大空間火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)-建筑類畢業(yè)論文

1、XXXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目 姓 名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 分 院 指導(dǎo)教師 20XX年XXX月XX日摘 要大空間火災(zāi)監(jiān)控控系統(tǒng)主要應(yīng)應(yīng)用于各種大大型建筑及其其它公共設(shè)施施中，實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)這些場(chǎng)所早早期的報(bào)警功功能，達(dá)到預(yù)預(yù)期的目的。這種火災(zāi)監(jiān)控系系統(tǒng)是一個(gè)集集信號(hào)檢測(cè)、傳傳輸、處理和和控制與一體體的控制系統(tǒng)統(tǒng)。該系統(tǒng)采采用DALLLAS公司研研制、生產(chǎn)的的智能型DSS18B200溫度傳感器器，以及MQQ-2煙霧傳傳感器模塊作作為探測(cè)器，將將探測(cè)器所檢檢測(cè)到的能充充分反映現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)火災(zāi)因素采采集到火災(zāi)控控制器，經(jīng)過過火災(zāi)控制器器根據(jù)預(yù)期設(shè)設(shè)計(jì)好的火災(zāi)災(zāi)模式判斷，實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)火災(zāi)早早期的準(zhǔn)確報(bào)報(bào)警和對(duì)相應(yīng)

2、應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)消防防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)動(dòng)控制。為了適應(yīng)不同規(guī)規(guī)模的工程的的應(yīng)用，便于于信息的遠(yuǎn)程程傳輸和系統(tǒng)統(tǒng)的安裝、維維護(hù)，該系統(tǒng)統(tǒng)采用模塊化化結(jié)構(gòu)，應(yīng)用用多種標(biāo)準(zhǔn)串串行總線（如如RS-4885等）形成成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系系統(tǒng)。在這個(gè)個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中中，探測(cè)器完完成對(duì)火災(zāi)信信號(hào)的檢測(cè)，然然后數(shù)據(jù)傳輸輸?shù)交馂?zāi)控制制器。同時(shí)，每每個(gè)控制器可可以通過RSS-485總總線將相應(yīng)的的報(bào)警信息傳傳給位于各個(gè)個(gè)位置的下位位機(jī)，從而形形成一個(gè)完整整的防火、早早期滅火局域域網(wǎng)。關(guān)鍵詞：火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)；傳傳感器；模塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)；局域網(wǎng)Abstracct：Largee spacce firre monnitoriing syystem is

3、 maainly used in vaariouss largge buiildinggs andd otheer pubblic ffaciliities, whicch aimms to achieeve thhe inttendedd purppose oof gettting earlyy warnning ffunctiion off thesse sittes.The firre monnitoriing syystem is a contrrol syystem whichh is ccombinned wiith fuunctioons off signnal deetecti

4、ion, ttransmmissioon, prrocesssing, and ccontrool andd inteegrateed. Thhe dettectorr of tthis ssystemm is DDS18b220 andd smokke dettectorr MQ-22 senssor moodule, the formeer is develloped by DAALLAS Compaany, iit is a inttelliggent ttemperraturee senssore.tthe booth deetectoors coollectt facttors ww

5、hich they detecct andd coulld refflect the ffire sscene, and then transsmit tto thee firee conttrolleer. Affter rreceivving tthe meessagee fromm the both detecctors, firee conttrolleer doees thee accuurate earlyy warnning oof firre andd conttrols the rrelevaant sccene ffire ffightiing appparattus wi

6、ith thhe refferencce of the eexpectted fiire moodes.In ordeer to adaptt to tthe appplicaation of diiffereent sccale oof proojectss, to facillitatee remoote trransmiissionn of iinformmationn and systeem insstallaation and mmainteenancee, thee systtem iss formmed ass a neetworkk systtem byy usinng mod

7、dular struccture and tthe appplicaation of a varieety off stanndard seriaal buss(e.g. RS-4485,ecct).inn thiss netwwork ssystemm, thee deteectorss deteect thhe firre, annd thee firee messsage iis traansferrred tto thee firee conttrolleer, evvery llower compuuter ggets tthe waarningg messsage ffrom hh

8、omoloogous contrrollerr throough RRS-4855 bus at thhe samme timme, inn thiss way, a neetworkk whicch cann prevvent ffire aand doo the earlyy warnning oof firre is builtt.Key worrds：Fiire suuperviisory systeem；Fire contrrollerr；Main line；Locall areaa netwwork目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc29398826

9、6 摘 要 PAGEREF _Toc293988266 h I HYPERLINK l _Toc293988267 Abstracct PAGEREF _Toc293988267 h II HYPERLINK l _Toc293988268 1 緒論 PAGEREF _Toc293988268 h 11 HYPERLINK l _Toc293988269 1.1 火災(zāi)報(bào)報(bào)警控制系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展歷史 PAGEREF _Toc293988269 h 1 HYPERLINK l _Toc293988270 1.2 系統(tǒng)主主要結(jié)構(gòu)和功功能 PAGEREF _Toc293988270 h 2 HYPERLIN

10、K l _Toc293988271 2 方案論論證 PAGEREF _Toc293988271 h 4 HYPERLINK l _Toc293988272 2.1 火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)方案 PAGEREF _Toc293988272 h 4 HYPERLINK l _Toc293988273 2.2 火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)方案案論證 PAGEREF _Toc293988273 h 4 HYPERLINK l _Toc293988274 3 系統(tǒng)硬件件電路的設(shè)計(jì)計(jì) PAGEREF _Toc293988274 h 6 HYPERLINK l _Toc293988275 3.1 中央處處理器STC889C5

11、1 PAGEREF _Toc293988275 h 6 HYPERLINK l _Toc293988276 3.1.1 SSTC89CC51RC/RD+系列列單片機(jī) PAGEREF _Toc293988276 h 6 HYPERLINK l _Toc293988277 3.1.2 SSTC89CC51RC/RD+系列列單片機(jī)的內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc293988277 h 7 HYPERLINK l _Toc293988278 3.2 STCC89C511單片機(jī)最小小系統(tǒng) PAGEREF _Toc293988278 h 8 HYPERLINK l _Toc293988279 3.3

12、 下位機(jī)機(jī)輸入通道元元器件選擇 PAGEREF _Toc293988279 h 8 HYPERLINK l _Toc293988280 3.3.1傳感感器選擇 PAGEREF _Toc293988280 h 8 HYPERLINK l _Toc293988281 3.3.2 AA/D轉(zhuǎn)換器器選擇 PAGEREF _Toc293988281 h 10 HYPERLINK l _Toc293988282 3.3.3下位位機(jī)數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988282 h 12 HYPERLINK l _Toc293988283 3.4 鍵盤/顯示接口電電路設(shè)計(jì) PAGEREF _

13、Toc293988283 h 13 HYPERLINK l _Toc293988284 3.5 報(bào)警電電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988284 h 14 HYPERLINK l _Toc293988285 3.6 電源電電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988285 h 15 HYPERLINK l _Toc293988286 3.6.1 +5V3A直直流穩(wěn)壓電路路原理 PAGEREF _Toc293988286 h 15 HYPERLINK l _Toc293988287 3.6.2 +5V3A直直流穩(wěn)壓電路路參數(shù)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988287 h 16

