多路室內(nèi)火災(zāi)報警器 原

1、河北師范大學(xué) 電子信息工程技術(shù) ?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）專科畢業(yè)論文(設(shè)計)題 目 基于單片機(jī)的火災(zāi)報警系統(tǒng) 學(xué)生姓名 王靜 學(xué) 號 2007030482 系 別 電子系 年 級 2007 級 專 業(yè) 電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 完成日期 2010年5月11日 基于單片機(jī)的火災(zāi)報警系統(tǒng) 電子信息工程 王靜 學(xué)號：2007030482摘 要：火災(zāi)自動報警系統(tǒng)是一種自動消防設(shè)施，他的作用在于人們?yōu)榱嗽缙诎l(fā)現(xiàn)火災(zāi)，并及時采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)，而設(shè)置在建筑物中或其它場所的，是現(xiàn)代消防不可缺少的安全技術(shù)設(shè)施之一。一旦火災(zāi)發(fā)生，由于燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，可以通過感溫、感煙和感光等，通過

2、火災(zāi)探測器變成電信號，傳輸?shù)交馂?zāi)報警控制器。本系統(tǒng)設(shè)計以Intel公司的MCS-51系列單片機(jī)AT89S52為核心，采用煙霧傳感器和溫度傳感器對異常狀況進(jìn)行多角度監(jiān)測，當(dāng)某室內(nèi)溫度超過溫度限值，或有其中一路煙霧信號到達(dá)時，單片機(jī)發(fā)出控制信號使異常燈點亮；若溫度越限和煙霧信號同時存在的時候，發(fā)出聲光報警。當(dāng)該系統(tǒng)擴(kuò)展功能后能夠與自動噴水滅火系統(tǒng)、室內(nèi)消火栓系統(tǒng)、防排煙系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、防火卷簾等相關(guān)設(shè)備聯(lián)動，自動或手動發(fā)出指令，啟動相應(yīng)的防火滅火裝置。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件改動方便，可以通過擴(kuò)展功能，使系統(tǒng)更加趨于完善。關(guān)鍵詞：火災(zāi)報警；單片機(jī)；溫度檢測；自動控制目 錄第一章 系統(tǒng)的功能和設(shè)計方

3、案11.1系統(tǒng)的功能與設(shè)計要求11.2設(shè)計方案11.2.1測溫電路方案設(shè)計11.2.2顯示電路方案設(shè)計21.3關(guān)鍵技術(shù)及解決方法31.3.1 DS18B20簡介31.3.2.煙霧傳感器5第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計62.1系統(tǒng)設(shè)計框圖62.2系統(tǒng)各功能模塊62.2.1測溫電路62.2.2顯示電路72.2.3按鍵電路82.2.4報警電路92.2.5電源、時鐘、復(fù)位電路92.2.6煙霧報警電路10第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計123.1程序設(shè)計思想123.2程序功能分析123.2.1主程序123.2.2溫度檢測程序143.2.3 多路監(jiān)測溫度處理程序143.2.4溫度顯示程序153.2.5比較處理程序163.2.6

4、按鍵掃描程序173.2.7按鍵處理程序183.2.8煙霧報警處理程序18第四章 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試204.1引言204.2 硬件系統(tǒng)調(diào)試204.3 軟件系統(tǒng)調(diào)試21第五章 系統(tǒng)結(jié)果225.1課題完成情況225.2系統(tǒng)仿真結(jié)果圖22系統(tǒng)設(shè)計結(jié)論與展望23第七章 致謝23附錄23附錄A 系統(tǒng)總電路圖23附錄B 系統(tǒng)源程序23- 2 - 第一章 系統(tǒng)的功能和設(shè)計方案1.1系統(tǒng)的功能與設(shè)計要求本設(shè)計以單片微型計算的監(jiān)測與控制為目標(biāo)，設(shè)計一個火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。能夠?qū)κ覂?nèi)多路煙霧和溫度實現(xiàn)實時監(jiān)控，循環(huán)顯示各路測溫點的溫度值，并不斷檢測各路煙霧信號，能通過按鍵修改火災(zāi)報警溫度限值。當(dāng)某室內(nèi)溫度超過溫度限值，

