火災(zāi)報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計計算機專業(yè)

1、火災(zāi)報警系統(tǒng)的研究與設(shè)計摘要：伴隨智能化建筑的持續(xù)出現(xiàn)，當(dāng)代建筑電氣科技也開始出現(xiàn)。在建筑電氣技術(shù)中，火災(zāi)報警控制系統(tǒng)是一個非常關(guān)鍵且必不可少的子系統(tǒng)，它是以電子通信、傳感器、計算機等技術(shù)為基礎(chǔ)的一個系統(tǒng)。本文設(shè)計主要將DS18B20溫度傳感器、MQ-2煙霧傳感器以及AT89C51單片機技術(shù)作為核心，與多樣電子技術(shù)相互結(jié)合，從而完成的火災(zāi)報警系統(tǒng)。系統(tǒng)重點由單片機主控處理、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)籌集、報警電路以及顯示等眾多模塊構(gòu)成。關(guān)鍵詞：煙霧；報警器；傳感器；單片機Research and Design of Fire Alarm SystemAbstract:With the advent of

2、 intelligent building, modern construction electrical technology also emerged. Fire alarm control system is a very key and indispensable subsystems in the building electric technology, it is electronic communications, sensor, computer and other technology on the basis of a system. Is designed in thi

3、s paper using DS18B20 temperature sensor technology, MQ - 2 smoke sensors and AT89C51 as the core, with a variety of electronic technology combined with each other, so as to complete the smoke alarm. The system is composed of single chip computer control module, A/D conversion module, data acquisiti

4、on module, alarm circuit module, display module five modules.Keywords：Smog; alarm apparatus; sensor; single chip目 錄1 引言(1)1.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的作用(1)1.2 選題的目的、價值及意義(2)1.3 國內(nèi)外的發(fā)展趨勢(2)2 系統(tǒng)設(shè)計(4)2.1 設(shè)計任務(wù)及要求(4)2.2 系統(tǒng)框圖及工作原理(4)3 系統(tǒng)主要元器件(5)3.1 單片機AT89C51(5)3.2 溫度傳感器(6)3.3 煙霧傳感器(7)3.4 液晶顯示屏(8)4 單元電路的設(shè)計(8)4.1 單片機最小系統(tǒng)

5、(8)4.2 蜂鳴器驅(qū)動電路(10)4.3 鍵盤電路(11)4.4 顯示電路(12)4.5 時鐘模塊及接口電路(13)4.6 A/D轉(zhuǎn)換電路(14)5 軟件設(shè)計(16)5.1 主程序設(shè)計(16)5.2 A/D轉(zhuǎn)換器程序設(shè)計(18)5.3 時鐘模塊程序設(shè)計(19)6 系統(tǒng)仿真(20)6.1 初始狀態(tài)下的仿真效果(20)6.2 煙霧報警的仿真效果(20)6.3 溫度報警的仿真效果(20)7 結(jié)束語(22)致 謝(22)附 錄(22)參考文獻(47)1 引言進入二十一世紀(jì)，人類社會也步入了一個空前壯大的發(fā)展階段，無論大小城市，各種各樣的建筑都開始拔地而起，然而在這種發(fā)展的同時所帶來的突發(fā)事故明顯增多

6、，突發(fā)事故給人們帶來了生命威脅和財產(chǎn)的嚴重損失。在多樣的突發(fā)事故中火災(zāi)最為常見，而且造成的影響也較大，尤其是對人們生命的威脅和財產(chǎn)的大量損失，所以我們有必要加強消防的預(yù)防工作。在建筑中安裝強大的災(zāi)害自動報警系統(tǒng)能夠給人們帶來安全保障 丁璐，李春華，楊戍.火災(zāi)探測技術(shù)的分析J.煤礦現(xiàn)代化.2007.4：29 31.。一個良好的自動報警系統(tǒng)，能夠及時發(fā)現(xiàn)災(zāi)害的發(fā)生并進行滅火，從而防止因災(zāi)害發(fā)生而造成損失 吳龍標(biāo)，袁宏永.火災(zāi)探測與控制工程M.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社.1999.11：1 20.。1.1 火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的作用火災(zāi)自動報警系就是設(shè)定在現(xiàn)實建筑物中，用來完成災(zāi)害初期審查以及報警，并