14、HYPERLINK l _Toc293988288 4 系統(tǒng)軟件件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988288 h 18 HYPERLINK l _Toc293988289 4.1 主機(jī)程程序流程圖 PAGEREF _Toc293988289 h 18 HYPERLINK l _Toc293988290 4.1.1 DDS18B220子程序流流程圖 PAGEREF _Toc293988290 h 19 HYPERLINK l _Toc293988291 4.1.2 MMQ-2煙霧霧傳感器模塊塊子程序流程程圖 PAGEREF _Toc293988291 h 20 HYPERLINK l _T

15、oc293988292 4.1.3 LLCD16002子程序流流程圖 PAGEREF _Toc293988292 h 21 HYPERLINK l _Toc293988293 4.1.4 AAD轉(zhuǎn)換子程程序流程圖 PAGEREF _Toc293988293 h 22 HYPERLINK l _Toc293988294 4.2 總體體程序 PAGEREF _Toc293988294 h 23 HYPERLINK l _Toc293988295 5 硬件制作作及調(diào)試 PAGEREF _Toc293988295 h 24 HYPERLINK l _Toc293988296 5.1 使用的的儀器儀表及

16、及工具 PAGEREF _Toc293988296 h 24 HYPERLINK l _Toc293988297 5.2 硬件制制作與調(diào)試 PAGEREF _Toc293988297 h 24 HYPERLINK l _Toc293988298 5.2.1系統(tǒng)統(tǒng)PCB板的設(shè)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc293988298 h 24 HYPERLINK l _Toc293988299 5.2.2 系系統(tǒng)硬件調(diào)試試 PAGEREF _Toc293988299 h 25 HYPERLINK l _Toc293988300 5.3 軟件件調(diào)試 PAGEREF _Toc293988300 h 25 HY

17、PERLINK l _Toc293988301 6 總結(jié) PAGEREF _Toc293988301 h 227 HYPERLINK l _Toc293988302 致謝 PAGEREF _Toc293988302 h 28 HYPERLINK l _Toc293988303 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc293988303 h 299 HYPERLINK l _Toc293988304 附錄1：電路原原理圖 PAGEREF _Toc293988304 h 30 HYPERLINK l _Toc293988305 附錄2：PCBB板 PAGEREF _Toc293988305 h 31 H

18、YPERLINK l _Toc293988306 附錄3：主要程程序 PAGEREF _Toc293988306 h 321 緒論1.1 火災(zāi)報(bào)報(bào)警控制系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展歷史火災(zāi)報(bào)警控制系系統(tǒng)的研究開開發(fā)在國外的的起步比較早早，我國是在在二十世紀(jì)八八十年代中期期才有個(gè)別企企業(yè)開始這方方面的研究開開發(fā)。隨著越越來越多的產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)場(chǎng)，國家也制制定了相應(yīng)的的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)當(dāng)時(shí)都是多線線制的開關(guān)量量系統(tǒng)，整個(gè)個(gè)系統(tǒng)呈星型型接法，每個(gè)個(gè)探測(cè)器分別別用兩根線與與控制器相連連，系統(tǒng)中的的探測(cè)器只能能反映出三種種狀態(tài)，分別別表示報(bào)警、正正常和故障，隨隨后出現(xiàn)n+1線制的開開關(guān)量系統(tǒng)，也也就是說n個(gè)個(gè)探測(cè)器共用用一根

19、地線，這這樣就在一定定程度上減少少了系統(tǒng)的布布線。隨著單片機(jī)技術(shù)術(shù)的普遍應(yīng)用用，同時(shí)也因因?yàn)槎嗑€制（包包括n+1線線制）系統(tǒng)在在工程安裝、布布線和維修都都很不方便，人人們開始將單單片機(jī)技術(shù)用用于火災(zāi)報(bào)警警控制系統(tǒng)。從從而在二十世世紀(jì)八十年代代后期在國內(nèi)內(nèi)出現(xiàn)了總線線制開關(guān)量火火災(zāi)報(bào)警控制制系統(tǒng)，這種種系統(tǒng)仍然采采用開關(guān)量探探測(cè)器，探測(cè)測(cè)器被安裝在在編址底座上上，底座同時(shí)時(shí)具有檢測(cè)探探測(cè)器工作狀狀態(tài)的功能和和控制通信的的能力。一定定數(shù)量帶有探探測(cè)器的編址址底座以并聯(lián)聯(lián)的方式連接接在兩根串行行總線上，形形成一個(gè)通信信回路（以下下我們將這樣樣的總線稱為為回路總線）。每每臺(tái)控制器可可以用多個(gè)獨(dú)獨(dú)立的回

20、路總總線。每個(gè)報(bào)報(bào)警系統(tǒng)也可可以由多臺(tái)控控制器通過特特定的串行總總線連接起來來，以方便的的適應(yīng)不同規(guī)規(guī)模的建筑物物。這種總線制火災(zāi)災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的的出現(xiàn)不僅使使得該領(lǐng)域在在技術(shù)上取得得了較大的發(fā)發(fā)展，而且也也為工程施工工、布線、調(diào)調(diào)試、維護(hù)帶帶來了極大的的方便。人們們不需要一根根一根的對(duì)線線、布線，而而只要將探測(cè)測(cè)器和安裝底底座像接燈泡泡一樣并聯(lián)在在回路總線上上。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)發(fā)生報(bào)警或故故障時(shí)，都能能在控制器上上反映出每個(gè)個(gè)點(diǎn)的具體位位置。但是這這種控制系統(tǒng)統(tǒng)與同時(shí)期的的國外的火災(zāi)災(zāi)報(bào)警控制系系統(tǒng)有一定的的差距。一九九九四年在國國內(nèi)規(guī)模最大大的北京國際際消防產(chǎn)品博博覽會(huì)上，國國外一些廠家家將他們的智智

21、能火災(zāi)報(bào)警警控制系統(tǒng)拿拿來展出，使使得國內(nèi)同行行們對(duì)智能火火災(zāi)報(bào)警控制制系統(tǒng)有了初初步的了解。相相比之下，我我們當(dāng)時(shí)流行行的總線制開開關(guān)量系統(tǒng)就就顯現(xiàn)出了很很多弊端。如如開關(guān)量系統(tǒng)統(tǒng)只能反映出出火災(zāi)發(fā)展過過程中的兩個(gè)個(gè)狀態(tài)，即要要么是正常，要要么是報(bào)警。它它無法反映出出火災(zāi)發(fā)生的的全過程，難難以實(shí)現(xiàn)對(duì)灰灰塵和潮濕等等非火災(zāi)因素素造成的探測(cè)測(cè)器的靈敏度度的漂移進(jìn)行行自動(dòng)補(bǔ)償，同同時(shí)對(duì)超出補(bǔ)補(bǔ)償容限的探探測(cè)器實(shí)施污污染報(bào)警；無無法根據(jù)使用用環(huán)境和工作作的時(shí)間段不不同而對(duì)探測(cè)測(cè)器的靈敏度度自動(dòng)調(diào)節(jié)；也不能對(duì)探探測(cè)器本身的的工作狀態(tài)進(jìn)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試試等等。此后后，國內(nèi)部分分企業(yè)開始研研究、開發(fā)智智能型火