5、或有其中一路煙霧信號到達(dá)時，單片機(jī)發(fā)出控制信號使異常燈點亮。若溫度越限和煙霧信號同時存在的時候，發(fā)出聲光報警。從而實現(xiàn)對火災(zāi)的及時報警。另外本系統(tǒng)還可作為溫度計使用。1.2設(shè)計方案本系統(tǒng)有測溫、測煙電路，顯示電路，按鍵電路，報警電路以及電源、時鐘、復(fù)位電路等功能模塊構(gòu)成，其中最主要的是測溫電路和顯示電路，本節(jié)將對這兩個電路方案設(shè)計的選取作簡單的介紹。圖1-1為系統(tǒng)方框圖：按鍵電路聲音報警電路AT89S52 P1 P0P3.0P3.3數(shù)碼管顯示測溫電路測煙電路燈光報警電路圖1-1 系統(tǒng)方框圖1.2.1測溫電路方案設(shè)計測溫電路有兩種方案。分述如下：一.采用美國AD公司生產(chǎn)的利用PN結(jié)正向電流與溫度

6、的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器（AD590）。因為AD590輸出的是電流，應(yīng)該先將該電路經(jīng)過攝氏溫標(biāo)轉(zhuǎn)換電路輸出一個與攝氏溫度相對應(yīng)的電壓值，但該電壓值是一個連續(xù)的模擬電壓，應(yīng)再經(jīng)過AD0809通過A/D轉(zhuǎn)換，把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入單片機(jī)。使用AD590溫度傳感器具有性能穩(wěn)定、靈敏度高、無需補償、熱容量小、抗干擾能力強等優(yōu)點。但由它組成的測溫電路硬軟電路、軟件設(shè)計都比較復(fù)雜。設(shè)計成本也大大增加。1二.采用Dallas 半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的的數(shù)字化溫度傳感器DS1820，它是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器，它與單片機(jī)連接只需一根數(shù)據(jù)總錢即可，大大簡化系統(tǒng)硬件電路。一線總線

7、獨特而且經(jīng)濟(jì)的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。它支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便且體積小。DS18B20測量溫度范圍為 -55C+125C，在-10+85C范圍內(nèi),精度為0.5C。現(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。2通過綜合考慮，為了節(jié)約成本，簡化硬件電路設(shè)計。因此，本系統(tǒng)測溫電路的設(shè)計采用方案二。1.2.2顯示電路方案設(shè)計對于數(shù)字顯示電路，通常采用液晶顯示或數(shù)碼管顯示。對于一般的段式液晶屏，需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶顯示作為

8、一種被動顯示，可視性差，不適合遠(yuǎn)距離觀看；對于具有驅(qū)動電路和單片機(jī)接口的液晶顯示模塊（字符或點陣），一般多采用并行接口，對單片機(jī)的接口要求高，點用資源多；另外，AT89S52單片機(jī)本身無專門的液晶驅(qū)動接口。而數(shù)碼管作為一種主動顯示器件，具有亮度高、響應(yīng)速度快、防潮防濕性能好、溫度特性極好、體格便宜、易于購買等優(yōu)點，而且有遠(yuǎn)距離視覺效果，很適合夜間或是遠(yuǎn)距離操作。因此，本設(shè)計的顯示電路采用7段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。數(shù)碼管接口有靜態(tài)接口和動態(tài)接口兩種。（1）靜態(tài)接口為固定顯示方式，無閃爍，其電路可采用一個并行口接一個數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端按共陰共陽接地或電路正極。這種接法占用單片機(jī)接口多，不宜采用。

9、（2）動態(tài)接口采用各數(shù)碼管循環(huán)輪流顯示的方法，當(dāng)循環(huán)顯示的頻率較高時，利用人眼的暫留特性，看不出閃爍顯示現(xiàn)象，這種顯示需要一個接口完成字形的輸出（字形選擇），另一接口完成各數(shù)碼管的輪流點亮（數(shù)位選擇）。3為了節(jié)約接口資源和簡化電路，本設(shè)計采用了動態(tài)掃描方式。1.3關(guān)鍵技術(shù)及解決方法1.3.1 DS18B20簡介DS18B20單線數(shù)字溫度傳感器外部封裝圖如圖1-2所示：圖1-2 單線數(shù)字溫度傳感器外部封裝圖DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)912位的數(shù)字值

