基于ATC單片機的火災報警器

1、火災報警器內容摘要：多少年來，火災一直是人們所遭遇的最主要災害之一，曾對人類的文明造成了重大破壞，許多著名的建筑大都毀于火災。由火災引發(fā)的重大安全事故比比皆是，所以人類一直也未停止過對它的研究。本文介紹了一種適用于多種公共場所的基于單片機火災報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)以AT89C51為主控制器，DS18B20溫度傳感器為感溫器件，離子感煙傳感器為感煙元件，將煙霧和溫度等信號轉化為可檢測的電信號。然后將傳感器輸出的電信號送入A/D轉換電路 ,完成煙霧傳感器和溫度傳感器輸出的模擬信號到數(shù)字信號的轉換，再由單片機判斷現(xiàn)場是否發(fā)生火災。若發(fā)生火災，系統(tǒng)會驅動蜂鳴器和LED指示燈報警。該系統(tǒng)主要由煙感數(shù)據(jù)采集模塊

2、、單片機控制模塊、驅動聲光報警模塊組成，采用高性能的單片機芯片為核心和高靈敏度的離子感煙傳感器和溫度傳感器，而且利用聲音和指示燈兩種報警形式進行報警提示，大大的提高了系統(tǒng)的精確性和可靠性。關鍵詞：火災報警器 離子感煙探測器 AT89C51單片機 DS18B20Fire AlarmAbstract: For many years, fire was people encountered the main disasters, had to human civilization caused major damage. Many famous buildings mostly destroyed

3、in the fire. A major safety accident caused by a fire can be found everywhere, so human beings have never stopped studying it. This paper introduces a kind of fire alarm system based on single chip microcomputer, which is suitable for many kinds of public places.The system takes the AT89C51 as the m

4、ain controller, and the DS18B20 temperature sensor is a temperature sensor, the ion sensor is a sensor, and the signal can be converted into a detectable signal. Then the sensor output of the electrical signal into the A/D conversion circuit, complete the smoke sensor and temperature sensor output a

5、nalog signal to digital signal conversion, and then by the microcontroller to determine whether the scene of fire. If a fire occurs, the system will drive the buzzer and LED indicator alarm. The system mainly by the smoke sense data collection module, MCU control module, drive the sound and light al

6、arm module, as the core and high sensitivity of ion smoke sensor and temperature sensor with high performance single chip, and the use of sound and the indicator lamp two types of alarm, alarm, greatly improve the accuracy and reliability of the system.Key words: fire alarm smoke detector AT89C51 MC

7、U DS18B20目錄1 緒論11.1 課題研究背景11.2國內外火災報警器研究歷史11.3 火災報警技術的發(fā)展趨勢32 火災報警器系統(tǒng)總體方案設計32.1火災產生的原理42.2 系統(tǒng)設計要求43 系統(tǒng)硬件設計53.1煙感傳感器5 煙感傳感器選擇53.1.2 離子式感煙探測器介紹53.2 溫度傳感器63.2.1 溫度傳感器選擇63.2.2 DS18B20工作原理63.2.3 DS18B20特性73.2.4 DS18B20注意事項83.3 單片機芯片的選擇83.3.1 AT89C51簡介93.3.2 AT89C51管腳功能說明104 火災報警器軟件實現(xiàn)與調試114.1 信號處理電路114.2 聲

8、光報警電路124.2.1 聲報警電路124.2.2 光報警電路134.3 系統(tǒng)調試134.3.1 編程KEIL環(huán)境介紹13調試步驟145 結束語15參考文獻16火災報警器1 緒論1.1 課題研究背景進入上世紀90年代后，我國經濟步入高速發(fā)展的時期，城市化建設不斷加快，城市建筑也由分散式低密度向集中式高密度過渡，林立的高層建筑成了城市的主要的標志。任何事物的發(fā)展都具有兩面性，高層建筑中各種通訊線路、動力和照明線路、以及各種系統(tǒng)中線路縱橫交錯，還有現(xiàn)代人類大量使用煤氣、天然氣，甚至是煙花等火災隱患致使火災的發(fā)生概率也在大幅增加?；馂氖且环N在時空上失去控制的燃燒所引發(fā)的災害，加之現(xiàn)代建筑的密閉性較強