22、災(zāi)報(bào)報(bào)警控制系統(tǒng)統(tǒng)。時(shí)隔兩年年，在一九九九六年的北京京國際消防產(chǎn)產(chǎn)品博覽會(huì)上上，國內(nèi)十幾幾家企業(yè)都推推出了自己的的智能型系統(tǒng)統(tǒng)，由于對(duì)智智能型系統(tǒng)沒沒有一個(gè)國家家標(biāo)準(zhǔn)，所以以各廠家所宣宣傳的智能特特性也各不相相同。但都有有一個(gè)明顯的的特征，就是是網(wǎng)絡(luò)化模塊塊化，應(yīng)用了了一些成熟的的、標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)術(shù)。從此，使使得我國的火火災(zāi)報(bào)警控制制系統(tǒng)的使用用進(jìn)入了智能能化的時(shí)代。1.2 系統(tǒng)主主要結(jié)構(gòu)和功功能大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)是由火災(zāi)報(bào)報(bào)警控制器、火火災(zāi)探測(cè)器、手手動(dòng)報(bào)警裝置置、報(bào)警裝置置等組成。如如圖1.1所所示。在圖 1.1中，各各種典型的火火災(zāi)探測(cè)器和和手動(dòng)報(bào)警按按鈕位于保護(hù)護(hù)建筑內(nèi)

23、，下下位機(jī)傳送火火警信號(hào)，控控制器經(jīng)正確確判斷或火災(zāi)災(zāi)確認(rèn)后啟動(dòng)動(dòng)聲報(bào)警裝置置，通告有關(guān)關(guān)人員逃生，同同時(shí)啟動(dòng)執(zhí)行行環(huán)節(jié)滅火。系系統(tǒng)也應(yīng)該報(bào)報(bào)出系統(tǒng)的斷斷線、短路及及接地等故障障。該系統(tǒng)的的中心是火災(zāi)災(zāi)報(bào)警控制器器。如圖1.1所示，它它主要分五部部分：1.輸入單元它接收人工或自自動(dòng)火災(zāi)探測(cè)測(cè)器送來的信信號(hào)，送至CCPU加以判判斷，確認(rèn)，并并認(rèn)識(shí)相應(yīng)的的編碼地址。2.輸出單元確認(rèn)火災(zāi)信號(hào)后后，輸出單元元一方面輸出出聲，光報(bào)警警信號(hào)，另一一方面把相關(guān)關(guān)信息發(fā)送給給上位機(jī)，以以便能從全局局的角度采取取滅火措施。3.監(jiān)控單元監(jiān)控單元的作用用主要有兩個(gè)個(gè)：一個(gè)是檢檢查報(bào)警控制制器與探測(cè)器器以及下位機(jī)機(jī)與

24、上位機(jī)之之間的線路的的狀態(tài)是否存存在斷路，短短路等故障，如如果存在這些些故障，報(bào)警警器應(yīng)給出故故障聲報(bào)警，以以確保系統(tǒng)工工作的可靠。監(jiān)監(jiān)控單元的另另一個(gè)作用是是自動(dòng)巡回檢檢測(cè)，自動(dòng)定定期周而復(fù)始始的逐個(gè)對(duì)編編碼探測(cè)器發(fā)發(fā)出的信號(hào)進(jìn)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制制器的實(shí)時(shí)控控制。4.記憶單元實(shí)時(shí)時(shí)鐘記下第第一次火災(zāi)報(bào)報(bào)警的時(shí)間，直直到火警消除除，復(fù)位后方方恢復(fù)正常。5.電源單元通常報(bào)警控制器器的電源來自自兩個(gè)電源，即即雙電源。一一個(gè)是采用2220V市電電整流進(jìn)行正正常供電。另另一個(gè)是蓄電電池，平時(shí)對(duì)對(duì)其進(jìn)行充電電，當(dāng)有火災(zāi)災(zāi)時(shí)，可在失失去正常供電電的情況下繼繼續(xù)供電，以以保證火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的正正常工作

25、。6.時(shí)鐘及時(shí)間間記錄火災(zāi)報(bào)警控制器器本身應(yīng)提供供一個(gè)工作時(shí)時(shí)鐘，用于對(duì)對(duì)工作狀態(tài)提提供監(jiān)測(cè)參考考。當(dāng)發(fā)生火火災(zāi)報(bào)警時(shí)，時(shí)時(shí)鐘應(yīng)能指示示并記錄準(zhǔn)確確的報(bào)警時(shí)間間。7.輸出控制火災(zāi)報(bào)警控制器器應(yīng)具有一對(duì)對(duì)以上的工作作接點(diǎn)，用于于火災(zāi)報(bào)警時(shí)時(shí)的直接聯(lián)動(dòng)動(dòng)控制，如控控制警鈴、啟啟動(dòng)自動(dòng)滅火火系統(tǒng)等。輸入輸入單元CPU電源輸出單元存儲(chǔ)器監(jiān)控單元外圍接口溫度傳感器煙霧傳感器聲報(bào)警1602圖1.1 大空間火災(zāi)災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控控系統(tǒng)框圖2 方案論證證2.1 火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)方案本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的的題目是“大空間火災(zāi)災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控控系統(tǒng)建立硬件設(shè)計(jì)計(jì)”，該系統(tǒng)的的工作對(duì)象是是大型建筑的的火災(zāi)安全，該該系統(tǒng)主要是是火

26、災(zāi)探測(cè)器器、信號(hào)調(diào)理理裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、火火災(zāi)聲報(bào)警裝裝置、鍵盤顯顯示裝置、電電源電路等裝裝置構(gòu)成。通過查閱相關(guān)的的文獻(xiàn)資料和和篩選器件，最最終確立了設(shè)設(shè)計(jì)中上述各各工作模塊所所采用的具體體器件。火災(zāi)災(zāi)探測(cè)器分別別采用DALLLAS公司司生產(chǎn)的一種種DS18BB20溫度傳傳感器及MQQ-2煙霧傳傳感器模塊；信號(hào)調(diào)理裝裝置即為幾個(gè)個(gè)簡單的電阻阻和可變電阻阻，使得傳感感器的輸出滿滿足A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器的輸入入即可；選用用ADC08832作為該該系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器；火災(zāi)報(bào)警裝裝置由聲報(bào)警警系統(tǒng)組成。鍵鍵盤顯示裝置置直接與單片片機(jī)的P3口口相連，完成成鍵盤輸入和和LED顯示示控制功能。只有上面所列的器件

27、是不夠的，要通過系統(tǒng)的整體框圖把這些器件有機(jī)的連接成一個(gè)性能可靠的整體，理想的整體系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。2.2 火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)方案案論證在上述最終方案案確定之前，火火災(zāi)報(bào)警控制制器選用的是是MC80551，理由是是MC80551功能強(qiáng)大大，外圍電路路簡單，資料料比較多，設(shè)設(shè)計(jì)中會(huì)省去去一大部分的的工作。但通通過查閱大量量資料和與當(dāng)當(dāng)今被廣泛應(yīng)應(yīng)用的器件進(jìn)進(jìn)行比較，發(fā)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警警監(jiān)控系統(tǒng)的的控制器對(duì)單單片機(jī)的數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)器和程程序存儲(chǔ)器的的容量有一定定的要求，而而MCS80051只有2256B的數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，要要是選用MCCS80511單片機(jī)做火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警警控制器，就就需要對(duì)單片