7、向多種消防設(shè)施發(fā)放相關(guān)信號，最終完成預(yù)定消防作用的消防設(shè)備 范維澄.中國火災(zāi)科學(xué)基礎(chǔ)研究概況J.火災(zāi)科學(xué).2005.6:5762.。此系統(tǒng)對初期探究以及通報信息，按時告知相關(guān)人員疏散且實施滅火，在防范以及降低人員損害、管控火災(zāi)損失等部分具備顯著的現(xiàn)實影響。其主要功能包括：（1）自動接收火災(zāi)報警信號。在火災(zāi)發(fā)生時首先會產(chǎn)生大量的煙霧和較高的溫度在，火災(zāi)探測器檢測這些物理量并輸出電信號，再將電信號傳到控制器。 （2）記錄火災(zāi)方位以及發(fā)生時間?；馂?zāi)顯示盤能夠標(biāo)識具體方位，并記下災(zāi)害出現(xiàn)的具體時期。 （3）當(dāng)檢測到有火災(zāi)出現(xiàn)時，此報警系統(tǒng)開始對消防設(shè)施進行管控，快速處理并排煙。&#

8、160;（4）系統(tǒng)能夠?qū)⑾离娫粗獾乃须娫催M行切斷，降低火災(zāi)造成的損失。（5）系統(tǒng)能夠?qū)λ械南涝O(shè)施實施管控，保證基礎(chǔ)設(shè)施處于正常狀態(tài)。（6）系統(tǒng)可以給出消防設(shè)備所在平面圖，工作人員根據(jù)平面圖監(jiān)控火災(zāi)現(xiàn)場情況。1.2 選題的目的、價值及意義在所有突發(fā)災(zāi)難中，火災(zāi)對大眾人身以及財產(chǎn)安全的損害不言而喻?；馂?zāi)發(fā)生的頻率是比較高的，只要有心去關(guān)注火災(zāi)發(fā)生的新聞，可以發(fā)現(xiàn)每天都會有發(fā)生。火災(zāi)的破壞性也是非常強的，它會將所有的東西都燒的面目全非。隨著社會經(jīng)濟的迅速進步，以及高層智能化建筑的大量出現(xiàn)，火災(zāi)出現(xiàn)次數(shù)明顯增多，產(chǎn)生的損害也持續(xù)增加。為了能夠減少火災(zāi)發(fā)生的頻率，以及降低火災(zāi)造成的損害，在火災(zāi)

9、發(fā)生初期能夠及時發(fā)現(xiàn)并將火撲滅是最好的方式。因此，應(yīng)該在可能出現(xiàn)災(zāi)害的地區(qū)裝置高效的報警系統(tǒng)?；馂?zāi)報警系統(tǒng)能夠?qū)λ趨^(qū)域進行實時監(jiān)控，當(dāng)檢測到有火災(zāi)發(fā)生時做到及時滅火，避免了因火災(zāi)的蔓延而造成的損失。設(shè)計出一款良好的報警系統(tǒng)是十分關(guān)鍵的。伴隨科技的發(fā)展，火災(zāi)報警系統(tǒng)所代表的并非簡單的報警設(shè)備，而是加入了多種科技形成的完善系統(tǒng)。目前使用的系統(tǒng)并不健全，也需要進一步研發(fā)改進。1.3 國內(nèi)外的發(fā)展趨勢全球部分經(jīng)濟發(fā)展水平高的國家，他們對于火災(zāi)已經(jīng)有一套較為健全的消防系統(tǒng)，能夠做到對早期防范、報警、撲救以及后續(xù)處理等工作。在人員培訓(xùn)、消防設(shè)備維護以及消防設(shè)備的進一步研究方面，政府提供了極大的幫助，每年

