基于單片機(jī)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)論文

PAGE開題報告Ⅰ基于單片機(jī)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)BasedOnSCMAutomaticFireAlarmSystem 論文作者姓名： 作者學(xué)號： 所在學(xué)院： 所學(xué)專業(yè)： 應(yīng)用電子 導(dǎo)師姓名職稱： 論文完成時間： PAGE2目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 1ABSTRACT 2第1章緒論 11.1選題背景及意義 11.2本文所做的工作 1第2章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的工作原理 22.1系統(tǒng)總體功能概述 22.2火災(zāi)報警系統(tǒng)的類型 22.3火災(zāi)探測器的原理 3第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計 53.1核心芯片選擇 53.2單片機(jī)外圍接口電路 83.3信號處理電路 93.4A/D轉(zhuǎn)換模塊 103.5聲音報警電路 113.6數(shù)碼管顯示電路 123.7狀態(tài)指示燈及控制鍵電路 133.8報警器故障自診斷 14第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計 154.1主程序流程圖 154.2主程序初始化流程圖 164.3濾波子程序 164.4線性化子程序 174.5報警子程序 194.6鍵盤處理子程序 21結(jié)論 22致謝 23參考文獻(xiàn) 24PAGE1第Ⅰ頁摘要目前，隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來越多，在我們生活得四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。為了避免火災(zāi)以及減少火災(zāi)造成的損失，我們必須按照“隱患險于明火，防患勝于救災(zāi)，責(zé)任重于泰山”的概念設(shè)計和完善火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，將火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，最大限度地減少社會財富的損失。本系統(tǒng)可安裝在各防火單位，它負(fù)責(zé)不斷地向所監(jiān)視的現(xiàn)場發(fā)車巡檢信號，監(jiān)視現(xiàn)場的溫度、濃度等，并不斷反饋給報警控制器，控制器將接到的信號與內(nèi)存的正常整定值比較、判斷確定火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，可實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警及與上位機(jī)串口通信等，是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧傳感器，具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞單片機(jī)火災(zāi)報警傳感器第Ⅱ頁ABSTRACTNow,withelectronicproductsusedinhumanlifemoreandmorewidely,theresultingfire,moreandmore,weliveinfirehazardslurkingaroundeverywhere.Toavoidfiresandreducefirelosses,wemustfollowthe"hiddendangersfireinpreventionisbetterthandisasterrelief,theresponsibilityisextremelyheavy,"theconceptdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,firenippedinthebud,themaximumreducethelossofsocialwealth.Thesystemcanbeinstalledinallfireunits,whichisresponsibleforcontinuouslymonitoringthesitetostarttheinspectionsignal,monitorthesiteoftemperature,concentration,andcontinuousfeedbacktothealarmcontroller,thecontrollerwillreceivethesignalandthenormalmemorysettingvaluewasdeterminedbycomparingtodeterminethefire.Whenfireoccurs,canachievesoundandlightalarm,faultdiagnosis,concentrationdisplay,alarmlimitsettings,delayalarmandserialcommunicationwiththehostcomputerisasimplestructure,stableperformance,easytouse,inexpensive,intelligentsmokesensor,hassomepracticalvalue.

