火災(zāi)煙霧報警器論文

1、-. z*INYU UNIVERSITY基于單片機的萬年歷的設(shè)計論文題目基于單片機的萬年歷的設(shè)計二級學(xué)院中興通訊信息學(xué)院專業(yè)通信工程班級* 15通信工程二班學(xué)生章成正指導(dǎo)教師丹娟摘要隨著科技的快速開展，時間的流逝,至從觀太陽、擺鐘到現(xiàn)在電子鐘，人類不斷研究，不斷創(chuàng)新紀(jì)錄。美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能的低功耗實時時鐘電路DS1302。它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)展計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且DS1302的使用壽命長，誤差小。對于數(shù)字電子萬年歷采用直觀的數(shù)字顯示，可以同時顯示年、月、日、周日、時、分、秒和溫度等信息，還具有時間校準(zhǔn)等功能。該電路采用STC89C51

2、單片機作為核心，功耗小，能在5V的低壓工作，電壓可選用35V電壓供電。綜上所述此萬年歷具有讀取方便、顯示直觀、功能多樣、電路簡潔、本錢低廉等諸多優(yōu)點，符合電子儀器儀表的開展趨勢，具有廣闊的市場前景。本電路為實現(xiàn)電子萬年歷的功能,采用單片機STC89C51,輔助以必要的外圍電路,用C語言編寫程序,并進(jìn)展模塊化設(shè)計而成的電子萬年歷系統(tǒng).它通過LCD能正確顯示陽歷星期和時分秒，溫度等,具有功能穩(wěn)定,準(zhǔn)確度高和可調(diào)的特點。關(guān)鍵詞：單片機；STC89C51；DS1302；LCD1602；萬年歷目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc470632953第1章緒論 PAGERE

3、F _Toc470632953 h 3HYPERLINK l _Toc4706329541.1論文研究來源、目的和意義 PAGEREF _Toc470632954 h 3HYPERLINK l _Toc470632955論文研究來源 PAGEREF _Toc470632955 h 3HYPERLINK l _Toc470632956論文研究目的和意義 PAGEREF _Toc470632956 h 3HYPERLINK l _Toc4706329571.2煙霧報警器的國外現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc470632957 h 3HYPERLINK l _Toc470632958第2章煙霧檢測報警

4、器的設(shè)計方案及工作原理 PAGEREF _Toc470632958 h 3HYPERLINK l _Toc4706329592.1系統(tǒng)設(shè)計的功能 PAGEREF _Toc470632959 h 3HYPERLINK l _Toc470632960根本功能 PAGEREF _Toc470632960 h 3HYPERLINK l _Toc470632961拓展功能。 PAGEREF _Toc470632961 h 3HYPERLINK l _Toc4706329622.2煙霧檢測報警器設(shè)計思路 PAGEREF _Toc470632962 h 3HYPERLINK l _Toc470632963煙

5、霧傳感器的介紹 PAGEREF _Toc470632963 h 3HYPERLINK l _Toc470632964煙霧傳感器的分類 PAGEREF _Toc470632964 h 3HYPERLINK l _Toc4706329652.3煙霧檢測報警器整體設(shè)計方案 PAGEREF _Toc470632965 h 3HYPERLINK l _Toc470632966煙霧檢測報警器工作原理 PAGEREF _Toc470632966 h 3HYPERLINK l _Toc470632967溫度檢測報警器工作原理 PAGEREF _Toc470632967 h 3HYPERLINK l _Toc4

6、706329682.3煙霧報警器系統(tǒng)類型 PAGEREF _Toc470632968 h 3HYPERLINK l _Toc470632969第3章煙霧檢測報警器的硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc470632969 h 3HYPERLINK l _Toc4706329703.1主電路的設(shè)計與實現(xiàn) PAGEREF _Toc470632970 h 3HYPERLINK l _Toc4706329713.1.1 89系列單片機的概況： PAGEREF _Toc470632971 h 3HYPERLINK l _Toc4706329723.1.2 AT89S52單片機介紹 PAGEREF _Toc4

7、70632972 h 3HYPERLINK l _Toc4706329733.1.3 AT89C51單片機的部構(gòu)造： PAGEREF _Toc470632973 h 3HYPERLINK l _Toc4706329743.1.4 MQ-2型煙霧傳感器 PAGEREF _Toc470632974 h 3HYPERLINK l _Toc4706329753.1.5 DS18B20溫度傳感器工作原理 PAGEREF _Toc470632975 h 3HYPERLINK l _Toc470632976工作原理 PAGEREF _Toc470632976 h 3HYPERLINK l _Toc47063