10、都會給消防工作提供大筆資金。這些國家使用了聯(lián)網(wǎng)的方式將計算機和客戶終端傳感器進行了連接，能夠?qū)崿F(xiàn)隨時監(jiān)控以及故障的遠端輸送。他們在此監(jiān)控系統(tǒng)部分的科技值得我們學(xué)習(xí)。他們的火災(zāi)自動報警監(jiān)控系統(tǒng)在消防工作中起到了重大作用，因為該系統(tǒng)可以使他們的消防指揮中心迅速判斷出火災(zāi)的具體情況，從而做出最為正確的應(yīng)對方案，通知消防部隊及時到達火災(zāi)現(xiàn)場進行滅火，解救人和降低財產(chǎn)損失，如今他們的火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)有效運行了多年。此外這些國家建立獨立的監(jiān)控服務(wù)體系，并進行嚴格管理，來確保火災(zāi)相關(guān)信息的傳訊能夠毫無阻礙，服務(wù)于用戶，與此同時傳遞準(zhǔn)確的火災(zāi)信息到消防部隊，同時消防部門對它們進行監(jiān)督和審查 陳悅，刁若菲，劉志

11、偉等.煙霧檢測火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計J.北京：微計算機信息，2007，23(8 2)：93 95.。上述監(jiān)管模式在現(xiàn)在逐漸得到了相應(yīng)的發(fā)展。近期，國外火災(zāi)自動報警系統(tǒng)逐漸使用無線通信的方式。無線電通信技術(shù)在這種系統(tǒng)中起到了極其重要的作用，它取代了之前的有線通信方式，由于是無線連接方式將大量設(shè)備連接在一起，所以這種系統(tǒng)適合各式場所和建筑，但是在初期這種系統(tǒng)的價格比較高昂，所以起初僅僅在特殊場所使用，比如因布置線路之后而影響美觀或者破壞建筑的場所。而伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及所需元器件費用的減少，上述系統(tǒng)研究以及制造費用也出現(xiàn)減少，而且無線火災(zāi)自動報警系統(tǒng)在性價比上具備顯著的競爭實力，具備較好的發(fā)展前景。

12、相較于經(jīng)濟發(fā)展水平高的國家，國內(nèi)火災(zāi)報警系統(tǒng)發(fā)展時間并不長，國內(nèi)此類研發(fā)和生產(chǎn)在二十世紀(jì)的中后期才剛剛開啟。即使步入80年代之后，國內(nèi)也沒有自己真正意義上的核心技術(shù)，當(dāng)時國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要是進行模仿或者直接引進國外的核心技術(shù)，同時國內(nèi)市場開始起步。在研發(fā)此類產(chǎn)品部分，國內(nèi)本質(zhì)意義上的初始發(fā)展是在九十年代，因為國家經(jīng)濟的逐步開放，許多生產(chǎn)火災(zāi)報警系統(tǒng)產(chǎn)品的國外企業(yè)也漸漸走入了國內(nèi)的市場，國外企業(yè)的到來，也將他們的先進技術(shù)帶到了國內(nèi)，因此也加快了國內(nèi)消防市場的發(fā)展。與此同時，國內(nèi)部分企業(yè)開始協(xié)作，并且進步迅速，得到顯著成果。在這個年代凡是能夠抓住這次機會的企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)有了較強的實力，這些企業(yè)的一些

13、技術(shù)發(fā)展到了較高水平，基本達到了國際水平。隨著科技持續(xù)進步，國內(nèi)逐漸開始重視起采用無線電通信方式的報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有無損作用、高靈活性、便于安裝等優(yōu)點，非常適合使用在不易于布置線路的場所，如博物館、景區(qū)、醫(yī)院等。此系統(tǒng)通常分為三種方式，即分散式、集中式以及分布式，該系統(tǒng)能夠進行火災(zāi)判決以及統(tǒng)籌監(jiān)管。隨著火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展，智能管控越來越重要，而分布式系統(tǒng)符合該要求，它使用控制器與探測節(jié)點全部是智能型，這種系統(tǒng)將作為以后發(fā)展的主導(dǎo)部分。2 系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計任務(wù)及要求眾所周知，為了降低火災(zāi)造成的損失，在建筑中安裝火災(zāi)報警系統(tǒng)是非常有必要的，它可以及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)并進行滅火 陳汝全.電子技術(shù)常

