷過程 如果沒有中斷系統(tǒng)控制 ,STC89C52 單片機可以浪費在查詢是否 有新的服務(wù)請求查詢操作的時機。 華東交通大學理工學院畢業(yè) 設(shè)計 7 MQ2 傳感器 的特性與結(jié)構(gòu) MQ2 型氣體傳感器用于氣 體 作為城市天然氣的主要成分 ,其他 氣 體 和液化石油氣的測量 ,它具有較強的抗干擾能力。 （ 2）簡單的驅(qū)動電路。 （ 4) 功耗控制在 左右的單項電源供電。 MQ2 型氣體傳感器元件具有兩種類型。 該裝置的靈敏度： S = RO / RX 是 10 到 30。 RX是在 %的丁烷濃度值 QM 系列阻抗。 （ 6）工作環(huán)境：正常溫度范圍是 10℃到 +50℃，則濕度不小于 85%的相對濕度 圖 26 MQ2 的結(jié)構(gòu)圖 圖 27 圖，底座是用耐高溫酚醛塑料， 腳是 鍍鎳銅線，蓋為雙層 密 紋不銹鋼網(wǎng)，強度和較高的抗爆炸能力。只有 6 引腳 封裝氣體敏感元件管腳 ,其中四個信號 ,l 兩個 加熱電流。下面對芯片各管腳的功能進行介紹。 D0D7： 8 位數(shù)字量的輸出端。 ALE：輸入，地址鎖存允許信號，接高電平。 EOC： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，出口，不能工作時有高電平（低電平有用）。 如果 A / D 在輸入端的轉(zhuǎn)換，高 電 平的 端 口，三態(tài)門在輸出端將被打開，然后有數(shù)字輸出。時鐘頻率不超過 640kHz。 Vcc：電源，單 一 +5V。 華東交通大學理工學院畢業(yè) 設(shè)計 9 圖 ADC0809 芯片的引腳圖 工作原理：首先是進入一個 3 位地址 ,使 ALE= 1,地址在地址鎖存器。開始逐次逼近寄存器將被重置。如果 OE 輸入高電平，輸出三態(tài)門開啟，將數(shù)字輸出到數(shù)據(jù)總線 。數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵問題是如何確認完成 A/D 轉(zhuǎn)換 ,因為只有確認完成 ,才 可以傳 輸 。如 A/D 轉(zhuǎn)換時間 （ T=6 MHZ 的MCS 51 單片機 64 個 機器的周期 ）， T=128us。 （ 2）查詢方式 A/D 轉(zhuǎn)換 會體現(xiàn)出來 轉(zhuǎn)換完成狀態(tài)信號 ,如 ADC0809 芯片端。 （ 3） 中斷方式 中斷請求信號 ,傳輸數(shù)據(jù)的干擾 ，兩者都是靠 顯示轉(zhuǎn)換的狀態(tài)信號 (EOC)運用實現(xiàn)的 。 STC89C52單片機 首先 發(fā)送出地址和有效信號。 本章小結(jié) 主要講解了 STC89C52 單片機、 MQ2 氣體敏感元件和 ADC0809 芯片的相關(guān)知識，分別闡述了芯片的參數(shù)、引腳 作用、結(jié)構(gòu)和功能運用等，以及了解各芯片的一些應(yīng)用和各芯片的管腳所對應(yīng)的功能分析。燃燒 是有 物質(zhì)分解 為許多氣體的 ,而在燃燒的過程中會 釋放大量的有毒氣體 ,會導致人們在無意就 中毒 ,無法 安全離開現(xiàn)場 ,在這樣的特殊情況下人類設(shè)計出 煙霧報警系統(tǒng) ，它 可以監(jiān)測氣體濃度的 突 變 ,來提醒 人們 現(xiàn)場 氣體濃度 的數(shù)值 ,通知人及時疏散 ，不會帶來生命安全和經(jīng)濟損失 。煙霧報警系統(tǒng)可以實時監(jiān)控和準確的了解現(xiàn)場 火災(zāi)報警 情況 ,防止和減少火災(zāi) 給生活帶來災(zāi) 害 ,保護我們 周圍環(huán)境 安全和 物質(zhì) 安全 以及經(jīng)濟損失 的重要性 ,這樣對 經(jīng)濟和社會效益 都有