9、，一旦發(fā)生火災，整幢大樓就像一個大的火爐，而樓梯道、各種通風管道、線路豎井都是效果極佳的火筒，從而給滅火施救造成了巨大的難度。由火災導致的后果給人類、社會和自然造成的危害越來越大，它不僅毀壞物質財產，而且還直接危脅人們的生命安全，給人們的心靈造成極大的傷害。殘酷的火災引發(fā)的重大安全事故比比皆是，因此，人類從未停止過對火災發(fā)生后及時發(fā)現(xiàn)、及時控制的研究，火災報警產品應運而生。隨著科技的發(fā)展和人們需求的不斷提高，火災報警器在功能、結構、形式等方面也在不斷完善。1.2 國內外火災報警器研究歷史在各種災害中，火災是最經常、最普遍地威脅公眾安全和社會發(fā)展的主要災害之一?；馂氖鞘澜缟习l(fā)生頻率較高的一種災害

10、，幾乎每天都有火災發(fā)生。據(jù)聯(lián)合國“世界火災統(tǒng)計中心(WFSC)2000統(tǒng)計資料”，全球每年大約發(fā)生火災600萬至700萬次，全球每年死于火災的人數(shù)約為65000至75000人。其中，歐美地區(qū)發(fā)生的火災較多，死亡人數(shù)卻相對較少，這與歐美發(fā)達國家的生活水平以及消防技術和設施有關。相比較而言，亞洲地區(qū)發(fā)生火災次數(shù)較少，但死亡人數(shù)較多，這與亞洲經濟發(fā)展程度不高、消防設施不完善等因素有關。據(jù)統(tǒng)計，我國70年代火災年平均損失不到2.5億元，80年代火災年平均損失接近3.2億元。進入90年代，特別是1993年以來，火災造成的直接財產損失上升到年均十幾億元，年均死亡2000多人。隨著經濟和城市建設的快速發(fā)展，

11、城市高層、地下以及大型綜合性建筑日益增多，火災隱患也大大增加，火災發(fā)生的數(shù)量及其造成的損失呈逐年上升趨勢。一旦發(fā)生火災，將對人的生命和財產造成極大的危害。火災自動報警系統(tǒng)已有百余年的發(fā)展歷史，19世紀40年代美國誕生的火災報警裝置標志著火災自動報警系統(tǒng)首次進入人們的視野。1890年在英國，感溫式火災探測器研制成功并應用于火災探測系統(tǒng)，標志著火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展走上正軌。此后，隨著世界科技取得了突飛猛進的進步和各種新興技術的出現(xiàn)和發(fā)展，火災監(jiān)測技術也相應迅速發(fā)展，各種類型的火災探測器相繼問世，并日漸完善，火災自動報警系統(tǒng)也在此基礎上逐漸地蓬勃發(fā)展起來，其發(fā)展過程可以分為以下幾個階段:第一階段，

12、從19世紀40年代至20世紀40年代，火災報警系統(tǒng)處于發(fā)展的初級階段，采用的探測器主要是感溫式的探測器，它通過采集溫度信號，然后判定是否超出設定的閥值，從而判斷是否有火災發(fā)生。這一階段，火災報警系統(tǒng)簡單，僅靠單一的溫度參量進行火災判斷。但是它易受環(huán)境中其他干擾源的影響，靈敏度低，響應速度慢，無法判斷陰燃火災，也無法滿足智能化火災報警系統(tǒng)的要求。第二階段，20世紀40年代末，開始了離子感煙探測器的研究。這一研究引起了人們的重視，隨后離子感煙探測器得到廣泛應用，并逐漸占據(jù)了絕大部分市場，迫使感溫式探測器退居其次；到70年代末，光電式感煙探測器在光電技術的基礎上發(fā)展起來，并很快得到大力發(fā)展。它的使用

13、壽命長，抗干擾能力強，沒有離子感煙探測器的放射性問題。在這一階段，火災報警系統(tǒng)普遍采用多線制布局方式，布線、調試、系統(tǒng)可靠性是系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。第三階段，20世紀80年代初期，總線型火災報警系統(tǒng)開始興起，在火災報警領域中邁出了一大步，并得到了較普遍的應用。它使得布線工作量顯著減少，安裝調試更加容易，更能精確報警定位。但是這一時期的火災報警系統(tǒng)的智能化水平不高，采用有線連接對工程要求高。第四階段，從20世紀80年代中后期開始，隨著計算機技術、控制技術、集成電路技術、傳感器技術及智能技術的快速發(fā)展，火災自動報警系統(tǒng)步入智能化時代，智能化火災報警系統(tǒng)迅速發(fā)展起來，各種智能型的火災自動報警系統(tǒng)相繼出現(xiàn)。