14、用器件應(yīng)用手冊M.北京：機械工業(yè)出版社.2004.10.。為了給人們相比平穩(wěn)的工作氛圍，消防工作是重中之重。本文設(shè)計的系統(tǒng)展現(xiàn)出下面的作用：（1）運用LCD顯示當(dāng)前溫度；（2）通過按鍵完成系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定；（3）探測火災(zāi)并進行報警。2.2 系統(tǒng)框圖及工作原理系統(tǒng)框圖：如圖2-1所示。由系統(tǒng)框圖可以看出，系統(tǒng)組成有數(shù)據(jù)采集部分，按鍵設(shè)置部分，液晶顯示部分，聲光報警部分以及單片機主控部分。工作原理：當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，火災(zāi)發(fā)生區(qū)域的溫度和煙霧傳感器將火災(zāi)產(chǎn)生的溫度和煙霧進行數(shù)據(jù)采集，并轉(zhuǎn)化為電信號。再通過放大電路將微小電信號進行處理。再把這些電信號實施A/D轉(zhuǎn)換，變?yōu)閿?shù)字類型。最后傳給主控部分，跟設(shè)置的報

15、警值進行比較，如果超出設(shè)置值，那么系統(tǒng)及時給出報警信號，進行聲光報警并在顯示屏上顯示數(shù)據(jù)。單機片復(fù)位電路時鐘振蕩溫度、煙霧傳感器聲光報警液晶顯示按鍵圖2-1 系統(tǒng)框圖3 系統(tǒng)主要元器件3.1 單片機AT89C51本設(shè)計使用的單片機是AT89C51。AT89C51是獨特的帶有4k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機，它是一種高效微處理器，在單獨的芯片中將FLASH存儲器和多功能8位CPU進行了組合 韓焱，張艷花，王康誼.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：電子工業(yè)出版社.2009.6.。AT89C51具有以下特性：可與MCS-51兼容；帶有4k字節(jié)可編程FLASH存儲器；可以進行1000次的反復(fù)擦除；數(shù)據(jù)可

16、以存留10年之久；位內(nèi)部RAM；32個可編程I/O線；兩個16位定時器/計數(shù)器；可編程串行通道；片內(nèi)振蕩器；時鐘電路。AT89C51的引腳圖如圖3-1所示。 圖3-1 ATC89C51單片機引腳圖3.2 溫度傳感器本設(shè)計使用了DS18B20數(shù)字溫度傳感器，可以直接讀取數(shù)據(jù)，沒必要再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進行操作。這種傳感器體積小、抗磨抗撞、操作便利、封裝方式眾多，非常適合使用在多種狹窄空間 童長飛.CSO5lF系列單片機開發(fā)與C語言編程M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2005.。DS18B20具有獨特的連接方式，僅僅使用一條線就能進行雙向傳輸數(shù)據(jù)。供電電壓為3.0V5.5V，測量溫度的范圍是-55

17、+125。平面圖如圖3-2所示。 圖3-2 DS18B20平面圖3.3 煙霧傳感器現(xiàn)今火災(zāi)報警系統(tǒng)使用光電和離子感煙型兩個類型。煙霧傳感器適用于商店、倉庫、酒吧等場所。在火災(zāi)發(fā)生的初期，燃燒物大多進行的是陰燃，因此會產(chǎn)生大量的煙霧和少量的熱，在這種環(huán)境下煙霧傳感器比溫度傳感器起到的作用更大。煙霧傳感器主要是根據(jù)火災(zāi)初期出現(xiàn)大量煙霧這一特征而研發(fā)的。但是煙霧傳感器有一個明顯的缺陷，就是不能判斷所檢測的煙霧是因何產(chǎn)生的，從而增加了誤報幾率 范紅剛.51單片機自學(xué)筆記J.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.。本設(shè)計的探測部分采用了MQ-2型煙霧探測器。MQ-2可以檢測多種氣體。它的優(yōu)點：非常高的