28、片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展展其數(shù)據(jù)和程程序存儲(chǔ)器，此此舉在當(dāng)今單單片機(jī)已得到到廣泛發(fā)展的的今天是沒有有必要的。最最終方案中所所選用的STTC89C551作為主控控制器，其數(shù)數(shù)據(jù)和程序存存儲(chǔ)器的容量量是足夠系統(tǒng)統(tǒng)的要求的。溫溫度傳感器選選用DALLLAS公司的的DS18BB20，在測(cè)測(cè)量精度、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳傳輸距離和分分辨率方面足足夠滿足系統(tǒng)統(tǒng)的要求。煙煙霧傳感器采采用比較流行行的MQ-22煙霧傳感器器模塊，該模模塊具有快速速響應(yīng)恢復(fù)、長長期的使用壽壽命和可靠的的穩(wěn)定性、對(duì)對(duì)煙霧有良好好的靈敏度。中央控制臺(tái)（上位機(jī)）中央控制臺(tái)（上位機(jī)）輸出通道（驅(qū)動(dòng)電路）輸入通道（數(shù)據(jù)通信，采集信號(hào)查詢報(bào)警發(fā)令復(fù)位編輯鍵盤鼠

29、標(biāo)緊急廣播報(bào)警燈火災(zāi)聯(lián)動(dòng)#1單片機(jī)#2單片機(jī)#8單片機(jī)探測(cè)器探測(cè)器圖2.1 理理想系統(tǒng)整體體結(jié)構(gòu)圖3 系統(tǒng)硬件件電路的設(shè)計(jì)計(jì)3.1 中央處處理器STC889C513.1.1 SSTC89CC51RC/RD+系列列單片機(jī)STC89C551RC/RRD+系列單單片機(jī)是宏晶晶科技推出的的新一代高速速、低功耗、超超強(qiáng)抗干擾的的單片機(jī)，指指令代碼完全全兼容傳統(tǒng)88051單片片機(jī)，12時(shí)時(shí)鐘、機(jī)器周周期和6時(shí)鐘鐘、機(jī)器周期期可以任意選選擇，HD版版本和90CC版本內(nèi)部集集成MAX8810專用復(fù)復(fù)位電路。1.增強(qiáng)型80051單片機(jī)機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可可以任意選擇擇，指令代碼碼完全兼容

30、傳傳統(tǒng)80511。2.工作電壓：5.5V-3.3V（55V單片機(jī)）/3.8V-2.0V（3V單片機(jī)）。3.工作頻率范范圍：0-40MHHz，相當(dāng)于于普通80551的0-80MHHz，實(shí)際工工作頻率可達(dá)達(dá)48MHzz。4.用戶應(yīng)用程程序空間：44K/8K/13K/332K/644K字節(jié)。5.片上集成11280字節(jié)節(jié)或512字字節(jié)RAM。6.通用I/OO口（35/39個(gè)），復(fù)復(fù)位后為：PP1/P2/P3/P44是準(zhǔn)雙向口口/弱上拉（普普通80511傳統(tǒng)I/OO口）；P00口是開漏輸輸出，作為總總線擴(kuò)展用時(shí)時(shí)，不用加上上拉電阻，作作為I/O口口用時(shí)，需加加上拉電阻。7.ISP（在在系統(tǒng)可編程程），I

31、APP（在應(yīng)用可可編程），無無需專用編程程器，無需專專用仿真器，可可通過串口（RRxD/P33.0，TxxD/P3.1）直接下下載用戶程序序，數(shù)秒即可可完成。8.有EEPRROM功能。9.內(nèi)置看門狗狗。10.內(nèi)部集成成MAX8110專用復(fù)位位電路（HDD版本和900C版本才有有），外部晶晶體20M以以下時(shí)，可省省略外部復(fù)位位電路。11.共3個(gè)116定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其其中定時(shí)器00還可以當(dāng)成成2個(gè)8位定定時(shí)器使用。12.外部中斷斷4路，下降降沿中斷或低低電平觸發(fā)中中斷，powwer Doown模式可可由外部中斷斷低電平觸發(fā)發(fā)中斷方式喚喚醒。3.1.2 SSTC89CC51RC/RD+系列列單片機(jī)

32、的內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC89C551RC/RRD+系列單單片機(jī)的內(nèi)部部結(jié)構(gòu)框圖如如下圖3.11所示。其中中包含中央處處理器（CPPU）、程序序存儲(chǔ)器（FFlash）、數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（SSRAM）、定定時(shí)/計(jì)數(shù)器器、UARTT串口、I/O接口、EEEPROMM、看門狗等等模塊。STTC89C551RC/RRD+系列單單片機(jī)幾乎包包含了數(shù)據(jù)采采集和控制中中所需的所有有單元模塊，可可稱得上一個(gè)個(gè)片上系統(tǒng)。AUX-RAM1024字節(jié)RAM地址寄存器AUX-RAM1024字節(jié)RAM地址寄存器RAM256字節(jié)程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器ACCB寄存器堆棧指針雙數(shù)據(jù)指針ACCB寄存器堆棧指針雙數(shù)據(jù)指針TMP1/2ISP/I

33、AP定時(shí)器0/1TMP1/2ISP/IAP定時(shí)器0/1ALU地址生成器ALU地址生成器定時(shí)器2定時(shí)器2WDTPSWEEPROM程序計(jì)數(shù)器串口WDTPSWEEPROM程序計(jì)數(shù)器串口Control UnitPort0,1,2,3,4鎖存器Control UnitPort0,1,2,3,4鎖存器RESETPort0,1,2,3,4驅(qū)動(dòng)器Port0,1,2,3,4驅(qū)動(dòng)器 P0，p1，pp2，p3，pp4圖3.1 STTC89C551RC/RRD+系列單單片機(jī)內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)框圖3.2 STCC89C511單片機(jī)最小小系統(tǒng)STC89C551內(nèi)部有閃閃存儲(chǔ)器，芯芯片本身就是是一個(gè)最小系系統(tǒng)。在能滿滿足系統(tǒng)的性性

34、能要求的情情況下，可優(yōu)優(yōu)先考慮采用用此種方案。用用這種芯片構(gòu)構(gòu)成的最小系系統(tǒng)簡單、可可靠。用ATT89C522單片機(jī)構(gòu)成成最小應(yīng)用系系統(tǒng)時(shí)，只要要將單片機(jī)接接上時(shí)鐘電路路和復(fù)位電路路即可，與88031外擴(kuò)擴(kuò)展程序存儲(chǔ)儲(chǔ)器的最小應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)相比比，該系統(tǒng)省省去了外擴(kuò)程程序存儲(chǔ)器的的工作。該最最小應(yīng)用系統(tǒng)統(tǒng)只能用作一一些小型的數(shù)數(shù)字量的測(cè)控控單元。如圖圖3.2所示示。圖3.2 STTC89C551的最小系系統(tǒng)3.3 下位機(jī)機(jī)輸入通道元元器件選擇3.3.1傳感感器選擇隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)和和社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)環(huán)境的發(fā)展，人人員、設(shè)備和和建筑對(duì)消防防保護(hù)的要求求也越來越高高，促使火災(zāi)災(zāi)自動(dòng)探測(cè)報(bào)報(bào)警系統(tǒng)不斷斷采用新技術(shù)