8、29773.2煙霧報警器原理圖 PAGEREF _Toc470632977 h 3HYPERLINK l _Toc4706329783.2 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc470632978 h 3HYPERLINK l _Toc4706329793.3 晶振電路 PAGEREF _Toc470632979 h 3HYPERLINK l _Toc4706329803.4 按鍵電路 PAGEREF _Toc470632980 h 3HYPERLINK l _Toc4706329813.5 AD煙霧采集模塊 PAGEREF _Toc470632981 h 3HYPERLINK l _Toc470

9、6329823.6 溫度采集模塊 PAGEREF _Toc470632982 h 3HYPERLINK l _Toc4706329833.7 聲亮報警模塊 PAGEREF _Toc470632983 h 3HYPERLINK l _Toc4706329843.8 液晶顯示模塊 PAGEREF _Toc470632984 h 3HYPERLINK l _Toc470632985第4章煙霧檢測報警器的軟件實現(xiàn) PAGEREF _Toc470632985 h 3HYPERLINK l _Toc4706329864.1單片機軟件開發(fā)工具介紹 PAGEREF _Toc470632986 h 3HYPER

10、LINK l _Toc4706329874.2 protues7.10軟件介紹 PAGEREF _Toc470632987 h 3HYPERLINK l _Toc4706329884.3程序流程 PAGEREF _Toc470632988 h 3HYPERLINK l _Toc470632989流程圖 PAGEREF _Toc470632989 h 3HYPERLINK l _Toc4706329904.3主程序 PAGEREF _Toc470632990 h 3HYPERLINK l _Toc4706329914.3.1 顯示子程序 PAGEREF _Toc470632991 h 3HYPE

11、RLINK l _Toc4706329924.3.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序 PAGEREF _Toc470632992 h 3HYPERLINK l _Toc470632993第五章總結(jié) PAGEREF _Toc470632993 h 3HYPERLINK l _Toc4706329945.1 軟件調(diào)試總結(jié) PAGEREF _Toc470632994 h 3HYPERLINK l _Toc4706329955.2 硬件功能實現(xiàn)的總結(jié) PAGEREF _Toc470632995 h 3HYPERLINK l _Toc470632996參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc470632996 h 3HYP

12、ERLINK l _Toc470632997致 PAGEREF _Toc470632997 h 3HYPERLINK l _Toc470632998附錄1 PAGEREF _Toc470632998 h 3HYPERLINK l _Toc470632999局部源程序 PAGEREF _Toc470632999 h 3HYPERLINK l _Toc470633000附錄2 PAGEREF _Toc470633000 h 3HYPERLINK l _Toc470633001元件清單 PAGEREF _Toc470633001 h 3HYPERLINK l _Toc470633002附錄3 PAG

13、EREF _Toc470633002 h 3HYPERLINK l _Toc470633003仿真運行圖 PAGEREF _Toc470633003 h 3HYPERLINK l _Toc470633004實物圖 PAGEREF _Toc470633004 h 3HYPERLINK l _Toc470633005實物運行圖 PAGEREF _Toc470633005 h 3-. z第1章緒論1.1論文研究來源、目的和意義論文研究來源隨著社會的進(jìn)步，人們的生活越來越好但也伴隨著越來越多的隱患，由于在現(xiàn)代城市家庭里，許多人因不懂家庭平安常識引起火災(zāi)事故，使幸福家庭眼間毀于一旦,有的甚至導(dǎo)致家破人亡

14、,而且一旦發(fā)生居民家庭火災(zāi),處置不當(dāng),是造成人員傷亡的重要因素。所以說,人們應(yīng)該積極了解家庭火災(zāi)的主要起因，還有預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生。英國每年發(fā)生50000起以上的嚴(yán)重家庭火災(zāi)，其局部火災(zāi)造成人員傷亡和重大的家庭財產(chǎn)損失，有的還連累左鄰右舍，火災(zāi)損失更加沉重。在調(diào)查火災(zāi)起因的時候，絕大多數(shù)發(fā)生火災(zāi)家庭的當(dāng)事人說，以前總覺得火災(zāi)是人家的事情，與自己離得很遠(yuǎn)，沒有想到這一次竟然會發(fā)生在自己的頭上。論文研究目的和意義隨著現(xiàn)代家庭采用方便的家用電器的增加，家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。一旦家庭有火災(zāi)發(fā)生，就很容易出現(xiàn)撲救不及時、滅火器材缺乏以及在場人驚慌失措、逃生緩慢等不利因素，最終導(dǎo)致重大生命財產(chǎn)損失。為了

