火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)課件

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙摘要隨著科技的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，高樓大廈才能追上人類(lèi)的腳步，伴隨著家庭用火、用電量的增加，所以火災(zāi)出現(xiàn)的可能性在持續(xù)加大，全國(guó)各地幾乎每天都有不同情況的火災(zāi)在發(fā)生，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，用來(lái)警示火災(zāi)的火災(zāi)報(bào)警器的地位越來(lái)越重要，在各種建筑內(nèi)被廣泛使用。該論文的主要研究對(duì)象為無(wú)線且具備多種功能的火災(zāi)報(bào)警器，該報(bào)警器使用的是利用氣體的傳感器模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及溫度傳感器（型號(hào)為），以及用作為主要核心進(jìn)行控制的組件等來(lái)使基礎(chǔ)功能得以實(shí)現(xiàn)。一旦在室內(nèi)的溫度，或者是一定體積內(nèi)的燃燒后產(chǎn)生的氣體的濃度達(dá)到了傳感器能夠感知的臨界值時(shí)，火災(zāi)警示器就會(huì)通過(guò)聲音和警示燈來(lái)提示可能發(fā)生火災(zāi)險(xiǎn)情，讓處于建筑物的

2、人們能夠及時(shí)逃生。關(guān)鍵詞：氣體傳感器MQ-2；火災(zāi)報(bào)警；51單片機(jī)；智能控制；DS18B20ABSTRACTWith the development of science and technology, the progress of The Times, high-rise buildings to catch up with the pace of the human race, Along with the family in the fire, the increase of electricity consumption, and thus the fire frequency is

3、 higher and higher, almost all the fire in different regions,Fire alarm and therefore is widely applied to various occasions for warning of fire. This topic research the multi-function wireless fire alarm the STC89C51 as the core controller, using gas sensor MQ - 2, ADC0832 and DS18B20 temperature s

4、ensor to realize the basic functions. Through these sensors, when the concentration of combustible gas in the environment or indoor temperature changes, such as system have a corresponding light and sound alarm signals, to prompt the process of fire, let people to save his life. With the development

5、 of science and technology, the progress of The Times, high-rise buildings to catch up with the pace of the human race.Key words: MQ-2 gas sensor;fire alarm;MCU51;intelligent control；DS18B20目錄摘要1ABSTRACT21 緒論4節(jié) 1.011.1 課題的研究背景4節(jié) 1.021.2 課題的研究目的與意義4節(jié) 1.031.3 火災(zāi)報(bào)警器的發(fā)展與現(xiàn)狀5節(jié) 1.041.4課題的研究?jī)?nèi)容52 火災(zāi)報(bào)警器的總體方案設(shè)

6、計(jì)5節(jié) 1.052.1系統(tǒng)的功能要求5節(jié) 1.062.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求52.3 系統(tǒng)的組成及方案設(shè)計(jì)53 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)53.1 主控電路53.2 煙霧探測(cè)電路的設(shè)計(jì)53.3顯示電路設(shè)計(jì)53.4 聲光報(bào)警提示電路53.4.1 燈光提示電路53.4.2 聲音報(bào)警53.5 溫度采集電路53.5.1 DS18B20概述53.5.2 DS18B20引腳介紹53.5.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)53.6 按鍵電路55火災(zāi)報(bào)警器的測(cè)試結(jié)果及結(jié)論55.1 調(diào)試55.2 結(jié)論5參考文獻(xiàn)5附錄 A5附錄 B5致謝51 緒論1.1 課題的研究背景作為一種能給人類(lèi)的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅的燃燒性質(zhì)的災(zāi)難，

7、火災(zāi)通常是不可控的。由于火災(zāi)釀成的悲劇比比皆是，正是因?yàn)檫@個(gè)原因，人們對(duì)于火災(zāi)的預(yù)警和研究一直在繼續(xù)。在我國(guó)，火災(zāi)發(fā)生頻率高，破壞性強(qiáng)，影響極其嚴(yán)重。隨著城市化進(jìn)程的加速，我國(guó)的建筑樓層越來(lái)越高，地下建筑面積不斷加大，大型建筑群不斷積聚，這些都是火災(zāi)隱患的主要發(fā)生地，這些建筑群的火災(zāi)發(fā)生概率更高，造成的人身和財(cái)產(chǎn)損失更大，這種情況近年來(lái)越來(lái)越多。沒(méi)有人希望看到火災(zāi)的發(fā)生，所以人們才日積月累地去研究這個(gè)災(zāi)難。人們都希望能夠有效地預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。但是，發(fā)生火災(zāi)背后的原因十分復(fù)雜，涉及到化學(xué)轉(zhuǎn)化及物理轉(zhuǎn)化，且與周邊的環(huán)境有很大的關(guān)系。通常情況下，火災(zāi)的發(fā)生伴隨著煙霧、高溫和火光，且由于產(chǎn)生場(chǎng)地和周遭

