基于單片機(jī)的學(xué)校寢室防火、防盜監(jiān)控報(bào)警設(shè)計(jì)

目錄摘要Abstract緒論1.1課題研究背景1.2基于單片機(jī)的學(xué)校寢室防盜系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢第二章任務(wù)要求及系統(tǒng)方案的論證2.1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.2總體方案論證第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1硬件設(shè)計(jì)3.2軟件設(shè)計(jì)3.3系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)功能本章小結(jié)第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)模塊4.1單片機(jī)STC89C524.1.1使用的管腳及應(yīng)用4.2溫度傳感電路4.2.1溫度傳感器的介紹4.2.2?溫度傳感器的工作原理4.2.3?溫度傳感器的作用4.3?煙霧傳感電路?4.3.1?煙霧傳感器MQ-2?及其工作原理?4.3.2?煙霧傳感器的作用4.4?ADC0832介紹?4.4.1?ADC0832的功能4.5??蜂鳴器報(bào)警電路4.6按鍵電路4.7?顯示電路4.7.1?液晶顯示器介紹4.8?紅外傳感電路?4.8.1?光電傳感器本章小結(jié)第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1溫度采集處理模塊5.2?煙霧采集處理模塊5.3?顯示電路模塊?本章小結(jié)第六章系統(tǒng)調(diào)試6.1硬件調(diào)試6.2軟件調(diào)試本章小結(jié)總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)附錄附錄：1附錄：2摘要在現(xiàn)代日常生活中，大部分行業(yè)都有采用防火、防盜系統(tǒng)，防火、防盜裝置的更新有利于人們對私人財(cái)產(chǎn)和人身安全加強(qiáng)保障；利用煙霧傳感器來達(dá)到對氣體濃度的檢測，利用紅外傳感器達(dá)到對入侵人員的檢測；再加上LED顯示模塊，實(shí)時(shí)更新檢測到的數(shù)據(jù)；以此來構(gòu)建安全、放心、和諧的寢室環(huán)境。所以，很有必要設(shè)計(jì)出一款具有防火、防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。