10、讀數(shù)方式?？梢苑謩e在93.75 ms和750 ms內(nèi)完成9位和12位的數(shù)字量，并且從DS18B20讀出的信息或?qū)懭隓S18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使用DS18B20可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉(zhuǎn)換時間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進(jìn)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。1 DS18B20性能特點（1）獨特的單線接口方式：DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）在使用中不需要任何外圍元

11、件。（3）可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍： 3.05.5 V。（4）測溫范圍：-55125 。固有測溫分辨率為0.5 。（5）通過編程可實現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式。（6）用戶可自設(shè)定非易失性的報警上下限值。（7）支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點測溫。（8）負(fù)壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。2 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20采用3腳PR35封裝或8腳SOIC封裝，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成，如圖1-3所示：VD2I/OCGNDVDDVD1內(nèi)部VDD電源檢測8位CRC寄存器溫度傳感器64位ROM和單線接口存儲器與控制邏輯高溫觸發(fā)

12、器TH高溫觸發(fā)器TL配置寄存器高速緩存圖1-3 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）64位光刻ROM（2）溫度傳感器（3）非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL（4）高速暫存器。18B20的管腳排列如圖1-4所示。 64位光刻ROM是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列號。不同的器件地址序列號不同。 圖1-4 DS18B20引腳分布1.3.2.煙霧傳感器 氣體與人類的日常生活密切相關(guān)，對氣體的檢測已經(jīng)是保護(hù)和改善生態(tài)居住環(huán)境不可缺少手段，氣敏傳感器發(fā)揮著極其重要的作用。例如生活環(huán)境中的一氧化碳濃度達(dá)0.81.15 ml/L時，就會出現(xiàn)呼吸急促，脈搏加快，甚至?xí)炟实葼顟B(tài)，達(dá)1.84ml/L

13、時則有在幾分鐘內(nèi)死亡的危險，因此對一氧化碳檢測必須快而準(zhǔn)。利用SnO2金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏材料，通過顆粒超微細(xì)化和摻雜工藝制備SnO2納米顆粒，并以此為基體摻雜一定催化劑，經(jīng)適當(dāng)燒結(jié)工藝進(jìn)行表面修飾，制成旁熱式燒結(jié)型CO敏感元件，能夠探測0.005%0.5%范圍的CO氣體。煙霧傳感器就是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧報警器內(nèi)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，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。在這里選用MQ-2型半導(dǎo)體氣敏元件傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長

14、。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，在電場的作用下各自向正負(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動，電流，電壓就會有所改變，破壞了內(nèi)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(jī)，將報警信息傳遞出去。煙霧傳感器廣泛應(yīng)用在城市安防、小區(qū)、工廠、公司、學(xué)校、家庭、別墅、倉庫、資源、石油、化工、燃?xì)廨斉涞缺姸囝I(lǐng)域4。圖1-8煙霧傳感器實物圖第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計2.1系統(tǒng)設(shè)計框圖 系統(tǒng)主機(jī)的設(shè)計框圖如圖2-1所示，系統(tǒng)由AT89S52單片機(jī)，測溫電路，測煙電路，燈光報警電路，聲音報警電

15、路，數(shù)碼管顯示，按鍵電路組成。按鍵電路聲音報警電路AT89S52 P0P2.0P2.3 P2.4P2.7P3.3P3.6數(shù)碼管顯示測溫電路測煙電路燈光報警電路圖2-1 主機(jī)設(shè)計框圖2.2系統(tǒng)各功能模塊本系統(tǒng)主要由測溫、顯示電路、按鍵電路、報警電路以及電源、時鐘、復(fù)位電路等五個電路模塊構(gòu)成，下面將對各功能模塊電路的詳細(xì)說明。本設(shè)計系統(tǒng)主要功能是實時監(jiān)控溫度、煙霧，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，系統(tǒng)發(fā)出聲，光報警。系統(tǒng)工作時，數(shù)字溫度傳感器DS18B20工作，把當(dāng)前溫度值送入單片機(jī)89S52處理后，把當(dāng)前溫度值送七段LED顯示。系統(tǒng)工作過程中，單片機(jī)不斷將溫度傳感器送來的當(dāng)前溫度值與用戶預(yù)先設(shè)定好的火災(zāi)報警溫度限

