智能火灾报警系统(本科毕业设计)(编辑修改稿)

智能火灾报警系统(本科毕业设计)(编辑修改稿)内容摘要：

设计报警器，可以只要使 用相应的电路将电导率中的变化关系转变成为与该气体浓度相对应的电信号。 单片机选型 单片机对于烟雾 自动报警系统 来说是最为关键性的一个元件，可以说单片机是整个系统 的心脏， 因为在系统中，单片机是 用来接收信号并 用来 启动 报警装置进一步会执行相应的报警。 在单片机实现的控制功能中，需要单片机有较快的运算速度，使检测人员和用户在报警器系统正常工作时能够及时地观测到实时的烟雾浓度等级，并进行相应处理。 同时，在能够满足报警器系统设计的计算速度及接口功能要求的同类型单片机中，要考虑选择价格低廉且体积轻巧的机型，在保证了 报警器的精确性、可靠性及抗干扰性的基础上，能够不提高成本，缩小体积。 针对本文系统单片机的选择，我们使用 MCS51系列单片机中的 STC89C52 单片机。 下文我们会对 STC89C52 单片机做重点介绍。 STC89C52 单片机简介 种 低功耗S T C 8 9 C 5 2 是T 、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K可编程 Flash存储器。 使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。 片上 Flash 允许程序存储器在线可编 程，亦适于常规编程器。 在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52 具有以下标准功能： 8k字节 Flash， 256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器， 2 个数据指针，三个 16 位定时器 /计数器，一个 6向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。 另外， STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。 空闲模式下， CPU 停止工作，允许 RAM、定时器 /计数器、串口、中断继续工作。 掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 这一模块以单片机为中心把程序代码烧进去然后外围接上复位电路、振荡电路、键盘控制、 LED 显示电路、报警电路等子模块。 单片机的引脚功能描述 下面对 STC89C52 各引脚的功能进行较为详细的介绍： 1)电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc 引脚可以表示为电源端为 +5V，该引脚一共有 40脚； Vss 引脚可以表示为接地端引脚，该引脚一共有 20 脚； 2)引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL2 可以表示为时钟电路引脚，该引脚与外部晶体的一端相连接。 该引脚在单片机的内部可以表示为电路反向放大器的输出端，而该电路的频率可以表示为晶体固有的频率。 如果需要使用到外部时针电路的时候，该引脚的输入脉冲表示为外时钟脉冲。 如果需要检查该单片机中的振荡电路是否工作正常，则可以用到示波器来针对 XTAL2 时钟电路引脚是否有脉冲信号输出进行查看。 该引脚一共有 18 脚。 XTAL1 也表示为时钟电路引脚，与 XTAL2 不同之处在于该引脚可以接到外部晶体和微调电容的 另一端。 在单片机工作之中，它可以表示为电路反向放大器的输入端。 如果我们使用外部时钟的时候，这个引脚就必须接到地，该引脚一共有19 脚。 3 引脚 RST ALE PSEN 和 EA。 RST 可以表示为复位信号输入端引脚，该引脚在输入为高电平时才有效果，在低电平时无效。 所以只有在 RST 引脚的输入端的机器周期为高电平的时候， RST引脚才能够完成复位操作。 该引脚一共有 9 脚。 ALE/PROG 引脚可以表示为地址锁存允许信号端。 只有当 STC89C52 单片机在正常工作的时候， ALE 引脚则会连续的向 外输出脉冲信号，该脉冲信号的值为正值。 当 STC89C52 单片机访问片外 RAM 的时候，引脚 ALE 的 输 出信 号 为空之锁存地址低八位的信号。 在 STC89C52 单片机访问片外 ROM 的时候，每当 STC89C52 单片机取值一次就会失去一个脉冲。 通常情况下人们如果想知道该芯片是否损坏，就可以使用示波器查看 ALE 引脚有没有输出脉冲信号，如果没有输出信号的，则STC89C52 芯片基本上来说是没有问题的。 该引脚一共有 30 脚。 PSEN 引脚我们可 以表示为程序存储允许输出信号，在访问片外 RAM 时，这个引脚的输出脉冲可以作为片外 ERROM/ROM 的选通信号，该输出脉冲信号值为负值。 STC89C52 单片机在从外部 ERROM/ROM 读取指令的期间中，在一个周期的过程之中PSEN 可以有效两次。 