基于单片机的火灾自动报警系统设计-论文

基于单片机的火灾自动报警系统设计-论文内容摘要：

路，因为还有高水平的复位端两个机器周期来完成复位操作。 本项目采用外部复位按钮，手动流量上拉电阻连接到需要提高高价值性能。 时钟电路控制运行速度：机器的振荡周期 12 的总周期， 12MHz 的晶体振荡器的振荡周期为 1/12us。 苏州大学本科生毕业论文（设计） 12 天燃气检测 AD 采集转换电路 NS 公司的 DC0832 通过经由接口转换器的串行接口 8 的 A/D 产生三个子与微控制器相连接，低功率，高性能和低成本的，适合于袖珍仪器使用聪 明。 ADC0832 是 8 位分辨率的 A/D 转换芯片，多达 256 的最大分辨率，可适应的一般模拟转换的要求。 芯片双倍数据输出可以用作数据校验，以减少数据误差，转换速度快，稳定和可靠的性能。 其主要特点是： （ 1） 8 位分辨率； （ 2） 5V 单电源供电； （ 3） 模拟信号的压范围： 0— 5V； （ 4） 输入、输出的平和 TTL、 CMOS 相容； （ 5） 转换时间为 32us； （ 6） 有两个模拟输入通道； （ 7） 功耗低 15mW 各引脚说明如下： （ 1） CS（片选端，低电平有效）； （ 2） CH0， CH1（模拟信号输入端）； （ 3） DI（模拟 输入端）； （ 4） DO（模数转换输出端）； （ 5） CLK（串行时钟输入端）； （ 6） Vcc/REF（电源正极端和电压输入端）； （ 7） GND—— 电源地。 苏州大学本科生毕业论文（设计） 13 声音报警电路 三极管的工作原理： 三极管是电流放大器件，它的三个级分别为 B，发射极 E，集电极 C。 我们以 NPN 三极管来解释下三极管的工作原理。 （ 1）电流放大 根据 NPN 晶体管的硅分析。 如上所示，电流的流动在基座 B 的发射极 E 被称为基本电流 Ib 从集电极 C 流动时，发射极电流被称为集电极电流 IC 大肠杆菌流动电流的两个方向该发射机的发射机 E 由箭头的方向表 示。 该晶体管的增益为如下：由基极电流控制的集电极电流（假设功率能够提供足够的电流来话的集电极的），并在基极电流的小变化将导致大的电流变化收集器，和变化，以满足特定的比例：变化的集电极电流的量的当前时刻的量β的变化，或电流变化被放大的基础的所述时间倍率β晶体管（通常β比 1 大得多，例如，几十到几百个）。 如果我们改变施加到这可能会导致在基极电流 Ib 的变化的发射极的基极的小信号， Ib 的变化后进行放大，造成了很大的变化 IC。 如果集电极电流 Ic 流过电阻 R，并且电压是使用式 R=U*I 能够认识到许多变化，耐电压算出。 我们买 耐受电压将被放大的电压信号。 （ 2）偏置电路 当晶体管放大电路，在实践中，也可以添加适当的偏置电路。 有几种非线性结型晶体管（对应于发光二极管），这些晶体管的输入电压要大到相当的程度。 当基极 发射极电压在 以下，那么基极电路可以忽略即无效。 如果它要求非常小，它不足以引起基本电流信号（由于小于 伏，则 0 的基极电流）。 如果必须连接到相应的电流的晶体管的基极（偏置电流高于此阻力图 Rb 的用于该电流，所述基极偏置电阻器），然后，当一个小时的信号求和与偏置电流，从而产生该电流的变化，该数据库将被放大的输出变化小 基极电流信号和所述收集器。 另一个原因是，从应用需求的领域中，在不存在极化的输出信号，而增加的信号的增益，同时降低了信号是无效的（因为没有偏置电流集电器是零，并且不能减少），以及添加预先姿态。 信号以增加信号和降低可以扩大。 （ 3）开关作用 下面说说晶体管的饱和度。 由于通过电阻 R 的限制时，集电极电流无法无限增加。 当基极（电流）增加时，集电极（电流）就不能增加了，该晶体管进入饱和状态。 为晶体管的评估一般标准是饱和磅 *β IC。 在进入集电极发射极晶体管的饱和电压将是低的，可以理解的是，开关闭合。 尽管人们可以得到该晶 体管作为开关：当碱是等于零，晶体管集电极电流等于零（所谓的截止晶体管），关闭该数据库时的等效电流大，从而使晶体管的密度，开关的等效闭合。 如果晶体管与在主工作的截止饱和度，通常被称为一个晶体管开关。 苏州大学本科生毕业论文（设计） 14 （ 4）工作状态 如果高于此值时， R 光阻力，然后，当基极电流为零时，集电极电流为零时，灯熄灭。 如果基极电流大晶体管（比电流流过灯的倍率β晶体管划分大）饱和时，所述开关的等效被关闭。 如果基极电流慢慢变大，灯泡的亮度也将增加，注意 之前的晶体管是不饱和的。 在报警发射系统通过晶体管 口来控制振铃音的信号与所述发光 二极管，发光二极管报警蜂鸣器平行的基极连接到微处理器发挥作用光。 由于音频信号由外部电源驱动，以使电流放大晶体管中发挥了作用。 在实际系统中，我们采取一个发光串联二极管与一个电阻，限流电阻的光，因为 LED 的驱动电流是非常低的，但蜂鸣器驱动电流比较大，以 LED避免烫伤，所以要加电阻。 电路 图 如 下 图 33 所示 ： B1蜂鸣器Q58550VCCGND+R132KP36 图 33 蜂鸣器工作电路 苏州大学本科生毕业论文（设计） 15 电源模块 采用 USB 线接电作为电源，系统进行工作室， AT89C5温度气体浓度传感器的工作电压要满足设定的要求，并且成本低。 