【正文】 是050℃，最大1060℃，溫度95﹪。NIS09C離子煙霧探測(cè)器探測(cè)到的是煙霧濃度模擬量，煙霧濃度p和輸出電壓v之間是近似線性的關(guān)系，其特性曲線方程：v=+。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振蕩器一起構(gòu)成自激振蕩器。由于外接電容CC3的容量大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，電容的容量大小范圍為；如果使用陶瓷諧振，則電容容量大小為。（2）復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果REST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端REST上加入高電平,采用的辦法是在REST端和正電源VCC之間接一個(gè)按鈕。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，設(shè)計(jì)完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。AT89C51晶振電路與復(fù)位電路如圖35，圖36所示。 ～。其中ALE信號(hào)與ST信號(hào)連在一起，在WR信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲(chǔ)單元。因?yàn)锳LE信號(hào)的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，如果時(shí)鐘頻率為12MHZ，則ALE信號(hào)的頻率為2MHZ，經(jīng)四分頻后為500KHZ，與ADC0809的典型值吻合。當(dāng)AT89C51的ALE端口不訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，AT89C51的ALE端以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，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(hào)。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(hào)，經(jīng)過調(diào)理的溫度、煙霧信號(hào)分別進(jìn)入ADC0809的IN0和IN1端口，其余輸入引腳接地，8個(gè)圖37 AD轉(zhuǎn)換電路數(shù)字量輸出引腳接AT89C51的P0口。本設(shè)計(jì)使用74LS373作為地址鎖存器，當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，輸出端O0~O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。圖中三態(tài)允許控制端OE接地，表示三態(tài)門一直打開。LE端接至單片機(jī)的地址鎖存允許ALE端。圖中ALE信號(hào)與START信號(hào)連在一起，在WR信號(hào)的前沿寫入地址信號(hào)，在其后沿啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。START上升沿將A/D內(nèi)的寄存器清零，下降沿啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換，之后EOC端變成低電平，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)EOC接到AT89C51的INT1引腳，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成后，EOC變?yōu)楦唠娖?，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器,并產(chǎn)生產(chǎn)生中斷。 煙霧信號(hào)調(diào)理電路濾波電路能使有用頻率信號(hào)通過，同時(shí)抑制無用頻率成分，濾除或衰減無用頻率信號(hào)到足夠小。為使濾波器的濾波特性接近理想特性，即在通頻帶內(nèi)特性曲線更平緩在同頻帶外特性曲線衰減更陡峭，只有增加網(wǎng)絡(luò)的級(jí)數(shù)，系統(tǒng)使用二階濾波器電路。將串聯(lián)的兩節(jié)RC低通網(wǎng)絡(luò)直接與反向電壓跟隨器電路相連，可構(gòu)成煙霧、溫度圖38 煙霧信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理電路中的簡(jiǎn)單二階低通濾波器電路。 光報(bào)警電路此類報(bào)警根據(jù)單片機(jī)所給電壓，確定LED燈中的電流流向，以驅(qū)動(dòng)燈發(fā)光。圖39 光報(bào)警電路 聲報(bào)警電路其電路圖如圖39所示圖310 聲報(bào)警電路 報(bào)警器故障自診斷判斷傳感器電源連接情況。4 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 軟件開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的匯編語(yǔ)言而采用C語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，可以使用結(jié)構(gòu)體和數(shù)組，能夠處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)，可用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)。為了便于系統(tǒng)維護(hù)，在火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。本系統(tǒng)主要包括主程序、溫度煙霧數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報(bào)警子程序等。主程序是一個(gè)無限循環(huán)體，其流程是：首先在上電之后系統(tǒng)的各部分包括單片機(jī)輸出輸入端口的設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路、外圍驅(qū)動(dòng)電路等完成初始化，接下來執(zhí)行火災(zāi)報(bào)警圖41 程序流程圖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集程序、火災(zāi)判斷、報(bào)警程序。 主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖42所示。首先設(shè)定定時(shí)器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時(shí)，及時(shí)對(duì)氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。開始
定時(shí)器初始化
開中斷
關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈
設(shè)定初值
Y
N
是否保持報(bào)警初值
返回