8、環(huán)境的限制，其燃燒之后產(chǎn)生的顆粒也各有不同。所以，為了預(yù)防火災(zāi)，最初的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)就由此設(shè)計(jì)而得，目前，該項(xiàng)技術(shù)正得到了普及。在中國(guó)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤其迅速，人們的生活質(zhì)量也在不斷地升高，各種類(lèi)型的高樓拔地而起，這也造成了火災(zāi)隱患。此外，現(xiàn)在的建筑中，尤其是高檔酒店，摩天大樓，圖書(shū)館，檔案館等公共場(chǎng)所，都大量地使用玻璃、塑料等材質(zhì)的建筑材料，這也使火災(zāi)發(fā)生之后的施救產(chǎn)生了難度。這就意味著，火災(zāi)的探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)需要起到更大的作用。要在火災(zāi)發(fā)生之前給人們警示，讓現(xiàn)場(chǎng)人員得以逃生，只有這樣，才能避免不必要的人身和財(cái)產(chǎn)損失。由上可知，火災(zāi)的預(yù)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)十分必要，這不僅是對(duì)火災(zāi)預(yù)警的一種長(zhǎng)期有效的防護(hù)措施，也是

9、一種早期預(yù)警措施。1.2 課題的研究目的與意義目的：火災(zāi)，作為一種能給人類(lèi)的生命安全、財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅的燃燒性質(zhì)的災(zāi)難之一，通常不能通過(guò)人力控制。但是我們的生活又和火息息相關(guān)，通過(guò)對(duì)以往火災(zāi)發(fā)生原因的總結(jié)，我們得出規(guī)律來(lái)進(jìn)行預(yù)防。在過(guò)去，對(duì)于火災(zāi)，認(rèn)為就得出了主要靠預(yù)防，然后才是救火，下策才是吸取教訓(xùn)。社會(huì)的腳步一直在向前，技術(shù)得到了革新，而火災(zāi)對(duì)人類(lèi)的威脅卻越來(lái)越大了。一方面，火災(zāi)能夠奪去人類(lèi)的生命和財(cái)產(chǎn)，一方面火災(zāi)能夠引起社會(huì)的不穩(wěn)定。全世界每年死于火災(zāi)的人不計(jì)其數(shù)。那么，我們更需要對(duì)引起火災(zāi)的根源進(jìn)行研究，總結(jié)規(guī)律，達(dá)到預(yù)防的效果。 這也就是我們研究聲光報(bào)警器目的所在。意義：火災(zāi)時(shí)有

10、發(fā)生，發(fā)生地遍布世界各國(guó)，火災(zāi)關(guān)系著每一個(gè)人的生命和財(cái)產(chǎn)安全。如果我們可以設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠根據(jù)實(shí)際情況制定火災(zāi)預(yù)警方案和措施的火災(zāi)生覺(jué)、視覺(jué)預(yù)警系統(tǒng)，那么意義非凡。1.3 火災(zāi)報(bào)警器的發(fā)展與現(xiàn)狀最近幾年，國(guó)外對(duì)于無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)的研發(fā)日趨成熟，也應(yīng)用到了實(shí)際生活中。最初，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的成本很高，而且需要進(jìn)行復(fù)雜的布線工作，往往對(duì)于使用環(huán)境的要求也很高，通常只作為設(shè)備的一部分?，F(xiàn)在，基本上所有的設(shè)備都能夠改裝成這種無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，而且對(duì)于使用環(huán)境也沒(méi)有太高的要求，很多的商用和民用住房都可使用。作為美國(guó)在生產(chǎn)規(guī)模上最為龐大的一個(gè)無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)生產(chǎn)的商業(yè)，建于1981年的松柏公司（ITI）生產(chǎn)的無(wú)線報(bào)警器

