1、07電測電測指導老師： 小組成員： 主要內容主要內容n一、設計背景與目的n二、所用元器件簡介n三、設計過程及成果n四、設計缺點及展望設計目的與背景設計目的與背景n2010年年11月月15日日14時，上海余姚路膠州路一棟高層時，上海余姚路膠州路一棟高層公寓起火。起火點位于公寓起火。起火點位于10-12層之間，整棟樓都被層之間，整棟樓都被大火包圍著，樓內還有不少居民沒有撤離。截至大火包圍著，樓內還有不少居民沒有撤離。截至11月月19日日10時時20分，大火已導致分，大火已導致58人遇難，另有人遇難，另有70余余人正在接受治療。人正在接受治療。設計背景與目的設計背景與目的n火災一直是伴隨人類的自然和

2、社會現象,它是近年來發生頻率較高的一種危害,且呈逐年上升的趨勢。實踐證明，凡裝有火災自動報警控制系統的建筑物中，當火情發生時，由于報警及時，把火災消滅在初期，大大減少了火災的危害。因此，我們設計的火災探測與控制系統可以監視環境中有沒有火災的發生，一旦有了火情，就將火災的特征物理量，如溫度、煙霧等轉換成電信號，并立即動作，向火災報警控制器發送報警信號并且控制噴水閥門滅火。這樣可以預防或減少火災的發生。n通過這次設計，可以增強我們的動手能力，為以后實際工作打下堅實基礎。STC12C5404AD單片機簡介單片機簡介 STC12C5404AD單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期(1T)的單片機，是高

3、速/低功耗/超強抗干擾的新時代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051,但速度快8-12倍。內部集成MAX810專用復位電路,4路PWM,8路高速10位A/D轉換,針對電機控制，強干擾場合。AD590溫度傳感器溫度傳感器nAD590溫度傳感器是一種已經集成化的溫度感測器，它會將溫度轉換為電流，在8051的各種課本中經常看到。其規格如下：n1、 度每增加1，它會增加1A輸出電流n2、 可測量范圍-55至150n3、 供電電壓范圍+4V至+30VAD590溫度傳感器溫度傳感器nAD590的管腳圖及元件符號如右圖所示：nAD590的輸出電流值說明如下：n 其輸出電流是以絕對溫度零度（-273）為

4、基準，每增加1，它會增加1A輸出電流，因此在室溫25時，其輸出電流nIout=（273+25）=298A。AD590使用注意事項：使用注意事項：n1、 Vo的值為Io乘上10K，以室溫25而言，輸出值為10K298A=2.98Vn2、 測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量值會不準。甲烷氣體傳感器甲烷氣體傳感器n型號 TYPE GS-B1n特點：n 具有長期穩定性n 對甲烷有高度靈敏度n 有良好的看干擾能力n （氫、乙醇、丁烷、一氧化碳、溫度等）n 良好的重復性n工作環境： 溫度：-10+45n 濕度：95%RH甲烷氣體傳感器甲烷氣體傳感器傳感器結構傳感器測量電路甲烷氣體傳感器靈敏特性甲烷氣體

5、傳感器靈敏特性設計過程及結果設計過程及結果n設計思路：n該系統主要以單片機系統為核心控制與信息判斷處理中心，對溫度傳感器和煙霧傳感器檢測傳輸過來的信息進行判斷和處理，若單片機系統判斷信號為火災信號，則單片機系統發送信號給報警系統報警，并控制噴水閥門打開，進行自動滅火。等滅火完畢，由人工復位，則停止報警，噴水閥門關閉，系統重新進入火災檢測階段。系統硬件組成框圖系統硬件組成框圖n其中，AD590溫度傳感器和甲烷傳感器及A/D轉換電路構成數據采集系統。功放電源報警系統初期滅火系統煙霧傳感器溫度傳感器系統單片機系統設計原理設計原理n單片機是整個系統的核心。其工作原理是先通過傳感器(包括溫感和煙感)將現

6、場溫度、煙霧等非電信號轉化為電信號，再將傳感器輸出的電信號進行放大、濾波等，使之滿足AD轉換的要求，最后完成將溫度傳感器和煙霧傳感器輸出的模擬信號到數字信號的轉換。設定報警下限，當判斷為報警信號，由單片機蜂鳴器報警，并控制噴水閥門打開。報警后等待人工復位，若有按鍵按下，則停止報警，噴水閥門關閉，重新進入檢測階段。單片機系統設計單片機系統設計n該系統是89C51的最小應用系統。P1.0、P1.1位分別與溫度傳感器信號、煙霧傳感器信號線相連接，即可通過這兩個引腳采集溫度和煙霧傳感器信號；P1.2為正常顯示位，該指示燈亮表明系統正常工作。P1.4與報警系統相連，當單片機判斷有火災時，它輸出控制信號實

7、現使火災報警聲響起，進行火災報警；P1.5為噴水閥門控制位，控制打開和關閉噴水閥門。單片機系統原理圖溫度檢測及變換電路溫度檢測及變換電路n上圖為溫度-電壓變換電路。集成穩壓器7905輸出的-5V電壓經可調電阻R11接至精密運放OP07的反相輸入端。AD590的正極接+12V電壓，設通過R11、R12的電流分別為I0、I1，則AD590的電流表達式為I=I0+I1。因OP07的電壓增益A1，故圖中M點為虛地（VM=0V）,只要在某溫度下調整R11使I0等于AD590在該溫度下的工作電流值，I0就為恒定值。報警電路設計報警電路設計n單片機 P 2 .7發出的電壓信號需要放大才能帶動蜂鳴器工作。R

8、8使這個電壓信號的放大倍數可調， 此報警電路的輸入引腳由單片機的P 2.7控制，系統中設置下限報警溫度為5 0 。在軟件設計中，當采集到的溫度高于5 0 時，令P 2.7 =1則可實現蜂鳴器報警，如右圖所示 。 報警電路圖甲烷傳感器檢測電路甲烷傳感器檢測電路n甲烷傳感器產生一個與甲烷的含量成比例的微弱信號，經過放大電路放大后產生一個輸出信號，送入單片機片內A/D轉換輸入口，將此模擬量信號轉換為數字信號。然后單片機對此信號進行處理，并實現報警功能。軟件設計流程圖軟件設計流程圖是否人工復位停止報警、噴水閥門關火災報警子程序、噴水閥門開初始化設置檢查循環周期調用溫度數據采集子程序是否為火災調用煙霧數據采集子程序否是是否缺點缺點n1、設計時的忽略了溫度傳感器的特性，本組所使用的溫度傳感器AD590其本身存在一定限制條件，如精確度低、測溫點數量少、電路復雜等。此外，AD590對線阻的要求較高，這是我們沒有預計到的，因此導致在試驗檢驗時，芯片出現故障。這也是本組無法完成課題的主要原因。n2、甲烷探測器靈敏度較低，對煙霧量要求較高，測試過程中，無法快速檢測。n3、在課題設計中，我們提出了添加自動噴水部分，但在實際操作中缺少元件，從而無法完成。展望展望n 火災探測與控制系統在應用中相當普遍，在課題設計中，我們提出了將語音報警系統和自動噴水系統與火災探測系統結合的思路。這體現了