Keywords：SCMfirealarmsensor第28頁第1章緒論1.1選題背景及意義火災(zāi)是可燃物在時間或空間上失去控制的燃燒所造成的災(zāi)害，是威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災(zāi)害之一?；?，在給人類帶來文明進(jìn)步、光明和溫暖的同時也在其失去控制之時給人類造成了巨大的災(zāi)難。據(jù)統(tǒng)計，我國70年代火災(zāi)平均損失不到2.5億元，80年代火災(zāi)平均損失接近3.2億元。進(jìn)入90年代，特別是1993年以來，火災(zāi)造成的直接損失上升到年均十幾億元，年均死亡2021多人。嚴(yán)峻的事實證明，隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會財富日益增加，火災(zāi)給人類、社會和自然造成的危害范圍不斷擴(kuò)大，它不僅毀壞物質(zhì)財產(chǎn)，造成社會秩序的混亂，還直接威脅生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的現(xiàn)實讓人們逐漸認(rèn)識到監(jiān)控預(yù)警和消防工作的重要性，良好的監(jiān)控系統(tǒng)和及時的報警機(jī)制可以大大降低人員的上網(wǎng)，為社會減少不必要的損失。隨著電子產(chǎn)品在人類生活中的使用越來越廣泛，由此引起的火災(zāi)也越來越多，在我們生活的四周到處潛伏著火災(zāi)隱患。智能化火災(zāi)報警系統(tǒng)已并非傳統(tǒng)意義上的簡單的報警設(shè)備，而是融入了計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器的應(yīng)用等各領(lǐng)域知識。伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，火災(zāi)報警系統(tǒng)必將得到更快的發(fā)展。1.2本文所做的工作本文采用氣體傳感器、溫度傳感器、AT89S52單片機(jī)以及LED顯示燈模塊設(shè)計了一種智能火災(zāi)報警器，可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警及與上位機(jī)串口通信等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的火災(zāi)報警器，具有一定的實用價值。本系統(tǒng)采用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為處理器，主要完成以下工作：1.基于AT89S52的火災(zāi)報警檢測設(shè)計方案。2.溫度傳感器AD590、煙霧傳感器TGS202、A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的選擇以及與單片機(jī)的接口電路設(shè)計。3.LED數(shù)碼管驅(qū)動芯片ICM7218與單片機(jī)的接口電路及其與數(shù)碼管的硬件連接。4.設(shè)計主要軟件程序模塊，完成軟件設(shè)計。第2章火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的工作原理2.1系統(tǒng)總體功能概述火災(zāi)報警系統(tǒng)一般由火災(zāi)探測器、區(qū)域報警器和集中報警器組成?；馂?zāi)探測器通過對火災(zāi)發(fā)出的物理、化學(xué)現(xiàn)象——氣（燃燒氣體）、煙（煙霧粒子）、熱（溫度）、光（火焰）的探測，將探測到的火情信號轉(zhuǎn)化成火警電信號傳遞給火災(zāi)報警控制器。區(qū)域報警器將接收到火警信號后經(jīng)分析處理發(fā)出聲光報警信號，警示消防控制中心的值班人員，并在屏幕上顯示出火災(zāi)的房間號。集中報警是將接收到的信號以聲光形式表現(xiàn)出來，其屏幕上也顯示出著火的樓層和房間號，利用本機(jī)專用還可迅速發(fā)出指示和向消防隊報警。此外，也可以控制有關(guān)的滅火系統(tǒng)或?qū)⒒馂?zāi)信號傳輸給消防控制室。整體電路的框圖如圖2-1所示：圖2-1系統(tǒng)原理及組成框圖傳感器圖2-1系統(tǒng)原理及組成框圖傳感器放大電路A/D轉(zhuǎn)換單片機(jī)狀態(tài)指示燈聲音報警濃度顯示按鍵串口通信2.2火災(zāi)報警系統(tǒng)的類型根據(jù)火災(zāi)報警系統(tǒng)中所使用的探測器種類的不同，火災(zāi)報警系統(tǒng)可以分為以下四種：（1）感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng)由于火災(zāi)發(fā)生時燃燒物會產(chǎn)生大量的熱量，使得周圍溫度迅速變化。感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是通過判斷周圍溫度變化而產(chǎn)生響應(yīng)的火災(zāi)報警系統(tǒng)，再把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電信號以達(dá)到判斷報警的目的。