1、目錄設計任務書 .11 引言22 報警器硬件設計 22.1硬件組成22.2單片機控制模塊3 2.2.1AT89C51的簡介 3 2.2.2單片機接線32.3 數碼顯示電路42.4聲光報警電路42.5數據檢測電路5 2.5.1煙霧檢測模塊5 2.5.2紅外探測模塊5 2.5.3溫度采集模塊62.6原理圖及分析73軟件設計93.1主體設計思路93.2主程序流程圖104結束語11參考文獻 11程序清單 121、引言我國的火災自動報警控制系統經歷了從無到有、從簡單到復雜的發展過程，其智能化程度也越來越高，靈敏度也越來越高1。目前國內廠家多偏重用于大型倉庫、商場、高級寫字樓、賓館等場所大型火災報警系統的

2、研發，他們采用集中區域報警控制方式，其系統復雜、成本較高2。本系統則主要應用于居民住宅、機房、辦公室等場所的小型防火報警器。廉價實用且可在火災發生的初期就檢測到并且發出聲光報警，同時可實時顯示該場所的環境溫度3。2、報警器硬件設計設計原理：單片機巡回檢測溫度、紅外輻射、煙霧并顯示各自的值，當以上一項發生異常時系統認為發生了火災，發出聲光報警信號，直到異常被排除，系統才自動停止報警。2.1硬件組成 AT89C51控制模塊溫度采集模塊紅外檢測模塊煙霧探測模塊聲光報警模塊數碼管顯示模塊 圖2-1硬件組成如圖2-1，本系統主要由單片機控制模塊、溫度采集模塊、煙霧探測模塊、紅外探測模塊、數碼管顯示模塊、

3、聲光報警模塊。2.2單片機控制模塊 因本系統要求實時顯示檢測值，涉及到一些計算及BCD轉化的處理，同時考慮到功耗等問題，綜合考慮后選擇AT89C51作為本系統的中央控制器。 2.2.1 AT89C51的簡介AT89C51是一種帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C51是一種帶2K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的

4、MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C51單片機 為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案42.2.2單片機接線圖2-2 單片機接線如圖2-2所示，晶振電路和復位電路。其中P0口用于數碼管的顯示。P1口用于傳感器的數據采集。P2.0、P2.1、P2.7、P3.6、P3.7用于8255的片選。P2.2、P2.3用于控制聲光報警。P2.4、P2.5、P2.6連接開關控制數碼管顯示。P3.0、P3.1、P3.2作為AD0808的控制端，P3.3、P3.

5、4用于ADC0808的地址端。2.3 數碼顯示電路圖2-3 數碼顯示電路連接圖本系統采用六位數碼管來顯示傳感器采集數值，其接線如圖2-3所示其中8255中PA口控制段選，PB口控制位選，數碼管采用共陽接法。2.4聲光報警電路因為本系統是應用在辦公室、機房等小單位的防火場所，所已采用發光二及管電路及蜂鳴電路作為報警電路，其接線如圖2-4所示 圖2-4 聲光報警電路2.5數據檢測電路由于條件有限，在仿真過程中，有滑動變阻器以及直流電壓表仿真模擬量，從而代替溫度，煙霧以及紅外采集的模擬量。如圖2-5所示。而實際的數據采集電路在后面有介紹。圖2-5 數據采集電路2.5.1煙霧檢測模塊 火災中氣體煙霧主

6、要是CO2和CO，TGS202氣體傳感器能探測到CO2，CO甲烷，煤氣等多種氣體，他靈敏度高，穩定性好，適合于火災中奇特的探測。如圖2-5所示，當TGS202探測到CO2或者CO時，傳感器的內阻變小，VA迅速上升。選擇適當的電阻阻值，使得當氣體濃度達到一定程度（入CO濃度達到0.06%）時，VA端活的適當的電壓（設為3V）。電路如圖2-6。圖2-6 TGS202檢測電路2.5.2紅外探測模塊本系統的紅外檢測模塊采用單光束反射取樣式光電傳感器ST178，該傳感器是由南平旭光電子科技有限公司開發生產的主要應用于物體運動方向及正反轉轉速、行程測量等。其在本系統中的應用原理是，光電傳感器接收孔探測到火

