1、畢業設計（論文）報告題 目 智能應急燈系統的設計 系 別 專 業 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2013年 4 月無錫科技職業學院畢業設計（論文）智能應急燈系統的設計33智能應急燈系統的設計摘要：本文設計了一種基于單片機的應急燈控制器。該設計以MCS-51單片機為核心，符合消防應急燈具國家標準GBl7945-2000。論文首先分析了智能消防應急疏散照明的技術背景及目前的發展現狀和未來的發展趨勢，說明設計的意義及目標。接著介紹了常用智能消防應急燈的分類，著重說明了自帶電源智能消防應急燈具的工作原理，提出了符合國家標準的總體結構框圖。隨后，合理的選擇了主要器件，給出了三個關鍵模塊的具體電路圖

2、，包括電源模塊、單片機模塊和通信模塊，并分析其工作原理，實現了掉電檢測與電源轉換、電池狀態檢測、光源狀態檢測以及RS-485通信等功能。在軟件設計方面，分析了控制器的工作邏輯，畫出了系統主程序框圖和電池開路、短路及正常狀態分析流程圖。關鍵詞：單片機、應急燈、消防、RS-485通信A Design of MCU-based Controller of Emergency LuminaryAbstract：This paper presents an emergency luminary controller based on single-chip microcomputer. The desi

3、gn uses the MCS-51 microcontroller as the core and meets the requirement of the national standards for fire emergency luminary GBl7945-2000. Firstly, the technical background, the current study and the development trend of the fire emergency evacuation lighting as well as the significance and the ob

4、jectives of this design are expound. Then, the classification of the fire emergency luminary widely used and the principle of self-powered emergency luminary for fire fighting are highlighted. The overall structure diagram according to the national standard is also presented. Subsequently, after the

5、 key devices were reasonably chosen, the specific circuit diagram of three important modules including the power modules, the CPU module and the photo-electrical isolated communication module are presented. The operation of every module is analyzed. The functions of power-down detection, power conve

6、rsion, battery state detection, lighting LED state inspection and RS-485 communication are achieved. In the design of software, the work logic of the controller and the main block diagram of the system are introduced. The flowchart to analyze the three states of battery, open circuit, short circuit

7、and the normal are drawn. Keywords: Single-chip microcomputer、Emergency luminary、Fire fighting、RS-485communication目錄前言1第一章 智能應急燈系統21.1 智能應急燈背景介紹21.2 相關技術的發展現狀及趨勢21.3 課題意義及其目的3第二章 智能消防應急燈工作原理42.1 常用智能消防應急燈42.2 自帶電源型智能消防應急燈具工作原理42.3 本智能消防應急燈設計的總體結構52.3.1 系統硬件設計52.3.2 應急燈單元5第三章 硬件電路分析63.1 電源模塊63.1.1 主電

8、電路73.1.2 Li電池模塊83.2 單片機模塊113.2.1 器件選型123.2.2 分析電路163.3 通信模塊173.3.1 器件選型173.3.2 分析電路19第四章 軟件分析20第五章 總結22謝辭23參考文獻24附錄25前言應急燈是由應急電源供電的，提供必要處所應急照明用的燈具。應急燈被廣泛地用于工廠、學校、倉庫、碼頭、機場、醫院、賓館、酒店、大型辦公樓、高檔娛樂場等人員密集的場所。隨著電子技術和微型計算機的迅速發展，促進了微型計算機測量和控制技術的迅速發展和廣泛應用，單片機的應用已經滲透到國民經濟的各個部門和領域，它起到了越來越重要的作用。廣泛用在在各種控制電路中用來完善電路的

9、控制功能。對傳統應急燈控制電路的改進。首先要根據相關的技術規范，其次對應急燈控制電路進行分析改進，完善各種控制要求，增加一些輔助控制功能，增強其控制性。本課題設計的智能應急燈系統主控制用MCS-51單片機作微處理器，應急燈單元也用MCS-51系列單片機作微處理器。單片機因為其性能十分穩定、適應能力強，并且開發價格低廉、門檻低，非常適用于工業控制中。主控制器和應急燈單元共同構成多單片機通信系統，應急燈嵌入的單片機主要完成應急燈狀態采集、點亮或熄滅應急燈的功能，并與主控制器進行通信。應急燈的狀態及時送往上位主控制器，并在主控制器上顯示出來，如果是故障狀態則主控制器會有相應的聲光顯示。隨著科技的進步

