火灾报警器毕业设计3稿-电子信息工程专业毕业论文

火灾报警器毕业设计3稿-电子信息工程专业毕业论文内容摘要：

/使用  GND 芯片参考 0 电位  DI 数据信号输入，选择通道控制  DO 数据信号输出，转换数据输出  CLK 芯片时钟输入  Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用） 数据采集模块： 本系统采用四个数码管来显示带一为小数位的温度，其接线如图 所示其中 74LS164 为移位寄存器，数码管采用共阳接法。 a b c dd1d2d3d4d5d6d7d8d1d2d3d4d5d6d8d7D02D13D24D35D46D57D68D79Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712LE11OE1U27 4 HC 5 7 3234567891R P 1RE S P A C K 8 图 数码管接线 图 乐山师范学院毕业论文（设计） 14 声光报警模块： 报警装置 由蜂鸣器和指示灯组成 ： 当气体浓度或温度超过限定值时， 脚置为高电平，三极管导通 ，蜂鸣器即发出鸣叫报警。 其电路原理图如 下 所示： 图 4 软件 设计 系统程序流程 [7]： 为 了便于系统维护和功能扩充，采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。 本系统主要包括数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等，系统程序流程如图 所示： 在设计报警的子程序中，为了防止误报，提高判 断的准确度，在设计时对烟雾的浓度采用快速重复检测和延时报警两种方法。 图 系统程序流程图 开始 初始化 第一次温度、气体浓度采集与判断 第二次温度、气体浓度采集与判断 报警判断 报警 复位 火灾报警 正常 显示 第一次采集 数据 是 否 第 二 次采 集 数据 乐山师范学院毕业论文（设计） 15 其流程是 ：首先在上电之后系统的各部分包括单片机输入输出端口的设置、数据存储电路、外围驱动电路等完成初始化，接下来执行火灾报警系统的数据采集程序、火灾判断报警程序。 系统初始化后，先预热，灯闪烁三次以后倒计时30 秒，灯不亮蜂鸣器不报警。 倒计时结束后，显示设置报警烟雾浓度限值，按键可切换显示当前烟雾浓度、设置报警温度限值、当前温度、并可以按键调节设定数 值。 在本次设计中我将 报警烟雾浓度范围设定为 :2500 温度范围设定为 :50，其中设定的范围都是可以通过软件中的程序做修改的。 数据采集流程 在 本次设计中系统实现报警功能是通过调用子程序来实现的，在数据采集子程序中，温度烟雾信号采集延时 10 ms，是让 ADC0832 准备好进行下一次信号转换。 当系统采集 2 次温度烟雾信号后，转换好的数据存入单片机寄存器中，系统再调用火灾判断子程序。 系统温度烟雾信号采集流程图如图 所示： 图 系统温度烟雾信号采集流程图 采集温度信号 等待数据转换 接收温度数据 延时 1s 采集烟雾信号 接收烟雾信号 结束 延时 50毫秒 等待数据转换 第 二 次采集 数据 无中断 中断 无中断 中断 第 二 次采集 完毕 开始 乐山师范学院毕业论文（设计） 16 火灾判断与报警流程 [7] 在 软件中 已经设定了报警烟雾浓度限值和报警温度限值，在具体的操作中是可以进行人机界面调节的。 在整个判断过程中，单片机接收到采集到的温度值和烟雾浓度值，与设定的限值进行对比，如果烟雾浓度和温度任一一个值超过了报警限值，则蜂鸣器和指示灯会发出声光报警。 如果两项都没有达到报警限值则不报警。 当然也可以在两项都没有达到报警限值时通过手动按键报警，报警后必须手动解除。 如果两项值有任一项还处于报警条件下，则不能取消报警。 在本次设计中我将 报警烟雾浓度范围设 定为 :18004000， 温度范围设定为 :2070。 主程序循环判断以上二项是否发生异常，当有一项异常时，系统再判断其他两项是否有一项或两项都异常，如果是则系统认为发生了火灾，发出声光报警，直到异常被排除，如果其他两项都没有异常则系统认为没有发生火灾，系统继续循环检测。 图 系统 循环检测图 主要端口说明 ： 为单片机向数码管串行输出要显示的温度的数据口， 为单片机向数码管串行输出数据的脉冲信号， 温度传感器 DS18B20 的数据输入口， 烟雾传感器的检测口，单片机检测到该口为高电平时认为烟雾浓度过高，发生异常， 蜂鸣器的触发信号口。 