根據(jù)探測溫度參數(shù)的不同，一般可以將感溫型火災(zāi)報警系統(tǒng)分為定溫式、溫差式等幾種。(2)感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)煙霧是早期火災(zāi)的重要特征之一。在火災(zāi)發(fā)生的初期，由于溫度比較低，許多物質(zhì)都處于陰燃階段，產(chǎn)生大量的煙霧。感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是對空氣中可見或不可見的煙霧粒子進(jìn)行探測，然后將煙霧濃度的變化轉(zhuǎn)換為電信號來觸發(fā)報警。感煙型火災(zāi)報警系統(tǒng)主要有激光感煙式、光電感煙式和離子感煙式等。（3）感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)物質(zhì)燃燒不但會產(chǎn)生煙霧和熱量，同時也會產(chǎn)生可見或不可見的光輻射。感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)就是通過響應(yīng)火災(zāi)中產(chǎn)生的光特性，即擴(kuò)散火焰的光強(qiáng)度和閃爍頻率，來觸發(fā)報警系統(tǒng)的。根據(jù)感應(yīng)的敏感波長，可以將感光型火災(zāi)報警系統(tǒng)分為對波長較短的光輻射敏感的紫外報警系統(tǒng)和對波長較長的光輻射敏感的紅外報警系統(tǒng)。（4）復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)如果報警系統(tǒng)同時對溫度、煙霧和光輻射中的兩種或兩種以上參數(shù)做出響應(yīng)，那么它就是復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)。目前復(fù)合型火災(zāi)報警系統(tǒng)有感溫感煙型、感煙感光型、感溫感光型等多種形式。2.3火災(zāi)探測器的原理火災(zāi)發(fā)生時，必然會伴隨著產(chǎn)生煙霧、高溫和火光，探測器對這些都很敏感。當(dāng)有煙霧、高溫、火光產(chǎn)生的時候，它就改變平時的正常狀態(tài)，引起電流、電壓或機(jī)械部分發(fā)生變化或位移，再通過放大、傳輸?shù)冗^程發(fā)出警報聲，有的還能同時發(fā)出燈光信號并顯示發(fā)生火災(zāi)的部位、地點?；馂?zāi)探測器主要分感煙、感溫、光輻射三大類：（1）感煙探測器。一種是離子感煙探測器，它在內(nèi)外電離室里面有放射源镅241，電離產(chǎn)生的正負(fù)離子，在電場的作用下各向正負(fù)電極移動。在正常的情況下，內(nèi)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(yùn)動，電流、電壓就有所改變，破壞了內(nèi)外電離室之間的平衡，于是就發(fā)出了信號。還有一種叫光電感應(yīng)探測器，它有一個發(fā)光元件和一個光敏元件，平常光源發(fā)出的光，通過透鏡射到光敏元件上，電路維持正常，如果有煙霧從中阻隔，到達(dá)光敏元件上的光就顯著減弱，于是光敏元件就把光強(qiáng)的變化變成電的變化，通過放大電路向人們報警。還有一種叫管道抽吸式感煙探測器，他的工作原理與光電感應(yīng)探測器中另一種散射型相似，通過煙霧的反射或散射產(chǎn)生光敏電流，主要用在船舶上。近年來還出現(xiàn)了激光感煙探測器，它也是利用光電感應(yīng)原理，不同的是光源改用激光束。這種探測器采用半導(dǎo)體器件，體積小、價格低、耐震動、壽命長，很有發(fā)展前途。（2）感溫探測器。一種是運(yùn)用金屬熱脹冷縮的特性。正常的情況下，探測器的電路斷開，當(dāng)溫度升到一定值時，由于金屬膨脹、延伸，導(dǎo)體接通，于是發(fā)出了信號。一種是利用某些金屬易熔的特性，在探測器里固定一塊低熔點合金，當(dāng)溫度升到它的熔點（70～90℃）時，金屬熔化，借助彈簧的作用力，使觸頭相碰，電路接通，發(fā)出信號。這兩種探測器都屬定溫型，即當(dāng)外界溫度超過某一限值時就會報警；還有一類是差溫型，升溫的速度超過特定值時，便會感應(yīng)報警。如將兩者結(jié)合起來，便成為差定溫組合式。（3）光輻射探測器。一種是紅外光輻射探測器。物質(zhì)在燃燒時，由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生閃爍的紅外光輻射使硫化鉛紅外光敏元件感應(yīng)，轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)放大后，就能向人們報警。另一種是紫外光輻射探測器，則利用有機(jī)化合物燃燒時，火光中的紫外光，使紫外光敏管的電極激發(fā)出離子，通過繼電器等，就能打開開關(guān)電路報警?；馂?zāi)報警器是重要的安全設(shè)備，一切重要的場所，如大型物資倉庫、隧道、大型船舶、高層建筑都應(yīng)該安裝。它還可以與自動滅火設(shè)備一起組成自動報警、自動滅火的“自動消防隊”。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1核心芯片選擇1.芯片AT89S52在火災(zāi)報警器的設(shè)計中，單片機(jī)是其核心部件。