本次設(shè)計(jì)圍繞STC89C52單片機(jī)和煙霧傳感器、紅外傳感器為主要核心來開展。通過煙霧傳感器和紅外傳感器等輔助傳感器來檢測信號，然后把接受到的信號傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理，啟動(dòng)聲光警報(bào)。?關(guān)鍵詞：單片機(jī)???防火???防盜????報(bào)警AbstractInmoderndailylife,mostindustriesadoptfirepreventionandanti-theftsystems.Therenewaloffirepreventionandanti-theftdevicesisconducivetostrengtheningtheprotectionofprivatepropertyandpersonalsafety.Smokesensorsareusedtodetectgasconcentration,infraredsensorsareusedtodetectintruders,andLEDdisplaymoduleisaddedtoupdatethedetecteddatainrealtime.Buildasafe,safeandharmoniousdormitoryenvironment.Therefore,itisnecessarytodesignafireprevention,anti-theftmonitoringandalarmsystem.ThisdesigniscarriedoutaroundSTC89C52singlechipcomputer,smokesensorandinfraredsensorasthemaincore.Thesmokesensorandinfraredsensorareusedtodetectthesignal,andthenthereceivedsignalistransmittedtotheMCUforprocessing,andthesoundandlightalarmisactivated.Keywords:?Microcontroller????Fireproof?????Theft????Alarm?system緒論課題研究背景本次設(shè)計(jì)圍繞STC89C52單片機(jī)和煙霧傳感器、紅外傳感器為主要核心來開展。通過煙霧傳感器和紅外傳感器等輔助傳感器來檢測信號，然后把接受到的信號傳輸給單片機(jī)進(jìn)行處理，啟動(dòng)聲光警報(bào)。目前，很多校園寢室沒有智能的防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)；而校園寢室里人員密集，各種設(shè)備眾多，可燃物品更是不少，為了防止火災(zāi)、盜竊事件的發(fā)生，設(shè)計(jì)出一款具有防火、防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)是有意義的。防火報(bào)警系統(tǒng)可以在火災(zāi)剛發(fā)生的時(shí)候，通過煙霧傳感器和溫度傳感器對當(dāng)時(shí)的氣體濃度和熱度進(jìn)行檢測；如果超過預(yù)設(shè)值，各傳感器將把檢測到的信息轉(zhuǎn)變成電信號，發(fā)送給單片機(jī)處理；啟動(dòng)火災(zāi)報(bào)警裝置，并通知學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和寢室人員注意火災(zāi)的發(fā)生，在火災(zāi)情況還不嚴(yán)重時(shí)，及時(shí)撤離至安全地帶。而現(xiàn)在，我們國內(nèi)很多廠家更注重研發(fā)各大公共場所的防火報(bào)警裝置，而公共場所安裝的防火報(bào)警裝置成本過高、操作難度較大，不適用于學(xué)校寢室；所以，在學(xué)校寢室的防火報(bào)警裝置是有空缺的。而學(xué)校對于在寢室里面安裝防火報(bào)警裝置是很有必要的。在學(xué)校寢室中，不僅僅有火災(zāi)危害同學(xué)們的個(gè)人財(cái)產(chǎn)及人身安全；外來入侵也會(huì)給同學(xué)們造成財(cái)產(chǎn)損失和威脅人身安全。一般的防盜報(bào)警只應(yīng)用于一個(gè)寢室樓或一個(gè)單元樓；如果某個(gè)寢室發(fā)生失竊事件，而寢室人員都不在的情況下，丟失物品的同學(xué)很有可能不知道他的貴重物品已經(jīng)不翼而飛了，等發(fā)現(xiàn)物品丟失的時(shí)候，犯罪人員已經(jīng)逃離現(xiàn)場，讓同學(xué)們造成財(cái)產(chǎn)損失。所以，對于學(xué)校寢室內(nèi)的防盜報(bào)警裝置是有必要進(jìn)一步更新的。1.2基于單片機(jī)的學(xué)校寢室防盜系統(tǒng)的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢自上個(gè)世紀(jì)初以來，北美的防盜報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)初步形成。救援箱被放置在北美的街道和小巷中，當(dāng)向附近的警察求助時(shí)，會(huì)發(fā)出聲音警告。同時(shí)，遠(yuǎn)一點(diǎn)的警察局也會(huì)接到報(bào)警信息。從上個(gè)世紀(jì)初開始，電報(bào)公司加入行業(yè)，提供遠(yuǎn)程通信服務(wù)使報(bào)警信息能夠傳輸?shù)礁h(yuǎn)的派出所；在此之后，使用電話報(bào)警成為主流方式。此后，自動(dòng)撥號系統(tǒng)的出現(xiàn)和電話的普及。從之前的經(jīng)歷來看，擁有先進(jìn)的報(bào)警技術(shù)是很有必要的，只有先進(jìn)的報(bào)警技術(shù)才能從全國各地收集報(bào)警信息，然后由部門指定的有限警力協(xié)助所有社會(huì)個(gè)人。報(bào)警行業(yè)的發(fā)展有賴于社會(huì)整體水平的進(jìn)步。社會(huì)發(fā)展似乎是報(bào)警行業(yè)發(fā)展的重要因素。促進(jìn)社會(huì)發(fā)展有助于報(bào)警行業(yè)的發(fā)展。1979年，公安部在石家莊召開了“全國預(yù)防犯罪技術(shù)會(huì)議”。會(huì)議提出，要大力推進(jìn)安全技術(shù)的防范工作，正式提出技術(shù)防范應(yīng)成為公安業(yè)務(wù)的組成部分。據(jù)報(bào)道，早在20世紀(jì)60年代，中國的技術(shù)防御工作就已經(jīng)開始了。當(dāng)時(shí)，由于形勢的原因，博物館和銀行都采取了各種各樣防范措施。這是我們技術(shù)防御工作的初級階段。當(dāng)時(shí)主要采用的方法是聲控報(bào)警。罪犯撬窗砸爛展柜的聲音傳到了警衛(wèi)室。當(dāng)值班人員根據(jù)情況判斷罪犯是在偷東西。他們及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)和有關(guān)部門報(bào)告，以便組織安全人員和警察部隊(duì)圍剿犯罪集團(tuán)。1984年以后，我國安全產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了普及和完善階段，并迅速發(fā)展。此后，各博物館、銀行、商場、超市、居住區(qū)相繼建立了安保體系。特別是84年來，為了保證國慶35周年的正常安保工作，電視監(jiān)控工程在天安門廣場啟動(dòng)。此后，電視監(jiān)控技術(shù)進(jìn)入了防盜報(bào)警系統(tǒng)和城市交通安全控制系統(tǒng)，提高了安全系統(tǒng)的功能。[3]