15、保護生命平安與財產(chǎn)平安，人們需要實時注意防止火災(zāi)的發(fā)生，利用高科技產(chǎn)品有利于人們及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的隱含，及時的防止不必要的災(zāi)難發(fā)生。為了早期發(fā)現(xiàn)火災(zāi)的隱患，防止和減少火災(zāi)危害，保護人身和財產(chǎn)平安，防止火災(zāi)引起燃燒、爆炸等事故，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失與危生命平安。隨著煙感報警器的使用者不斷增加，住宅失火造成的死亡人數(shù)也不斷下降。據(jù)美國國家消防協(xié)會報告說明，安裝了推薦數(shù)目的煙感報警器的住宅一旦發(fā)生火災(zāi)，住宅人員的逃生時機將比未安裝的住宅多出502。所以家庭裝有煙霧報警器災(zāi)難能夠降低，防止不必要的災(zāi)難。1.2煙霧報警器的國外現(xiàn)狀探測器朝新探測技術(shù)的開展進(jìn)一步拓展了火災(zāi)探測的應(yīng)用領(lǐng)域，為一些傳統(tǒng)探測器無法勝任

16、的環(huán)境提供了有效的手段。相關(guān)技術(shù)的開展，如傅立葉近紅外光譜技術(shù)弱信號處理技術(shù)、低功耗MCU技術(shù)進(jìn)一步促進(jìn)了傳統(tǒng)探測技術(shù)的改良，使得傳統(tǒng)探測器在技術(shù)和性能上有了顯著的提高。火災(zāi)著極早期探測、多傳感器復(fù)合探測和探測器小型化、智能化的方向開展邁出了更快的步伐。第2章煙霧檢測報警器的設(shè)計方案及工作原理2.1系統(tǒng)設(shè)計的功能利用氣體傳感器MQ-2、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DS18B20溫度傳感器等實現(xiàn)根本功能。通過這些傳感器和芯片，當(dāng)環(huán)境中可燃?xì)怏w濃度或溫度等發(fā)生變化時系統(tǒng)會發(fā)出相應(yīng)的燈光報警信號和聲音報警信號，以此來實現(xiàn)火災(zāi)報警，智能化提示。根本功能利用氣體傳感器MQ-2、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、D

17、S18B20溫度傳感器采集數(shù)據(jù)并對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，如果溫度大于或等于*個預(yù)設(shè)值，則黃燈點亮，啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則黃燈熄滅，無報警聲音。如果煙霧值大于或等于*個預(yù)設(shè)值，則紅燈點亮，并啟動報警器，發(fā)出報警聲音。反之則紅燈熄滅，無報警聲音。拓展功能。設(shè)計按鍵。當(dāng)按下設(shè)置按鍵時，光標(biāo)閃爍，此時按下加或減對應(yīng)的溫度或煙霧閾值可進(jìn)展設(shè)置。2.2煙霧檢測報警器設(shè)計思路此次設(shè)計是針對于單片機原理及其應(yīng)用展開的。其中包含了大學(xué)三年中所學(xué)到的相關(guān)知識，運用所學(xué)的傳感器技術(shù)，單片機技術(shù)去設(shè)計基于單片機的煙霧報警系統(tǒng)。煙霧報警器的最根本組成局部包括：煙霧傳感電路、溫度傳感電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機控

18、制電路。單片機緊緊聯(lián)系著傳感器和報警電路設(shè)備，給煙霧報警器設(shè)定一個值，當(dāng)外界環(huán)境到達(dá)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值時，煙霧傳感器把被測的物理量作為輸入?yún)?shù)，轉(zhuǎn)換為電量輸出。溫度傳感器的工作原理與上者一樣。為了簡化整個系統(tǒng)的設(shè)計在本設(shè)計中不采用前置放大器而是選擇數(shù)值符合A/D轉(zhuǎn)換器的輸入等級。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧傳感電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后送入單片機。這里選擇單片機的P1.0為輸入方式，接收到信號的單片機經(jīng)過程序的設(shè)定會由P0.0作為單片機的輸出電路，單片機對該數(shù)字信號進(jìn)展濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，是否大于或等于*個預(yù)設(shè)值，如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。

19、煙霧傳感器、溫度傳感器及單片機是可燃煙霧檢測報警器的兩大核心，根據(jù)報警器功能的需要，選擇適宜、準(zhǔn)確、經(jīng)濟的煙霧傳感器及單片機芯片是至關(guān)重要的。煙霧傳感器的介紹煙霧傳感器是將空氣中的煙霧濃度變量轉(zhuǎn)換成有一定對應(yīng)關(guān)系的輸出信號的裝置，煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中。煙霧傳感器的分類1、離子式煙霧傳感器該煙霧報警器部采用離子式煙霧傳感，離子式煙霧傳感器是一種技術(shù)先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠的傳感器，被廣泛運用到各消防報警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。它在外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子，在電場的作用下各自向正負(fù)電極移動4。在正常的情