16、值相比較，當(dāng)溫度值高于設(shè)定的上限值時，若此時系統(tǒng)同時檢測到有煙霧信號，系統(tǒng)就輸出控制信號到報警電路，發(fā)出聲光報警。若有溫度越限或者煙霧信號其中之一時，發(fā)出光報警，點亮異常燈。另外，在系統(tǒng)運行過程中，用戶可通過按鍵根據(jù)不同需要對火災(zāi)報警溫度限值進(jìn)行設(shè)置。2.2.1測溫電路本設(shè)計中使用的溫度傳感器是DS18B20，關(guān)于該器件的使用和功能在其它章節(jié)已有詳細(xì)說明，本系統(tǒng)有2路測溫，其構(gòu)成電路如圖2-2所示。與P2.0相連的是第1路測溫點，與P2.1相連的是第2路測溫點。DS18B20與單片機(jī)的連接只用一根數(shù)據(jù)總線即可，該總線需加一個4.7K上拉電阻，這樣才保證總線上有足夠的驅(qū)動電流對DS18B20進(jìn)行

17、讀寫操作。對DS18B20的每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議。圖2-2 測溫電路2.2.2顯示電路LED顯示是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示部件，通常使用的是七段LED。這種顯示器成本低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口方便。根據(jù)顯示溫度數(shù)值的范圍，本系統(tǒng)設(shè)計采用四個獨立的LED顯示。七段LED有共陰極和共陽極兩種形式，本設(shè)計選用共陰極LED顯示器，并采用動態(tài)顯示，段選碼及位選線分別由P0口用作段選碼控制端；P2.4P2.7口組成各位LED顯示的選擇控制端口。當(dāng)P0口輸出不同的段選碼且控制端口有高電平時，即可獲得對應(yīng)位的數(shù)字顯示。小數(shù)點顯示的段選碼為80H，09數(shù)字顯示段選碼如表2-1。5P2.

18、4P2.7四個端口分別與系統(tǒng)的七段LED相連，主要是用作顯示溫度值或溫度限值。第一個七段LED由P2.4端控制，用作顯示當(dāng)前溫度采集點對應(yīng)的路數(shù)。如：顯示A，則說明現(xiàn)在系統(tǒng)檢測的是第1路的溫度；顯示B，則說明現(xiàn)在系統(tǒng)檢測的是第2路的溫度；顯示C，則說明現(xiàn)在系統(tǒng)檢測的是第3路的溫度；第二、三、四個七段LED顯示的是溫度值，溫度顯示精度為1攝氏度，若有修改限值時，則顯示的是當(dāng)前設(shè)定的溫度限值。具體電路如圖2-3所示。表2-1LED顯示器的段選碼顯示字符共陰極選碼顯示字符共陰極選碼0 3FH56DH106H67DH25BH707H34FH87FH466H96FH 圖2-3 顯示電路2.2.3按鍵電路

19、按鍵電路由三個常斷開關(guān)構(gòu)成，如圖2-4所示，各按鍵分別與P3.3，P3.5，P3.6各端口相連接。K1鍵與P3.3位相連，在修改模式下，起到修改火災(zāi)報警溫度限加一的作用；在運行模式下起到修改顯示通道加一的作用。K2鍵與P3.5位相連，在修改模式下，起到修改火災(zāi)報警溫度限減一的作用；在運行模式下起到修改顯示通道減一的作用。K3鍵與P3.6位相連，起到模式切換（設(shè)定模式/工作模式）的作用。具體電路如圖12所示。圖2-4 按鍵電路 2.2.4報警電路報警電路有光報警和聲報警兩部分組成，如圖2-5所示：當(dāng)單片機(jī)檢測到有煙霧信號或溫度越限信號其中一種時，P3.6輸出高電平，D2異常燈亮。否則不亮。若兩種

20、信號同時滿足時，異常燈亮同時蜂鳴器發(fā)出報警聲6。 圖2-5 聲光報警電路2.2.5電源、時鐘、復(fù)位電路1 時鐘電路：89S52單片機(jī)的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。本系統(tǒng)采用的是內(nèi)部振蕩方式，它的構(gòu)成方式如圖2-6，在引腳XTAL1和XTAL2外接晶體振蕩器（簡稱晶振）。晶振有6MHz 、12MHz 或24MHz等，本設(shè)計晶振選用12MHz。電容器C1，C2起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振作用，該電容值一般為530pF。本設(shè)計中使用的是30pF。圖2-6 時鐘電路2 復(fù)位電路：復(fù)位操作完成單片機(jī)片內(nèi)電路的初始化，使單片機(jī)從一種確定的狀態(tài)開始運行。當(dāng)89S52單片機(jī)的復(fù)位引