11、市場(chǎng)占有率高達(dá)九成，僅北美市場(chǎng)的銷(xiāo)售額就將近1億美元。與此同時(shí)，ITI銷(xiāo)售的無(wú)線報(bào)警系統(tǒng)也經(jīng)過(guò)我國(guó)的“國(guó)家消防電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心”的認(rèn)證，證明該產(chǎn)品完全具備成為火災(zāi)警報(bào)器的資質(zhì)，還可以保障安全，將火災(zāi)預(yù)警和安保功能相結(jié)合，目前屬于科技前沿。但是，對(duì)比目前的情況，中國(guó)目前對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域的研究起步于上個(gè)世紀(jì)而改革開(kāi)放時(shí)期，起步比較晚，所以相對(duì)研究也少。在那之后，我國(guó)的無(wú)線報(bào)警器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大多是把外國(guó)的東西拿來(lái)或者直接就進(jìn)口，從根本上看，完全沒(méi)有自主研發(fā)的技術(shù)，但是對(duì)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始具備一定的市場(chǎng)需求，自然也就出現(xiàn)了該類(lèi)產(chǎn)品的交易，時(shí)長(zhǎng)在不斷地發(fā)展壯大。所以，在上個(gè)世紀(jì)90年代，我國(guó)政

12、府對(duì)于該產(chǎn)品的限制也在逐漸放開(kāi)，很多國(guó)外的相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)始走進(jìn)國(guó)門(mén)，將高科技引入了中國(guó)。這也促成了我國(guó)火災(zāi)報(bào)警產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)的企業(yè)很多都和國(guó)外的企業(yè)在技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行合作，成績(jī)斐然，通過(guò)合作，很多國(guó)內(nèi)企業(yè)都做大做強(qiáng)，技術(shù)上完全可以和發(fā)達(dá)國(guó)家比肩。1.4課題的研究?jī)?nèi)容火災(zāi)報(bào)警器的原理主要是通過(guò)對(duì)溫度和燃燒產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行檢測(cè)，形成執(zhí)行指令，單片機(jī)根據(jù)指令來(lái)調(diào)控響應(yīng)的報(bào)警，并使負(fù)載被驅(qū)動(dòng)。然后將檢測(cè)到的溫度和煙霧以數(shù)據(jù)的形式顯示在液晶顯示器上，然后對(duì)兩者的閥值進(jìn)行設(shè)定。該項(xiàng)目主要是為了完成任務(wù)，包括：硬件部分：需要揀選傳感器、顯示模塊， 以及對(duì)報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行規(guī)劃、煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。（2

13、）軟件部分：需要編程來(lái)進(jìn)行微處理器的控制，并把該軟件工作的整個(gè)原理畫(huà)下來(lái)。（3）系統(tǒng)的綜合調(diào)試與分析：將（1）（2）完成后，進(jìn)行一次全方位的系統(tǒng)檢測(cè)，并進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)其可靠性和實(shí)用性加以檢驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。2 火災(zāi)報(bào)警器的總體方案設(shè)計(jì)本文的主要方向是對(duì)煙霧報(bào)警與火災(zāi)發(fā)生時(shí)的報(bào)警及控制進(jìn)行研究和實(shí)現(xiàn)，下文將總體闡釋該系統(tǒng)對(duì)功能的各項(xiàng)要求，該系統(tǒng)使用的各項(xiàng)技術(shù)，以及實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的方案。2.1系統(tǒng)的功能要求在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)，需具備如下幾項(xiàng)功能：（1）火情探測(cè)功能：無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的使用地點(diǎn)不同，所以在這些不同的環(huán)境下需要采用不同的火災(zāi)預(yù)警方式，比如溫度探測(cè)法、可燃?xì)怏w檢測(cè)法及煙霧探測(cè)法等，在實(shí)際應(yīng)

14、用中，只有這樣才能有效提高火災(zāi)預(yù)警的實(shí)時(shí)和精準(zhǔn)； (2)燈光報(bào)警功能：一般情況下，當(dāng)有故障發(fā)生、火情發(fā)生或者有煙霧，首先采用的報(bào)警方式就是燈光報(bào)警。但需要設(shè)定當(dāng)煙霧達(dá)到了一定的臨界值時(shí)，使用蜂鳴報(bào)警。2.2 系統(tǒng)的技術(shù)要求要想對(duì)該系統(tǒng)的技術(shù)上的要求有一個(gè)大概的方向，就需要對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能以及工作原理進(jìn)行一定的了解?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)通常采用價(jià)格低廉的單片機(jī)作為處理器，這使得該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的規(guī)?；a(chǎn)，也能滿足小成本工程的需要。一般情況下，一個(gè)系統(tǒng)需要具備比較小的體積、和比較低的功耗、具備可靠的數(shù)據(jù)傳輸、比較低的成本，以及其他的許多技術(shù)指標(biāo)。詳細(xì)的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)下文：(1)體積?。簽榱藴p少空間的