14、模擬量可尋址技術的應用使得火災報警系統(tǒng)的安全性、精準性和智能性有了很大提高，在火災自動報警系統(tǒng)發(fā)展史上具有里程碑的意義。近年來，采用無線通信方式的火災自動報警系統(tǒng)在國外悄然興起。這種系統(tǒng)引入了無線電通信技術，利用無線通信方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有線通信方式，將大多的電器裝置通過無線連接方式進行信息傳輸與控制，適用于各類建筑和場所。無線火災自動報警系統(tǒng)起初僅用于特殊場合，如博物館、名勝古跡等不宜布線的場合，而且其價格也比較高。隨著科技進步和元器件成本的降低，無線火災自動報警系統(tǒng)的研發(fā)和生成成本也隨之降低，它在性能和價格上都具有很強的競爭力。在我國，采用的無線通信方式的火災自動報警系統(tǒng)日益受到重視。由于其具

15、有安裝簡便、對建筑物無損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴展等優(yōu)點，適用于許多場合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在火災判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，分散式系統(tǒng)由非智能型控制器若干智能型探測節(jié)點組成，由探測節(jié)點完成火災狀態(tài)的判斷；集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測節(jié)點構成，探測節(jié)點僅將火災參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測節(jié)點均為智能型，也是今后火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。1.3 火災報警技術的發(fā)展趨勢在我國，采用的無線通信方式的火災自動報警系統(tǒng)日益受到重視。由于其具有安

16、裝簡便、對建筑物無損壞作業(yè)、靈活性好，易于擴展等優(yōu)點，適用于許多場合，如名勝古跡、體育館、博物館、展覽中心、處于施工階段的建筑物、醫(yī)院等?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)的智能性主要體現(xiàn)在火災判決和統(tǒng)籌管理方面，一般分為分散式、集中式和分布式，分散式系統(tǒng)由非智能型控制器若干智能型探測節(jié)點組成，由探測節(jié)點完成火災狀態(tài)的判斷；集中式系統(tǒng)由智能型控制器和若干非智能探測節(jié)點構成，探測節(jié)點僅將火災參量傳送給控制器，由控制器智能地判斷火災狀態(tài)；分布式系統(tǒng)的控制器和探測節(jié)點均為智能型，也是今后火災自動報警系統(tǒng)的發(fā)展方向。近幾年來，單片機已逐步深入應用到工農業(yè)生產各部門及人們生活的各個方面。各種類型的單片機也根據(jù)社會的需求而

17、開發(fā)出來。單片機是器件級計算機系統(tǒng)，實際上它是一個微控制器或微處理器。由于它功能齊全，體積小，成本低，因此它可以應用到任何電子系統(tǒng)中去，同樣，它也可以廣泛應用于報警技術領域，使各類報警裝置的功能更加完善，可靠性大大提高，以滿足社會發(fā)展的需求。2 火災報警器系統(tǒng)總體方案設計 火災探測器是消防自動報警的眼睛。它將火災信號快速傳到報警控制器,發(fā)出警報信號?；馂膱缶饕鶕?jù)火災的特點、針對保護對象的特點進行選擇探測器，做到安全適用、技術先進經濟合理的系統(tǒng)設計。2.1 火災產生的原理火災是一種失去人為控制的由燃燒造成的災害，產生火災的基本要素是可燃物、助燃物和點火源。可燃物以氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形態(tài)存在