圖42 主程序初始化流程圖數(shù)據(jù)采集是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。每次采集溫度煙霧數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)存入單片機(jī)的寄存器，然后在火災(zāi)判斷程序中，將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，判斷現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)。系統(tǒng)延時(shí)50ms，進(jìn)行第二次溫度煙霧信號(hào)采集，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)存入寄存器中。由于設(shè)計(jì)采用的是模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能是通過調(diào)用子程序?qū)崿F(xiàn)的。當(dāng)系統(tǒng)采集2次溫度煙霧信號(hào)后，轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)存入單片機(jī)的寄存器中，系統(tǒng)再調(diào)用火災(zāi)判斷子程序。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中使用了延時(shí)程序，延時(shí)10ms的程序如下：void delay_10ms (uint i){ while (i) { uchar i ， j ， k ； for (i=5 ；i0 ；i ) for (j=4 ；j0 ；j ) for (k=248 ；k0 ；k ) ； } } 火災(zāi)判斷與報(bào)警程序（1）火災(zāi)報(bào)警數(shù)據(jù)處理方法固定門限檢測(cè)法是使用最早，且應(yīng)用最廣泛的火災(zāi)探測(cè)方法，優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算量小且易于實(shí)現(xiàn)，其原理是根據(jù)火災(zāi)探測(cè)器的信號(hào)幅值作為火災(zāi)報(bào)警的依據(jù)，并與固定的閾值進(jìn)行比較：當(dāng)信號(hào)幅值超過報(bào)警閾值時(shí)，則發(fā)出報(bào)警，否則解除報(bào)警。在本設(shè)計(jì)中報(bào)警溫度設(shè)為57℃，％FS（參照市面銷售的火災(zāi)報(bào)警器溫度煙霧的報(bào)警臨界值）。綜合兩次溫度煙霧信號(hào)的采集，根據(jù)溫度和煙霧的寄存器變量a和b的狀態(tài)，判斷現(xiàn)場(chǎng)情況：2個(gè)寄存器變量圖43 數(shù)據(jù)采集流程圖變量均為0，表示情況正常；2個(gè)中僅有1個(gè)為1，表示情況異常；2個(gè)均為1，表示有火災(zāi)發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為00時(shí)，表示正常，綠燈亮。當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為11時(shí)，表示發(fā)生火災(zāi)，P24口變?yōu)榈碗娖剑t燈亮，蜂鳴器報(bào)警。 濾波子程序在對(duì)氣體濃度采樣時(shí)，可能會(huì)遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計(jì)算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī)干擾。濾波子程序流程圖如圖43所示。（1）Keil C51開發(fā)系統(tǒng)Keil C51的相關(guān)介紹見第四章，本章不再贅述。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。Protues仿真原理圖如下圖51所示圖51 仿真原理圖6 總結(jié)與展望 總結(jié)本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)AT89C51的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)安全可靠，誤報(bào)率低，操作方便，成本較低。系統(tǒng)使用了8位A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，以通用芯片AT89C51作為系統(tǒng)的控制器。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方面，采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)，系統(tǒng)以聲光的形式發(fā)出報(bào)警。如果系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障，能發(fā)出故障報(bào)警；如果只有一種信號(hào)參數(shù)出現(xiàn)異常(如煙霧濃度過大或是溫度較高)，能發(fā)出異常報(bào)警信號(hào)；如果煙霧和溫度同時(shí)出現(xiàn)異常，則說明有火災(zāi)，發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。（2）本文使用的DS18B20在保證精確度的情況下可以并聯(lián)使用8個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。（4）可以設(shè)置聯(lián)動(dòng)裝置，當(dāng)有險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)不僅能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，而且能驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的滅火裝置進(jìn)行滅火，在火災(zāi)發(fā)生的早期及時(shí)控制險(xiǎn)情的蔓延。（5）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)沒有聯(lián)網(wǎng)，可以使用GSM模塊進(jìn)行信息的無線傳送，這樣能夠及時(shí)將險(xiǎn)情信息發(fā)送至消防指揮中心。 展望二十一世紀(jì)是網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展下，火災(zāi)探測(cè)報(bào)警技術(shù)的更新變化也非常明顯，總體來看，主要的發(fā)展變化是：數(shù)字技術(shù)和新工藝、新材料的應(yīng)用，改進(jìn)系統(tǒng)能力和減少維護(hù)要求，向著高可靠、低誤報(bào)和網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展。②. 探測(cè)火災(zāi)過程中尚未形成火災(zāi)時(shí)的生成物即超早期火災(zāi)探測(cè)報(bào)警。（3）采用智能技術(shù)處理傳感器提供的火災(zāi)信息目前傳感器所提供的是混合型時(shí)間信息，做好對(duì)信息的處理，以彌補(bǔ)信息源頭的缺陷，盡可能提高報(bào)警的可靠性和后續(xù)工程系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的準(zhǔn)確性。在論文的結(jié)尾，筆者認(rèn)為即使計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展再迅速，報(bào)警系統(tǒng)再先進(jìn)，都智能從一定程度上限制險(xiǎn)情的發(fā)生，而不能徹底消除火患。致 謝感謝我的導(dǎo)師楊金顯教授，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。DXP電路設(shè)計(jì)教程．電子工業(yè)出版社，2008．[3] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分．第4版，高等教育出版社,2006．[4] 劉軍．單片機(jī)原理與接口技術(shù)．華東理工大學(xué)出版社，2006．[5] 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