20、況下，外電離室的電流、電壓都是穩(wěn)定的。一旦有煙霧竄逃外電離室。干擾了帶電粒子的正常運動，電流，電壓就會有所改變，破壞了外電離室之間的平衡，于是無線發(fā)射器發(fā)出無線報警信號，通知遠(yuǎn)方的接收主機，將報警信息傳遞出去。2、光電式煙霧傳感器光電煙霧報警器有一個光學(xué)迷宮，安裝有紅外對管，無煙時紅外接收。2.3煙霧檢測報警器整體設(shè)計方案煙霧檢測報警器工作原理本論文中的煙霧報警器采用89S52單片機來控制核心，采用MQ-2型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集煙霧信息。其工作原理，首先煙霧傳感器采集煙霧信息然后把煙霧信號轉(zhuǎn)換為電量送入模數(shù)轉(zhuǎn)換器中；接著模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將從煙霧傳感電路送出的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機可識別的數(shù)字信號后

21、送入89S52單片機；最后，將實際可燃性氣體濃度送入液晶，并判斷濃度值是否超出報警門限，當(dāng)濃度低于設(shè)置門限值的時候綠燈長亮，當(dāng)煙霧濃度超出設(shè)定的限定值時，紅燈亮并發(fā)出聲音報警。溫度檢測報警器工作原理該設(shè)計采用的是數(shù)字溫度傳感器。溫度傳感器檢測到的溫度以及數(shù)據(jù)處理后，直接送給單片機89c52數(shù)字信號并進(jìn)展數(shù)據(jù)分析。單片機對于溫度傳感器的送入的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的溫度閾值，并判斷溫度是否超出設(shè)定的限定值。假設(shè)是超過，黃燈點亮并發(fā)出報警聲音。2.3煙霧報警器系統(tǒng)類型AD煙霧采集模塊為適應(yīng)家庭和工業(yè)等場所對可燃性易爆煙霧平安性要求，設(shè)計的可燃性煙霧報警儀應(yīng)不僅能在較寬的溫度圍工作，而且應(yīng)具有顯示可燃煙霧濃

22、度使用89S52單片機，MQ-2煙霧傳感器與DS18B20溫度傳感器作為敏感元件，利用ADC0809轉(zhuǎn)換器和煙霧報警電路，開發(fā)出可用于家庭或小型單位火災(zāi)報警的煙霧報警器。整個設(shè)計由5大模塊與兩個根本電路構(gòu)成：AD煙霧采集模塊、按鍵模塊、液晶顯示模塊、聲光報警提示模塊、溫度采集模塊以及復(fù)位電路和晶振電路。89S52單片機，煙霧傳感器是將現(xiàn)場煙霧濃度等非電信號轉(zhuǎn)化為電信號，再通過ADC0809將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送給單片機進(jìn)展處理。煙霧報警模塊由單片機和報警電路組成，由單片機控制實現(xiàn)不同的聲光報警功能。本系統(tǒng)采用高性能的單片機，工作穩(wěn)定、測量精度高、通用性強、功耗低，保證報警器的準(zhǔn)確性及可靠性

23、，而且最好體積小，本錢低，有利于減少報警器的體積，降低報警器的本錢。單片機液晶顯示模塊按鍵模塊聲光報警提示模塊復(fù)位電路溫度采集模塊晶振電路圖2.3 煙霧報警器系統(tǒng)第3章煙霧檢測報警器的硬件設(shè)計3.1主電路的設(shè)計與實現(xiàn)89S52單片機是報警儀的設(shè)計中最核心的部件，一方面它控制A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，另一方面，將采集到的數(shù)字電壓值經(jīng)計算機處理得到相應(yīng)的二進(jìn)制代碼，與設(shè)定的值作比擬。整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過C語言對單片機89S52實現(xiàn)其控制功能。89系列單片機的概況： MCS-51 單片機是美國INTE 公司于1980 年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 80 31、8051和8751 等

24、通用產(chǎn)品，一直到現(xiàn)在， MCS-5 1 核系列兼容的單片機仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品，各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51 單片機作為代表進(jìn)展理論根底學(xué)習(xí)。我們常說的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51 指的是ATMEL公司的 AT 89C51單片機，同時是在原根底上增強了許多特性，如時鐘，更優(yōu)秀的是由Flash程序存儲器的容至少可以改寫 1000 次存儲器取帶了原來的 ROM一次性寫入，AT89C51 的性能相對于8051 已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。89C51 的缺陷在于不支持ISP在線更新程序功能，必須加上ISP 功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51 的傳奇。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的，現(xiàn)在

25、，89S51 目前已經(jīng)成為了實際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel 目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51 代替。89S51 在工藝上進(jìn)展了改良，89S51 采用 0.35 新工藝，本錢降低,而且將功能提升,增加了競爭力。89S* 可以像下兼容89C* 等51 系列芯片。市場上見到的89C51 實際都是Atmel 前期生產(chǎn)的巨量庫存而以。如果市場需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。3.1.2 AT89S52單片機介紹AT89S52實物圖與構(gòu)造圖由圖3-1、3-2所示。該單片機可反復(fù)擦寫1000次的FLASH只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司之高密