10、和社會的發展，單體建筑的面積越來越大，建筑高度越來越高，聚集的人員越來越多，當建筑物內部發生火災時，造成人員嚴重傷亡的危險性越來越大，所以良好的應急照明系統是一個相當重要的安全設施，是保障建筑物內人員安全、及時疏散的前提，并且利于救援工作的順利進行，從而最大限度地減少人員的傷亡和降低財產的損失。本課題設計的智能應急燈主要用于消防領域。當火災發生時，正常供電可能無法使用，這時候智能應急燈就為撤離人員和消防人員提供了應急照明。第一章 智能應急燈系統1.1 智能應急燈背景介紹所謂應急照明，是指在非正常狀態下才使用的照明設施，包括：備用照明、疏散照明、安全照明。隨著我國綜合國力的不斷增強，人民生活水平

11、的日益提高，公眾聚集場所越來越多，公眾聚集場所火災事故也日趨頻繁，特別是群死群傷惡性火災時有發生，不但造成了大量人員傷亡，而且影響了社會政治穩定。消防應急燈具作為一種重要的消防器材，廣泛應用于賓館、商場、娛樂場所等公眾聚集場所，其功能是這些場所發生火災斷電后，應急燈具自動照明，引導被困人員疏散。消防應急疏散照明技術是一項重要的救生疏散技術。近幾年，隨著國民經濟的高速發展，高大而復雜的智能建筑日益增多，對消防安全的要求越來越高，消防應急燈具的品種不斷增多(如表1.1)，性能不斷改進，技術水平有了很人提高。按功能分照明或標志照明和標志消防應急燈按工作方式分持續工作型、非持續工作型按應急供電方式分自

12、帶電源型、集中電源型按工作實現方式分獨立控制型、集中控制型、字母控制型按安裝高度分高位安裝型、低位安裝型、高低位復合安裝型按用途分消防應急照明燈、消防應急標志燈、消防應急照明標志燈表1.1 消防應急燈的分類 歐美等發達國家消防應急疏散照明技術發展較早、較快，一直處于領先地位，上述各種燈具已被大量生產和廣泛應用。我國起步較晚，但近年來發展也很快。目前，國內已申請到國家公安部消防產品認證的應急燈制造商大約300余家，但產品質量、性能和品種同發達國家相比還有一定的差距。只有少數大型企業及一些合資企業的產品與國外產品相差無幾，并向智能環保型方向發展，但價格稍高。現在，自帶電源獨立控制型消防應急燈具是我

13、國的主要應急燈具產品。1.2 相關技術的發展現狀及趨勢目前蓄電池供電方式主要采用如下兩種形式：一種是獨立式供電，每個應急燈自帶備用蓄電池，平時由市電供電，只有當市電電源切斷時，備用電源才自動投入運行；另一種是采用集中式供電，每個應急燈本身不帶電源，市電故障時，由專用集中式應急電源供電。針對兩種不同的供電方式必須提供不同的內部控制電路。本文設計的控制電路是獨立式供電的應急燈具。目前國內大部分的應急燈具采用的都是由分離器件搭配通用lC(如555、LM358)構建控制系統。國家對消防應急燈具有完整的國家標準(GBl7945-2000)，要求應急燈具具備完善的應急轉換、充電保護和故障檢測、保護和顯示等

14、功能，這要求有當數量的分離元件，同時對單個元件的特性要求也較高。部分廠商出于降低成本的目的，只能提供應急轉換、充電計時等功能，而不能完整的提供的故障檢測、故障顯示和保護等國家標準所強制要求達到的指標。國內市場也出現了應急燈具的控制芯片，但是其存在的主要問題：1.對電池的保護不夠。大多采用慢速充電的方式給應急電源進行持續充電，應急電源充滿后沒有涓流充電過程，容易導致應急電源的過充；2.沒有充電時間可選，不能適應于不同型號的電池；3.應急照明燈和應急標志燈需要采用不同的控制芯片；4.應急工作時間達不到標準要求的90min；5.終止電壓偏低，未能滿足標準規定額定電壓要求的80；6.充放電耐久試驗末次