20世紀(jì)90年代，人們注意到周界預(yù)防的重要性。他們使用圍墻、鐵柵欄和其他安全屏障來建立周界保護(hù)。如果沒有條件建造一個(gè)大的周界，他們也會(huì)建造墻壁、窗戶、外門和外部建筑。在防護(hù)區(qū)和禁區(qū)內(nèi)，多個(gè)探測器采用不同的探測原理，構(gòu)成多通道防御線。同時(shí)，相繼發(fā)布了具有抗遮擋功能的探測器，促進(jìn)了入侵檢測技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。任務(wù)要求及系統(tǒng)方案的論證2.1設(shè)計(jì)要求如今，人們的生活品質(zhì)都相比較于以往大大提高了，學(xué)生的防火防盜意識也逐漸增強(qiáng)，就目前市面上來講，所擁有的最基本的消防和防盜設(shè)備，如防盜門防盜窗等產(chǎn)品已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于人們目前的需求了，所以，新型防火防盜設(shè)備的出現(xiàn)也是大勢所趨。本次設(shè)計(jì)的目的就是希望設(shè)計(jì)出一款基于單片機(jī)的學(xué)校寢室防火、防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以此來滿足學(xué)生目前生活所需要，同時(shí)具有防火、防盜報(bào)警功能裝置。主要研究內(nèi)容：（1）防火功能：通過煙霧傳感器檢測火源，并通過電話通知樓管或?qū)嬍胰藛T。（2）防盜功能：通過紅外傳感器和光電開關(guān)對寢室內(nèi)情況進(jìn)行監(jiān)測，以便在發(fā)生盜竊情況時(shí)報(bào)警，通知樓管或?qū)嬍胰藛T。預(yù)期目標(biāo)：基于單片機(jī)的學(xué)校寢室防火、防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)可以在學(xué)生去上課和外出的情況下對寢室內(nèi)的情況有具體的了解，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警，請求消防隊(duì)員的幫助，逃離火災(zāi)現(xiàn)場；在發(fā)生盜竊事件時(shí)，可以及時(shí)報(bào)警，保障學(xué)生的財(cái)產(chǎn)安全以及人身安全。2.2總體方案論證（1）設(shè)計(jì)方案：該系統(tǒng)擁有防火防盜這兩個(gè)功能，以STC89C52單片機(jī)為主要核心。對于防火：通過煙霧傳感器和溫度傳感器對火災(zāi)情況進(jìn)行檢測，嚴(yán)密監(jiān)控。如果發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，就將檢測到的信息傳遞給STC89C52單片機(jī)進(jìn)行處理，啟動(dòng)聲光報(bào)警；對于防盜：通過紅外傳感器對入侵情況進(jìn)行檢測，嚴(yán)密監(jiān)控。如果發(fā)生盜竊事件，便將檢測到的信息傳遞給STC89C52單片機(jī)進(jìn)行處理，啟動(dòng)聲光報(bào)警；在學(xué)生接受消息面板上設(shè)有LED顯示器，按鍵電路，可以得到具體數(shù)據(jù)。系統(tǒng)框圖如圖2.2所示。圖2.2系統(tǒng)圖第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.1?硬件設(shè)計(jì)方案?

（1）溫度傳感器電路：DS18B20溫度傳感器作為消防系統(tǒng)的一部分，可以自行設(shè)定報(bào)警溫度。未設(shè)置報(bào)警溫度時(shí)，溫度顯示為0攝氏度，報(bào)警溫度可以自行設(shè)置，上限為95攝氏度。當(dāng)溫度發(fā)生明顯變化時(shí)，會(huì)影響芯片內(nèi)部的高溫晶體振蕩，使其發(fā)生相應(yīng)的變化。振蕩信號是通過一系列內(nèi)部變化產(chǎn)生的。然后，經(jīng)過DS18B20計(jì)算，單片機(jī)將接收到輸出的數(shù)字信號。（2）煙霧傳感器電路:使用MQ-2煙霧傳感器作為防火系統(tǒng)的其中一個(gè)部分，未設(shè)置時(shí)報(bào)警濃度值為百分之0，可自行設(shè)置報(bào)警濃度上限為百分之100。其主要材料為二氧化錫，屬于表面式離子N型半導(dǎo)體。當(dāng)MQ-2工作時(shí)器件內(nèi)的SnO2材料會(huì)因?yàn)槲窖蹼x子或釋放吸附到的氧離子來調(diào)節(jié)器件的阻值大小。利用MQ-2與煙霧接觸時(shí)電導(dǎo)率就會(huì)變大的特性，煙霧濃度越大→電導(dǎo)率越大→輸出電阻越低，單片機(jī)會(huì)接收到經(jīng)過MQ-2傳感器處理輸出當(dāng)前的電流濃度值。?

（3）顯示電路：使用LCD1602液晶顯示器。單片機(jī)每過10ms延遲，處理從溫度傳感器和煙霧傳感器發(fā)來的數(shù)字量，再經(jīng)過10ms延遲發(fā)送至顯示電路。?

（4）聲光報(bào)警電路：在設(shè)置好溫度值和可燃?xì)鉂舛戎岛?，?dāng)溫度傳感器和煙霧傳感器檢測出來的數(shù)值超過初始設(shè)置值時(shí)，報(bào)警電路會(huì)接受到單片機(jī)發(fā)送出來的高電平信號，同時(shí)啟動(dòng)蜂鳴器和LED燈報(bào)警，提醒同學(xué)們有火災(zāi)發(fā)生，迅速撤離

（5）紅外傳感器電路：按下S2鍵，開啟防盜系統(tǒng)，當(dāng)有人靠近寢室5~30cm的范圍內(nèi)，紅外信號會(huì)發(fā)生改變，接收器接受到異常信息，處理過之后，發(fā)送給單片機(jī)，啟動(dòng)聲光報(bào)警。3.2軟件設(shè)計(jì)方案⑴C語言及其調(diào)試環(huán)境?