35、術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)人人類生命和財(cái)財(cái)產(chǎn)安全的可可靠保障。如如何進(jìn)一步縮縮短火災(zāi)探測(cè)測(cè)報(bào)警的時(shí)間間，減少火災(zāi)災(zāi)的發(fā)生，及及時(shí)采取有效效防火、滅活活措施，為減減少火災(zāi)損失失提供寶貴的的時(shí)間等等。所所以，有好的的火災(zāi)探測(cè)器器在現(xiàn)場(chǎng)可靠靠的運(yùn)行是很很重要的！由于本設(shè)計(jì)方案案只針對(duì)普通通的大空間可可能發(fā)生的火火災(zāi)，所以本本設(shè)計(jì)方案選選用感煙探測(cè)測(cè)器和感溫探探測(cè)器兩種。感溫探測(cè)器采用用DALLAAS公司生產(chǎn)產(chǎn)的DS188B20溫度度傳感器。DDS18B220是1Wire，即即單總線器件件，具有線路路簡單，體積積小的特點(diǎn)，超超低的硬件開開銷，抗干擾擾能力強(qiáng)，精精度高，附加加功能強(qiáng)，是是測(cè)溫系統(tǒng)的的不二選擇。DS18B

36、200的主要特征征有：1）全數(shù)字溫度度轉(zhuǎn)換及輸出出。2）先進(jìn)的單總總線數(shù)據(jù)通信信。3）最高12位位分辨率，精精度可達(dá)0.5C。4）12位分辨辨率時(shí)最大工工作周期為7750毫秒。5）可選擇寄生生工作方式。6）檢測(cè)溫度范范圍為-555C+1225C（-677F+2557F）。7）內(nèi)置EEPPROM，限限溫報(bào)警功能能。8）64位光刻刻ROM，內(nèi)內(nèi)置產(chǎn)品系列列號(hào)，方便多多機(jī)掛接。DS18B200芯片與單片片機(jī)的接口如如圖3.3所所示，采用兩兩個(gè)DS188B20作為為溫度采集系系統(tǒng)。圖3.3 DSS18B200與單片機(jī)接接口電路如圖所示，DSS18B200只需要掛到到單片機(jī)的一一個(gè)I/O口口上，由于單單

37、總線為開漏漏所以需要外外接一個(gè)100K的上拉電電阻。感煙探測(cè)器采用用的是MQ-2煙霧傳感感器模塊，它它能準(zhǔn)確的探探測(cè)到，COO，甲烷，煙煙霧等多種可可能引發(fā)火災(zāi)災(zāi)的氣體的存存在。它靈敏敏度高，穩(wěn)定定性好，適用用與火災(zāi)中氣氣體的探測(cè)。該該模塊具有如如下特點(diǎn)：1）具有信號(hào)輸輸出指示。2）雙路信號(hào)輸輸出（模擬量量輸出及TTTL電平輸出出）。3）TTL輸出出有效信號(hào)為為低電平。（當(dāng)當(dāng)輸出低電平平是信號(hào)燈亮亮，可直接接接單片機(jī)）4）模擬量輸出出05V電電壓，濃度越越高越有效。5）對(duì)液化氣，天天然氣，城市市煤氣，煙霧霧有較好的靈靈敏度。6）具有長期的的使用壽命和和可靠的穩(wěn)定定性。7）快速的響應(yīng)應(yīng)恢復(fù)特性。

38、MQ-2煙霧傳傳感器模塊原原理圖如圖33.4所示圖3.4 MQQ-2煙霧傳傳感器模塊原原理圖3.3.2 AA/D轉(zhuǎn)換器器選擇（1）ADC00832引腳腳結(jié)構(gòu)及應(yīng)用用A/D轉(zhuǎn)換電路路采用美國國國家半導(dǎo)體公公司生產(chǎn)的88位雙通道A/D轉(zhuǎn)換專專用芯片ADDC08322，其引腳結(jié)構(gòu)構(gòu)如圖3.5所示,其中CS為為片選使能，低低電平芯片使使能；CH00模擬輸入通通道0，或作作為IN+/-使用；CCH1模擬輸輸入通道1，或或作為IN+/-使用；GND為芯芯片參考0電電位（地）；DI數(shù)據(jù)信信號(hào)輸入，選選擇通道控制制；DO數(shù)據(jù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出出；CLK為為芯片時(shí)鐘輸輸入；VCCC（VREFF）電源輸入

39、入及參考電源源輸入（復(fù)用用）。圖3.5 AADC08332的引腳結(jié)結(jié)構(gòu)圖ADC08332為8位分分辨率A/DD轉(zhuǎn)換芯片，其其最高分辨可可達(dá)256級(jí)級(jí)，可以適應(yīng)應(yīng)一個(gè)的模擬擬量轉(zhuǎn)換要求求，其內(nèi)部電電源輸入與參參考電壓復(fù)用用，使得芯片片的模擬電壓壓輸入在0VV5V之間間。芯片轉(zhuǎn)換換時(shí)間僅為332uS，具具有雙數(shù)據(jù)輸輸出，可作為為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以以減少數(shù)據(jù)誤誤差，轉(zhuǎn)換速速度快且穩(wěn)定定性能強(qiáng)。獨(dú)獨(dú)立的芯片使使能輸入，使使多器件掛接接和處理器控控制變得更加加方便。通過過DI數(shù)據(jù)輸輸入端，可以以輕易的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)通道功能的的選擇。正常情況下AADC08332與單片機(jī)機(jī)的接口應(yīng)為為4條數(shù)據(jù)線線，分別為CCS、CLKK

40、、DO、DDI。但由于于DO端與DDI端在通信信時(shí)并未同時(shí)時(shí)有效并與單單片機(jī)的接口口是雙向的，所所以電路設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)可以將DDO和DI并并聯(lián)在一根數(shù)數(shù)據(jù)線上使用用。當(dāng)ADCC0832未未工作時(shí)其CCS輸入端應(yīng)應(yīng)為高電平，此此時(shí)芯片被禁禁用，CLKK和DO/DDI的電平可可以任意。當(dāng)當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，必必須將CS使使能端置位低低電平并保持持低電平直到到轉(zhuǎn)換完全結(jié)結(jié)束。此時(shí)芯芯片開始轉(zhuǎn)換換工作，同時(shí)時(shí)有處理器向向芯片時(shí)鐘輸輸入端CLKK輸入時(shí)鐘脈脈沖，DO/DI端則使使用DI端輸輸入通道功能能選擇的數(shù)據(jù)據(jù)信號(hào)。在第第一個(gè)時(shí)鐘脈脈沖的下降之之前DI端必必須是高電平平，表示起始始信號(hào)。在第第二、三個(gè)脈