15、放電時間達不到首次放電時間的85。1.3 課題意義及其目的據權威人士估計，全國應急燈一年的市場總需求量大概在4億左右。隨著國民經濟的發展、社會安全意識的提高，對公眾安全的要求只會越來越高，意味著應急燈具市場必然從不成熟走向成熟。目前的應急燈具大部分不同程度的存在著質量不過關、安全隱患，直接威脅到公眾的安全。造成這種局面的直接原因來源于應急控制電路。設計安全性能更好、穩定性更高的消防應急燈控制芯片是必然的趨勢。 第二章 智能消防應急燈工作原理2.1 常用智能消防應急燈自19世紀40年代開始，國家及地方權威性機構就明文規定了應急燈在商業樓房，工業設施及公共場所方面的使用，以確保人們遠離由于火災或其

16、他事故引起的恐慌所帶來的對生命財產安全的威脅。應急燈廣泛運用于大型場所如銀行營業廳，商場等人口聚集比較多的地方，以有效的確保外出人員的安全。目前市場上應急燈按應急供電方式分為：自帶電源型和集中電源型。自帶電源型自帶備用蓄電池，平時由市電供電，只有當市電電源切斷時，備用電源自動投入運行；集中電源型單個本身不帶電源，市電故障時，由專用集中式應急電源供電。2.2 自帶電源型智能消防應急燈具工作原理自帶電源型消防應急燈具主要由以下器件構成：應急燈具、蓄電池、控制電路、狀態顯示燈、測試開關等。對于常明應急疏散標志燈和應急疏散照明燈米說，由于應用要求的多樣性，他們在這些元件的選擇上也會有很大的差異。下面簡

17、要說明兩種應急燈具的器件構成和工作原理。常明應急疏散標志燈的工作原理：如果市電電壓正常，則狀態指示燈綠燈、充電狀態燈(紅燈)亮，故障指示燈滅，控制電路控制開關電源給LED燈供電，保持疏散顯示正常，同時控制電路檢測市電電壓、電池電壓和光源，提供充電回路給蓄電池進行慢速充電；如果慢速充電完成，則充電指示紅燈滅。如果在市電正常情況下，出現電池開路、電池短路等故障，故障指示燈(黃燈)亮，提示管理人員需要對系統進行檢查和維修；當市電電壓低于應急轉換電壓時，控制電路轉入應急狀態，此時備用電源和光源的同路被打開，保證光源能正常的二作；當電池電壓低于規定的放電電壓時，控制電路應斷開電池的所有放電回路，同時整個

18、控制電路應停止工作以避免蓄電池的漏電。應急疏散照明燈的工作原理和常明急疏散燈類似，不同的是市電正常情況下，光源不亮，應急疏散照明燈應能檢測光源開路與否，如果出現故障，指示燈應亮。2.3 本智能消防應急燈設計的總體結構2.3.1 系統硬件設計該系統主要由主控制器和應急燈單元兩部分構成。主控制用MCS-51單片機作微處理器，應急燈單元也用MCS-51系列單片機作微處理器。主控制器和應急燈單元共同構成多單片機通信系統，應急燈嵌入的單片機主要完成應急燈狀態采集、點亮或熄滅應急燈的功能，并與主控制器進行通信。應急燈的狀態及時送往上位主控制器，并在主控制器上顯示出來，如果是故障狀態則主控制器會有相應的聲光

19、顯示。圖1 主控制器與分散應急燈之間連接原理框圖2.3.2 應急燈單元應急燈狀態主要有應急燈應急狀態、故障狀態、充電和主電狀態。應急燈的狀態采集由單片機完成。用3個發光二極管來表示應急燈的4個狀態，同時留出串行通信口和主控制器進行通信。本設計主要完成應急燈單元的設計，結構框圖見圖2。圖2 系統結構框圖第三章 硬件電路分析3.1 電源模塊 圖3為電源模塊框圖，圖4為此模塊的電路圖。下面將對每一模塊所需用的器件進行選型，并分析每個模塊所要完成的功能。圖3 電源模塊框圖圖4 電源模塊電路圖3.1.1 主電電路1.器件選型 1）電源穩壓器LM78XX系列主要有LM712、LM709、LM705和LM7