26、度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳構(gòu)造，片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。由圖3-2可見，89S52單片機主要由以下局部組成：CPU系統(tǒng)：8位CPU；含布爾處理器；時鐘電路；總線控制邏輯。存儲器系統(tǒng)：8KB的程序存儲器ROM/EPROM/Flash，可擴至64KB；128KB數(shù)據(jù)存儲器RAM，可再擴64KB；特殊功能存放器SFR。3.1.3 AT89C51單片機的部構(gòu)造：AT89C51單片機部由CPU、4KB的FPEROM ，128B的RAM，兩個16位的定時/計數(shù)器T0和T1，4個8位的I/O端P0、P1、P2、P3等組成。單片微

27、機部最核心的局部是CPU。CPU主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制存儲器、輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運算、邏輯運算以及位操作處理等，CPU按其功能可分為運算器和控制器兩局部?？刂破饔沙绦蛴嫈?shù)器PC、指令儲存器、指令譯碼器、實時控制與條件轉(zhuǎn)移邏輯電路等組成。它的功能是對來自存儲器中的指令進(jìn)展譯碼，通過實時控制電路，在規(guī)定的時刻發(fā)出各種作所需的部和外部的控制信號，使各局部協(xié)調(diào)工作，完成指令所規(guī)定的操作運算器由算術(shù)邏輯器部件ALU、累加器ACC、暫存器、程序狀態(tài)字存放器PSW，BCD碼調(diào)整電路等組成。圖3.1 單片機內(nèi)部構(gòu)造圖3.1.4 MQ-2型煙霧傳感器半導(dǎo)體煙霧傳感器包括用氧化物半導(dǎo)體

28、瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器以及用單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。按敏感機理分類，可分為電阻型和非電阻型。半導(dǎo)體氣敏元件也有N型和P型之分。N型在檢測時阻值隨煙霧濃度的增大而減??；P型阻值隨煙霧濃度的增大而增大。半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類。圖 3.1.4 MQ-2型煙霧傳感器本設(shè)計中采用的MQ-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料，屬于外表離子式N型半導(dǎo)體。當(dāng)處于200300C溫度時，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘受到該煙霧的調(diào)制而變化，就會引起表而電導(dǎo)率的變化。利用這一點就可以獲得這種煙霧存在

29、的信息。3.1.5 DS18B20溫度傳感器工作原理DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，干凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。圖3.1.5 DS18B20溫度傳感器構(gòu)造圖工作原理ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模

30、數(shù)轉(zhuǎn)換器。它由8路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比擬器、8位開關(guān)樹型A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近存放器、邏輯控制和定時電路組成。其部有一個8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)展A/D轉(zhuǎn)換。外部特性引腳功能ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如下圖。下面說明各引腳功能：IN0IN7：8路模擬量輸入端。2-12-8：8位數(shù)字量輸出端。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。圖 3.1.6 AT89C51引腳圖ALE：地址鎖存允許信號，輸入端，高電平有效。START： A/D轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖至

31、少100ns寬使其啟動脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動A/D轉(zhuǎn)換。EOC： A/D轉(zhuǎn)換完畢信號，輸出端，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢時，此端輸出一個高電平轉(zhuǎn)換期間一直為低電平。OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入端，高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢時，此端輸入一個高電平，才能翻開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。CLK：時鐘脈沖輸入端。要求時鐘頻率不高于640KHz。REF+、REF-：基準(zhǔn)電壓。Vcc：電源，單一+5V。GND：地。3.2煙霧報警器原理圖圖3.2 煙霧報警器仿真原理圖3.2 復(fù)位電路單片機的RET腳位復(fù)位腳。屬于高電平復(fù)位。正常情況下，RET處于低電平，當(dāng)按下按鍵后，給RET送入一個高電平，使單片機進(jìn)展復(fù)

32、位。圖3.2 復(fù)位電路3.3 晶振電路12MHz的晶振，其機器周期是1us, 也就是說在執(zhí)行同一條指令時用6MHz的晶振所用的時間是12MHz晶振的兩倍。為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了12MHz的晶振。振蕩方式的選擇：部振蕩方式，MCS-51部都有一個反相放大器，*TAL1、*TAL2分別為反相放大器輸入和輸出端，外接定時反應(yīng)元件以后就組成振蕩器，產(chǎn)生時鐘送至單片機部的各個部件。這樣就構(gòu)成了部振蕩方式外部振蕩方式是把已有的時鐘信號引入單片機。這種方式適合用來使單片機的時鐘與外部信號一致。在我的這個設(shè)計中沒有也無需與外部時鐘信號一致，所以我選擇了部振蕩方式，由于單片機部有一個高增益反相放大器，當(dāng)