15、占用，我們需要火災(zāi)檢測(cè)系統(tǒng)盡量保證小體積，這樣無(wú)論是使用還是更換，都更加方便； (2)功耗低：供電盡量選擇5號(hào)干電池或5v的電源。(3)可靠性: 很多時(shí)候，系統(tǒng)可能存在不穩(wěn)定的情況，因?yàn)榘惭b環(huán)境有可能存在不確定的電磁波，只有通過(guò)多個(gè)指示燈來(lái)表示不同的狀態(tài)，才能使報(bào)警的失誤次數(shù)減少。2.3 系統(tǒng)的組成及方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)由以下幾個(gè)部件構(gòu)成：?jiǎn)纹瑱C(jī)、煙霧探測(cè)傳感器電路、負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路、用指示燈進(jìn)行報(bào)警的電路、控制程序和編解碼程序等。系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如下：3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)總體電路圖3.1由上圖3.1顯示， 軟件繪制出了上圖， 仿真軟件繪制出了下圖。使用按鍵可以設(shè)置溫度和煙霧的最高臨界值，這個(gè)數(shù)值用來(lái)確定是

16、否需要報(bào)警，液晶顯示屏能夠顯示出當(dāng)時(shí)的溫度和煙霧的數(shù)據(jù)，一旦煙霧數(shù)據(jù)超過(guò)臨界值，報(bào)警器的紅燈就會(huì)亮起，蜂鳴器也會(huì)響起，一旦溫度數(shù)據(jù)超過(guò)臨界值，報(bào)警器的黃燈就會(huì)亮起，蜂鳴器也會(huì)響起。3.1 主控電路作為一種位微控制器，STC89C51具備功耗低和性能好兩大特性，且有在系統(tǒng)能夠進(jìn)行編程的存儲(chǔ)器。對(duì)于單芯片來(lái)說(shuō)，也具備在系統(tǒng)能夠編程和八位的CPU，唯有如此，才能讓提供更加可以隨機(jī)應(yīng)變的能夠起到效果的措施給嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門(mén)狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，復(fù)位電路， 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器3個(gè)（十六位），中斷結(jié)構(gòu)1個(gè)（6向量2級(jí)

17、），以及全雙工串行口。除此之外， 能夠被降低到靜態(tài)邏輯操作，這個(gè)時(shí)候兩種軟件都可以選擇節(jié)能mode。當(dāng)系統(tǒng)在空閑mode，不再工作，是被允許的、串口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、一直在進(jìn)行的所有工作均終止。當(dāng)系統(tǒng)在掉電保護(hù)mode，能夠存儲(chǔ)內(nèi)容，能夠凍結(jié)振蕩器，一直到再一次硬件復(fù)位或者是中斷，單片機(jī)在進(jìn)行的所有命令都要即刻暫停。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。下面的表1表示了的主要功能，下圖2展示了的封裝表1：STC89C51主要功能STC89C52引腳介紹 主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源GND(Pin20)：接地線外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內(nèi)

18、振蕩電路的輸入端XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：引腳復(fù)位，單片機(jī)的復(fù)位通過(guò)引腳上的2個(gè)機(jī)器周期的高電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào)PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP(Pin31)：對(duì)于程序進(jìn)行存儲(chǔ)的機(jī)器的內(nèi)外部選通，指數(shù)的獲取是通過(guò)接低電平從外部程序存儲(chǔ)器，指令的讀取需要通過(guò)接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器?？删幊梯斎?輸出引腳（32根）STC89C52單片機(jī)有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，所有的接口都是八位（8根引腳），共有根數(shù)三十二。P0口（Pin39Pin32

19、）：8位雙向I/O口線，名稱(chēng)為P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱(chēng)為P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱(chēng)為P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，名稱(chēng)為P3.0P3.7作頻率35Mhz，6T/12T可選。 圖3.2 STC89C51 DIP封裝圖要實(shí)現(xiàn)一個(gè)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的最小的核心系統(tǒng)，主要是需要單片機(jī)合適他工作的主要的周邊環(huán)境，比如電源、時(shí)鐘、復(fù)位器等，只要有了它們就能讓單片機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)時(shí)候要想使單片機(jī)的復(fù)雜功能得以實(shí)現(xiàn)，就要存儲(chǔ)擴(kuò)展單片機(jī)，或者擴(kuò)展。芯片存在于中，這個(gè)芯片能夠簡(jiǎn)化和穩(wěn)