20、33等幾種，都是三端電源，在單片機中最為常用的有LM705和LM733兩類。這些元件都使用了電流限制、熱關斷和安全區補償技術，使他們在大多數工作條件下都非常穩定可靠。如果采用合適的散熱器，他們的輸出電流可以超過1.5A。圖4中的U7/U8/U9/U10為LM78XX系列電源穩壓器，其引腳分布及功能如表3.1及圖5所示。此元件使用了7806輸出6V電壓，7809輸出電壓為9V。引腳編號引腳符號引腳功能1Vin電源輸入端2GND接地端3Vout電源輸出端表3.1 LM78XX系列電源穩壓器引腳功能一覽表圖5 7806引腳圖2）整流電路橋 本電路常用于小功率單相交流輸入的場合。目前大量普及的微機、電

21、視機等家電產品中所采用的開關電源中，他將交流電變為直流電，應用十分廣泛。2.電路分析主電電源模塊主要有變壓器、整流橋和電源穩壓器組成（見圖6）。圖6 主電源電路3.1.2 Li電池模塊Li電池模塊有電池充電電路、電池檢測電路和電源轉換電路組成（見圖7）。Li電池由主電電源充電，當沒有市電時，應急燈工作電源需要由Li電池提供。圖7 Li電池模塊電路圖1.Li電池充電電路 應急燈電池的充電非常重要，如果電池出現過充電或者充電不夠，直接導致應急燈具電池的使用壽命。考慮到精確的快速充電模式需要非常復雜的電路，目前幾乎所有的應急燈具都采用固定時間慢充的方式給電池充電。當慢速充電完成后，轉為涓流充電，以保

22、證電池繼續處于充滿狀態，從國家標準來看，要求涓流充電電流小于0.05C。本設計由單片機P1.5和P1.6引腳控制Li電池的充電。當P1.5為高電平時NPN三極管Q1導通,Q1的發射機有電流，即Q2的基極有了電流使Q2管導通，這時由主電電源給Li電池充電。若單片機P1.5為低電平Q1管不能導通，Q2管沒有基極電流，從而Q2管不會導通Li電池不能充電。單片機P1.6引腳同樣控制三極管Q3、Q4給Li電池充電。單片機P1.5和P1.6引腳同時為高電平可使Li電池快速充電（見圖8）。圖8 Li電池充電電路2.電池檢測電路 自帶電源型消防應急燈具由于使用的獨立電源作為備用電源，電池的特性會直接影響到應急

23、時間、光源的亮度，因此采用合適的電池非常重要。本設計采用Li充電電池。同時，控制系統必須對電池進行檢測：檢測到的電壓輸入A/D轉換器中變為數字信號送到單片機中進行處理。A/D轉換器的輸入值在05V之間（見圖9）。1）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為00.5V時，電池為短路狀態。2）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為0.63.2V時，電池為正常狀態。3）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為3.35V時，電池為斷路狀態。圖9 電池檢測電路3.電源轉換電路 當有市電時，應急燈的電源由市電提供。市電通過LED D2供電給A點。當無市電時，Q6管馬上導通，隨即Q5導通，由Li電池供點給A點。由此電

24、路可完成電源轉換功能（見圖10）。圖10 電源轉換電路3.2 單片機模塊單片機模塊電路主要由看門狗電路、A/D轉換電路和光源檢測電路等組成。單片機模塊框圖見圖11，電路圖見圖12。 圖11 單片機模塊框圖圖12 單片機模塊電路圖3.2.1 器件選型1.單片機本設計采用MCS-51系列單片機。51單片機的典型產品有8031,8051和8751三種機型，除片內程序存儲器的容量不同外，其內部結構與引腳完全形同。本設計采用的是8051，其引腳配置圖見圖13。HMOS的MCS-51單片機采用雙列直插式封裝，有40個引腳，分為地址總線、數據總線、控制總線3類見圖13。MCS-51系列單片機的各引腳的功能如