41、脈沖下降之前前DI端應(yīng)輸輸入2位數(shù)據(jù)據(jù)用于選擇通通道功能，當(dāng)當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對(duì)CCH0進(jìn)行單單通道轉(zhuǎn)換；當(dāng)此兩位數(shù)數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對(duì)CCH1進(jìn)行單單通道轉(zhuǎn)換；當(dāng)此兩位數(shù)數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CHH0作為正輸輸入端IN+，CH1作作為負(fù)輸入端端IN-進(jìn)行行輸入。當(dāng)此此兩位數(shù)據(jù)為為“0”、“1”時(shí)，將CHH0作為負(fù)輸輸入端IN-,CH1作作為正輸入端端IN+進(jìn)行行輸入。到第第三個(gè)脈沖的的下降之后DDI端的輸入入電平就失去去輸入作用，此此后DO/DDI端則開始始利用數(shù)據(jù)輸輸出DO進(jìn)行行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的的讀取。從第第四個(gè)脈沖下下降開始由DDO端輸出轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高高位DATA

42、A7，隨后每每一個(gè)脈沖下下降DO端輸輸出下一位數(shù)數(shù)據(jù)。直到第第十一個(gè)脈沖沖時(shí)發(fā)出最低低位數(shù)據(jù)DAATA0，到到此一個(gè)字節(jié)節(jié)的數(shù)據(jù)輸出出完成。也正正是從此開始始輸出下一個(gè)個(gè)相反字節(jié)的的數(shù)據(jù)，即從從第十一個(gè)字字節(jié)的下降輸輸出DATAA0。隨后輸輸出8位數(shù)據(jù)據(jù)，到第十九九個(gè)脈沖時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)輸出完成成，也標(biāo)志著著一次A/DD轉(zhuǎn)換的結(jié)束束。最后將CCS置高電平平禁用芯片，直直接將轉(zhuǎn)換后后的數(shù)據(jù)進(jìn)行行處理就可以以。作為單通通道模擬信號(hào)號(hào)輸入時(shí)ADDC08322的輸入電壓壓是0-5VV且8位分辨辨率時(shí)的電壓壓精度為199.53mVV。ADC00832與單單片機(jī)及MQQ-2煙霧傳傳感器模塊的的原理圖如圖圖3.6所

43、示示。圖3.6 ADDC08322、MQ-22煙霧傳感器器模塊及單片片機(jī)接口電路路（2）ADC00832內(nèi)部邏輯輯結(jié)構(gòu)ADC08322由一個(gè)8位輸輸入寄存器、一一個(gè)8位DAAC寄存器和和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組組成。結(jié)構(gòu)圖圖如圖3.77所示。8位輸入寄存8位輸入寄存器8位D/A轉(zhuǎn)換器8位DAC寄存器 VREFF 數(shù)據(jù)輸輸入 數(shù)據(jù)據(jù)輸出 圖3.7 AADC08332的內(nèi)部邏邏輯結(jié)構(gòu)圖3.3.3下位位機(jī)數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)設(shè)計(jì)下位機(jī)的數(shù)據(jù)采采集的主要流流程為：現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)的情況通過過傳感器來反反映，而從傳傳感器傳出來來的信號(hào)是模模擬量信號(hào)，該該模擬量信號(hào)號(hào)通過A/DD轉(zhuǎn)換器，把把模擬量轉(zhuǎn)化化為數(shù)字量，只只有轉(zhuǎn)化

44、成數(shù)數(shù)字量后，單單片機(jī)才能接接收到傳感器器傳來的信號(hào)號(hào)，下位機(jī)數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)統(tǒng)原理圖如圖圖3.8所示示。圖3.8 下位位機(jī)數(shù)據(jù)采集集系統(tǒng)原理3.4 鍵盤/顯示接口電電路設(shè)計(jì)本模塊以STCC89C511單片機(jī)為控控制核心，由于本本模塊只用了了5個(gè)按鍵，不不需要譯碼器器，直接與單單片機(jī)的P33口相連，如如圖所示，大大大簡化了硬硬件設(shè)計(jì)，充分的的利用了單片片機(jī)的資源，這這也是本設(shè)計(jì)計(jì)的巧妙所在在。可通過鍵盤來設(shè)設(shè)置溫度上下下限，并在液晶顯顯示屏16002上顯示。通過過軟件編程，負(fù)負(fù)責(zé)鍵盤掃描描、消除抖動(dòng)處理和顯示示輸出工作。系統(tǒng)框架電路圖如圖3.9和圖3.10所示。圖3.9 鍵盤盤接口電路圖3.10

45、 顯顯示接口電路路3.5 報(bào)警電電路設(shè)計(jì)大空間火災(zāi)監(jiān)控控系統(tǒng)的報(bào)警警系統(tǒng)主要是是由聲報(bào)警組組成。在火災(zāi)災(zāi)可能發(fā)生或或發(fā)生時(shí)在或或者某個(gè)火災(zāi)災(zāi)探測(cè)器出現(xiàn)現(xiàn)問題的時(shí)候候，都需要火火災(zāi)的聲報(bào)警警系統(tǒng)來提醒醒工作人員或或告知有關(guān)人人員逃生。下下面分別對(duì)火火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)的聲報(bào)警系系統(tǒng)做詳細(xì)的的介紹?；馂?zāi)報(bào)警控制器器在兩種情況況下發(fā)出聲音音報(bào)警：當(dāng)檢檢測(cè)到故障信信號(hào)時(shí)（如傳傳感器斷線，電電纜斷線或傳傳感器接觸不不良時(shí)）由蜂蜂鳴器發(fā)出故故障報(bào)警信號(hào)號(hào)，蜂鳴器工工作電流122mA，由PP2.3經(jīng)驅(qū)驅(qū)動(dòng)放大電路路驅(qū)動(dòng)。原理理圖如圖3.11所示；當(dāng)檢測(cè)到火火災(zāi)時(shí)，由報(bào)報(bào)警器發(fā)出警警鈴報(bào)警，它它由三極管88550、

46、電電子和無源蜂蜂鳴器相關(guān)電電路夠成。圖3.11 聲聲報(bào)警系統(tǒng)電電路原理圖3.6 電源電電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，由于于MQ-2煙煙霧傳感器模模塊對(duì)電流要要求比較高，故故外加的穩(wěn)壓壓器必須達(dá)到到足以提供模模塊工作以及及其他電路工工作的條件，所所以本系統(tǒng)采采用開關(guān)電源源芯片LM22576完成成從12V到到5V的轉(zhuǎn)換換，為系統(tǒng)供供電。3.6.1 +5V3A直直流穩(wěn)壓電路路原理+5V直流穩(wěn)壓壓電源的工作作電路,傳統(tǒng)統(tǒng)方式采用分分立元件構(gòu)成成,該火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)采用用美國國家半半導(dǎo)體公司生生產(chǎn)的3A電電流輸出降壓壓型穩(wěn)壓器LLM25766。它內(nèi)含固固定頻率振蕩蕩器（52kkHz）和基基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（11.23V），并

47、并具有完善的的保護(hù)電路，包包括電流限制制及熱關(guān)斷電電路等，利用用該器件只需需極少的外圍圍器件便可構(gòu)構(gòu)成高效穩(wěn)壓壓電路。LMM2576因因其穩(wěn)壓精度度高、工作穩(wěn)穩(wěn)定可靠、外外圍電路簡單單、容易設(shè)計(jì)計(jì)和制作、體體積小、重量量輕、成本低低、維修簡單單等優(yōu)點(diǎn)，所所以在各種電電源電路中得得到了普遍的的應(yīng)用。LM2576系系列開關(guān)穩(wěn)壓壓集成電路的的主要特性如如下： 最大輸出電電流：3A； 最高輸入電電壓：LM22576為440V，LMM2576HHV為60VV； 輸出電壓：3.3V、55V、12VV、15V和和ADJ（可可調(diào)）等可選選； 振東頻率：52kHzz； 轉(zhuǎn)換效率：75%888%（不同同電壓輸出時(shí)