20、固系統(tǒng)，盡管它非常小。與此同時(shí)，當(dāng)單片機(jī)接到時(shí)鐘和復(fù)位兩個(gè)電路的時(shí)候，由此組成的系統(tǒng)非常之小，下圖2-3為結(jié)構(gòu)示意，但很多時(shí)候集成度會(huì)影響最小系統(tǒng)的應(yīng)用，比如只能作為一些小型機(jī)的控制器。時(shí)鐘電路復(fù)位電路STC89C51單片機(jī)I/O口圖3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理框圖(1) 時(shí)鐘電路單片機(jī)能夠通過(guò)內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘兩種形式來(lái)形成時(shí)鐘的信號(hào)。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖2-4所示。在上述的單片機(jī)里面有一個(gè)震蕩電路，當(dāng)且僅當(dāng)和這兩個(gè)引腳在外面連接晶振的時(shí)候，自激振蕩器隨之形成，并且會(huì)在內(nèi)部形成時(shí)鐘脈沖信號(hào)。下圖中可見(jiàn)C1和C2兩個(gè)電容，它們可以達(dá)到使頻率穩(wěn)定并且能夠?qū)崿F(xiàn)以最快的速度起振，為其電容區(qū)間，為其典型值。這

21、個(gè)振蕩頻率區(qū)間是晶振的可選范圍，典型值分別是和圖3.4 STC89C51內(nèi)部時(shí)鐘電路(2) 復(fù)位電路當(dāng)且僅當(dāng)單片機(jī)的引腳可以接入高電平，并且能夠穩(wěn)定持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期，那么就意味著其內(nèi)部可以進(jìn)行復(fù)位操作，如果這個(gè)引腳能夠一直都在高電平保持住，那么就能夠一直復(fù)位再?gòu)?fù)位地循環(huán)。很多上電自動(dòng)復(fù)位電路都不是很復(fù)雜，上電自動(dòng)復(fù)位的實(shí)現(xiàn)需要依賴(lài)外部復(fù)位電路的電容充放電。當(dāng)且僅當(dāng)有小于的上升時(shí)長(zhǎng)，那么自動(dòng)上電復(fù)位就能夠進(jìn)行。除了以上提到的復(fù)位方法，還可以使用按鍵的手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。一般情況下可以通過(guò)電平和脈沖兩種方式實(shí)現(xiàn)這種復(fù)位。第一種方式的事先要借助端與電源。圖3.5 STC89C51復(fù)

22、位電路（3） STC89C51中斷技術(shù)概述作為實(shí)時(shí)監(jiān)控的主要技術(shù)，中斷技術(shù)需要單片機(jī)對(duì)中斷請(qǐng)求源發(fā)出的所有的命令和服務(wù)要求都能做出快速的相應(yīng)，以及及時(shí)的反饋，并且進(jìn)行有效的處理。這是由片內(nèi)的中斷系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過(guò)程是這樣的，首先，中斷請(qǐng)求源會(huì)進(jìn)行中斷指令，一旦通過(guò)該指令，單片機(jī)就需要終止目前正在進(jìn)行著的工作主程序，去對(duì)這些中斷指令進(jìn)行解決。當(dāng)中斷服務(wù)指令被解決之后，就需要回到剛剛停下來(lái)的地方，繼續(xù)進(jìn)行這些被終止的主程序。圖2-6為整個(gè)中斷響應(yīng)和處理過(guò)程。圖3.6 中斷響應(yīng)和處理過(guò)程假設(shè)當(dāng)單片機(jī)并沒(méi)有終止主程序，就需要在固定時(shí)間段尋找服務(wù)請(qǐng)求上消耗很多的時(shí)間成本。一旦終端技術(shù)被使用，就可以消除