它一方面要接收來自傳感器送來的溫度、煙霧對應(yīng)的模擬信號和故障檢測信號，另一方面要對這兩種信號分別進(jìn)行處理，以控制后續(xù)電路進(jìn)行相應(yīng)動作；與此同時查詢是否有鍵按下的請求。在單片機(jī)完成這些工作的過程中，尤其是信號處理中，比較濃度值后送入顯示的軟件實現(xiàn)比較復(fù)雜，要求單片機(jī)具備較快的運(yùn)算速度，使檢測人員能夠較準(zhǔn)確地觀測到煙霧濃度，并根據(jù)情況進(jìn)行相應(yīng)的處理。并且也要考慮選擇低價實用的機(jī)型，并為研制同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為控制器。AT89S52是一個低功耗、高性能的CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytes(In-systemprogrammable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、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引腳結(jié)構(gòu)。芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，功能強(qiáng)大的計算機(jī)AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。AT89S52片內(nèi)集成256字節(jié)程序運(yùn)行空間、8K字節(jié)Flash存儲空間，支持最大64K外部存儲擴(kuò)展。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求，時鐘頻率可以設(shè)置在0-33M之間。片內(nèi)資源有4組I/O控制端口、3個定時器、8個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)?？梢栽?V到5.5V寬電壓范圍內(nèi)正常工作。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。根據(jù)本次設(shè)計的具體情況，采用雙列直插DIP-40封裝。AT89S52的引腳圖如圖3-1所示：圖3-1DIP-40封裝AT89S52引腳圖2、集成溫度傳感器AD590圖3-2AD590應(yīng)用電路圖3-2AD590應(yīng)用電路 AD590是美國AnalogDevices公司生產(chǎn)的一種電流型二端傳感器，電路如圖所示。由于AD590是電流型溫度傳感器，它的輸出同絕對溫度成正比，及1A∕K，，而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片ADC0809的輸入要求是電壓量，所以在AD590的負(fù)極接出一個10千歐的電阻R1和一個100歐的可調(diào)電阻W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿階DC080。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻便可在輸出端V獲得與絕對溫度成正比的電壓量，即10mV∕K,溫度0℃時輸出為0，溫度25℃時輸出為2.982V。這樣便于A/D轉(zhuǎn)換器采集數(shù)據(jù)。AD590的應(yīng)用電路如圖3-2所示。3、氣體傳感器TGS-202圖3-3TGS202檢測電路圖3-3TGS202檢測電路火災(zāi)中氣體煙霧主要是CO和CO，TGS202氣體傳感器能探測CO，CO，甲烷，煤氣等多種氣體，它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適合于火災(zāi)中氣體的探測。如上圖所示，當(dāng)TGS202探測到CO或CO時，傳感器的內(nèi)阻變小，V迅速上升。選擇適當(dāng)?shù)碾娮枳柚?，使得?dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度（如CO濃度達(dá)到0.06﹪）時，V端獲得適當(dāng)?shù)碾妷海ㄔO(shè)為3V）。電路圖如圖3-3所示。4、數(shù)碼管驅(qū)動芯片ICM7218ICM7218是INTERSIL公司生產(chǎn)的一種性能價格比較高的通用8位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路,28腳雙列封裝,是一種多功能LED數(shù)碼管驅(qū)動芯片,可與多種單片機(jī)接口使用。ICM7218的輸出可直接驅(qū)動LED顯示器,不需外接驅(qū)動電路,工作電壓為+5V,其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。同樣由單片機(jī)向ICM7218寫控制字及數(shù)據(jù)，編程部分像給外部RAM寫數(shù)據(jù)一樣簡單。當(dāng)單片機(jī)寫入模式控制字后，ICM7218以約定的方式接收顯示數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)寫入靜態(tài)顯示RAM中。