25、下：1）主電源引腳Vcc，VssVcc：接+5V電源Vss：接地2）外接晶振引腳XTAL1,XTAL2XTAL1：片內反相放大器輸入端XTAL2：片內反相放大器輸出端圖13 51單片機引腳圖外接晶體時XTAL1,、XTAL2各接晶體一端構成振蕩器。3）輸入/輸出引腳P0，P1，P2，P3P0.0P0.7:P0口的8各引腳，P0口是8位漏極開路型雙向I/O擴展接口時， P0.0P0.7分時復用，做低8位地址總線與雙向8位數據總線。P1.0P1.7:P1口的8個引腳，P1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，對于52子系列，P1.0還可以用于定時器/計數器2的計數脈沖輸入端T2，P1.1還可以

26、作為定時器/計數器2的外部控制端T2EX。P2.0P2.7：P2口的8個引腳，P2口也是一個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，在訪問片外存儲器或擴展I/O接口是，還用于提供高8位地址。P3.0P3.7:P3口的8個引腳，P3口也是一個帶上拉電阻的I/O口，除可工作為雙向的輸入輸出口外，還具有第2功能。4)控制線（4條）ALE/PROG:雙功能引腳。由于P0口的8個引腳是低8位地址總線與數據總線分時復用，因此必須將P0口輸出的低8位地址進行鎖存。在訪問片外存儲器時，每機器周期該信號出現2次。其下降沿用于控制鎖存P0口輸出的低8位地址。即使不訪問片外存儲器，訪問引腳上仍出現上述頻率的周期性信號，因此也

27、可作為對外輸出的時鐘脈沖，頻率為振蕩器頻率的1/6。必須注意的是：在訪問片內外存儲器時，ALE脈沖會跳空1個。對片內含有EPROM的機型，此引腳在編程時可作為編程脈沖/PROG的輸入端。/PSEN：片外程序存儲器讀選通信號輸出端，在CPU從片外程序存儲器取址期間，此信號每個機器周期兩次有效，已通過P0口讀入指令，在訪問片外數據存儲器時，該信號不出現。/EA/Vpp：雙功能引腳，衛片外程序存儲器選用端。當該引腳信號有效（低電平）時，選擇片外程序存儲器，否則，即/EA/Vpp=1時，訪問片內程序存儲器。RST/VP0：雙功能引腳，在單片機工作期間，當引腳上出現連接2個機器周期的高電平時可實現復位操

28、作。在VCC掉電期間，若該引腳接備用電源（+5V），可向片內RAM供電，以保存片內RAM中的信息。2.多通道并行A/D ADC0809ADC0809是NS公司生產的CMOS、8位、8通道、逐次比較型A/D轉換芯片。它的主要特點如下：1)逐次比較型，單電源供電，具有三臺輸出所存。2)輸出與TTL兼容，無需外部進行0點和滿度調整。3) 8位分辨率，最大非線性誤差0.4%LSB。4）轉換時間為100us,存取時間為135us。5）功耗為15mW。ADC0809的引腳分布圖如圖14所示。引腳功能說明如下： 1）IN0IN7：8路輸入通道的模擬量輸入端口。2）2-12-8：8位數字量輸出端口。3）STA

29、RT、ALE：START為啟動控制輸入端口，ALE為地址鎖存控制信號端口，這兩個端口可以連接在一起，輸入一個正脈沖時，便啟動模/數轉換。4）EOC、OE：EOC為轉換輸出結束信號脈沖輸出端口，OE端的電平由低變高，打開三態輸出鎖存器，將轉換結果數字量輸出到數據總線上。5）REF（+）、REF（-）：REF（+）和REF（-）為參考電壓輸入端。6）CLK:時鐘輸入端。7）ADD_A、ADD_B、ADD_C：8路模擬量的三位地址選通輸入端，已選擇對應的輸入通道，類似3-8譯碼器的選通。圖14 8089引腳圖3.鎖存器擴展并行輸出口74LS37374LS373的引腳功能如下：1）1D8D：8位數據輸