电源接口电路如下图 35 所示： P1 为 USB 电源接口 SW1 为电源开关 D1 为指示灯 546231SW1sw 灰色12P1GNDR18 1K12D1DVCC 图 35 电源接口电路 苏州大学本科生毕业论文（设计） 16 温度传感器电路 DSl8B20 简介 转换总线的温度数据，在同一总线可以连接 DSl8B20 的功率，无需额外电源。 在这种方式中，系统允许使用更简单的 DSl8B20 的结构更可靠。 测温精度，转换时间，传输距离，本文系统地介绍了相组成，设计，电路原理，设计过程，温度测量和控制系统程序 DS18B20。 DS18B20 引脚排列如下图 36： 图 36 DS18B20 的管脚 DS18B20 引脚说明： GND:接地 DQ： I/O VDD:电源 NC：空脚 存储和 DSl8B20 的触发值 TH 和 TL 比的温度的温度变化完成之后，因为只有这些寄存器 8 至 ℃位被忽略在比较。 不是 TH 和 TL 直接高于对应有点不可思议温度符号位锁定 L6 位。 如果该结果大于所测量的温度 TH 铊或更小，并且在设备上的警告标志置位。 此标志每次更新的温度测量。 只要警报标志被设置，则该命令将搜索 DSl8B20 的响应警报。 苏州大学本科生毕业论文（设计） 17 DS18B20 温度转换值 及相关参数 表 37 温度转换值如下 参数特性： （ 1） 特殊 1 引脚接口 （ 2） 不需要外部元件 （ 3） 可用数据线供电 （ 4） 需备份电源 （ 5） 测量范围扩大 （ 6） 以 9 位数字值方式读出温度 （ 7） 1 秒内把温度值转换成数码管显示值 （ 8） 用户可设定相关报警线值 极限参数： （ 1） 所有引脚对地电压范围（ ， +） （ 2） 运行温度范围（ 55℃， +125℃） （ 3） 贮存温度范围 （ 55。 C， +125℃） （ 4） 焊接温度 260℃ 温度 输入（ 2 进制） 输出（ 16 进制） +125℃ 0000 0111 1101 0000 07D0H +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H ℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H ℃ 1111 1111 0101 1110 FF5EH 25625℃ 1111 1111 0101 1110 EE6FH 55℃ 1110 1110 0110 1111 FE90H 苏州大学本科生毕业论文（设计） 18 第四章 系统软件设计 主程序设计 在整个安全系统中，通过一个 ADC0832 转换处理，分析和处理由微控制器的烟浓度的信息，以确定是否激活系统。 该方案已经开始执行初始化过程是达到国家初始化函数 I/O 输入输出端口设置以及注册的初始化，中断功能标准。 首先，设置的 50 毫秒计时器初始值，使用 EEPROM 写入，作为间隔的值。 然后将定时器为 0 时，选择方法。 那么定时器 0 中断使能位，启动定时器0，关闭蜂鸣器，恢复最初设定的报警限值。 主程序流程如下图 41 所示 ： 开 始程 序 初 始 化传 感 器 预 热 处 理信 号 采 集A / D 转 换判 断 否 超 过 设 定 报 警 值进 入 报 警 子 程 序是否 图 41 主程序流程图 苏州大学本科生毕业论文（设计） 19 滤波子程序设计 所述传感器信号进行采样，符合一定的缺陷，通常的干扰现象影响的各个采样点，从而导致在数据和其他点的采样数据的相当大的差异。 因此，也许平均中值滤波器（也称为抗脉冲干扰过滤介质）的方法中，第一数据样本 X 进行比较，其中，要删除的最大值和最小值，然后计算的算术平均的剩余数据的值 X2。 这种方法可以筛选出故障可以被过滤小随机噪声。 保证烟探测报警的浓度的精确度，从而降低所用的错误被报告误报。 滤波子程序流程如下图 42 所示： 开 始设 置 采 样 次 数 N = 1 0调 用 A / D 采 样已 采 样 1 0 次将 1 0 次 采 样 值 排 序求 2 到 9 采 样 值 的 和和 除 以 8值 送 入 寄 存 器是否 图 42 滤波子程序流程图 苏州大学本科生毕业论文（设计） 20 控制按键设计子程序 火灾报警器要有各个不同功能的按键系统，本设计借鉴了自锁复位开关的方式，以便达到安全有效的报警功能，控制程序流程如下图 43 所 示： 开 始扫 描 键 值是 否 有 键 按 下延 时 1 0 m s 去 抖 动是 否 有 键 按 下提 取 键 值调 用 键 盘 子 程 序结 束是是否 图 43 键盘处理子程序流程图 苏州大学本科生毕业论文（设计） 21 报警子程序设计 当 气体浓度 浓度超过报警设定值时，报警器发出一种近似警笛的鸣叫声，对应通道的红灯闪亮，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾和爆炸事故的发生。 为防止误报，在程序设计上，对 气体浓度 浓度进行快速重复检 测和延时报警，以区别出是管道中 气体浓度 的泄漏，还是由于暂短打开阀门产生的可燃气体浓度 的微量散失，防止误报。 报警子程序如下图 44 所示： 开 始读 取 处 理 后的 空 气 浓 度是 否 大 于 2 0 %延 迟 2 0 秒 采 集 一 组浓 度是 否 大 于 2 0 %传 感 器 故 障 自。