數(shù)據(jù)接收結(jié)束，ICM7218在掃描控制電路的控制下，按設(shè)定的譯碼模式，以動態(tài)掃描顯示方式向段顯示驅(qū)動器和位控驅(qū)動器發(fā)出控制信號，直到下一個控制字寫入前，不停地進(jìn)行動態(tài)顯示工作。其引腳圖和內(nèi)部框圖如圖3-4所示。圖3-4ICM7218引腳圖及內(nèi)部框圖圖3-4ICM7218引腳圖及內(nèi)部框圖3.2單片機(jī)外圍接口電路AT89S52單片機(jī)外圍接口電路如圖3-5所示，主要包括：1.晶振電路：內(nèi)部時鐘電路的晶振頻率一般選擇在4MHZ~12MHZ之間（該設(shè)計選用6MHZ），外接兩個諧振電容。該電容的典型值為30pF,該設(shè)計選用33pF。2.復(fù)位電路：單片機(jī)復(fù)位采用按鍵高電平復(fù)位，而單片機(jī)在平時則復(fù)位端為低電平0.3.直流電源圖3-5單片機(jī)外圍接口電路圖3-5單片機(jī)外圍接口電路3.3信號處理電路圖3-6信號處理電路圖3-6信號處理電路對于傳感器輸出的模擬信號，一般要用運(yùn)算放大器對其進(jìn)行調(diào)理或放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入模擬量幅值及極性的要求。在本報警器電路中，同樣要對兩類傳感器的輸出信號進(jìn)行放大調(diào)理。電路圖如上圖3-6所示，運(yùn)算放大器接成電壓放大電路。從傳感器采集過來的微弱電壓信號，經(jīng)過電壓放大器的放大，得到較強(qiáng)的模擬電壓信號。采樣時，把相應(yīng)的模擬電壓信號從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。3.4A/D轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)氣敏傳感器所檢測的電壓信號為模擬信號，無法直接被單片機(jī)所識別，所以在經(jīng)過放大電路后對信號進(jìn)行A/D裝換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入單片機(jī)。A/D轉(zhuǎn)換電路采用了常用的8位8通道數(shù)模轉(zhuǎn)換常用芯片ADC0809，煙霧、溫度傳感器的輸出端分別接到ADC0809的IN0和IN1。ADC0809的通道選擇地址由AT89S52的P0.0～P0.2經(jīng)地址鎖存器74LS373輸出提供。當(dāng)P2.7=0時，與寫信號WR共同選通ADC0809。其中ALE信號與ST信號連在一起，在WR信號的前沿寫入地址信號，在其后沿啟動轉(zhuǎn)換。圖中ADC0809轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號EOC接到AT89S52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，產(chǎn)生中斷。在中斷服務(wù)程序中，將轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)送到指定的存儲單元。由于ADC0809片內(nèi)無時鐘，故利用8051提供的地址鎖存使能信號ALE經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得時鐘。因為ALE信號的頻率是單片機(jī)時鐘頻率的1/6，如果時鐘頻率為6MHZ，則ALE信號的頻率為1MHZ，經(jīng)二分頻后為500KHZ，與ADC0809的典型值吻合。電路圖如圖3-7所示。圖3-7A/D轉(zhuǎn)換電路3.5聲音報警電路由AT89S52的21腳實現(xiàn)聲音報警控制。當(dāng)可燃性氣體濃度或溫度超過限定值時，將P2.0置為低電平，三極管導(dǎo)通，揚(yáng)聲器發(fā)出鳴叫報警。其電路原理圖如圖3-8所示。圖3-8聲音報警電路圖3.6數(shù)碼管顯示電路數(shù)據(jù)采集進(jìn)來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)。在本系統(tǒng)中，對LED進(jìn)行的是動態(tài)掃描，除了給顯示器提供段的輸入之外，還要對顯示器進(jìn)行位控制。顯示器的第一位顯示所選擇的通道號，而后三位則顯示該通道傳送進(jìn)來的相應(yīng)的數(shù)字量。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)動芯片ICM7218A驅(qū)動，27、3、1、25、2、24、26腳分別接數(shù)碼管的a、b、c、d、e、f、g，15、16、23、20腳為位選，分別控制4位數(shù)碼管的亮滅，ID0~7為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī)P0口，WRITE、MODE是寫控制位和模式控制位，分別接單片機(jī)P3.6、P2.6。其電路圖如圖3-9所示。圖3-9數(shù)碼管顯示電路圖圖3-9數(shù)碼管顯示電路圖3.7狀態(tài)指示燈及控制鍵電路圖3-10狀態(tài)指示燈電路圖3-10狀態(tài)指示燈電路圖3-11控制按鍵連接示意圖狀態(tài)指示燈及控制鍵電路如圖3-10、3-11所示，單片機(jī)AT89S52的P2.2、P2.3、P2.4控制輸出的狀態(tài)指示燈。綠燈亮表示正常狀態(tài)，環(huán)境中沒有火災(zāi)危險。黃燈亮表示傳感器加熱絲發(fā)生斷線或者接觸不良。