21、腳RST出現(xiàn)5ms以上的高電平時，單片機(jī)就完成了復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)，而無法執(zhí)行程序。因此要求單片機(jī)復(fù)位后能脫離復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。開關(guān)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運行期間，如果發(fā)生死機(jī)，用按鈕開關(guān)K使單片機(jī)復(fù)位。本設(shè)計中采用較常用的上電且開關(guān)復(fù)位電路，如圖2-7所示。上電后，由于電容C1充電，使RST持續(xù)一段高電平時間。當(dāng)單片機(jī)已在運行之中時，按下復(fù)位按鍵K也能使RST持續(xù)一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電且開關(guān)復(fù)位的操作。通常選擇C1=1030uF,R1=10K。本設(shè)計

22、中使用C1=10uF。圖2-7 復(fù)位電路2.2.6煙霧報警電路煙霧傳感器就是通過監(jiān)測煙霧的濃度來實現(xiàn)火災(zāi)防范的，煙霧報警器內(nèi)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，被廣泛運用到各種消防報警系統(tǒng)中，性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣敏電阻類的火災(zāi)報警器。在這里選用MQ-2型半導(dǎo)體氣敏元件傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。感煙傳感器電路原理圖如下： 煙霧傳感器1K10u脈沖輸出VCC +5V圖1-8煙霧傳感器電路原理當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，即當(dāng)室內(nèi)煙霧濃度達(dá)到一定數(shù)值時，則電路輸出高電平，否則無信號輸出。10u電容和1K電阻組成濾波電路，

23、使得輸出信號穩(wěn)定，能夠濾除偶然干擾造成的火災(zāi)誤報，使單片機(jī)判斷準(zhǔn)確。同時，在單片機(jī)軟件中加入適當(dāng)?shù)难訒r。當(dāng)延時前后，兩次讀到的報警電平都是高電平時，才真正認(rèn)為是發(fā)生了火災(zāi)，啟動報警。第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計3.1程序設(shè)計思想模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計，可以使系統(tǒng)控制軟件便于調(diào)試與優(yōu)化，也使讀者更好理解和閱讀系統(tǒng)的程序設(shè)計。因此，本系統(tǒng)使用了模塊化結(jié)構(gòu)程序設(shè)計思想對軟件進(jìn)行設(shè)計。程序模塊有：主程序、溫度檢測程序、溫度處理程序、溫度顯示程序、比較處理程序、按鍵掃描程序、按鍵處理程序、延時程序。3.2程序功能分析3.2.1主程序電路正常工作下是不斷地循環(huán)主程序，主程序主要功能是不斷檢測溫度并調(diào)用子程序顯示溫度值

24、，同時，將溫度值與預(yù)先設(shè)定的限值作比較，不斷檢測修改限值按鍵，實現(xiàn)對溫度和煙霧實時監(jiān)控，若兩個條件同時滿足時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警，以達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生的目的。主程序流程圖如圖3-1：否是否是否是是否設(shè)火災(zāi)報警溫度限值讀傳感器溫度值溫度值處理溫度顯示按鍵掃描溫度限值？異常燈亮改限值？讀溫度傳感器的數(shù)據(jù)系統(tǒng)初始化開始沒煙霧？燈滅、不報警異常燈亮沒煙霧？異常燈亮發(fā)出報警聲圖3-1主程序流程圖3.2.2溫度檢測程序該程序功能是把數(shù)字傳感器DS18B20檢測的當(dāng)前溫度值讀入單片機(jī)內(nèi)存單元。其程序流程圖如圖3-2所示：否是發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令寫入18B20讀溫度前復(fù)位顯示測溫點位置18B20復(fù)位開始18B20