18、，助燃物通常是空氣中的氧氣。一般可燃物在燃燒時先產生燃燒氣體，繼而產生煙霧，在氧氣充足的條件下就會完全燃燒而產生火焰，發(fā)出可見光和不可見光，并散發(fā)出大量的熱，使環(huán)境溫度升高，其過程如圖2.1-1中曲線所示。起火過程中，剛開始會產生大量的煙霧且持續(xù)的時間相對較長，而此時現(xiàn)場的環(huán)境溫度還不是太高沒有驟變，若此時煙感傳感器感應到了煙霧就可以及時報警并在火勢沒擴大之前讓人們提前預防和撤離，這樣就可以把火災損失控制在最小限度。等到火焰燃燒后，它會快速蔓延，產生大量的熱而導致環(huán)境溫度的升高，若能感受到溫度的變化而報警提醒人們就可以比較及時地控制火災。若以此硬件設計中我會加入溫度傳感器和煙感傳感器配合工作,

19、互補各自的不足，大大的降低了報警器的誤報率。圖2.1-1 火災時溫度和煙霧隨時間變化曲線2.2 系統(tǒng)設計要求根據(jù)以上火災發(fā)生過程的分析，對火災報警器作以下要求：(1)聲、光雙重報警功能。 (2)異常報警功能。當環(huán)境出現(xiàn)異常(如煙霧濃度過大或是溫度較高)時，能發(fā)出異常報警信號，引起人們注意，盡可能避免火災的發(fā)生。(3)火災報警功能。一旦真出現(xiàn)火災(煙霧和溫度同時出現(xiàn)異常)時，能立即發(fā)出聲光火災警報。3 系統(tǒng)硬件設計此次設計是根據(jù)火災發(fā)生過程的特點針對于單片機原理及其應用展開的。根據(jù)方案設計要求，系統(tǒng)主要由煙感數(shù)據(jù)采集模塊、單片機控制模塊、驅動聲光報警模塊組成。圖3-1為系統(tǒng)框架圖。圖3-1 火災

20、報警器系統(tǒng)框架圖3.1 煙感傳感器 煙感傳感器選擇煙感探測器可以分為離子感煙探測器和光電感煙探測器，本系統(tǒng)采用的是離子感煙探測器。離子感煙傳感器對于煙霧氣顆粒檢測很有效，它會使兩極板間空氣分子電離為正、負離子，使原來不導電的空氣帶電。當火災發(fā)生時，正離子和負離子被吸附到煙霧粒子上，使正、負離子相互中和的概率增加，這樣煙霧粒子濃度大小可以以電流變化量大小表示出來，實現(xiàn)對火災參數(shù)的檢測。 離子式感煙探測器介紹離子感煙式探測器是典型探測器，它是在電離室內含有少量放射性物質（镅-241），可使電離室內空氣成為導體，允許一定電流在兩個電極之間的空氣中通過，射線使局部空氣成電離狀態(tài)，經電壓作用形成離子流，

21、這就給電離室一個有效的導電性。當煙粒子進入電離化區(qū)域時，它們由于與離子相接合而降低了空氣的導電性，形成離子移動的減弱。當導電性低于預定值時，探測器發(fā)出警報。圖-1為離子式感煙探測器。離子感煙探測器有雙源雙室和單源雙室之分，它利用放射源制成敏感元件，并由內電離室KR、外電室KM及電子線路或編碼線路構成。雙源雙室探測器是由兩塊性能一致的放射源片（配對）制成互相串聯(lián)的兩個電室及電子線路組成的火災探測裝置。一個電室開孔稱為采樣電離室（或稱為外電室），煙可以順利進入，另一個是封閉電離室，稱為參考電離室（或內電離室），煙無法進入僅能與外界溫度相通。在串聯(lián)的兩個電離室兩端直接接入直流電源，兩電離室形成一個分

22、壓室。兩電離室電壓之和等于工作電壓，流過兩個電離室電流相同。采用內、外電離室串聯(lián)的方法，是為了減少環(huán)境溫度、濕度、氣壓等自然條件對電離電流的影響，提高穩(wěn)定性，防止誤報。圖-1 離子式感煙探測器3.2 溫度傳感器 溫度傳感器選擇溫度傳感器一般分為定溫式和差溫式。溫度傳感器只有在溫度發(fā)生較為大的變化時才能檢測到，而溫度突然升高時火災已經發(fā)生，火苗已經出現(xiàn)，所以溫度傳感器檢測不適用于火災發(fā)生的早期，但可在火災發(fā)生時煙霧較少時再次報警，它往往感測的范圍較小，一般安裝在不宜安裝感煙探測器的區(qū)域。本文選擇的溫度傳感器是DS18B20。DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一