本次課題選用的編程c語言，C語言是一種應(yīng)用廣泛的編程語言，具有豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)化的過程控制和高效的目標(biāo)代碼。C語言是一種高級語言，具有高級語言功能和許多低級語言功能，比其他高級編程語言更強(qiáng)大?？勺鳛楣ぷ飨到y(tǒng)設(shè)計(jì)語言編寫系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。[1]。?

C語言在功能、結(jié)構(gòu)性、可讀性以及可維護(hù)性上都具有相對于匯編來講很明顯的優(yōu)勢，容易掌握。本章小結(jié)本章介紹了各個(gè)電路的設(shè)置，使系統(tǒng)符合本次設(shè)計(jì)的要求，可以對寢室內(nèi)的情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在LCD顯示器顯示出來。第四章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)目前，各個(gè)行業(yè)都有采用傳感器技術(shù)。所以本設(shè)計(jì)也不例外，防盜系統(tǒng)采用光電傳感器，由于光電傳感器隱蔽性極強(qiáng)，不管在白天黑夜都不容易被發(fā)現(xiàn)，再加上光電傳感器的不容易被干擾，可以放心使用。防火系統(tǒng)使用煙霧傳感器、溫度傳感器配合完成，以確?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)生可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)火情并處理，令損失降至最低，確保學(xué)生安全。4.1.單片機(jī)STC89C52?

本文的主控核心采用STC89C52單片機(jī)。本設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)作為主要控制核心部件的原因是它具有51單片機(jī)的功能。它也是一種經(jīng)濟(jì)有效的微控制器，處理方案相對靈活。此外，可編程容量足夠大，可以滿足本次設(shè)計(jì)的程序要求。說明書簡單易寫，可在線書寫。它也適用于傳統(tǒng)的程序員。系統(tǒng)具有8位CPU和可編程存儲(chǔ)器。[M]4.1.1使用的使用及其功能VCC是電源輸入引腳。連接電源電路，提供單片機(jī)工作所需的電源，接地，GND接地。XTAL1和XTAL2是外部晶體振蕩器引腳。兩個(gè)插腳連接時(shí)鐘電路，為單片機(jī)提供時(shí)鐘脈沖信號。P0.0-P0.7是一組可編程的8位雙向I/O端口。連接LCD的D0~D7腳、8位雙向數(shù)據(jù)線和上拉電阻。p1.0-p1.7是一組準(zhǔn)雙向I/O端口。P1.0-P1.3端口連接四個(gè)獨(dú)立鍵[3]。當(dāng)按下鍵盤時(shí)，高電平被發(fā)送到相應(yīng)的I/O端口。p2.0~p2.7是一組準(zhǔn)雙向I/O端口。P2.0端口與報(bào)警電路相連，用于向觸發(fā)報(bào)警電路發(fā)送信號。當(dāng)系統(tǒng)需要報(bào)警時(shí)，從P2.0端口發(fā)送相應(yīng)的高頻電平信號，通過NPN晶體P3.0~P3.7是一組準(zhǔn)雙向I/O端口。P3.0和P3.1連接USB接口的數(shù)據(jù)針。P3.4-P3.6連接ADC0823時(shí)鐘引腳的兩個(gè)數(shù)據(jù)引腳。P3.7連接DS18B20的數(shù)據(jù)針[M]。它的實(shí)物圖如圖4.1所示,最小系統(tǒng)圖如4.2所示。?

圖4.1?STC89C52實(shí)物圖圖4.2?單片機(jī)最小系統(tǒng)圖4.2?溫度傳感電路4.2.1?溫度傳感器的介紹本次設(shè)計(jì)我采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器作為溫度測量元件。該傳感器封裝后可應(yīng)用于多種場所，剛好可以在學(xué)校寢室中使用；DS18B20數(shù)字溫度傳感器具有以下優(yōu)點(diǎn)：測量精準(zhǔn)，堅(jiān)固難用，輕小簡便，性價(jià)比高，具有多種封裝形式，在狹小空間中也可以發(fā)揮數(shù)字測溫功能，抗干擾和糾錯(cuò)能力極強(qiáng)。4.2.2?溫度傳感器的工作原理DS18b20是高精度溫度傳感器，它的內(nèi)部含有：低溫度系數(shù)振蕩器、高溫度系數(shù)振蕩器；低溫度系數(shù)振蕩器受溫度影響較小，高溫度系數(shù)振蕩器受溫度影響較大；所以，當(dāng)寢室內(nèi)溫度發(fā)生變化時(shí)，高溫度系數(shù)振蕩頻率隨著溫度的變化而明顯變化。計(jì)算因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的振蕩信號，通過單片機(jī)的PC3.7引腳，將數(shù)字信號傳輸給單片機(jī)。單片機(jī)每經(jīng)過10ms，就會(huì)與初始設(shè)置溫度報(bào)警數(shù)值相比較。如果，檢測出來的溫度高于初始設(shè)置溫度報(bào)警數(shù)值，就會(huì)向報(bào)警電路發(fā)送高電平信號，啟動(dòng)聲光報(bào)警，LED顯示器還會(huì)顯示出當(dāng)前的溫度值。如圖4.3所示為DS18B20的硬件原理圖。