但是 STC89C52 单片机在访问片外 RAM 时，则需要少生成两次脉冲信号，该信号的值为负值。 通常的情况下我们如果要知道 AT89C52 系统上电后单片机到 ERROM/ROM 中能不能正常的读取指令码，就可以从示波器看 PSEN端有没有脉冲的输出。 如果有脉冲输出的话那么就基本上能够 说明 AT89C52 系统工作是正常。 该引脚一共有 29 脚。 EA/VPP 可以分别表示为外部程序存储器地址允许输入端的引脚和固化编程电压输入端引脚。 当外部程序 RAM 地址允许输入端的引脚接高电平的时候，STC89C52 单片机只会访问片内 ERROM/ROM 并执行指令。 但是当 STC89C52 单片机的数值超过 OFFFH 值的时候， STC89C52 单片机就将会自动转向执行片外 RAM 的程序。 当输入的信号外部程序存储器地址允许输入端的引脚接低电平时，那么STC89C52 单片机就会只访问外部 ERROM/ROM 并且也会执行外部程序 RAM 中的指令，而且并不用管单片机中是否有片内 RAM程序。 然而如果对于对于 ROM 的 8031或 8032 单片机，因为 ROM 的 8031 或 8032 单片机之中没有芯片，那么我们就必须向外扩展 ERROM，那么在这个时候我们就必须将 EA引脚接到地。 但是如果我们使用的是有片内 ROM 的 STC89C52 单片机时，也要使 EA 引脚接地。 该引脚一共有31 脚。 I/O 引脚可以表示为输入 /输出端口引脚，该引脚中包括 P0， P1， P2， P3 四个端口。 P0 口可以表示为一个漏极开路的八位双向输入 /输出端口。 P1 口可以表示为一个八位准双向输入 /输出端口。 P2 口不仅可以表示为地址总线输出地址 高八位，而且也可以做为平常的输入 /输出端口使用。 P3 口可以表示为一个双功能口，该引脚不仅可以做为平常的输入 /输出口用而且该输入 /输出端口也可以按每位定义实现第二功能操作。 详情可以从以下的表中看出来。 我们在测量温度的时候，需要设计测温电路，那么我们就需要用到温度传感器，对于温度传感器的选择是非常之重要的，在如今的社会，人们已经研发出了很多种的温度传感器，而每种温度传感器在不同的系统之中都有其不同的优点和缺点，以下我们针对两种温度传感器进行比较，其中一种为 PT100 温度传感器，另一种为 DS18B20 温度传感器，然后我们选择一种适用于本文设计的温度传感器。 方案 1： 方案一我们选择 PT100 温度传感器。 PT100 温度传感器测量温度的时候我们通常是利用铂电阻的阻值随温度改变而变化的思路、并且这种变化会呈一定函数关系，这种温度传感器不仅具有良好的抗振动能力，而且稳定性也非常的好、精确度也非常的精确，并且这种传感器可以忍受高压。 但是缺点就是这种温度传感器使用起来非常的复杂。 方案 2： 方案二我们选择 DS18B20 温度传感器。 DS18B20 温度传感器的输出总线的方式是通过 “ 一线 ” 总线这 种独特的方式。 这种独特的输出总线的方式不仅可以使多个 DS18B20 温度传感器可以方便地形成一个传感器网络，而且 DS18B20 温度传感器在测温时候的精度方面、转换时候的时间等方面相对于其他的温度传感器都有了非常大的进步。 综上所述，我们通过两种温度传感器的比较， DS18B20 温度传感器不仅可以直接输出温度值，而且不需要进行过多的校正，因此，对于温度传感器的选择，我们选择 DS18B20 温度传感器。 3 系统的硬件电路 单片机最小系统 如果要使单片机进行正常的工作，那么构成单片机电路最基 础的的就是单片机最小系统，单片机最小系统如下图所示。 12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC2 C3 VCCGNDR1510KC1 10uFVCC1234J1VCCS1P10P11P12P13P14P15P16P17P20P21P22P34P35P36P23P24P25P26P27P32P33 图 3 单片机最小系统 单片机最小系统的电路包括单片机电路、复位电路和时钟电路。 STC89C52 单片机的正常的工作电压为 ,因此我们通常在给单片机接入电源时一般接入的为 5V 的直流电源。 我们通常会通过单片机的电源端的 VCC引脚接入 +5V 电源，而单片机中的接地端的 VSS引脚在通常情况下则会接地。 复位电路一般来说就是确定单片机在开始工作时的状态，即使单片机完成启动的一个过程。 打开电源的开关时单片机便会产生一个复位信号，从 而进一步完成启动并且进一步确定单片机的起始工作状态。 当单片机系统在运行的过程之中，有时候单片机系统可能会因为某些原因从而导致死机或者跑飞的现象，通常在这个时候我们都会按下复位按钮使单片机系统中的程序从头开始执行。 复位通常有两种方法其中一种为上电自动复位另一种为外部按键手动复位，一般情况下 单片机系统在时钟电路的工作之后，在复位端出连续的输出两个周期的高电平时，这时单片机系统就会完成复位操作。 而在本设计之中我们所采用的复位方法是外部手动复位。 单片机的时钟电路与。