30、入端。2）OE：三態允許控制端（低電平有效）3）LE：鎖存允許端4）1Q8Q：8位數據輸出鎖存端。圖15 74LS373引腳圖4.看門狗芯片X25045看門狗的作用是防止程序發生死循環，或者說程序跑飛。工作原理：在系統運行以后就啟動了看門狗的計數器，看門狗就開始自動計數，如果到了一定時間還不去清零看門狗，那么看門狗計數器就會溢出從而引起看門狗中斷，造成系統復位。1）SO：串行數據輸出腳，在一個讀操作的過程中，數據從SO腳移位輸出。在時鐘的下降沿時數據改變。2）SI：串行數據輸入腳，所有的操作碼、字節地址和數據從SI腳寫入，在時鐘的上升沿時數據被鎖定。 3）SCK：串行時鐘，控制總線上數據輸入和

31、輸出的時序。4）/CS ：芯片使能信號，當其為高電平時，芯片不被選擇，SO腳為高阻態，除非一個內部的寫操作正在進行，否則芯片處于待機模式；當引腳為低電平時，芯片處于活動模式，在上電后，在任何操作之前需要CS引腳的一個從高電平到低電平的跳變。 5）/WP：當WP引腳為低時，芯片禁止寫入，但是其他功能正常。當WP引腳為高電平時，所有功能都正常。當CS為低時，WP變為低可以中斷對芯片的寫操作。圖16 X25045引腳圖3.2.2 分析電路本設計中，51單片機工作于11.0592MHz，P0口用于讀取8位A/D轉換數據，P2口的P2.7用于ADC0809的片選控制，51單片機通過外部中斷0觸發對A/D

32、數據的讀取。模擬信號輸入端IN0用于輸入待轉換的光源檢測電壓，IN1用于輸入待轉換的Li電池檢測電壓。51單片機P0口的低三位地址數據經鎖存后送入ADC0809的通道選擇端ADD_A、ADD_B、ADD_C。在圖12中,ADC0809的A/D啟動端START由51單片機的P27與寫控制信號/WR經過或非門后控制，轉換完成后ADC0809的EOC端信號反相后送入51單片機的INT0端，觸發51單片機外部中斷服務程序，在終端中讀取A/D數據。用X25045芯片設計了一種新的看門狗電路，X25045硬件連接圖如圖3-10所示。X25045芯片內包含有一個看門狗定時器，可通過軟件預置系統的監控時間。在

33、看門狗定時器預置的時間內若沒有總線活動，則X25045將從reset輸出一個高電平信號，經過微分電路C2、R3輸出一個正脈沖，使CPU復位。3.3 通信模塊通信模塊電路圖見圖17圖17 通信模塊電路圖3.3.1 器件選型1.光耦合器TPL521-1非線性光耦。光耦合器亦稱光電隔離器或光電耦合器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號，它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。光耦合器一般由三部分做成：光的發射、光的接收及信號的放大。輸入的電信號驅動發光二極管（LED），使之發出一定的波長的光，被光探測器接收而產生光電流，在經過進一步放大后輸出。這就完成了電光電的轉換，從而引起到輸入輸出隔離的作用。

34、由于光耦合器的輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。當在輸入端加一正向導通電壓，LED發光，光敏三級管受光照，發射結導通，三級管相當于開關。此“開關”的通斷由輸入端決定。 圖18 TPL521-1引腳圖2.RS-485接口51單片機僅含有一個具有UART全部功能的串口，該接口可以同時進行數據的發送和接收，也可以作為一個同步移位寄存器使用。需要說明的是，這個串口的信號電平是TTL電平，在近距離傳輸過程中可以比較好的滿足要求，一般可以實現穩定串口數據通信的距離是510m，如果

35、進一步提高通信距離，誤碼率會明顯增加。RS-485標準采用平衡式發送、差分式接收的數據收發器來驅動總線，具體技術參數如下：1）接收器的輸入電阻RIN122）驅動器能輸出7V的共模電壓3）輸入端的電容504）在節點數為32個，配置120的終端電阻的情況下，驅動器至少還能輸出電壓1.5V5）接收器的輸入靈敏度為200mV本設計采用的是MAX485芯片。其工作電源為+5V，額定電流為300uA，采用雙工通訊方式。它完成獎TTL電平轉換為RS-485電平的功能（見圖19）。RO接收器的輸出/RE接收器輸出使能。/RE=0，允許接收器輸出；/RE=1接收器被禁止，輸出端為高祖。DE驅動器輸出使能，DE=

