【正文】 號(hào)。 OE 為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 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(hào)為 500KHz，因 其 內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路 ，時(shí)鐘信號(hào)由外部 80C51 的 ALE 端口提供。 圖 39 1 80C51 與 ADC0809 接口 仿真 電路 圖 39 2 80C51 與 ADC0809 接口電路原理圖 當(dāng) 80C51 的 ALE 端口不訪問(wèn)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(hào)，故晶振設(shè)定 12MKz，再經(jīng)過(guò)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 n1QD? ? 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(lái)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(guò)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)數(shù)字量輸出引腳接 80C51 的 P0口。 ADC0809 通道選通如表 。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?0”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器中。 當(dāng) P20=0 時(shí)，與寫(xiě)信號(hào) WR 共同選通 ADC0809。當(dāng) ALE 端口變?yōu)楦唠娖?，?74LS373 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(duì)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(duì)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(hào) 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(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到單片機(jī)上。 對(duì)于傳感器輸出的模擬信號(hào)，一般要用運(yùn)算放大器對(duì)其進(jìn)行調(diào)理或放大，以滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入模擬量幅值及極性的要求。電路圖如上圖 310 所示，運(yùn)算放大器接成電壓放大電路。采樣時(shí)，把相應(yīng)的模擬電壓信號(hào)從Vi 端送進(jìn) LM324A 進(jìn)行放大處理后，從 Vo 端輸出送入 A/D 轉(zhuǎn)換電路。 光報(bào)警電路 圖 311 光報(bào)警電路 AD 轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)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， 、 輸出 高 電平 ， 輸出低電平，控制 紅 色 發(fā)光二級(jí)管 的發(fā) 光 ，實(shí)現(xiàn)光報(bào)警功能 . 如果小于設(shè)定值， 、 輸出 高 電平 ， 輸出低電平 ， 控制 綠 色發(fā)光二級(jí)管 的發(fā) 光， 說(shuō)明正常，沒(méi)有火災(zāi)發(fā)生。 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)據(jù)采集進(jìn)來(lái)并被成功地由模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后，就被傳送到系統(tǒng)的顯示模塊，讓人們更直接地觀察到相關(guān)數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)顯示用的 4位七段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片 ICM7218A 驅(qū)動(dòng)，分別接數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g， DIGIT DIGIT DIGIT DIGIT4 為位選，分別控制 4 位數(shù)碼管的亮滅， ID07為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī) P0 口 .WRITE、 MODE是寫(xiě)控制位和模式控制位，分別接單片機(jī) 、 。 第 4 章 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件開(kāi)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)。 Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。在開(kāi)發(fā)大型軟件時(shí)更能 體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。開(kāi)發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫(kù)文件，也可以與庫(kù)文件一起經(jīng) C51 連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件 (.ABS)。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ． 1 主程序流程圖 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)控制器上采用 80C51 作為主控芯片 ， 其主要功能包括 ： 控制 IO端口、邏輯判斷處 理、驅(qū)動(dòng)外部電路、 語(yǔ)音報(bào)警 和 A/D 采樣等，該部分是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)智能化的集中體現(xiàn)。既使得程序結(jié)構(gòu)清晰，又便于以后進(jìn)一步擴(kuò)展其功能。 系統(tǒng)程序流程圖如圖 所示。系統(tǒng)初始化后， 80C51的 為低電平， 、 、 、 為高電平，所以只有綠燈亮，紅燈、黃燈不亮，蜂鳴器不報(bào)警。這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種 I/O 輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。然后關(guān)閉蜂鳴器，開(kāi)啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。為了降低誤報(bào)率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 對(duì)溫度煙霧采用了兩次采集、兩次判斷的方法。 具體流程是 ：系統(tǒng)和程序初始化后， 驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN0 對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)接受轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，存入寄存器， 由 INT1 中斷服務(wù)程序完成 ；系統(tǒng)延時(shí) 10ms，驅(qū)動(dòng) ADC0809 的 IN1 對(duì)煙霧信號(hào)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后存入寄存器。單片機(jī) 每次驅(qū)動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換后等待外部中斷 1， 當(dāng) ADC0809 的 EOC 端變?yōu)?1 時(shí)，即 中斷到來(lái) ， 說(shuō)明 A/D 轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過(guò)中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)采集 子程序中，一次溫度煙霧信號(hào)采集延時(shí) 10ms，是讓 ADC0809 準(zhǔn)開(kāi)始 定時(shí)器初始化 開(kāi)中 斷 關(guān)閉蜂鳴器，打開(kāi)綠燈 設(shè)定初值 Y N 是否保持報(bào)警初值 返回 備好進(jìn)行下一次信號(hào)轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)溫度煙霧信號(hào)采集程序流程圖如圖 所示 : 圖 數(shù)據(jù)采集流程圖 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 ) ； } } ． 