18、敏銳度、較好的穩(wěn)定性、低費用、使用時間長以及單一的驅(qū)動電路。當(dāng)煙霧傳感器遇到可燃氣體時傳感器的電導(dǎo)率會跟隨濃度大小的升降而出現(xiàn)變動，電導(dǎo)率大，輸出的電阻會出現(xiàn)降低，從而輸出的模擬信號就越低。MQ-2型煙霧探測器如圖3-3所示。 圖3-3 煙霧探測器外觀圖3.4 液晶顯示屏本設(shè)計的顯示模塊采用了LCD1602，其理論是使用液晶的物理特點，利用電壓對其顯示區(qū)域?qū)嵤┕芸?，其中主要?nèi)容是數(shù)字、圖形和專用符號。隨著科技進步，此類顯示屏的使用越來越普遍。其特點如下：（1）顯示質(zhì)量高。當(dāng)液晶顯示器上的點接到信號后會恒定顯示出該信號所對應(yīng)的色彩及亮度，不需要像有些顯示器一樣進行不間斷刷新亮點。（2）數(shù)字式接口

19、。在數(shù)字接口與模擬接口之間，數(shù)字接口更適合液晶顯示器，使用數(shù)字接口，可以避免信號在轉(zhuǎn)換過程中的損耗，顯示更高質(zhì)量的圖像。（3）體積小、重量輕。液晶顯示器的顯示原理是通過電極將液晶分子進行有序排列，所以體積要比CRT顯示器小，重量也較輕 王娜, 夏國榮. 智能小區(qū)火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計J. 微計算機信息, 2005(2):74-75.。（4）功耗低。液晶顯示器屬于低耗電產(chǎn)品，能夠做到完全不發(fā)熱，主要耗電在在內(nèi)部電極上。4 單元電路的設(shè)計4.1 單片機最小系統(tǒng)晶振電路：將一個晶振連接在單片機內(nèi)反向放大器的兩端，再在晶振的兩端分別連接上電容，電容的兩端再進行接地，形成了一個并聯(lián)諧振電路。反向放大器的輸入

20、端是XTAL1，輸出端是XTAL2。電容的取值設(shè)定為30pF。晶振為單片機準(zhǔn)備工作信號脈沖，上述脈沖是現(xiàn)實運作速度。圖4-1 晶振電路復(fù)位電路：當(dāng)火災(zāi)報警系統(tǒng)通電開始工作時，復(fù)位電路為系統(tǒng)提供復(fù)位信號，經(jīng)過一段時間之后，系統(tǒng)電源進入穩(wěn)定工作狀態(tài)，解除復(fù)位信號。而實際的操作是當(dāng)電源穩(wěn)定之后需要等待一會，再撤掉復(fù)位信號，這樣做是為了預(yù)防開關(guān)閉合時形成的抖動而影響到正常復(fù)位。為了讓整個系統(tǒng)都是從初始狀態(tài)進行工作，在單片機每次啟動時都要進行復(fù)位 姜國強, 孟慶春, 汪玉鳳. 基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能火災(zāi)報警系統(tǒng)J. 自動化技術(shù)與應(yīng)用, 2003, 22(9):12-14.。復(fù)位信號通過引腳RST傳到單片

21、機中。當(dāng)系統(tǒng)正常工作之后，引腳RST上經(jīng)過超出兩個機器周期的高電平時系統(tǒng)復(fù)位。單片機系統(tǒng)復(fù)位的方式為：上電復(fù)位和手動復(fù)位。本設(shè)計采用了手動復(fù)位方式。手動復(fù)位方式是給C8并聯(lián)一個開關(guān)，當(dāng)開關(guān)按下時電容放電、REST被拉到高電平，而且由于電容充電，會保持一段時間的高電平來使系統(tǒng)復(fù)位。復(fù)位電路的電路圖如圖4-2所示。圖4-2 復(fù)位電路4.2 蜂鳴器驅(qū)動電路單片機的I/O口輸出的電流不大，達不到蜂鳴器順利運作所需的電流，因此需要將輸出的電流經(jīng)過放大電路實施處理。實際運用中是使用三極管代替放大電路。如圖4-3所示。圖4-3 蜂鳴器驅(qū)動電路4.3 鍵盤電路研發(fā)鍵盤電路較為簡單，其主要是為了給系統(tǒng)設(shè)置一些標(biāo)