36、1，允許驅動器工作；DE=0.，驅動器被禁止，輸出端為高祖。DI驅動器輸入，DI=1輸出端A輸出為高，B輸出為低；DI=0，反之。A接收器非反相輸出和驅動器非反向輸出端。B接收器反相輸入和驅動器反相輸出端。圖19 MAX485引腳圖3.BA151N貼片防雷管BA151N BA/BC系列主要用于高速數據通訊回路中起保護作用。主要特性有：1)比陶瓷管式封裝體積更小，更薄，適合高密度表面貼裝。（4.5mm 3.2mm） 2）電涌耐量高。（8/20s,2000A） 3）反應速度快。 4）電涌吸收性能好。絕緣電阻：100M Min（DC100V） 5）靜電容量：1pF Max 圖20 防感應雷用貼片防雷

37、管4.PPTC自恢復保險絲自恢復保險絲是一種過流電子保護元件，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，攙加導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。3.3.2 分析電路MAX485發送或接收通過引腳DE即單片機引腳P2.0控制, P2.0=0時, /RE=0, 則工作在接收方式, 反之為發送方式。當高速數據通訊時，貼片防雷管BA151N在回路中用于防護雷擊浪涌電壓。當電路發生短路或者過載時，電路被自恢復保險絲PPTC斷開，故障清除時，PPTC可使電路自動回復。第四章 軟件分析根據對應急燈集中控制的需要，主控器的主要任務是對應急燈發來的信號進行集中管理及按需要對應急燈實現相應控制。而對

38、應急燈信號采樣的任務，主要是由分散在應急燈上的單片機來完成的。主控制器的主要功能是對分散的應急燈進行集中管理。所以，主控器的軟件設計的中心任務應圍繞著與下位機的數據通信。當應急燈出現緊急的情況時，主控器應該能顯示應急燈的地址及其相應的狀態，根據需要進行聲光顯示。經第三章對每個模塊功能的分析，應急燈上的單片機有3個任務：信號采集、點亮關閉自己的燈、與主控器進行數據通信。應急燈軟件流程圖如圖21所示。應急燈軟件設計有四部分構成，一是應急燈狀態的采集和應急燈的點亮關閉；二是電池狀態的采集和電池充電；三是數據通訊程序；四是軟件設計抗干擾和軟件看門狗。圖21 應急燈主框圖圖22是電池檢測模塊的軟件流程圖

39、，檢測到的電壓輸入A/D轉換器中變為數字信號送到單片機中進行處理。A/D轉換器的輸入值在05V之間1）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為00.5V時，電池為短路狀態。2）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為0.63.2V時，電池為正常狀態。3）當輸入到A/D轉換器IN1中的電壓為3.35V時，電池為斷路狀態。圖22 電池檢測軟件流程圖第五章 總結本設計是基于單片機的應急燈控制器的設計。根據消防應急燈具國家標準GBl7945-2000，設計由MCS-51單片機控制的消防應急燈。論文緒論與第一章分析了消防應急疏散照明的技術背景及目前的發展現狀和未來的發展趨勢，本設計的目的及意義。第二章對常用消防

40、應急燈的工作原理進行了介紹，根據國家標準提出了本設計的總體結構。第三章對本設計的三個模塊：電源模塊、單片機模塊和通信模塊進行了具體的功能介紹和電路分析。第四章分析軟件的設計，畫出了系統主框圖和程序流程圖。通過硬件、軟件的設計，完成了本課題的任務。本課題所針對的消防應急疏散照明產業隨著國民經濟的快速發展及全社會安全防范意識的提高，在未來的幾年將有很大的發展。消防應急疏散照明技術發展也將隨之達到一個新的高度。目前消防應急燈具采用的都是定時慢充的充電方法，該方法對電池本身的充電狀況并不進行檢測，因此容易引起電池過充或者充電不足的情況，這都會對電池的使用壽命和應急工作造成很大的影響，因此在電池充電模塊