23、種改進型智能溫度傳感器。DS18B20可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0V-5.5 V，其測溫范圍：-55 -125 ，固有測溫分辨率為0.5 。 DS18B20工作原理DS18B20是美國DALLAS半導體公司繼DS1820之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，其實物圖如圖-1。圖-1 DS18B20實物圖與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測溫度并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)912位的數(shù)字值讀數(shù)方式，可以分別在93.75 ms和750 ms內完成9位和12位的數(shù)字量,并且從DS18B20讀出的信息或寫入DS18B20的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫，其原理圖如圖-2所示。溫度變

24、換功率來源于數(shù)據(jù)總線,總線本身也可以向所掛接的DS18B20供電，而無需額外電源。因而使DS18B20可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。他在測溫精度、轉換時間、 傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進,給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。圖3.2.2-2 DS18B20工作原理圖 DS18B20特性DS18B20具有以下特性：u 獨特的單線接口方式。DS18B20與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。u 在使用中不需要任何外圍元件。u 可用數(shù)據(jù)線供電,電壓范圍：3.0V-5.5 V。u 測溫范圍：-55 -125 ，固有測溫分辨率為0.1

25、 。u 通過編程可實現(xiàn)9-12位的數(shù)字讀數(shù)方式。u 用戶可自設定非易失性的報警上下限值。u 負壓特性,電源極性接反時,不會因發(fā)熱而燒毀,但不能正常工作。 DS18B20注意事項主機控制DS18B20完成溫度轉換時，在每一次讀寫之前，都要對DS18B20進行復位，而且該復位要求主CPU要將數(shù)據(jù)線下拉500s，然后釋放。DS18B20收到信號后將等待1660s左右，之后再發(fā)出60240s的低脈沖。主CPU收到此信號即表示復位成功。實際上，較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償。由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，因此，在對DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格地保證讀寫時序，否則

26、，將無法正確讀取測溫結果。 對于在單總線上所掛DS18B20的數(shù)量問題，一般人們會誤認為可以掛任意多個DS18B20，而在實際應用中并非如此。若單總線上所掛DS18B20超過8個時，則需要解決微處理器的總線驅動問題，因此，在進行蓄電池單體多點測溫系統(tǒng)設計時該問題要加以注意。 連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。試驗中，當采用普通信號電纜且其傳輸長度超過50 m時，讀取的測溫數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤。而將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150 m，如采用帶屏蔽層且每米絞合次數(shù)更多的雙絞線電纜，則正常通信距離還可以進一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號波形產生畸變造成的，因此

27、，在用DS18B20進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。3.3 單片機芯片的選擇單片機是煙感報警器系統(tǒng)最重要的部分，可以說是它的心臟。它用來接收信號并根據(jù)判斷結果驅動報警裝置。51系列單片機的優(yōu)點是價錢便宜，程序空間大，I/O口多，它是檢測系統(tǒng)中比較理想的選擇。本設計使用的控制芯片是ATMEL公司生產的AT89C51，高性能CMOS8位微處理器。AT89C51是一個低功耗高性能單片機，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元，可靈活應用于各種控制領域。40個引腳， 2個全雙工串行通信口。芯片可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程，其將通用的微處理器和F

28、lash存儲器結合在一起，能反復擦寫有效地降低開發(fā)成本。本設計主要采用AT89C51芯片。AT89C51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器，128 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內時鐘振蕩器。3.3.1 AT89C51簡介硬件設計中最核心的器件是單片機AT89C51。AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產的帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasa

29、ble Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，其實物圖如圖3.3.1-1。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的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，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜

30、態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。圖3.3.1-1 AT89C51實物圖 AT89C51管腳功能說明AT89C51共有40個管腳，其管腳分布如圖3.1.2-1所示，下面介紹各管腳的功能。圖3.3.2-1 AT89C51管腳分布圖VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被

31、定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流

32、。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如圖3.3.2-1所示：表3.3.2-1 P3口管

33、腳功能口管腳功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（計時器0外部輸入）P3.5T1（計時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）51系列單片機的優(yōu)點是價錢便宜，程序空間大，I/O口多，它是檢測系統(tǒng)中比較理想的選擇。它一方面控制A/D轉換器實現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉換，另一方面，將采集到的數(shù)字電壓值經計算機處理得到相應的二進制代碼，與設定的值作比較。AT89C51是一個低功耗高性能單片機整個系統(tǒng)的軟件編程就是通過匯編語言對單片機80C51實現(xiàn)其控制功