乐山师范学院毕业论文（设计） 17 图 主要端口说明 图 5 单片机 接口电路 前端信号调理电路 [8] 对于传感器输出的模拟信号，一般要用运算放大器 [9]对其进行调理或放大，以满足 A/D 转换器对输入模拟量幅值及极性的要求。 在本报警器电路中，同样要对两类传感器的输出信号进行放大调理。 电路图如上图 所示，运算放大器接成电压放大电路。 从传感器采集过来的微弱电压信号，经过电压放大器的放大，得到较强的 模拟电压信号。 32184U 5 : A4 5 5 9R32 0 kR41 0 0 kR51 0 kC20 .1 u FD2DI O DE 图 信号处理电路图 晶振电路 晶振电路为单片机 AT89C52 工作提供时钟信号，芯片中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器 [10]，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大乐山师范学院毕业论文（设计） 18 器的输入端和输出端。 这个放大器与作为反馈原件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。 电路中的外接石英晶体及电容 C C6 接在放大器的反馈回来中构成并联振荡电路， 由于外接电容 C C6 的容量大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，电容的容量大小范围为 30177。 10pF；如果使用陶瓷谐振，则电容容量大小为 40177。 10pF；在本设计中，我使用的是石英晶体，电容的容值设定为 30 pF。 复位电路 复位电路的基本功能是：系统上电是提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。 我们在启动单片机时都需要复位，使 CPU 及系统各部件处于确定的初始状态，并从初始状态开始工作。 AT89C52 的复位信号时从 REST 引脚输入到芯片内 的施密特触发器中的。 当系统处于正常工作状态且振荡器稳定后，如果 REST 引脚上有一个高电平并维持 2 个机器周期以上，则 CPU 就可以响应并将系统复位。 单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位，在本次设计中，我采用的是手动按钮复位。 在复位输入端 REST上加一个高电平，采用的办法是在电源和 REST 端接一个按钮，当手按一下按钮时，系统复位。 AT89C52 的复位电路如图 所示： C11nFR21 0 k 图 AT89C52的复位电路 声光报警电路 在 AT89C52 的控制下，声光报警电路可以根据不同的情况，通过蜂鸣 器和指示灯发出声光信号。 由于蜂鸣器的工作电流一般比较大，单片机的 I/O 口无法直接驱动了，所以需要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。 声光报警电路由单片机的 引脚进行控制，当 P14 输出的电平为高电乐山师范学院毕业论文（设计） 19 平时，三极管导通，蜂鸣器的电流此时形成回路，会发出声音报警；否则，三极管截止，蜂鸣器就不会发出声音。 蜂鸣器报警电路如图 所示： fB U Z 1B UZ Z E RQ1NP N 图 蜂鸣报警电路 声光报警电路就有单片机的 P10 口进行控制 1 个发光二极管，予以光报警（指 示灯为：红灯闪烁）。 声光报警电路如图 所示： qD1LE D B I G YR110 k 图 声光报警电路图 数据采集电路 数据采集是本次设计中的重要环节。 为了降低误报率，设计时对温度烟雾做了两次采集、两次判断的方法。 每次采集温度烟雾数据后，将数据存入单片机的寄存器中，然后在火灾判断程序中，将采集的数据与设定的值进行比较，从而判断出是否发生火灾。 数据采集的具体流程 [11]是：系统和程序初始化后，驱动 ADC0832 的 1N0 对温度信号先进行 A/D转换，单片机接收转换好的数据，存入 单片机的 口，有 INT1 中段服务程序完成；系统延时 10 ms，驱动 ADC0832 的 IN1 对烟雾信号进行A/D 转换，转换完成后系统延时 50 ms，进行第二次温度烟雾信号采集，乐山师范学院毕业论文（设计）。