33、外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時鐘脈沖。晶振我選擇了12MHz，相對于6MHz的晶振，整個系統(tǒng)的運行速度更快了。電容器C1、C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，電容值我選擇了30pF。部振蕩方式所得的時鐘信號穩(wěn)定性高。圖3.3 晶振電路3.4 按鍵電路圖3.4 按鍵電路按鍵電路A、B、C分別接單片機的P2.3，P2.4和P3.7。當(dāng)有鍵按下時，單片機得到一個低電平，通過程序進(jìn)展判斷，做出相應(yīng)的工作。設(shè)置鍵為設(shè)置煙霧或溫度的閾值，加、減按鍵分別在溫度和煙霧值的閾值進(jìn)展增加或減少的處理。3.5 AD煙霧采集模塊本設(shè)計采用的是ADC0809。于仿真問題，ADC0809塊錯誤，因此采用ADC

34、0808代替。ADC0808相當(dāng)于ADC0809的簡化模數(shù)轉(zhuǎn)換器。由于我們只需要一個輸入口，所以ADD 的輸入端我們?nèi)拷拥?，此時，只有IN0口可以進(jìn)展數(shù)據(jù)的輸入。當(dāng)煙霧傳感器采集到信號并轉(zhuǎn)換成電信號后輸入給ADC0808。由單片機控制ADC0808的模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)據(jù)通過單片機的P1口輸入。通過液晶顯示器顯示出當(dāng)前的煙霧值。圖3.5 AD煙霧采集電路圖3.2 復(fù)位電路3.6 溫度采集模塊DS18B20是數(shù)字度傳感器，18B20檢測的溫度信號會在部進(jìn)展轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過DQ腳輸出?？梢灾苯舆M(jìn)入單片機進(jìn)展數(shù)據(jù)的處理判斷。圖3.6 溫度傳感器電路3.7 聲亮報警模塊LED1與LED2分別接單片

35、機的P2.5和P2.6。鳴器接在單片機的P2.7腳。當(dāng)采集的溫度值或煙霧值大于設(shè)置好的初值，LED1或LED2會腳會由單片機的高電平變?yōu)榈碗娖?，此時發(fā)光二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)而發(fā)光。于此同時，fmq會得到單片機給的一個低電平，使三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，蜂鳴器發(fā)出聲音。圖3.7 聲亮報警電路3.8 液晶顯示模塊VL為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時比照度最弱，接地時比照度最高，比照度過高時會產(chǎn)生鬼影，使用時可以通過一個2.2K的電位器調(diào)整比照度。RS為存放器選擇，接單片機的P2.0，高電平時選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時選擇指令存放器。R/W為讀寫信號線，接單片機的P2.2腳，高電平時進(jìn)展讀操作，低電平時進(jìn)

36、展寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，接單片機的P2.1腳，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。D0D7數(shù)據(jù)輸入端口接單片機的P0口。圖3.8 液晶顯示電路第4章煙霧檢測報警器的軟件實現(xiàn)4.1單片機軟件開發(fā)工具介紹KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、構(gòu)造性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用17。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐

37、富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能表達(dá)高級語言的優(yōu)勢。KEILC51標(biāo)準(zhǔn)C編譯器為80C51微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保存了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，更加貼近CPU本身，及其它的衍生產(chǎn)品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，工程管理器，調(diào)試器。uVision2IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。

38、4.2 protues7.10軟件介紹Proteus 軟件進(jìn)展單片機系統(tǒng)仿真設(shè)計，是虛擬仿真技術(shù)和計算機多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機課程設(shè)計和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中，我們使用 Proteus開發(fā)環(huán)境對學(xué)生進(jìn)展培訓(xùn)，在不需要硬件投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對單片機的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更容易承受，更容易提高。實踐證明，在使用 Proteus 進(jìn)展系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進(jìn)展實際制作，能極大提高單片機系統(tǒng)設(shè)計效率。Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件該軟件中國總代理為風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)。它

39、不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前比擬好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學(xué)的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是英國著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又

40、增加了Corte*和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。4.3程序流程在整個程序流程中，經(jīng)常要控制一局部指令重復(fù)執(zhí)行假設(shè)干次，以便簡短的程序完成大量的處理任務(wù)。這種按*種控制規(guī)律重復(fù)執(zhí)行的程序稱為循環(huán)程序。循環(huán)程序有先執(zhí)行后判斷何先判斷后執(zhí)行兩種根本構(gòu)造。而我們要選用的是先判斷后執(zhí)行。MQ-2剛開場的時候不能馬上檢測煙霧，需要等通電一會后才能正常工作，程序初始化完畢后系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)。89S52單片機對傳感器檢測到的煙霧信號進(jìn)展模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后與設(shè)定的門限值進(jìn)展比擬，如果超過預(yù)算門限值蜂鳴器報警，同時把煙霧濃度值送入顯示管