4 火災(zāi)判斷與報(bào)警程序 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 [16]：當(dāng)信號(hào)幅值超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)，則發(fā)出報(bào)警，否則解除報(bào)警 [17]。在本設(shè)計(jì)中報(bào)警溫度設(shè)為 57℃ ，煙霧報(bào)警濃度設(shè)為 ％ 英尺 （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 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， 80C51 的 口變成低電平，綠燈亮； 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)為 01 或 10 時(shí)，表示異常， 口變?yōu)榈碗娖剑? 口變?yōu)?低 電平，黃燈亮，蜂鳴器報(bào)警； 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? 口變?yōu)?低 電平，紅燈 亮，蜂鳴器報(bào)警。 本論文是在對(duì)煙霧、溫度傳感器和報(bào)警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn) 品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)以 80C51 單片機(jī)為核心的火災(zāi)報(bào)警器可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警、溫度濃度顯示、報(bào)警限設(shè)置、延時(shí)報(bào)警等功能。 本報(bào)警器電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可維護(hù)性好。 但是也 存在不少的不足。由于時(shí)間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，而只是實(shí)現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，更加深入的理解和掌握了這方面的知識(shí)，對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)也更加深入，使自己對(duì)本專業(yè)更加的熱愛(ài)，對(duì)本科階段四年的學(xué)習(xí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，更加明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。而且，對(duì)工程設(shè)計(jì)的流程 和步驟有了清晰的認(rèn)識(shí)，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 Sons， 2020. [5] 陳穎 .基于 C8051F 單片機(jī)的火災(zāi)智能報(bào)警控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 大連海事大學(xué) ,2020. [6] 于智洋 .淺析智能建筑中火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J].潛江 :江漢石油科技， 2020，2:62~64. [7] 王釗 .智能型 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究：（碩士學(xué)位論文） .西安理工大學(xué)， 2020. [8] 孫健 . 基于 ARM7 的電氣火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警控制器研制：（碩士學(xué)位論文） .浙江大學(xué)， 2020. [9] 雍靜 ,李北海，楊岳 .建筑智能化技術(shù)〔 M〕 .北京 :科學(xué)出版社， 2020. [10] 王忠民 , 郝靜 , 張瑜 .基于 單片機(jī)的語(yǔ)音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警器設(shè)計(jì) .西安郵電學(xué)院 . [11] 丁璐，李春華，楊戍 .火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的分析 [J].煤礦現(xiàn)代化 .2020(4)： 29~ 31. [12] 吳龍標(biāo)，袁宏永 .火災(zāi)探測(cè)與控制工程 [M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社， ：1~ 20. [13] 范維澄 .中國(guó)火災(zāi)科學(xué)基礎(chǔ)研究概況 [J].火災(zāi)科學(xué)， 2020， 6:57~ 62. [14] 繆順兵，熊光明，李永萍，魯霞 .自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究 [J].裝備制造技術(shù) .： 90~ 92. [15] 黃鳳娟 .單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè) 計(jì) . 安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020年第 1期 . [16] Luck H O. 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[17] 魏鋒 .論火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展 [J].科學(xué)之友 .:11~ 12. 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老師 姚巧鴿 老師的悉心指導(dǎo)， 姚 老師 在論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中提出了許多寶貴的合理建議，幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問(wèn)題，還不斷向我傳授分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的辦法，并指出了正確的努力方向，使得論文不斷完善。在整個(gè)的論文寫(xiě)作中，各位同學(xué)和朋友積極幫助我查資料，提供有利于論文寫(xiě)作的建議和意見(jiàn)，在他們的幫助下，我最終完了整個(gè)論文。感謝我的母校 黃淮學(xué)院 ，給我提 供學(xué)習(xí)和生活的空間，真心地希望她的明天更加美好！ 39 附 錄 1 電路原理圖 40 附錄 2 系統(tǒng)程序 include define unchar unsigned char define uint unsigned int uchar Tem1,Tem2,Smok1,Smok2。 //設(shè)定溫度煙霧報(bào)警閾值 uchar a,a1,a2,b,b1,b2。 void delay_10ms(uint i)。 void baojing()。 P20=0。RD=1。P24=1。P22=0。 //第一次采集溫度煙霧信號(hào) Tem2=Tem1。 delay_10ms(5)。 //第二次采集溫度煙霧信號(hào) panduan()。 //報(bào)警程序 delay_10ms(2020)。 } 41 void caiji_wenyan() { P0=0XF8。 if(EOC=1) {RD=0。 //當(dāng) ADC0809 轉(zhuǎn)換結(jié)束， 80C51 打開(kāi) AD 的三態(tài)門， AD 輸出數(shù)據(jù) else RD=1。 P0=0XF9。 if(EOC=1) {RD=0。 else RD=1。 for(i=5。i) for(j=4。j) for(k=248。k)。 //當(dāng)采集的溫度高于閾值置 1，否則，置 0 else a1=0。 else a2=0。 //當(dāng)采集的煙霧濃度高于閾值置 1，否則，置 0 else b1=0。 else b2=0。amp。 b=b1。amp。P21=0。}。amp。P21=0。}。amp。P21=0。}。amp。 //溫度煙霧標(biāo)志位都為 0，正常 }。P23=1。} //兩次采集的數(shù)據(jù)標(biāo)志位不同，系統(tǒng)故障