7、焰輻射的較強烈的紅外線時，接收管導通輸出一定的電壓，輻射越強烈，則3腳輸出的電壓也越大，應此把3腳接與比較器LM339，當輻射達到一定時比較器輸出高電平，當在無紅外輻射或輻射較少時，比較器輸出底電平，并且ST178對人體輻射的紅外線波長不敏感，對火焰輻射的紅外線可靈敏檢測，價格實惠，因此本系統采用該傳感器作為紅外敏感元件。其檢測電路如圖2-7所示。圖2-7 ST178檢測電路2.5.3溫度采集模塊本系統要求要實時顯示環境溫度當溫度高于常態時作出聲光報警，為了能夠更準確更快速地采集到環境溫度，采用AD590溫度傳感器。AD590是美國模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為330V，輸

8、出電流223A（-50）423A（+150），靈敏度為1A/。當在電路中串接采樣電阻R時，R兩端的電壓可作為喻出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號傳輸距離可達到1km以上。作為一種高阻電流源，最高可達20M，所以它不必考慮選擇開關或CMOS多路轉換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。其檢測電路如圖2-8所示。圖2-8 AD590檢測電路2.6原理圖及分析原理圖如圖2-9所示：圖 2-9原理圖分析：（1）、當開關1（P24）按下時，數碼管顯示的是溫度值。此溫度可調范圍為0255，當溫度超過50時，開始報警

9、；仿真圖如圖2-10所示。圖 2-10 溫度仿真圖（2）、當開關2（P25）按下時，數碼管顯示的是煙霧值。此煙霧濃度可調范圍為0510，當濃度超過100時，開始報警；仿真圖如圖2-11所示。圖2-11 煙霧仿真圖（3）、當開關3（P26）按下時，數碼管顯示的是輻射值。此輻射可調范圍為0765，當輻射超過200時，開始報警；仿真圖如圖2-12所示。圖2-12 輻射仿真圖3.軟件設計3.1主要設計思路主程序循環判斷以上三項是否發生異常，當有一項異常時，則系統認為發生了火災，發出聲光報警，直到異常被排除。3.2主程序流程圖如下所示初始化定時器0但是不打開中斷開始關閉報警器溫度開關是否關輻射開關是否關

10、煙霧濃度開關是否關選中ADC0808的IN_0通道，進行溫度采集選中ADC0808的IN_2通道，進行煙霧采集選中ADC0808的IN_1通道，進行濃度采集溫度值是否大于50濃度值是否大于100？濃度值是否大200？聲光報警聲光報警聲光報警數碼管顯示濃度值數碼管顯示輻射值數碼管顯示溫度值結束YYYNNNNNNYYY圖3-1 主程序圖4.結束語經過這次課程設計，我明白了一項設計的完成，必須要嚴謹的思路，并且要按部就班地去做，不驕不躁，要細心要認真，一步步地去調試，不斷修改電路以及程序。最終一定會收獲頗豐。學會了高效率的查閱資料、運用工具書、利用網絡查找資料。我發現，在我們所使用的書籍上有一些知識

11、在實際應用中其實并不是十分理想，各種參數都需要自己去調整。偶爾還會遇到錯誤的資料現象，這就要求我們應更加注重實踐環節。此次課程設計是對大學三年所學知識的一次運用和檢閱，同時對自學能力提出很高的要求，所以平時的學習離開思考，就是嚴重的錯誤，我們學習不應該有偏科現象，各方面的知識都應該要接觸，這樣做才能為畢業設計打下基石。最后，衷心地感謝我的同學。在兩周的設計過程中，你們給了我很大的幫助和細心的指導。參考文獻1 火災自動報警系統設計規范-GB50116-98 中華人民共和國建設部 施行日期：1999年6月1日2 戰衛東談談火災統計 山東消防2003年9期-32-32頁3 胡顯華 火災探測器誤報警的