41、顯示，沒有超過門限值繼續(xù)進(jìn)入監(jiān)控工作狀態(tài)。流程圖圖 4.2.1 程序流程圖開場讀溫度傳感器初始化液晶進(jìn)入while循環(huán)讀取煙霧值和溫度值是否有按鍵按下執(zhí)行按鍵程序啟動報警是否設(shè)置狀態(tài)溫度或者煙霧超過限值完畢關(guān)閉報警是是是否否否4.3主程序void main()check_wendu(); /初始化時調(diào)用溫度讀取函數(shù)防止開機85Ccheck_wendu();init_eeprom(); /開場初始化保存的數(shù)據(jù)Init1602(); /調(diào)用初始化顯示函數(shù)while(1) /進(jìn)入循環(huán)temp=ADC0809(); /讀取煙霧值check_wendu(); /讀取溫度值Key(); /調(diào)用按鍵函數(shù)掃描

42、按鍵if(Mode=0) /只有當(dāng)模式為0時才會執(zhí)行以下的閥值判斷局部Display_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,c,temp); if(temp=yushe_yanwu) /煙霧值大于等于預(yù)設(shè)值時LED_yanwu=0; /煙霧指示燈亮baojing=0; /蜂鳴器報警else /煙霧值小于預(yù)設(shè)值時LED_yanwu=1; /關(guān)掉報警燈if(c=(yushe_wendu*10)baojing=0; /翻開蜂鳴器報警LED_wendu=0; /翻開溫度報警燈else /溫度值小于預(yù)設(shè)值時LED_wendu=1; /關(guān)閉報警燈if(tempyushe_yanwu)&

43、(c0;*-) for(y=10;y0;y-);/寫命令void write_(uchar ) LCDRW=0; LCDRS=0; P0=; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0;/寫數(shù)據(jù)void write_data(uchar date) LCDRW=0; LCDRS=1; P0=date; LCDdelay(5); LCDEN=1; LCDdelay(5); LCDEN=0;/1602初始化void Init1602() uchar i=0; write_(0*38);/屏幕初始化 write_(0*0c);/翻開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍 wr

44、ite_(0*06);/當(dāng)讀或?qū)懸粋€字符是指針后一一位 write_(0*01);/清屏 write_(0*80);/設(shè)置位置 for(i=0;i16;i+) write_data(Init1i); /顯示數(shù)組1的數(shù)據(jù) write_(0*80+0*40);/設(shè)置位置 for(i=0;i16;i+) write_data(Init2i); /顯示數(shù)組2的數(shù)據(jù) 4.3.2 A/D轉(zhuǎn)換子程序/ADC0809讀取信息uchar ADC0809()uchar temp_=0*00;/初始化高阻太OE=0;/轉(zhuǎn)化初始化ST=0;/開場轉(zhuǎn)換ST=1;ST=0;/外部中斷等待AD轉(zhuǎn)換完畢while(EOC=0

45、)/讀取轉(zhuǎn)換的AD值OE=1;temp_=Data_ADC0809;OE=0;return temp_;第五章總結(jié)5.1 軟件調(diào)試總結(jié)本次課程設(shè)計，充分講課堂上學(xué)習(xí)上的知識運用到實踐中。除了要求C預(yù)言，單片機知識的掌握力度之外，還要學(xué)習(xí)熟練電腦仿真軟件。本次仿真軟件采用的是protues7.10 ，由于煙霧傳感器無法再仿真元件中查找，我們根據(jù)煙霧傳感器的原理，采用的是可變電位器進(jìn)展代替。當(dāng)改變電位器的電阻大小的時候，ADC0809的輸入端檢測到電信號，并進(jìn)展轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入給單片機。通過數(shù)據(jù)處理之后，在傳送給液晶顯示器。在程序上，使用keil C51軟件編寫程序。才進(jìn)展初次仿真時，發(fā)光二極管

46、并不發(fā)光。經(jīng)檢測程序，發(fā)現(xiàn)對于二極管是否接地，程序中需要改變其相應(yīng)的電平。5.2 硬件功能實現(xiàn)的總結(jié)本次課程設(shè)計的硬件電路，全是手工焊接。焊接要求：元器件的布局必須美觀，操作方便。焊錫盡量不使用拖焊，特別是長距離的連接，制止使用拖焊進(jìn)展連接。在硬件電路焊接完成后，先檢測電路中是否有短路，虛焊的現(xiàn)象。詳細(xì)檢查各個芯片，元器件的正極與負(fù)極是否都已經(jīng)焊接完成。檢查完成之后再開場接入電源。參考文獻(xiàn)1 胡宴如主編.模擬電子技術(shù)M 高等教育，2008-2-1 2 利主編.數(shù)字電子技術(shù)M 冶金工業(yè)，2009-1-1 3 華.單片機語言編程M.：航空航天大學(xué)，2005-8-1.4 徐愛鈞單片機原理實用教程基于