圖4.3??DS18B20硬件原理圖?4.2.3?溫度傳感器的作用DS18B20的準(zhǔn)確度很高，誤差值可以控制在0.5攝氏度以內(nèi)。保證了學(xué)生可以實(shí)時(shí)了解寢室內(nèi)的真實(shí)溫度情況，安全系數(shù)高。DS18B20采集寢室內(nèi)當(dāng)前溫度，當(dāng)溫度高于初始設(shè)置值50攝氏度時(shí)，通過單片機(jī)，啟動(dòng)聲光報(bào)警。同學(xué)們可以根據(jù)的報(bào)警提示，做出較快反應(yīng)，保障生命安全以及減少財(cái)產(chǎn)損失。4.3?煙霧傳感電路4.3.1?煙霧傳感器MQ-2?及其工作原理?我的這次設(shè)計(jì)采用MQ-2煙霧傳感器，因?yàn)樗哂辛己玫目垢蓴_性，可以準(zhǔn)確排除有刺激性的非可燃煙霧的干擾信息，保證報(bào)警信息的準(zhǔn)確；該傳感器還具有反應(yīng)迅速的優(yōu)點(diǎn)，可以及時(shí)提供火災(zāi)信息；而且它的穩(wěn)定性也不錯(cuò)，可以長時(shí)間使用；非常適用本次的寢室防火設(shè)計(jì)。當(dāng)MQ-2檢測到寢室內(nèi)的可燃?xì)鉂舛容^高時(shí)，傳感器內(nèi)部輸出電壓，通過電路，將檢測到的信息傳輸給單片機(jī)，再通過單片機(jī)將火災(zāi)信息發(fā)送給同學(xué)們，可以讓同學(xué)們在安全區(qū)域?qū)馂?zāi)情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。如圖3.5為煙霧傳感器的結(jié)構(gòu)圖，圖3.6為煙霧傳感器的實(shí)物圖。

圖4.4煙霧傳感器的結(jié)構(gòu)圖?

??????圖4.5??煙霧傳感器的實(shí)物圖?4.3.2?煙霧傳感器的作用檢測寢室內(nèi)的可燃?xì)怏w情況，如果檢測到的氣體有異常情況（可燃?xì)怏w濃度增加到百分之15）。便將檢測到的信息通過A/D轉(zhuǎn)換電路傳輸給單片機(jī)；單片機(jī)會(huì)根據(jù)煙霧傳感器提供的信息進(jìn)行處理，啟動(dòng)聲光報(bào)警。讓同學(xué)們快速逃離火災(zāi)現(xiàn)場，避免在火災(zāi)蔓延時(shí)威脅人身安全，減小財(cái)產(chǎn)損失。4.4?ADC0832介紹4.4.1?ADC0832的功能本次設(shè)計(jì)選用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器是ADC0832，它可以與三線接口連接，但需要通過一個(gè)單片機(jī)。與其它數(shù)模轉(zhuǎn)換器相比，它具有價(jià)格低、穩(wěn)定性好、功耗低、速度快等優(yōu)點(diǎn)。它最適合的智能儀器是袖珍型的。作為一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換芯片，它有八個(gè)分辨率，最高可達(dá)256。數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換的許多要求都可以適應(yīng)。雙數(shù)據(jù)輸出也是他的功能之一。因此，轉(zhuǎn)換器可以將誤差降低到可接受的范圍，使數(shù)據(jù)傳輸更加準(zhǔn)確。多設(shè)備通信和更容易的處理器控制是獨(dú)立芯片的輸入。對于更簡單的通道選擇，可以使用DI數(shù)據(jù)輸入。區(qū)別在于：8位分辨率，串行輸出；雙通道A/D轉(zhuǎn)換；電源和參考電壓多路復(fù)用；單芯片引腳；外部時(shí)鐘源，工作頻率為10-400kHz。本設(shè)計(jì)采用CLK、DI和DO作為數(shù)據(jù)端口，實(shí)現(xiàn)了ADC0832與單片機(jī)間的串行通信。CLK提供時(shí)鐘信號，DI作為數(shù)據(jù)輸入和選擇通道，DOU作為轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的輸出。因?yàn)镈I和DO管腳在通信時(shí)不能同時(shí)工作，而且與單片機(jī)的接口是雙向的，所以我把它們并聯(lián)在一條數(shù)據(jù)線上。當(dāng)/cs的管腳電平低時(shí)，ADC0832用于A/D轉(zhuǎn)換。在前三個(gè)脈沖中，使用了DI輸入數(shù)據(jù)選擇通道的功能。脈沖輸入后，/cs的電平設(shè)置為高，ADC0832完成。然后，單片機(jī)處理轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。