紅燈亮表示環(huán)境中煙霧濃度、溫度超過報警限值，提醒用戶盡快采取相應(yīng)措施。控制鍵電路采用獨立式按鍵設(shè)計。4個按鍵分別接到片。P1.0、P1.1、P1.2和RST，對于這種鍵各程序可以采用中斷查詢的方法，功能就是：檢測是否有鍵閉合，如有鍵閉合，則去除鍵抖動，判斷鍵號并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的鍵處理。4個鍵定義如下：P2.1：S1功能轉(zhuǎn)換鍵，按此鍵則開始鍵盤控制。P2.5：S2加，按此鍵則溫度設(shè)定值加一度或煙霧濃度增加0.01％。P2.6：S3減，按此鍵則溫度設(shè)定減少一度或煙霧濃度減少0.01％。RST：S4復(fù)位鍵，使系統(tǒng)復(fù)位。3.8報警器故障自診斷判斷傳感器電源連接情況。在傳感器的地端串聯(lián)一個電阻R，當(dāng)傳感器正常連接時，電阻和傳感器分壓，此時電阻兩端有微弱的電壓，單片機(jī)可以通過P2.1口檢測到：如果如果傳感器電源連接不正常，則會產(chǎn)生斷路，檢測到電阻兩端電壓為0。第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1主程序流程圖主程序流程圖如圖4-1所示：Y開始初始化Y開始初始化傳感器預(yù)熱、故障檢測鍵盤處理報警限設(shè)置報警子程序平均值法濾波線性化處理設(shè)置指示燈狀態(tài)YN是否按下模式切換A/D轉(zhuǎn)換N是否超過報警限濃度顯示圖4-1主程序流程圖首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因為傳感器需要預(yù)熱一段時間才能正常采集煙霧和溫度信息。預(yù)熱同時，對傳感器加熱絲故障檢測，采用軟件方式檢測傳感器加熱絲或電纜線是否斷線或者接觸不良。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。AT89S52單片機(jī)對傳感器檢測到的煙霧濃度和溫度信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將檢測值與報警限設(shè)定值相比較，判斷是否報警。同時送入顯示器顯示通道及相應(yīng)的數(shù)字量。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能，中斷子程序等，使報警器功能更加完善，給用戶帶來便利。4.2主程序初始化流程圖主程序初始化流程圖如圖3-2所示。這部分實現(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。首先設(shè)定定時器工作方式，然后開系統(tǒng)中斷，以便響應(yīng)中斷定時，及時對氣體濃度和溫度進(jìn)行采樣。然后關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報警限初值。開始開始定時器初始化開中斷關(guān)閉蜂鳴器，打開綠燈設(shè)定初值YN是否保持報警初值返回圖4-2主程序初始化流程圖4.3濾波子程序在對氣體濃度采樣時，可能會遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。干擾通常只影響個別采樣點的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點的數(shù)據(jù)相差比較大。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計算結(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。為此，可采取去極值平均濾波法，先對N個采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計算余下的N–2個數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī)干擾。保證報警器檢測煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報、錯報的可能。開始開始設(shè)定采樣次數(shù)調(diào)用A/D采樣求第二個到第九個采樣值的累加和將累加和求平均值送入寄存器NY已達(dá)到設(shè)定次數(shù)將采樣值排序圖4-4濾波子程序流程圖4.4線性化子程序本論文報警器使用的TGS-202型傳感器的電阻是隨著可燃?xì)怏w濃度值的升高而降低的，因此輸入單片機(jī)的電壓也是隨之降低的。電壓值與氣體濃度之間是非線性的關(guān)系，為了實時顯示煙霧濃度需要對其進(jìn)行線性化處理。在誤差許可范圍內(nèi)，根據(jù)標(biāo)定曲線形狀，以及單片機(jī)處理能力，把曲線分成若干小段，對每小段分別線性化根據(jù)分段線性插值法求輸入單片機(jī)的某一電壓值對應(yīng)的煙霧濃度的公式如下：式中，N為所分區(qū)間個數(shù)，f(x)為實際煙霧檢測濃度，x為實際氣體檢測濃度對應(yīng)的電壓值，xi是區(qū)間的下限濃度對應(yīng)電壓值，xi+1是區(qū)間的上限濃度對應(yīng)電壓值，f(xi)為區(qū)間下限煙霧濃度值，f(xi+1)為區(qū)間上限煙霧濃度值。