23、這些時(shí)間成本的浪費(fèi)，能夠有效地使工作效率得以提高以及完善其時(shí)效性。3.2 煙霧探測(cè)電路的設(shè)計(jì)圖3.7 煙霧探測(cè)電路從上圖3.7中可以看出，組對(duì)于煙霧的檢測(cè)和傳感組成了整個(gè)電路， 第一步是電壓信號(hào)會(huì)被傳遞給，模擬信號(hào)會(huì)被模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并傳遞給單片機(jī)，而后相應(yīng)的數(shù)據(jù)會(huì)被單片機(jī)讀到，并會(huì)給出相應(yīng)的解決。3.2.1 MQ-2介紹型氣體傳感器具備很多特性，能夠抵抗強(qiáng)干擾，普通的干擾，比如煙霧和水氣都無(wú)法影響，其主要功能是對(duì)城市煤氣、天然氣、液化石油等一些含有大量氫氣的氣體進(jìn)行檢測(cè)。MQ-2的特點(diǎn)和工作參數(shù)如下：特點(diǎn)： 廣泛的探測(cè)范圍 高靈敏度快速響應(yīng)恢復(fù) 優(yōu)異的穩(wěn)定性長(zhǎng)壽命 簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路

24、 3.2.2 ADC0832介紹是一種轉(zhuǎn)換芯片具備八位分辨率和雙通道。以其小體積，高兼容的優(yōu)勢(shì)深得廣大顧客的喜愛(ài)，是當(dāng)前實(shí)用率最高的一種單片機(jī)。要想深入地去了解轉(zhuǎn)換器的工作原理，并能靈活地應(yīng)用單片機(jī)的科技，都需要首先對(duì)的相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)并實(shí)踐。的分辨率為八位，且從分辨的角度考量，它的極限是256級(jí)，對(duì)于普通的模擬量轉(zhuǎn)換指令都能夠?qū)崿F(xiàn)。的參考電壓的復(fù)用和內(nèi)部的電源輸入都可以讓使變成芯片的模擬電壓輸入的范圍。是其芯片的轉(zhuǎn)換時(shí)長(zhǎng)，要想使數(shù)據(jù)的誤差減小，增強(qiáng)轉(zhuǎn)換性能，加快轉(zhuǎn)換速度，就需要數(shù)據(jù)的校驗(yàn)是用雙數(shù)據(jù)輸出的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。獨(dú)立芯片是進(jìn)行輸入的很重要的工具，只有如此，多器件掛接才更加容易，與此同時(shí)，對(duì)于

25、處理器的控制也更加便利。于是，對(duì)于選擇實(shí)現(xiàn)通道的功能可以依賴(lài)數(shù)據(jù)輸入端輕而易舉地實(shí)現(xiàn)。3.3顯示電路設(shè)計(jì)方案一：使用動(dòng)態(tài)掃描的顯示的技術(shù)，溫度依靠五位共陽(yáng)數(shù)碼管來(lái)顯示。方案二：采用液晶顯示屏LCD顯示溫度方案一相較于其他方案來(lái)說(shuō)花錢(qián)少，耗能少，顯示得更加清楚明了，即使是在夜晚都可以看清楚。其編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序也更加簡(jiǎn)易，能夠被普遍使用。但是也存在很多問(wèn)題，比如掃描顯示方式的方法是五個(gè)需要依次變亮，所以閃爍的情況時(shí)有發(fā)生，但是這種閃爍不易被人眼發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橐话闳祟?lèi)的肉眼只能看到大于的閃爍，所以閃爍的時(shí)長(zhǎng)可以隨著掃描頻率的增加而縮短。相對(duì)于其他方案，第二套方案對(duì)于數(shù)據(jù)的顯示更加具有美感，可以顯示出很多，無(wú)

26、論是數(shù)字，還是符號(hào)和圖案，的數(shù)碼管根本不具備這種優(yōu)點(diǎn)?？墒?，這種方案也優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)檫@種模塊的成本很高，驅(qū)動(dòng)程序相對(duì)繁復(fù)，不夠?qū)嵱?，操作也不夠?jiǎn)單，所以本文使用方案1。3.4 聲光報(bào)警提示電路圖3.9聲光報(bào)警提示電路3.4.1 燈光提示電路LED英文單詞的縮寫(xiě)，主要含義：，中文的意思是發(fā)光二極管，是一種半導(dǎo)體器件，可以將變電能為光，這種器件采用電場(chǎng)發(fā)光，它的發(fā)明從根本上進(jìn)行了一次白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的技術(shù)革命。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，的使用年限更長(zhǎng)，效果好，耗能少，對(duì)人體的有害輻射更少。本文中的設(shè)計(jì)就是通過(guò)的不同的色彩光來(lái)表示煙霧的不同濃度，起到警示作用。3.4.2 聲音報(bào)警作為一種電子