煙霧傳感器MQ-2是電阻型元件，所以需要一個(gè)參考電阻串聯(lián)，然后信號再通過一個(gè)放大電路的放大才發(fā)送到ADC0832進(jìn)行采集，經(jīng)過轉(zhuǎn)換模塊A/D轉(zhuǎn)換后送到處理單元單片機(jī)中經(jīng)行處理，電路圖如圖4.6所示：????

圖4.6??A/D轉(zhuǎn)換電路?4.5??蜂鳴器報(bào)警電路?

當(dāng)單片機(jī)接受到溫度傳感器、煙霧傳感器發(fā)送過來的危險(xiǎn)信號，會(huì)輸出高電平，蜂鳴器接受到單片機(jī)的信號，會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，提醒同學(xué)們小心火災(zāi)，及時(shí)撤離。當(dāng)單片機(jī)收到光電傳感器發(fā)送過來的信號，檢測到有外來入侵，也會(huì)啟動(dòng)蜂鳴器，提醒同學(xué)們注意安全。蜂鳴器結(jié)構(gòu)圖如4.7，實(shí)物圖如圖4.8所示。圖3.7蜂鳴器結(jié)構(gòu)圖

圖3.8??蜂鳴器的實(shí)物圖????????????????4.6?按鍵電路?

按鍵電路的作用是認(rèn)為控制設(shè)備，這次設(shè)計(jì)中我共預(yù)留了四個(gè)按鍵位。如圖4.9所示：??

圖4.9??按鍵電路?

在這次設(shè)計(jì)中，我將按鍵電路加入進(jìn)來，相當(dāng)于用鍵盤控制電腦，按鍵電路只有4個(gè)按鍵，按下S1時(shí)，同學(xué)們可以在LCD1602上設(shè)置報(bào)警初始值；按下S2時(shí)，可以將預(yù)設(shè)報(bào)警數(shù)值減少5個(gè)單位；按下S3時(shí)，可以將預(yù)設(shè)報(bào)警數(shù)值增加5個(gè)單位；這次設(shè)計(jì)我的初始報(bào)警數(shù)值是50攝氏度，所以要按10次S3；S4為確認(rèn)鍵，保存以上操作，最后，按下S2，啟動(dòng)防火防盜系統(tǒng)，按下S3,關(guān)掉防火防盜系統(tǒng)。4.7?顯示電路4.7.1?液晶顯示器介紹本次的設(shè)計(jì)我采用LCD-LCD1602液晶顯示器和單片機(jī)接口簡單方便，畫面質(zhì)量高，穩(wěn)定性好，輕巧以及功耗低，適用于學(xué)校寢室。液晶顯示器會(huì)接受單片機(jī)傳輸過來的信號，準(zhǔn)確顯示溫度和可燃?xì)鉂舛?。液晶顯示器會(huì)顯示初始設(shè)置的報(bào)警值，讓同學(xué)們更方便的知道是否有火災(zāi)發(fā)生。顯示電路硬件原理圖如圖4.10所示：圖4.10顯示電路圖4.8?紅外傳感電路?4.8.1?光電傳感器我的這次設(shè)計(jì)采用光電傳感器作為檢測意外入侵人員的元器件，它的反應(yīng)速度很快，可以及時(shí)提供警報(bào)，光電傳感器可以探測5~30厘米的距離，如果有犯罪人員闖入，光電傳感器會(huì)產(chǎn)生電脈沖信號，經(jīng)過處理后傳送給單片機(jī)，啟動(dòng)聲光報(bào)警，提醒同學(xué)們有人入侵，注意財(cái)產(chǎn)及人身安全，迅速報(bào)警。本章小結(jié)介紹了各個(gè)傳感器的功能和原理，以及報(bào)警裝置的選取，還有單片機(jī)的主要功能和原理，完善系統(tǒng)功能。第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在我的防火防盜監(jiān)控報(bào)警設(shè)計(jì)中，我選用溫度傳感器、煙霧傳感器以及紅外傳感器來檢測寢室內(nèi)溫度值，可燃?xì)怏w濃度，是否有人闖入，然后把信息傳輸給單片機(jī)，如果檢測到的信息超過初始設(shè)置值，單片機(jī)就將信號輸出給蜂鳴器和LED燈，啟動(dòng)聲光報(bào)警。主程序流程圖如圖4.1所示。????????????.??????????????圖5.1??軟件流程圖5.1?溫度采集處理模塊這次設(shè)計(jì)我采用的是DS18B20溫度傳感器，它的主要任務(wù)是將寢室內(nèi)的溫度傳輸給單片機(jī)。當(dāng)溫度超過50攝氏度時(shí)，將檢測到的溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給單片機(jī)報(bào)警。溫度采集轉(zhuǎn)換流程圖如圖4.2所示：圖5.1?溫度采集流程圖?5.2?煙霧采集處理模塊⑴標(biāo)度變換概念?智能儀器檢測的物理量，在不同的智能儀器中一般是不同的數(shù)字量代表。采納一定的處理技術(shù)來將代表不同物理量的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為代表不同綱量達(dá)物理量相同的數(shù)字量這樣的技術(shù)稱為標(biāo)度變換。⑵數(shù)據(jù)采集????????