12、原因及改進方法電腦開發與應用2007年20卷11期60-624 李廣弟單片機基礎M北京：北京航空航天大學出版社，19945 陳海宴51單片機原理及應用M.北京：北京航空航天大學出版社，2010年7月6 譚浩強 C程序設計M. 北京：清華大學出版社，2005年程序清單：#include<reg51.h>#include<math.h>#include<stdio.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code tab16=0xc0

13、,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e;/7段共陽數碼管編碼表/*定義端口*/sbit START=P30;sbit EOC=P31;sbit OE=P32;sbit kait=P24;sbit kaiy=P25;sbit kaif=P26;sbit RED=P22;sbit SOUNDER=P23;sbit LEDG=P22;sbit LEDR=P23;sbit ADDA=P33;sbit ADDB=P35;sfr led=0x80;/定義特殊功能寄存器，地址是0x80/*定義變

14、量*/uchar xdata duan _at_ 0x7cff;/PAuchar xdata wei _at_ 0x7dff;/PBuchar xdata con _at_ 0x7fff;/控制字uint gw,sw,bw;uint str6;uint aa,count,tt,flag;uint temp2,temp0,temp1,temp;uchar t,num;/*延時程序*/void delay(uint i)uint j;for(j=0;j<=i;j+);/*數據采集*/void display()/顯示時間六位uint count;con=0x80; duan=0xff;/關閉

15、數碼管顯示，防止顯示跳變干擾/duan=str1;/要顯示的第一位送8255PB口wei=0x01;/8255PA0=0,數碼管0顯示for(count=0;count<200;count+);/延時，大約200us是數碼管保持足夠的亮度同時亮滅時不被duan=0xff;/duan=str2;/要顯示的第二位送8255PB口人眼分辨完成動態掃描wei=0x02;/8255PA1=0,數碼管1顯示for(count=0;count<200;count+);duan=0xff;/duan=str3;/要顯示的第三位送8255PB口wei=0x04;/8255PA2=0,數碼管2顯示fo

16、r(count=0;count<200;count+);duan=0xff;duan=str4;/要顯示的第四位送8255PB口wei=0x08;/8255PA3=0,數碼管3顯示for(count=0;count<200;count+);duan=0xff;duan=str5;/要顯示的第五位送8255PB口wei=0x10;/8255PA4=0,數碼管4顯示for(count=0;count<200;count+); duan=0xff;duan=str6;/要顯示的第六位送8255PB口wei=0x20;/8255PA4=0,數碼管5顯示for(count=0;coun

17、t<200;count+);void shujuxianshi()str4=tabtemp/100;str5=tab(temp%100)/10;str6=tab(temp%100)%10;/*溫度采集*/void wenducaiji()START=0;OE=0;START=1;START=0;if(EOC=1)/查詢0808轉換結束信號OE=1;delay(20);temp0=P1;OE=0;/*煙霧濃度采集*/void yanwunongducaiji()START=0;OE=0;START=1;START=0;if(EOC=1)/查詢0808轉換結束信號OE=1;delay(20)

18、;temp1=P1;temp1=temp1*2;OE=0;/*輻射采集*/void fushecaiji()START=0;OE=0;START=1;START=0;if(EOC=1)/查詢0808轉換結束信號OE=1;temp2=P1;temp2=temp2*3;OE=0;/*定時器0中斷*/void timer0() interrupt 1TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;SOUNDER=SOUNDER;RED=RED;/*主函數*/void main()TMOD=0x01;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;EA=1;ET0=1;RED=1;SOUNDER=1;while(1)if(kait=0)ADDA=0;ADDB=0;wenducaiji();temp=temp0;if(temp<50)TR0=