22、準(zhǔn)值以及控制報警設(shè)備。比如溫度報警值、煙霧濃度報警值和開關(guān)蜂鳴器等。按鍵的排列圖如圖4-4所示。由于按鍵不少，單片機的I/O口不夠使用，所以將按鍵進行矩陣式排列。在此類鍵盤中，每條水平線與垂直線之間使用按鍵進行連接，而不是馬上相連。這種方式可使一個端口構(gòu)成更多按鍵，如P0端口組成個按鍵，明顯比將端口線做成鍵盤按鍵的效果好。因此在按鍵較多，單片機I/O資源較少時，使用矩陣法來安排鍵盤是最為合理的。電路圖如圖4-5所示。圖4-4 按鍵功能圖圖4-5 鍵盤電路4.4 顯示電路將系統(tǒng)檢測到的溫度和煙霧濃度具體數(shù)據(jù)通過液晶顯示器公開圖4-6 顯示電路來。電路圖如圖4-6所示。4.5 時鐘模塊及接口電路D

23、S1302可以進行實時計時，并且在閏年可以自動進行補償。所需工作電壓范圍是2.5V5.5V。它使用了三線接口的方式與中央處理器進行了信息同步。它的內(nèi)部還有一個暫時儲存數(shù)據(jù)的RAM存儲器。DS1302可以與DS1202進行兼容，前者比后者增加主要以及后備電源，后者也可以進行緩慢充電。在DS1302的X1與X2引腳之間連接一個32.768kHz的晶振，利用將RST輸入驅(qū)動置高電平來開啟全部數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST處于高電平時，數(shù)據(jù)傳輸被初始化，DS1302也可以開始操作。在數(shù)據(jù)傳輸時期，如果RST轉(zhuǎn)變成低電平，那么數(shù)據(jù)傳輸將停止，同時I/O引腳變就是高阻態(tài)。上電運作的時候，當(dāng)Vcc<2.0V時，R

24、ST只能處于低電平。當(dāng)SCLK處于低電平時，RST就與之相反。SCLK是時鐘輸入端。如圖4-7所示。圖4-7 時鐘電路4.6 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨就是256級，可滿足普通模擬量轉(zhuǎn)換需要。芯片具備雙數(shù)據(jù)輸出可當(dāng)做數(shù)據(jù)校驗，以便降低數(shù)據(jù)失誤，轉(zhuǎn)換速度高此外穩(wěn)定作用顯著。單獨芯片使能輸入，讓多器件連接以及處理器控制更加便利。利用DI 數(shù)據(jù)輸入端，可直接完成通道作用的挑選。其主要特點如下：l 8位分辨率，逐次逼近型，基準(zhǔn)電壓是5V；l 5V單電源供電；l 輸入模擬信號電壓范圍為05V；l 輸入和輸出電平與TTL和CMOS兼容；l 在250KHZ時鐘頻率時，轉(zhuǎn)換時間為32us；l 具

25、備兩個可供挑選的模擬輸入通道；l 功耗低，15mW。 通常狀況下ADC0832和單片機的接口需要四條數(shù)據(jù)線，主要是CS、CLK、DO、DI。但是因為DO端和DI端在通信時并不是同時有效且和單片機接口為雙向，因此電路設(shè)計時期可把DO與DI 聯(lián)系在相同數(shù)據(jù)線上使用。在ADC0832沒有運作的時候其CS輸入端就是高電平，這個時候芯片不能使用，CLK 與DO/DI 的電平可隨意。在開展A/D轉(zhuǎn)換的時候，需要把CS端置于低電平此外維持低電平直到轉(zhuǎn)換全面完結(jié)。這個時期的芯片正式開啟工作，此時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK準(zhǔn)備時鐘脈沖，DO/DI端就使用DI端輸入通道功能挑選的數(shù)據(jù)信號。在首個時鐘脈沖到來以