數(shù)據(jù)的采集是由中斷程序完成的，首先運(yùn)用芯片ADC0809的IN0、IN1進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換為電信號，然后由單片機(jī)接收并處理已轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)信號，存到已經(jīng)指定好的存儲(chǔ)單元中。每進(jìn)行一次轉(zhuǎn)換都等待外部中斷0，如果中斷到來則說明轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成了，最后經(jīng)過中斷服務(wù)程序讀取經(jīng)過變換到的數(shù)據(jù)信號并對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)度變換。

在A/D轉(zhuǎn)換中，使用ADC0809的IN0和IN1，數(shù)據(jù)由單片機(jī)進(jìn)行校驗(yàn)，轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)到預(yù)定的存儲(chǔ)單元，由中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)。無論哪個(gè)驅(qū)動(dòng)器A/D轉(zhuǎn)換完成，都需要等待外部中斷0。轉(zhuǎn)換完成的表達(dá)式是外部中斷0的出現(xiàn)。從中讀取和轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行縮放。

注意：當(dāng)CS電平由高變低時(shí)。需要ADC0832。如果這是上升沿，則ADC0832的多通道地址移位寄存器需要獲得DI端口的數(shù)據(jù)輸出。當(dāng)CLK第一次出現(xiàn)時(shí)，起始位為DI高電平，然后輸入兩位配置位。如果同時(shí)輸入配置位和啟動(dòng)位，則使用模擬通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。等待時(shí)間被一個(gè)時(shí)鐘周期延遲，以穩(wěn)定所選通道。當(dāng)?shù)谒膫€(gè)時(shí)鐘下降時(shí)，ADC0832將輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。最高位D7為第一個(gè)輸出，順序?yàn)椋篋7~D0；完成后，應(yīng)使用最低位重新輸出，順序?yàn)镈7~D0，這兩次共享最低位輸出。如果cs為高電平，則ADC0832的內(nèi)部寄存器將清除0，輸出為高電阻狀態(tài)。如果要再次進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，則需要再次將CS的級別從高更改為低，然后輸入配置位和起始位。

煙霧采集轉(zhuǎn)換流程圖如圖5.2所示：

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圖5.2?煙霧轉(zhuǎn)換流程圖?5.3?顯示電路模塊先將LCD初始化，單片機(jī)每經(jīng)過10ms與初始設(shè)置值相比較。當(dāng)超過預(yù)設(shè)值時(shí)，將顯示當(dāng)前寢室內(nèi)的溫度和可燃?xì)怏w濃度，以便同學(xué)們實(shí)時(shí)監(jiān)控寢室內(nèi)火災(zāi)情況。如圖5.3為液晶顯示流程圖設(shè)計(jì)。