分段插值法線性化程序流程圖如圖4-5所示：圖4-5線性化子程序圖4-5線性化子程序4.5報警子程序當(dāng)煙霧濃度或溫度值超過報警限設(shè)定值時，蜂鳴器發(fā)聲，對應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對策或自動控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。為防止誤報，在程序設(shè)計上，對煙霧濃度和溫度進(jìn)行快速重復(fù)檢測和延時報警，以區(qū)別出時管道中煙霧的泄露，還是由于暫時打開閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報。報警子程序流程圖如圖4-6所示。圖4-6報警子程序流程圖圖4-6報警子程序流程圖NYNYY開始讀取處理后的氣體濃度值或溫度值延遲20秒后采集一組數(shù)據(jù)YN是否煙霧濃度≥0.06％或溫度≥100℃?zhèn)鞲衅鞴收献栽\斷傳感器有問題返回啟動故障報警復(fù)位鍵是否按下煙霧濃度≥0.06％或溫度≥100℃溫度≥100℃N啟動火災(zāi)報警4.6鍵盤處理子程序按鍵處理子程序流程圖如圖4-7所示。開始開始掃描鍵值是否有鍵按下延時10ms消抖是否有鍵按下提取鍵值調(diào)用鍵盤處理子程序結(jié)束NNYYY圖4-7鍵盤處理子程序流程圖結(jié)論火災(zāi)報警器可保障生產(chǎn)與生活的安全，避免火災(zāi)和爆炸事故以及煤氣中毒的發(fā)生，它是防火、防爆和安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場空間與發(fā)展前景。本論文是在對煙霧、溫度傳感器和報警技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計方案，并對儀器的整體設(shè)計和各個組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計。本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過努力，整個系統(tǒng)實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)通過設(shè)計一個以AT89S52單片機(jī)為核心的火災(zāi)報警器可以實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、濃度顯示、報警限設(shè)置、延時報警等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的火災(zāi)報警器，具有一定的實用價值。本報警器電路結(jié)構(gòu)簡單、可維護(hù)性好。由于實現(xiàn)了對普通環(huán)境中煙霧濃度和溫度的實時監(jiān)控，因此具有非常普遍的意義，能廣泛應(yīng)用于居民家庭、企事業(yè)單位等多方面的安全防范。但是也存在不少的不足。由于電源的波動，傳感器的電氣特性等問題，使得A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有時波動很大，這樣就可能出現(xiàn)誤報警。由于時間的關(guān)系，系統(tǒng)中本應(yīng)具有的串行通信的功能沒有實現(xiàn)，而只是實現(xiàn)了煙霧濃度、溫度顯示及按鍵控制。由于上述缺點的存在,此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。通過這次設(shè)計，更加深入的理解和掌握了這方面的知識，對本專業(yè)的認(rèn)識也更加深入，使自己對本專業(yè)更加的熱愛，對理論學(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。在設(shè)計過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識，有很多感悟和體驗心得。而且，對工程設(shè)計的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅實的基礎(chǔ)。第30頁參考文獻(xiàn)[1]孫育才，MCS-51系列單片微型計算機(jī)及其應(yīng)用，第4版，東南大學(xué)出版社，2021[2]王慶，Protel99SE&DXP電路設(shè)計教程，電子工業(yè)出版社，2021[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,2021[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，2021[5]賴壽宏，微型計算機(jī)控制技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2021．[6]李中望，一種智能火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計方案，安防科技，2021[7]王忠民，基于單片機(jī)的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器設(shè)計，現(xiàn)代電子技術(shù)，2021，27（10）[8]AtmelCorporation8-bitMicrocontrollerwith8KBytesIn-SystemProgrammableFlashAT89S52附錄