34、能。 4 火災報警器軟件實現(xiàn)與調試4.1 信號處理電路為了便于系統(tǒng)維護和功能擴充，采用了模塊化程序設計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調用實現(xiàn)的。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災判斷與報警子程序等，系統(tǒng)程序流程圖如圖4.1-1所示。圖4.1-1 系統(tǒng)程序流程圖AT89C51單片機好比一個橋梁，聯(lián)系著傳感器和報警電路設備。當周圍的環(huán)境達到我們設定的數(shù)值時，聲光傳感器把被測的物理量作為輸入?yún)?shù)，轉換為電量（電流、電壓、電阻等等）輸出。物理量和測量范圍的不同，傳感器的工作機理和結構就不同。通常傳感器輸出的電信號是模擬信號（已有許多新型傳感器采用數(shù)字量輸出）。當信號的數(shù)值符合A/D轉換器的

35、輸入等級時，可以不用放大器放大；當信號的數(shù)值不符合A/D轉換器的輸入等級時，就需要放大器放大。而我們選擇前者，不需要用放大器，選擇數(shù)值符合A/D轉換器的輸入等級，這樣就可以簡化整個系統(tǒng)的設置。傳感器將物理信號經過A/D轉換器轉化為可以利用識別的電信號給單片機，這里我們選擇單片機的P1.0為輸入方式，接收到信號的單片機經過程序的設定會由P2.0作為單片機的輸出直接啟動報警電路。圖4.1-2為系統(tǒng)總電路圖。4.2 聲光報警電路 聲報警電路聲光報警電路在AT89C51的控制下，可根據(jù)溫度和煙霧反饋在異常情況下發(fā)出聲光信號報警。聲音報警電路如圖-1所示。蜂鳴器工作電流一般比較大，以致于單片機的I/O

36、口是無法直接驅動的，要利用放大電路來驅動，一般使用三極管來放大電流就即可。聲報警電路由單片機的P10引腳進行控制，當P10輸出的電平為高電平時，三極管導通，蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音報警。-1 蜂鳴器報警 光報警電路光報警電路路如圖，其中單片機的P2口進行控制，P2口的P2.3P2.6分別控制4個發(fā)光二極管，予以光報警，如圖所示。當P2.3P2.6輸出低電平時，對應的信號燈便會發(fā)光報警。-1 燈光報警電路4.3 系統(tǒng)調試 編程KEIL環(huán)境介紹Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、

37、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。 Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。KEILC51標準C編譯器為80C51微控制器的軟件開發(fā)提供了C語言環(huán)境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，更加貼近CPU本身，及其它的衍生產品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境

38、包含：編譯器，匯編器，實時操作系統(tǒng)，項目管理器，調試器。uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。      4.3.2 調試步驟 (1) 源文件的建立：使用菜單“File-New”或者點擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項目窗口的右側打開一個新的文本編輯窗口，在該窗口中輸入?yún)R編語言源程序。保存該文件，加上擴展名（.asm或a51），這里將文件保存為examl1.asm。（2）建立工程文件：點擊“Project-New Project”菜單，出現(xiàn)以個對話框，要求給工程起一個名字，我們輸入examl1,不需要擴展名，點擊保存按鈕，出現(xiàn)

39、第二個對話框。這個對話框要求選擇目標CPU（即我們所使用的芯片型號80C51）點擊ATMEL前面的“+”號，展開該層，點擊其中的80C51，然后點擊確定按鈕?；氐街鹘缑?，此時，在工程窗口的文件頁中，出現(xiàn)了“Targ et1”，前面有 “+”號，點擊“+”展開，可以看到下一層的“Source Group1”,這時的工程還是一個空工程，里面什么文件也沒有，需要手動把剛才編寫好的源程序加入，點擊“Souce Group”使其反白顯示，然后，點擊鼠標右鍵，出現(xiàn)一個下拉菜單。選中其中的“Add file to Group”Souce Group1”，對話框，要求尋找源文件，注意該對話框下面的“文件類型“默認為C