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圖5.3??液晶顯示流程圖設(shè)計(jì)本章小結(jié)對電路的各個(gè)模塊進(jìn)行編程，用程序控制各個(gè)模塊，使得各傳感器收集本設(shè)計(jì)需要的數(shù)據(jù)，然后對整個(gè)程序流程進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)采集溫度和可燃?xì)怏w濃度，以及顯示器的調(diào)試，再檢測是否超出初始設(shè)置值就報(bào)警的功能。第六章系統(tǒng)調(diào)試6.1硬件調(diào)試在供電正常的前提下，首先對單片機(jī)的最小系統(tǒng)進(jìn)行測試，正常情況下，上電后，單片機(jī)的各個(gè)I/O應(yīng)該呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，使用萬用表來檢測電壓，電壓應(yīng)該在4.9-5.1V之間，將電路復(fù)位之后觀察測量電平是否發(fā)生改變，測量這些數(shù)據(jù)無誤后，則單片機(jī)最小系統(tǒng)有效。溫度傳感器電路、煙霧傳感器電路、光電傳感器電路是防火防盜監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)中的重要部分，首先通過萬用表檢查各個(gè)傳感器是否正常供電，然后通過像單片機(jī)中寫入一段測試程序進(jìn)行測試，如果單片機(jī)接收到數(shù)據(jù)，則通過指示燈表示單片機(jī)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)，若指示燈沒有點(diǎn)亮，說明硬件電路有問題，還需要進(jìn)行調(diào)試。測量完關(guān)鍵電路后，對電路的按鍵電路等進(jìn)行測量，同樣是通過萬用表進(jìn)行電平的測量，如果測量出來的數(shù)據(jù)無誤，說明硬件部分可以正常使用。6.2軟件調(diào)試軟件確定外圍電路可以正常使用后，接下來進(jìn)行軟件調(diào)試，先對系統(tǒng)的LCD液晶顯示器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，通過程序來控制LCD顯示數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)LCD顯示電路的電阻值，再配合程序顯示出正常的字符，待LCD顯示完畢后。通過DS18B20傳感器、煙霧傳感器、光電傳感器對寢室的溫度、可燃?xì)怏w濃度、是否有人入侵進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后再通過單片機(jī)接收傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)際的數(shù)值，然后在LCD上顯示出來，通過程序發(fā)送指令和數(shù)據(jù)，控制溫度傳感器、煙霧傳感器、光電傳感器進(jìn)行采集，如果LCD液晶顯示器上能接收到數(shù)據(jù)，說明程序可以使用，然后在程序中加入按鍵判斷程序和通訊程序，通過現(xiàn)象驗(yàn)證程序的正確行。本章小結(jié)本章對系統(tǒng)系統(tǒng)的硬件模塊和軟件模塊進(jìn)行調(diào)試，首先將系統(tǒng)中的各個(gè)子電路設(shè)計(jì)好，然后逐個(gè)進(jìn)行驗(yàn)證，確認(rèn)無誤后，將各個(gè)子電路結(jié)合在一起，組成系統(tǒng)的整體電路，再進(jìn)行整體調(diào)試。先將系統(tǒng)的各個(gè)子程序設(shè)計(jì)好，然后進(jìn)行調(diào)試檢測，確認(rèn)無誤后，把所有程序結(jié)合起來。完成所有設(shè)計(jì)后，進(jìn)行總體調(diào)試，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的防火、防盜監(jiān)控報(bào)警功能。結(jié)論這次設(shè)計(jì)把大學(xué)期間學(xué)到的知識進(jìn)行綜合運(yùn)用，讓我進(jìn)一步了解知識是如何運(yùn)用在生活中的。本次設(shè)計(jì)運(yùn)用了ST89C52單片機(jī)、各種傳感器知識和基礎(chǔ)電路設(shè)計(jì)等，讓我加深對電子領(lǐng)域的理解。我在老師的幫助下，將此次設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和調(diào)試，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以滿足基于單片機(jī)為核心，對學(xué)校寢室進(jìn)行防火防盜監(jiān)控報(bào)警。單片機(jī)防火防盜報(bào)警系統(tǒng)具有成本低廉，性能優(yōu)良，輕小簡便，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。STC89C52單片機(jī)作為處理中心，紅外傳感器、煙霧傳感器和溫度傳感器檢測信息，當(dāng)傳感器檢測到寢室內(nèi)有火災(zāi)或意外入侵時(shí)，將信息傳遞給單片機(jī)，啟動(dòng)聲光報(bào)警。經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我在知識的海洋中感受到了自己的渺小，對知識掌握不夠充分，欠缺動(dòng)手能力，是老師耐心的指導(dǎo)才讓我完成這次設(shè)計(jì)，非常感謝的我指導(dǎo)老師。此次設(shè)計(jì)加深了我對電子元器件的理解，單個(gè)元器件功能很單一，當(dāng)把多個(gè)不同元器件組合到一起，就能展現(xiàn)各種各樣的功能。遺憾的是，由于能力的原因，我沒能做的更好，但這讓我更清楚的自己的缺陷，我會(huì)努力充實(shí)自己，不辜負(fù)老師的培養(yǎng)和同學(xué)的幫助。致謝?

不知不覺到了大學(xué)生活的末尾，我在指導(dǎo)老師和同學(xué)的幫助下完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，特別感謝我的指導(dǎo)老師，是老師在我遇到困難、感到迷惑的時(shí)候及時(shí)給我答疑解惑，感謝老師在繁忙的工作之余給我提供了無私的幫助，感謝老師在我的設(shè)計(jì)中投入了很多精力和心血，感謝老師對我的悉心指導(dǎo)，老師對我的指導(dǎo)和幫助我將銘記于心。我還要感謝我的同學(xué)們，我在他們身上感受到了激情和信心，給足了我堅(jiān)持下去的動(dòng)力。感謝老師和