25、存在？延時發(fā)出讀溫度命令寫入18B20讀入溫度值數(shù)據(jù)返回延時圖3-2溫度檢測程序流程圖3.2.3 多路監(jiān)測溫度處理程序因為要進(jìn)行多路溫度檢測，因此要通過鍵盤來改變檢測通道。這里通過設(shè)置通道加，通道減，來改變測試的通道。這就是多路監(jiān)測溫度處理程序所要完成的功能。程序流程圖如圖3-3所示：開始顯示下一路溫度值通道加一按鍵按下？通道減一按鍵按下？顯示上一路溫度值結(jié)束NYYN圖3-3 溫度處理程序流程圖3.2.4溫度顯示程序本程序功能是把溫度傳感器送入單片機(jī)的溫度值通過七段數(shù)碼管顯示出來。程序流程圖如圖3-4所示：否是十位放入A個位放入B延時溫度整數(shù)值/10開始十位值送顯示個位值送顯示返回十位不為零？

26、顯示測溫點路數(shù)顯示溫度單位圖3-4溫度顯示程序流程圖3.2.5比較處理程序程序功能是取當(dāng)前溫度值與限值比較，如果溫度低于限值且沒煙霧信號時，系統(tǒng)不報警、燈也不亮。若溫度大于或者等于設(shè)定的上限值或者有煙霧信號其中之一時，異常燈亮，不發(fā)出報警聲；若溫度超過限值，同時有煙霧信號時，系統(tǒng)發(fā)出報警聲且異常燈亮。程序流程圖如圖3-5所示：是否否是異常燈亮開始溫度限值？否是異常燈亮沒煙霧信號？返回異常燈滅不發(fā)出報警聲沒煙霧信號？異常燈亮發(fā)出報警聲圖3-5比較處理程序流程圖3.2.6按鍵掃描程序本程序功能是不斷掃描修改火災(zāi)報警限值按鍵是否被按下，有按下則轉(zhuǎn)修改限值處理程序執(zhí)行。程否是修改限值處理程序開始修改限

27、值鍵按下？返回序流程圖如圖3-6所示：圖3-6按鍵掃描程序流程圖3.2.7按鍵處理程序本程序功能是完成對用戶預(yù)先設(shè)定的火災(zāi)報警溫度限值的修改，用戶根據(jù)需要可以通過修改限值按鍵對限值隨意更改。程序流程圖如圖3-7所示：開始否是+1鍵按下？返回顯示限值、測溫點限值加1否是確定鍵按下？否是1鍵按下？限值減1顯示限值、測溫點圖3-7按鍵處理程序流程圖3.2.8煙霧報警處理程序這部分程序比較簡單，只需要判斷讀到單片機(jī)指定煙霧傳感器的IO口電平。一旦該電平跳轉(zhuǎn)為高電平，就認(rèn)為煙霧傳感器檢測到煙霧發(fā)生，啟動相應(yīng)的聲光報警程序。否則，停止聲光報警。程序軟件流程圖如圖3-8所示：子程序開始檢測端口讀到高電平？檢

28、測端口讀到低電平？啟動聲光報警停止聲光報警子程序返回否是否是圖3-8煙霧報警處理流程圖第四章 系統(tǒng)的組裝與調(diào)試4.1引言對系統(tǒng)進(jìn)行原理設(shè)計之后，就應(yīng)該根據(jù)設(shè)計原理畫出系統(tǒng)的原理圖、本設(shè)計用萬用板進(jìn)行焊接。4.2 硬件系統(tǒng)調(diào)試在硬件焊接完成之后，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行硬件調(diào)試了。對硬件調(diào)試時，應(yīng)該把系統(tǒng)合理劃分為一個個功能模塊，將這些功能模塊分別進(jìn)行調(diào)試。分兩步調(diào)試：第一步：斷電調(diào)試1 短路檢測電路焊接完成后，必須進(jìn)行短路檢測。選用萬用表的20K歐姆檔，用紅、黑表筆接電路的電源的+、-極，檢測是否存在短路。2 原理正確性確認(rèn)以檢查顯示電路為例，首先檢查位選的輸出是否為低電平，因為系統(tǒng)采用的是共陰數(shù)碼管

29、作為顯示電路，必須確保數(shù)碼管的公共端為低電平，數(shù)碼管才有可能發(fā)光；如果P2.4至P2.7輸出高電平，數(shù)碼管將無法正常顯示。第二步：通電調(diào)試1 檢查系統(tǒng)時鐘電路凡是單片機(jī)系統(tǒng)，正常運行的必要條件是單片機(jī)系統(tǒng)時鐘穩(wěn)定正常。實際中，因為各種原因?qū)е孪到y(tǒng)時鐘不正常而出現(xiàn)系統(tǒng)無法正常運行的情況時有出現(xiàn)，因此系統(tǒng)時鐘是否起振是通電檢查的首要環(huán)節(jié)。檢查方法如下：用萬用表的直流電壓檔（20V），分別測量XTAL1和XTAL2引腳電壓檢查是否正常，在調(diào)試過程中，測得電壓XTAL1引腳應(yīng)為2.05V，XTAL2引腳應(yīng)為2.15V。7第三步 檢查復(fù)位電路復(fù)位不正常也會導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常工作，如果復(fù)位引腳始終為高電平，