41、中有必要引入更為精確的充電控制模塊，對電池的充電狀況進行更為有效的檢測和控制。這是本課題下一步改進的主要方向。謝辭本論文的寫作是對自己三年的學習的一個總結，在論文寫作過程中，力求將自己積累下來的知識和一些相關的設計經驗記錄下來：在項目研究和實施中，相關的理論知識和設計經驗得到了的鞏固和驗證，并進一步清晰了設計思路和方法。希望通過本論文的寫作使我能夠在本項課題的研究上形成系統的理論知識和設計經驗。從論文選題、收集材料、制定研究方案再到后來的具體電路設計，我的指導教師顧群老師給予了非常多的指導性建議，并提出了很多實用的研究方法。她豐富的專業知識和嚴謹的治學態度將使我在以后的工作和學習中受益匪淺，在

42、此特致以深深的感謝!在硬件設計和撰寫論文過程中我的同學們給予了極大的幫助，在此表示感謝。參考文獻1宋慧濱,徐申.基于專用智能控制芯片的應急標示燈系統設計J.消防技術與產品信息,2008,02:10-122白玉峰,黃守峰.淺談應急照明設計J.山西建筑,2008,34(24):187-1883秦兆海,周旭波.智能建筑的集散型應急燈控制系統J.青島建筑工程學院學報,2005,26(01):74-764孫兆海,楊睿嘉,孫金杰.集中控制型消防應急疏散系統的設計探討J.電氣火災預防與控制技術,2006,11:82-85宋玉輝.用單片機對單體應急燈進行集群控制J.微計算機應用,1997,18(02),121

43、-123附錄程序#include# define uchar unsigned char# define uint unsigned int/以下是端口定義命令sbit ceshiin=P10;/測試信號輸入sbit yingjiin=P15;/應急信號輸入sbit yingjiout=P16;/應急輸出sbit guofang=P14;/電源過放信號輸入sbit duandian=P17;/斷開充電電源并放電uchar yue,tian,shi,fen,miao,jishu;/定義延時用全局變量/*去抖動延時*/void delay10ms() uint i,shuzhi1; i=100;s

44、huzhi1=1050;while(i) while(shuzhi1)shuzhi1-;i-;/*燈閃延時*/void delay100ms() uint i,shuzhi1; i=5000;shuzhi1=4000;while(i) while(shuzhi1)shuzhi1-;i-;/*主程序*/void main() P1=0xff;EA=1;/開總中斷 ET0=1;/開定時器0中斷 TMOD=0X01;/設置定時器0工作模式為模式1 jishu=100;/延時單元初始化 yue=0; tian=0; shi=0; fen=0; miao=0; TH0=0XD8;/給定時器0附初值 TL

45、0=0XF0; TR0=1;/開定時器0 while(1) if(yingjiin=0) TR0=0; /定時器停止工作 jishu=100;/延時單元再次初始化 yue=0; tian=0; shi=0; fen=0; miao=0; if(guofang=0)/檢測是否過量放電 yingjiout=1;/是過量放電則關閉應急輸出 else /否則開啟應急輸出 yingjiout=0; else TR0=1;/重新開啟定時器0 yingjiout=1; if(ceshiin=0)/判斷按鍵是否按下 delay10ms();/去抖動 while(ceshiin=0);/等待按鍵松開 yingj

46、iout=0; /應急燈閃爍一次 delay100ms(); yingjiout=1; delay100ms(); yingjiout=0; delay100ms(); yingjiout=1;/*/void time0(void) interrupt 1 TH0=0X8D;/給定時器重新附初值 TL0=0XF0; if(jishu=0) jishu=100;/10毫秒 miao+; if(miao=60)/秒 miao=0; fen+;if(fen=30) duandian=1;/打開電源電路，停止放電 if(fen=60)/分 fen=0; shi+; if(shi=60)/時 shi=0

47、; tian+; if(tian=24)/日 tian=0; yue+; if(yue=30)/月 yue=0; tian=0;shi=0;fen=0;miao=0;jishu=100;duandian=0;/斷開充放電路并放電 break; else jishu-; 內部資料，請勿外傳！9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv

48、*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYp

49、Eh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&

50、qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXR

51、m6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxG89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89Am

52、YWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z8vG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑G

53、xGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5p