27、訊響器，蜂鳴器呈現(xiàn)出一種一體化的結(jié)構(gòu)，采用直流電來(lái)提供電能，在很多電氣設(shè)備中的發(fā)聲原件都有應(yīng)用，比如計(jì)算機(jī)、警鈴等。該設(shè)備主要有兩種類(lèi)型，分別為壓電式和電磁式。通常，在電路中使用字母“”或“”來(lái)表示蜂鳴器。壓電式蜂鳴器可以分為五大部分，第一部分是多諧振蕩器，第二部分是共鳴箱，接下來(lái)還有三個(gè)部分分別是阻抗匹配器、壓電蜂鳴片和外殼。個(gè)別的還有第六個(gè)部分，即為安裝在外殼上的發(fā)光二極管。蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路由三極管、蜂鳴器、限流電阻三者各一個(gè)組成而得。作為發(fā)聲元件，將直流電壓（有源蜂鳴器）或者方波（無(wú)源蜂鳴器）加在其兩端，工作頻率、工作電流、外形尺寸、驅(qū)動(dòng)方式（直流/方波）、發(fā)聲方向、工作電壓等都是蜂鳴器的

28、主要數(shù)據(jù)參數(shù)。這些都可以根據(jù)需要來(lái)選擇。本設(shè)計(jì)采用有源蜂鳴器。開(kāi)關(guān)的功能需要三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)，三極管的飽和導(dǎo)通通過(guò)其基極的低電平實(shí)現(xiàn)，聲音發(fā)出；關(guān)閉三極管通過(guò)而基極高電平實(shí)現(xiàn)，蜂鳴器的發(fā)聲被暫停。 3.5 溫度采集電路圖3.11溫度采集電路3.5.1 DS18B20概述要想對(duì)這些產(chǎn)品以及其參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，并且采用技術(shù)對(duì)其進(jìn)行調(diào)控，就需要使用傳感器和微處理的各種科技，一旦產(chǎn)品的性能能夠被準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)，那么存在的問(wèn)題就能夠隨之出現(xiàn)了。檢測(cè)可以為質(zhì)量的提高、性能的完善以及事故的預(yù)警提供一些數(shù)據(jù)依據(jù)和重要的信息。但是火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)通常都是在不良的環(huán)境中工作，這就增加了測(cè)量的難度，所以傳感器的選擇對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)

29、來(lái)說(shuō)都意義重大?，F(xiàn)今，世界上出現(xiàn)了一種全新的溫度傳感器，這種傳感器改變了傳統(tǒng)的模擬化，采用了數(shù)字化；改變了固有的集成化，采用了智能化、網(wǎng)絡(luò)化。就是這樣一種只能溫度傳感器，它具備很多優(yōu)點(diǎn)，比如更加安全，更加可靠，更加精密，功能更多，總線標(biāo)準(zhǔn)化，與此同時(shí)，也使得傳感器技術(shù)能夠不斷地更新?lián)Q代，且有網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)和虛擬方向發(fā)展的趨勢(shì)，以及單片測(cè)溫系統(tǒng)研制這些前沿方向進(jìn)發(fā)。所以，是目前使用最為廣泛的一種測(cè)溫裝置，與我們的日常生以及第一、二產(chǎn)業(yè)中都有很廣泛的使用。DS18B20的性能特點(diǎn)如下： （1） 采用DALLAS公司獨(dú)特的單線接口方式：僅僅需要用一根口線實(shí)現(xiàn)與微處理器的連接，只要如此，即可使與微處理器實(shí)現(xiàn)

30、雙向通訊；（2）在使用中不需要任何外圍元件；（3）非易失性的報(bào)警的的數(shù)值的上下的范圍都可以由用戶親自去設(shè)置；（4）只有一根三線，并且它可以并聯(lián)多個(gè)，用這個(gè)方法能夠?qū)Χ鄠€(gè)點(diǎn)位進(jìn)行溫度測(cè)量，并且對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)功能加以支持；（5）具有相對(duì)高的的轉(zhuǎn)換速率，僅用就能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換九位的溫度值；（6）對(duì)于任何一種單片機(jī)、系統(tǒng)都可以使用；（7）在內(nèi)部有64位的激光修正的只讀存儲(chǔ)，減去產(chǎn)品系列號(hào)的8位，再減去循環(huán)冗余校驗(yàn)碼的8位，剩下的是48位的產(chǎn)品序號(hào)。出廠前產(chǎn)品序號(hào)存入其ROM中。多片在大型溫控系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)可以掛接到單線總線上。3.5.2 DS18B20引腳介紹圖3.12 DS18B20引腳各引腳功能為：數(shù)據(jù)輸入/