48、時(shí)的效率不同同）； 控制方式：PWM；工作溫度范圍圍：-40 +1125 工作模式：低功耗/正正常兩種模式式可外部控制制； 工作模式控控制：TTLL電平兼容； 所需外部元元件：僅四個(gè)個(gè)（不可調(diào)）或或六個(gè)（可調(diào)調(diào)）；器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電電流限制； 封裝形式：TO-2220或TO-263。LM2596的的典型應(yīng)用電電路如圖3.12所示，這這是一個(gè)輸出出+5V直流流電壓的穩(wěn)壓壓電路。ICC采用LM22576，CC4、C5、CC6、C7分分別為輸入端端和輸出端濾濾波電容，DD1為續(xù)流二二極管。L11為儲(chǔ)能功率率電感。圖3.12 +5V直流流穩(wěn)壓原理圖圖3.6.2 +5V3A直直流穩(wěn)壓電路路參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)

49、設(shè)計(jì)要求，圖圖3.17中中電感L1的的選擇要根據(jù)據(jù)LM25776的輸出電電壓、最大輸輸入電壓、最最大負(fù)載電流流等參數(shù)選擇擇，首先，依依據(jù)如下公式式計(jì)算出電壓壓.微秒常數(shù)數(shù)（E.T）:E.T= (VVin-Voout)*VVout/VVin*10000/f上式中，Vinn是LM25576的最大大輸入電壓，VVout是LLM25766的輸出電壓壓，f是LMM2576的的工作振蕩頻頻率值（522kHz）。EE.T確定之之后，就可參參照參考文獻(xiàn)獻(xiàn)所提供的相相應(yīng)的電壓.微秒常數(shù)和和負(fù)載電流曲曲線來查找所所需的電感值值。該電路中中的輸入電容容C4一般應(yīng)應(yīng)大于或等于于100uFF，安裝時(shí)要要盡量靠近LLM2

50、5766的輸入引腳腳，其耐壓值值應(yīng)與最大輸輸入電壓值相相匹配。而輸輸出電容C66的值應(yīng)根據(jù)據(jù)下式進(jìn)行計(jì)計(jì)算（單位：uF）：C=133000Vin/VVout*LL上式中，Vinn是LM25576的最大大輸入電壓，VVout是LLM25766的輸出電壓壓，L是經(jīng)過過計(jì)算并查表表選出的電感感L1的值，其其單位是uHH。電容C的的耐壓值應(yīng)大大于額定輸出出電壓的1.52倍。對(duì)對(duì)于5V電壓壓輸出而言，推推薦使用耐壓壓值為16VV。二極管DD1的額定電電流值應(yīng)大于于最大負(fù)載電電流的1.22倍，考慮到到負(fù)載短路的的情況，二極極管的額定電電流值應(yīng)大于于LM25776的最大電電流限制。二二極管的反向向電壓應(yīng)大于

51、于最大輸入電電壓的1.225倍，推薦薦使用IN5582X系列列的肖特基二二極管。Vin的選擇擇應(yīng)考慮交流流電壓最低跌跌落值（Vaac-minn）所對(duì)應(yīng)的的LM25776輸入電壓壓值及LM22576的最最小輸入允許許電壓值Vmmin（以55V電壓輸出出為例，該值值為8V），因因此，Vinn可依據(jù)下式式計(jì)算：Vin=（2220Vminn/Vac-min）如果交流電壓最最大允許跌落落30%（VVac-miin=1544V）、LMM2576的的電壓輸出為為5V（Vmmin=8VV），則當(dāng)VVac=2220V時(shí)，LLM25766的輸入直流流電壓應(yīng)大于于11.5VV，通常可選選為12V。4 系統(tǒng)軟件件設(shè)計(jì)

52、4.1 主機(jī)程程序流程圖為了便于系統(tǒng)維維護(hù)和功能擴(kuò)擴(kuò)充，本系統(tǒng)統(tǒng)采用了模塊塊化程序設(shè)計(jì)計(jì)方法，系統(tǒng)統(tǒng)各個(gè)模塊的的具體功能都都是通過子程程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。系統(tǒng)主主程序流程圖圖如圖4.11所示。開始開始1602、18b20、MQ-2初始化1602、18b20、MQ-2初始化顯示結(jié)果、處理數(shù)據(jù)顯示結(jié)果、處理數(shù)據(jù)是否越警是否越警傳送信號(hào)給報(bào)警器 是是傳送信號(hào)給報(bào)警器 否結(jié)束結(jié)束圖4.1 主程程序流程圖4.1.1 DDS18B220子程序流流程圖DS18B200子程序流程程圖如圖4.2所示。開始開始初始化初始化DS18B20存在？DS18B20存在？ 否 是ROM操作命令ROM操作命令存儲(chǔ)操作命令存儲(chǔ)操

53、作命令讀取溫度值讀取溫度值返回返回圖4.2 DSS18B200子程序流程程圖4.1.2 MMQ-2煙霧霧傳感器模塊塊子程序流程程圖MQ-2煙霧傳傳感器模塊子子程序流程圖圖如圖4.33所示。開始開始初始化初始化MQ-2存在？ 否MQ-2存在？讀取煙霧濃度 是讀取煙霧濃度返回返回圖4.3 MQQ-2煙霧傳傳感器模塊子子程序流程圖圖4.1.3 LLCD16002子程序流流程圖LCD16022子程序流程程圖如圖4.4所示。開始開始初始化初始化1602存在？1602存在？ 否 是單片機(jī)向LCD寫命令單片機(jī)向LCD寫命令單片機(jī)向LCD寫數(shù)據(jù)單片機(jī)向LCD寫數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)結(jié)束結(jié)束圖4.4 LCCD16

54、022子程序流程程圖4.1.4 AAD轉(zhuǎn)換子程程序流程圖AD轉(zhuǎn)換子程序序流程圖如圖圖4.5所示示。開始開始初始化初始化啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換完成？A/D轉(zhuǎn)換完成？ 否 是數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出延時(shí)延時(shí)結(jié)束結(jié)束圖4.5 ADD轉(zhuǎn)換子程序序流程圖4.2 總體體程序總體程序見附錄錄3主要程序序。5 硬件制作作及調(diào)試本硬件的制作調(diào)調(diào)試主要分為為硬件調(diào)試和和軟件調(diào)試兩兩部分。經(jīng)過初步的分分析設(shè)計(jì)后，在在設(shè)計(jì)制作硬硬件電路的同同時(shí)，調(diào)試穿穿插進(jìn)行，應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)的硬硬件調(diào)試和軟軟件調(diào)試是分分不開的，許許多硬件故障障是在調(diào)試軟軟件時(shí)才發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的。但通常常是先排除硬硬件系統(tǒng)中明明顯的硬件故故障后才和軟軟件