26、前DI端就是高電平，代表啟動位。在第2、3個時鐘脈沖到來以前DI端需要輸入2位數(shù)據(jù)用來挑選通道功能，其功能項參考表一。參考表一內(nèi)容，在配置位2位數(shù)據(jù)是1、0時，對CH0 實施單通道轉(zhuǎn)換。在配置2位數(shù)據(jù)是1、1時，對CH1實施單通道轉(zhuǎn)換。在配置2位數(shù)據(jù)是0、0時，把CH0當(dāng)做正輸入端IN+，CH1是負輸入端IN-開展輸入。在配置2位數(shù)據(jù)是0、1時，把CH0當(dāng)做負輸入端IN-，CH1 是正輸入端IN+開展輸入。表一 ADC0832配置位輸入形式 配置位選擇通道CH0CH1CHOCH1差分輸入00+-01-+單端輸入10+11+到第3個時鐘脈沖來臨以后DI端的輸入電平就喪失輸入功能，之后DO/DI端

27、就逐漸使用數(shù)據(jù)輸出DO開展轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個時鐘脈沖開始讓DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位D7，之后每個脈沖DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。一直到第11個脈沖時輸送最低位數(shù)據(jù)D0，每個字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出結(jié)束。也就是從此位開始輸出下個相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，也就是從第11個時鐘脈沖輸出D0。之后輸出8位數(shù)據(jù)，一直到第19 個脈沖時數(shù)據(jù)輸出結(jié)束，也表明一次A/D轉(zhuǎn)換的完結(jié)。最終把CS置高電平禁用芯片，直接對轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)進行處理。圖4-8為ADC0832時序圖。Proteus仿真軟件缺少煙霧傳感器，直接用滑動變阻器取代，圖4-9就是A/D轉(zhuǎn)換電路。圖4-8 時序圖圖4-9 A/D轉(zhuǎn)換電路5 軟件設(shè)計5.1 主程序設(shè)計本設(shè)

28、計采用的煙霧傳感器有一個缺陷，就是不能斷電存放，如果斷電一段時間沒有使用，那么再次使用時，它不能馬上開始工作，首先需要對它進行一段時間的預(yù)熱，然后才能對煙霧信息進行采集。系統(tǒng)提前實施初始化，次貨開展監(jiān)控。 在感煙傳感器所在環(huán)境出現(xiàn)煙霧的時候，探測器開展?jié)舛葴y試，把最終的微小電壓信號放大，利用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832進行處理，之后傳送到單片機中。將探測到的煙霧濃度跟設(shè)置的報警濃度值進行比較，若低于設(shè)置的濃度報警值，那么LED燈保持原樣；若超出設(shè)置的濃度報警值，那么報警21程序初始化開始 傳感器預(yù)熱時鐘設(shè)置鍵盤掃描是否進行設(shè)置? N Y設(shè)置報警值或時間等功能 濃度是否超過閥值LED發(fā)光蜂鳴器發(fā)聲

29、檢測煙霧濃度和周圍溫度 N Y 圖5-1 主程序流程圖 系統(tǒng)進行蜂鳴報警此外LED燈進行閃亮。如圖5-1所示。代碼見附錄。子程序調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換開始時鐘脈沖讀取數(shù)據(jù)讀取八位數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 返回數(shù)據(jù) 返回5.2 A/D轉(zhuǎn)換器程序設(shè)計 N Y圖5-2 A/D轉(zhuǎn)換器流程圖 將煙霧探測器探測到的數(shù)據(jù)輸入到ADC0832中，當(dāng)CS引腳處于低電平時，ADC0832進入工作狀態(tài)，先進行4個時鐘脈沖，然后D0開始工作，讀取后面連續(xù)的8位數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)進行保存，把CS放到高電平，ADC0832暫停運作，最終把處理之后的數(shù)據(jù)傳送到單片機。流程圖如圖5-2所示。代碼見附錄。5.3 時鐘模塊程序設(shè)計子程序調(diào)用DS1302初始化顯示時間讀取DS1302時間 返回