31、輸出端（即單線總線）是漏極開(kāi)路輸出的，當(dāng)上拉電阻外接之后，呈高電平在常態(tài)下呈現(xiàn)出來(lái)。作為外部電源端的可以被選擇，當(dāng)不需要使用的時(shí)候，就接地，地是，空腳是。3.5.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20有高速暫存器（即便筏式，用于存放中間數(shù)據(jù)）、64位激光與單線接口、溫度傳感器、寄生電源、觸發(fā)寄存器和觸發(fā)寄存器這七個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們的功能是對(duì)使用者設(shè)置的溫度的上限和下限進(jìn)行保存，對(duì)邏輯進(jìn)行控制和保存，位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（）發(fā)生器。圖3.13 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.6 按鍵電路本文對(duì)按鍵的數(shù)據(jù)讀取應(yīng)用了一種全新的方法，即使按鍵接低方法，單片機(jī)在剛一開(kāi)機(jī)的時(shí)候，處于高電平狀態(tài)，一旦按下按鈕，低電

32、平回傳輸給單片機(jī)，于是就需要處理低電平的信號(hào)。單片機(jī)有兩種鍵盤(pán)，一種是獨(dú)立，另外一種是矩陣式。第一種在任何一個(gè)口都有一個(gè)一端接電源或接地的鍵，這個(gè)接線法比較簡(jiǎn)單，且具有更大的穩(wěn)定性；第二種鍵盤(pán)相對(duì)第一種就復(fù)雜的多，但是也存在很多好的地方，比如很少占用。選擇哪種鍵盤(pán)要看設(shè)計(jì)的需要，本文選擇第一種鍵盤(pán)。單片機(jī)處理鍵盤(pán)的時(shí)候需要進(jìn)行去除機(jī)械抖動(dòng)，這個(gè)是不可或缺的。這個(gè)機(jī)械抖動(dòng)是一種很正常的電平不穩(wěn)產(chǎn)生的現(xiàn)象，通常發(fā)生在按鍵將按未按的時(shí)候，通常情況下靠人力不可去除。這種機(jī)械抖動(dòng)非常之快，人幾乎無(wú)法感知，但是對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，10200毫秒的抖動(dòng)時(shí)長(zhǎng)范圍就并不快了。通常我們會(huì)使用硬件和軟件兩種方式去抖動(dòng)，

33、硬件是依靠處理抖動(dòng)部分，軟件是依靠延長(zhǎng)時(shí)間，等鍵盤(pán)抖動(dòng)過(guò)后，處于穩(wěn)定狀態(tài)之后再繼續(xù)按下。本文選擇的去抖動(dòng)方式是軟件，利用這種方式，我們首先要對(duì)按鍵進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)抖動(dòng)，就延長(zhǎng)時(shí)間，該時(shí)間設(shè)置為抖動(dòng)的時(shí)間，也就是10200毫秒的范圍，需要等候一下，再對(duì)口的值進(jìn)行讀取，當(dāng)讀取的數(shù)據(jù)為1，說(shuō)明低電平的時(shí)間不到10200 毫秒，視為干擾信號(hào)。當(dāng)讀取的數(shù)據(jù)為0，說(shuō)明按下了調(diào)用相應(yīng)的處理程序的按鍵。硬件電路如圖3.12所示：圖3.15 按鍵電路4火災(zāi)報(bào)警器的測(cè)試結(jié)果及結(jié)論4.1 調(diào)試調(diào)試的任務(wù)主要三個(gè)，第一是對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)原理測(cè)試其正確性，第二是對(duì)預(yù)期效果檢測(cè)其是否達(dá)成，最后是對(duì)實(shí)現(xiàn)的方法檢測(cè)其是否足夠簡(jiǎn)單；接下來(lái)，當(dāng)所有的線路被連接妥當(dāng)，要對(duì)電路的焊接點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真的檢測(cè)。對(duì)于各個(gè)模塊的調(diào)試一般是使用分塊調(diào)試法，并對(duì)對(duì)煙霧探測(cè)電路、控制電路、單片機(jī)控制電路這三個(gè)塊進(jìn)行依次的調(diào)試。再對(duì)任意模塊進(jìn)行調(diào)試時(shí)，要遵循由部分到整體