30、系統(tǒng)將始終處于復(fù)位狀態(tài)；如果始終為低電平，不能產(chǎn)生復(fù)位所需的高電平信號脈沖，則系統(tǒng)也可能無法正常工作。單片機(jī)正常工作時，RST復(fù)位引腳應(yīng)為0V。4.3 軟件系統(tǒng)調(diào)試在硬件調(diào)試成功后，就可以對系統(tǒng)進(jìn)行軟件調(diào)試了。在軟件調(diào)試時，應(yīng)該把系統(tǒng)程序中能完成某一功能的程序模塊分別進(jìn)行調(diào)試，最后再將各子程序模塊組織起來進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。例如：要對溫度顯示子程序的調(diào)試。先編一個溫度顯示測試程序，在程序里先將一個任意溫度值（18H）放入單片機(jī)某一單元（2BH），然后調(diào)用溫度顯示子程序。使用功能強大且普遍的WAVE 6000軟件進(jìn)行軟件編譯，使用Microcontroller ISP Software 對程序進(jìn)行燒錄。再

31、把燒錄好的單片機(jī)插入本系統(tǒng)，看數(shù)碼顯示管是否顯示預(yù)先設(shè)定的溫度值（24），若顯示準(zhǔn)確無誤，則說明該溫度顯示子程序已調(diào)試成功，若顯示不與設(shè)定的溫度值（24）一致，則程序出錯，必需使用WAVE 6000軟件對該程序進(jìn)行單部跟蹤，看執(zhí)行每一步之后各寄存器和各內(nèi)存單元值的變化，看是否與自己設(shè)計思路相符，直到程序調(diào)試成功。其它程序調(diào)試方法也一樣。第五章 系統(tǒng)結(jié)果5.1課題完成情況本設(shè)計基本上實現(xiàn)了火災(zāi)報警功能。當(dāng)溫度和煙霧這兩個條件只滿足其中之一時能發(fā)出異常報警，使報警燈點亮。只有同時滿足兩個條件時才會正常報警。本系統(tǒng)除報警功能外還可以作為溫度計使用。5.2系統(tǒng)仿真結(jié)果圖圖5-1 PROTUES仿真結(jié)果

32、系統(tǒng)設(shè)計結(jié)論與展望雖然這個系統(tǒng)基本地完成了畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)，但是作為一個系統(tǒng)，在設(shè)計任務(wù)完成之后我還是依舊在思索，這個系統(tǒng)在什么地方還可以改進(jìn)呢？如果要將這個系統(tǒng)繼續(xù)完善的話，該如何繼續(xù)這個系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)呢？當(dāng)然成本就可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超出原有的設(shè)計啦，本設(shè)計是基于單片機(jī)的多路室內(nèi)火災(zāi)報警器，但我們不應(yīng)該滿足于此。在現(xiàn)代及未來的生活中，人們對火災(zāi)安全問題的要求也越來越高。隨著單片機(jī)技術(shù)日益趨于成熟和向高精尖方向發(fā)展,它在各種科學(xué)領(lǐng)域的運用也勢將隨之更加廣泛和深入,所以,本設(shè)計就在單片機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了研究。隨著現(xiàn)代化建筑不斷的崛起和人們對生活質(zhì)量的要求不斷提出更高的要求，安全問題便首當(dāng)其沖，火災(zāi)安全問題就