社會實踐報告系別：班級：學(xué)號：姓名：作為祖國未來的事業(yè)的繼承人，我們這些大學(xué)生應(yīng)該及早樹立自己的歷史責(zé)任感，提高自己的社會適應(yīng)能力。假期的社會實踐就是很好的鍛煉自己的機(jī)會。當(dāng)下，掙錢早已不是打工的唯一目的，更多的人將其視為參加社會實踐、提高自身能力的機(jī)會。許多學(xué)校也積極鼓勵大學(xué)生多接觸社會、了解社會，一方面可以把學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實踐中去，提高各方面的能力；另一方面可以積累工作經(jīng)驗對日后的就業(yè)大有裨益。進(jìn)行社會實踐，最理想的就是找到與本專業(yè)對口單位進(jìn)行實習(xí)，從而提高自己的實戰(zhàn)水平，同時可以將課本知識在實踐中得到運(yùn)用，從而更好的指導(dǎo)自己今后的學(xué)習(xí)。但是作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，由于本身具備的專業(yè)知識還十分的有限，所以我選擇了打散工作為第一次社會實踐的方式。目的在于熟悉社會。就職業(yè)本身而言，并無高低貴賤之分，存在即為合理。通過短短幾天的打工經(jīng)歷可以讓長期處于校園的我們對社會有一種更直觀的認(rèn)識。實踐過程：自從走進(jìn)了大學(xué)，就業(yè)問題就似乎總是圍繞在我們的身邊，成了說不完的話題。在現(xiàn)今社會，招聘會上的大字報都總寫著“有經(jīng)驗者優(yōu)先”，可還在校園里面的我們這班學(xué)子社會經(jīng)驗又會擁有多少呢？為了拓展自身的知識面，擴(kuò)大與社會的接觸面，增加個人在社會競爭中的經(jīng)驗，鍛煉和提高自己的能力，以便在以后畢業(yè)后能真正真正走入社會，能夠適應(yīng)國內(nèi)外的經(jīng)濟(jì)形勢的變化，并且能夠在生活和工作中很好地處理各方面的問題，我開始了我這個假期的社會實踐-走進(jìn)天源休閑餐廳。實踐，就是把我們在學(xué)校所學(xué)的理論知識，運(yùn)用到客觀實際中去，使自己所學(xué)的理論知識有用武之地。只學(xué)不實踐，那么所學(xué)的就等于零。理論應(yīng)該與實踐相結(jié)合。另一方面，實踐可為以后找工作打基礎(chǔ)。通過這段時間的實習(xí)，學(xué)到一些在學(xué)校里學(xué)不到的東西。因為環(huán)境的不同，接觸的人與事不同，從中所學(xué)的東西自然就不一樣了。要學(xué)會從實踐中學(xué)習(xí)，從學(xué)習(xí)中實踐。而且在中國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，又加入了世貿(mào)，國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)日趨變化，每天都不斷有新的東西涌現(xiàn)，在擁有了越來越多的機(jī)會的同時，也有了更多的挑戰(zhàn)，前天才剛學(xué)到的知識可能在今天就已經(jīng)被淘汰掉了，中國的經(jīng)濟(jì)越和外面接軌，對于人才的要求就會越來越高，我們不只要學(xué)好學(xué)校里所學(xué)到的知識，還要不斷從生活中，實踐中學(xué)其他知識，不斷地從各方面武裝自已，才能在競爭中突出自已，表現(xiàn)自已。在餐廳里,別人一眼就能把我人出是一名正在讀書的學(xué)生,我問他們?yōu)槭裁?他們總說從我的臉上就能看出來,也許沒有經(jīng)歷過社會的人都有我這種不知名遭遇吧!我并沒有因為我在他們面前沒有經(jīng)驗而退后,我相信我也能做的像他們一樣好.我的工作是在那做傳菜生,每天9點鐘-下午2點再從下午的4點-晚上8:30分上班,雖然時間長了點但,熱情而年輕的我并沒有絲毫的感到過累,我覺得這是一種激勵,明白了人生,感悟了生活,接觸了社會,了解了未來.在餐廳里雖然我是以傳菜為主,但我不時還要做一些工作以外的事情，有時要做一些清潔的工作，在學(xué)校里也許有老師分配說今天做些什么，明天做些什么，但在這里，不一定有人會告訴你這些，你必須自覺地去做，而且要盡自已的努力做到最好，一件工作的效率就會得到別人不同的評價。在學(xué)校，只有學(xué)習(xí)的氛圍，畢竟學(xué)校是學(xué)習(xí)的場所，每一個學(xué)生都在為取得更高的成績而努力。而這里是工作的場所，每個人都會為了獲得更多的報酬而努力，無論是學(xué)習(xí)還是工作，都存在著競爭，在競爭中就要不斷學(xué)習(xí)別人先進(jìn)的地方，也要不斷學(xué)習(xí)別人怎樣做人，以提高自已的能力！記得老師曾經(jīng)說過大學(xué)是一個小社會，但我總覺得校園里總少不了那份純真，那份真誠，盡管是大學(xué)高校，學(xué)生還終歸保持著學(xué)生的身份。而走進(jìn)企業(yè)，接觸各種各樣的客戶、同事、上司等等，關(guān)系復(fù)雜，但我得去面對我從未面對過的一切。記得在我校舉行的招聘會上所反映出來的其中一個問題是，學(xué)生的實際操作能力與在校理論學(xué)習(xí)有一定的差距。在這次實踐中，這一點我感受很深。在學(xué)校，理論的學(xué)習(xí)很多，而且是多方面的，幾乎是面面俱到；而在實際工作中，可能會遇到書本上沒學(xué)到的，又可能是書本上的知識一點都用不上的情況?；蛟S工作中運(yùn)用到的只是很簡單的問題，只要套公式似的就能完成一項任務(wù)。有時