55、結(jié)合起來來調(diào)試，如此此才有利于問問題的分析和和解決，不會(huì)會(huì)造成問題的的積累，從而而可以節(jié)約大大量的調(diào)試時(shí)時(shí)間。軟件編編程中，我首首先完成單元元功能模塊的的調(diào)試，然后后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)調(diào)試。5.1 使用的的儀器儀表及及工具筆記本一臺(tái)；單片機(jī)仿真器器一臺(tái)；DT92055A型數(shù)字萬萬用表一個(gè)；TLW-T調(diào)調(diào)溫烙鐵一把把；Keil開發(fā)發(fā)軟件一套。5.2 硬件制制作與調(diào)試5.2.1系統(tǒng)統(tǒng)PCB板的的設(shè)計(jì)PCB即印刷刷電路板，是是電子電路的的承載體。在在現(xiàn)代電子產(chǎn)產(chǎn)品中，幾乎乎都離不開PPCB。PCCB板的設(shè)計(jì)計(jì)是電路設(shè)計(jì)計(jì)的最后一個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)，也是是對(duì)原理圖的的再設(shè)計(jì)。因因此PCB板板的設(shè)計(jì)是理理論設(shè)計(jì)到實(shí)實(shí)際應(yīng)

56、用一個(gè)個(gè)十分重要的的內(nèi)容。印刷刷電路板（PPCB）是電電子產(chǎn)品中電電路元件和器器件的支撐體。因此此，在進(jìn)行PPCB設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，必須遵守守印制電路板板設(shè)計(jì)原則和和抗干擾措施施的一般原則則，并應(yīng)符合合抗干擾設(shè)計(jì)計(jì)的要求。本本次設(shè)計(jì)采用用 HYPERLINK /dispbbs.asp?boardID=11&ID=1464&page=2 Altiuum公司PRROTEL系系列設(shè)計(jì)完成成SCH到PPCB的設(shè)計(jì)計(jì)，并且手工工完成電路焊焊接以及整機(jī)機(jī)的裝配。5.2.2 系系統(tǒng)硬件調(diào)試試本系統(tǒng)的硬件件調(diào)試分為以以下階段進(jìn)行行調(diào)試：（1）邏輯錯(cuò)誤誤調(diào)試樣機(jī)硬件的邏輯輯錯(cuò)誤是由于于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和和加工過程中中的工藝性錯(cuò)

57、錯(cuò)誤所造成的的。這類錯(cuò)誤誤包括：錯(cuò)線線、開路、短短路等幾種，其其中短路是最最常見的故障障。（2）器件調(diào)試試元器件失效的原原因有兩個(gè)方方面：一是器器件本身已損損壞或性能不不符合要求；二是由于組組裝錯(cuò)誤造成成的元器件失失效，如電解解電容、二極極管的極性錯(cuò)錯(cuò)誤，集成塊塊安裝方向錯(cuò)錯(cuò)誤等。（3）可靠性調(diào)調(diào)試引起系統(tǒng)不可靠靠的因素很多多，如金屬化化孔、接插件件接觸不良會(huì)會(huì)造成系統(tǒng)時(shí)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)內(nèi)部和外部的的干擾、電源源紋波系數(shù)過過大、器件負(fù)負(fù)載過大等造造成邏輯電平平不穩(wěn)定；另另外，走線和和布局的不合合理等也會(huì)引引起系統(tǒng)可靠靠性差。（4）電源故障障若樣機(jī)中存在電電源故障，則則加電后將造造成器件損壞壞。電源

58、的故故障包括：電電壓值不符合合設(shè)計(jì)要求，電電源引出線和和插座不對(duì)應(yīng)應(yīng)，電源功率率不足、負(fù)載載能力差。在本次調(diào)試在調(diào)調(diào)試樣機(jī)加電電之前，先用用萬用表和示示波器,根據(jù)據(jù)硬件電氣原原理圖和裝配配圖仔細(xì)檢查查樣機(jī)線路的的正確性，并并核對(duì)元器件件的型號(hào)、規(guī)規(guī)格和安裝是是否符合要求求。還特別注意電電源的走線，防防止電源之間間的短路和極極性錯(cuò)誤，并并重點(diǎn)檢查擴(kuò)擴(kuò)展系統(tǒng)總線線是否存在相相互間的短路路；或其它信信號(hào)線的短路路，由于本設(shè)設(shè)計(jì)的印刷電電路板布線密密度較高，出現(xiàn)了幾幾處因工藝原原因造成短路路，短路點(diǎn)用用刻刀斷開。對(duì)于樣機(jī)所用的的電源事先做做了單獨(dú)調(diào)試，調(diào)調(diào)試好后，檢檢查其電壓值值、負(fù)載能力力、極性等均

59、均符合要求，然后加到系統(tǒng)的各個(gè)部件上。在不插片子的情況下，加電檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量各地點(diǎn)電位是否正常，還特別注意單片機(jī)插座上的各點(diǎn)電位是否正常，防止了聯(lián)機(jī)時(shí)會(huì)損壞仿真器。5.3 軟件件調(diào)試軟件調(diào)試與所選選用的軟件結(jié)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)關(guān)。本系統(tǒng)采用模模塊程序設(shè)計(jì)計(jì)技術(shù)，逐個(gè)個(gè)模塊調(diào)好以以后，再進(jìn)行行系統(tǒng)程序總總調(diào)試。在調(diào)調(diào)試第一個(gè)任務(wù)時(shí)時(shí)，同時(shí)也調(diào)調(diào)試相關(guān)的子子程序、中斷斷服務(wù)程序和和操作系統(tǒng)的的程序。等逐個(gè)任務(wù)調(diào)調(diào)試好以后，再再使各個(gè)任務(wù)務(wù)同時(shí)運(yùn)行，在本次調(diào)試中操作系統(tǒng)中沒有錯(cuò)誤，在單步和斷點(diǎn)調(diào)試后，進(jìn)行了連續(xù)調(diào)試，因?yàn)閱尾竭\(yùn)行時(shí)只能驗(yàn)證程序的正確與否，而不能確定定時(shí)精度、C

60、PU的實(shí)時(shí)響應(yīng)等問題。等全部完成后，反復(fù)運(yùn)行多次，除了觀察穩(wěn)定性之外，還觀察了用戶系統(tǒng)的操作是否符合設(shè)計(jì)要求的操等，部分程序作了適當(dāng)修正后系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。6 總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的的主要任務(wù)是是大空間火災(zāi)災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控控系統(tǒng)的硬件件設(shè)計(jì),主要要由硬件電路路和系統(tǒng)軟件件兩部分構(gòu)成成。在軟件編寫寫過程中，一一定要注意的的每個(gè)元器件件的工作情況況，確保各個(gè)個(gè)芯片的時(shí)序序的正確。從從整體來說這這是一個(gè)復(fù)雜雜的過程，要要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉沉著冷靜，反反復(fù)檢查。本本設(shè)計(jì)主要從從硬件方面介紹紹，在軟件部分也做了些大概概介紹，此設(shè)設(shè)計(jì)對(duì)于大空間提供全全方位監(jiān)控報(bào)報(bào)警的智能火災(zāi)監(jiān)監(jiān)控系統(tǒng)的研研究也具有一一定的借鑒意意義。