33、是其中之一。所以，人們就提出了預(yù)防為主的思想。本設(shè)計就是根據(jù)人們的需要，基于簡化電路的思想，采用了數(shù)字溫度傳感器，基于單片機(jī)的多路室內(nèi)火災(zāi)報警器自動控制系統(tǒng)是通過數(shù)字溫度傳感器、七段LED數(shù)碼顯示管、鍵盤電路以及驅(qū)動電路的工作原理來對本系統(tǒng)加以控制報警電路的開和關(guān)，同時，該電路也具有很強的擴(kuò)展性，通過其它電路也同樣能實現(xiàn)該系統(tǒng)功能，所以，實現(xiàn)該電路控制系統(tǒng)不是唯一的。通過本次畢業(yè)設(shè)計讓我學(xué)習(xí)到了很多以前沒有學(xué)到過的知識，使我熟練掌握了顯示電路、鍵盤電路、單片機(jī)以及其它專業(yè)知識，并能靈活運用，同時進(jìn)一步加強了我的動手能力，也提高了我的邏輯思維能力，使我對事一件事情的起因、經(jīng)過和結(jié)果有了清晰的認(rèn)識

34、，讓我知道了做一件事不容易，要做成功一件事更不容易；通過系統(tǒng)軟件的編寫與調(diào)試，使我在做事和處事方面更細(xì)心，謹(jǐn)慎，同時也更具有耐心。另外由于本人學(xué)識有限,所以文中難免有疏漏和不足之處,請各位老師給予批評和指正。參考文獻(xiàn)1 沙占有集成傳感器應(yīng)用北京：中國電力出版社2005 2 唐光榮、李九齡、鄧麗曼微型計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)(上) 北京：清華大學(xué)出版社2000 3李群芳、張士軍、黃建單片微型計算機(jī)與接口技術(shù)（第二版）M電子工業(yè)出版社2005 4 周航慈單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計技術(shù) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社20025 吳正毅測試技術(shù)與測試信號處理北京：清華大學(xué)出版社20016 徐仁貴、廖哲智單片微型計算機(jī)應(yīng)用

35、技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社20017 Atmel89S52 users manual 第七章 致謝本文的研究與開發(fā)工作是在xxx導(dǎo)師的悉心引導(dǎo)下完成的，衷心感謝尊敬的導(dǎo)師。在這半時間里，導(dǎo)師在課題中給予了我悉心明確的指導(dǎo)。他那一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、科學(xué)的工作方法、高瞻遠(yuǎn)矚和敏銳的洞察力，使我受益非淺。論文的許多方面是在老師的直接指導(dǎo)下完成的，老師扎實的理論基礎(chǔ)給予了我很大的幫助。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，立志求新、孜孜不倦的開拓精神，敏捷的思維和淵博的知識，使我受益終身。在此向他表示崇高的敬意和衷心的感謝。另外我還要衷心感謝幫助過我的同學(xué)，在學(xué)習(xí)

36、中他們給予了我及時有效的幫助?？梢哉f，我這篇論文的完成，是與這些老師和同學(xué)的無私幫助和合作分不開的。在此，謹(jǐn)向關(guān)心過和幫助過我的各位尊敬的老師和熱心的同學(xué)表示深深的敬意和誠摯的感謝。附錄附錄A 系統(tǒng)總電路圖附錄B 系統(tǒng)源程序#include #include#include DS18B20c.h#include DS18B20b.h#include DS18B20a.h#define uchar unsigned charuchar code dispbitcode=0x7f,0xbf,0xdf,0xef; uchar code dispcode=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x6

37、6,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0xf7,0xfC,0xb9,0x5c,0x0; uchar TempBuffer14,dispcount;uchar temp,tempa,tempb,tempc,tempalarm=30;uchar t2,*pt;uchar menu=0,number,channel=1,smoke=0,beepflag=0;sbit beep=P20;sbit led=P37; sbit smoke1=P11;sbit smoke2=P13;sbit smoke3=P15;sbit keyjia=P35;sbit keyjian=P33;sbit k

38、eyok=P36;void delay(unsigned int z)unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void covert1(void)unsigned char x=0x00;pt=ReadTemperaturea(0,10,0x3f);t0=*pt;pt+;t1=*pt;t1=4;x=x&0x0f;t1=t1|x;TempBuffer11=t1/100; if( TempBuffer11=0) TempBuffer11=14; TempBuffer12=(t1%100)/10;TempBuffer13=(t1%100)%10; void covert2(void)unsigned char x=0x00;pt=ReadTemperatureb(0,10,0x3f);t0=*pt;pt+;t1=*pt;t1=4;x=x&0x0f;t1=t1|x;TempBuffer11=t1/100; if( TempBuffer11=0) TempBuffer11=14; TempBuffer12=(t1%100)/10;Tem