47、Protrues虛擬仿真M：電子工業(yè).2009-1 5 萍AT89S51單片機、原理、開發(fā)與應(yīng)用實例M：中國電力2008-76 曄、王玉民等單片機應(yīng)用技術(shù)M ：高等教育2006-37 忠平基于protues的51系列單片機設(shè)計與仿真電子工業(yè) 2013-18 毅剛主編單片機原理與應(yīng)用設(shè)計電子工業(yè) 2014-29 顧輝，越等主編微機原理與接口技術(shù)電子工業(yè) 2012-210 王港元電子設(shè)計制作根底科技技術(shù) 2015-3致非常感丹娟教師，在我設(shè)計制作仿真時候，細(xì)心教導(dǎo)，為我解決很多問題，并且還拓寬了我的知識，讓我對于單片機各方面的知識與應(yīng)用，有了更多的認(rèn)識。當(dāng)然也要感覺此前的學(xué)習(xí)中，模擬電路教師，數(shù)字

48、電路教師的教學(xué)。如果不是他們的任教，他們的幫助和指導(dǎo)，單單憑就我那淺薄的單片機知識，是不可能完本錢次的課程設(shè)計的。感你們對我們學(xué)習(xí)付出的時間與精力，對此，我一定會銘感五，始終不忘記教師的教導(dǎo)。正是由于你們的教導(dǎo)，我才能在各個方面提升自己能力，讓我以后在社會中有了些許立足之本。在此向各位教師表示我由衷的意，并祝所有的教師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃滿天下！當(dāng)然，我還需要感我的小組成員，是我們共同探討，共同完本錢次的課程設(shè)計。當(dāng)然還要感我的室友，幫我解決我在寫程序時遇到的各種問題。我知道，這個課程設(shè)計基于單片機的煙霧報警設(shè)計的圓滿完成，是與教師，同學(xué)的幫助是分不開的。再次對我的指導(dǎo)教師丹娟以及我的

49、同學(xué)致以最崇高的敬意和衷心的感。附錄1源程序/程序頭函數(shù)#include /宏定義#define uint unsigned int #define uchar unsigned char/顯示函數(shù)#include /顯示函數(shù)display.h在工程里也可鼠標(biāo)選中左邊右鍵open document #include #include eeprom52.h#define Data_ADC0809 P1 /定義P1口為Data_ADC0809 之后的程序里Data_ADC0809即代表P1口/管腳聲明sbit LED_wendu= P25; /溫度報警燈sbit LED_yanwu= P26; /

50、煙霧報警燈sbit baojing= P31; /蜂鳴器接口sbit DQ = P27; /ds18b20的數(shù)據(jù)引腳/ADC0809sbit ST=P33;sbit EOC=P36;sbit OE=P32;sbit CLOCK=P30;/按鍵sbit Key3=P23; /設(shè)置鍵sbit Key2=P24; /加按鍵sbit Key1=P37; /減按鍵signed char w; /溫度值全局變量uint c; /溫度值全局變量/酒精含量變量uchar temp; /用于讀取ADC數(shù)據(jù)uchar yushe_wendu=50; /溫度預(yù)設(shè)值uchar yushe_yanwu=45; /煙霧預(yù)

51、設(shè)值/按鈕模式| uchar Mode=0; /=1是設(shè)置溫度閥值 =2是設(shè)置煙霧閥值/函數(shù)聲明e*tern uchar ADC0809();e*tern void Key();/*void delay(uint z) /延時函數(shù)大約延時z msuint i,j;for(i=0;iz;i+)for(j=0;j0;i-) DQ = 0; / 給脈沖信號 dat=1; DQ = 1; / 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0*80; Delay_DS18B20(4); return(dat);/*寫一個字節(jié)*/void WriteOneChar(unsigned char dat) unsign

52、ed char i=0; for (i=8; i0; i-) DQ = 0; DQ = dat&0*01; Delay_DS18B20(5); DQ = 1; dat=1; /*讀取溫度*/unsigned int ReadTemperature(void) unsigned char a=0; unsigned char b=0; unsigned int t=0; float tt=0; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0*CC); /跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0*44); /啟動溫度轉(zhuǎn)換 Init_DS18B20(); WriteOneCh

53、ar(0*CC); /跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0*BE); /讀取溫度存放器 a=ReadOneChar(); /讀低8位 b=ReadOneChar(); /讀高8位 t=b; t=8; t=t|a; tt=t*0.0625; t= tt*10+0.5; /放大10倍輸出并四舍五入 return(t);/*讀取溫度*/void check_wendu(void)c=ReadTemperature()-5; /獲取溫度值并減去DS18B20的溫漂誤差if(c=999) c=999;/ADC0809讀取信息uchar ADC0809()uchar temp_=0*00;/初始化高阻太OE=0;/轉(zhuǎn)化初始化ST=0;/開場轉(zhuǎn)換ST=1;ST=0;/外部中斷等待AD轉(zhuǎn)換完畢while(EOC=0)/讀取轉(zhuǎn)換的AD值OE=1;t