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

XXXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)·論文PAGEPAGE41XXXXXXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目姓名學(xué)號專業(yè)班級分院指導(dǎo)教師20XX年XX月XX日摘要大空間火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用于各種大型建筑及其它公共設(shè)施中，實(shí)現(xiàn)對這些場所早期的報(bào)警功能，達(dá)到預(yù)期的目的。這種火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)集信號檢測、傳輸、處理和控制與一體的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用DALLAS公司研制、生產(chǎn)的智能型DS18B20溫度傳感器，以及MQ-2煙霧傳感器模塊作為探測器，將探測器所檢測到的能充分反映現(xiàn)場火災(zāi)因素采集到火災(zāi)控制器，經(jīng)過火災(zāi)控制器根據(jù)預(yù)期設(shè)計(jì)好的火災(zāi)模式判斷，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)早期的準(zhǔn)確報(bào)警和對相應(yīng)的現(xiàn)場消防設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制。為了適應(yīng)不同規(guī)模的工程的應(yīng)用，便于信息的遠(yuǎn)程傳輸和系統(tǒng)的安裝、維護(hù)，該系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，應(yīng)用多種標(biāo)準(zhǔn)串行總線（如RS-485等）形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，探測器完成對火災(zāi)信號的檢測，然后數(shù)據(jù)傳輸?shù)交馂?zāi)控制器。同時(shí)，每個(gè)控制器可以通過RS-485總線將相應(yīng)的報(bào)警信息傳給位于各個(gè)位置的下位機(jī)，從而形成一個(gè)完整的防火、早期滅火局域網(wǎng)。關(guān)鍵詞：火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)；傳感器；模塊化結(jié)構(gòu)；局域網(wǎng)

Abstract：Largespacefiremonitoringsystemismainlyusedinvariouslargebuildingsandotherpublicfacilities,whichaimstoachievetheintendedpurposeofgettingearlywarningfunctionofthesesites.Thefiremonitoringsystemisacontrolsystemwhichiscombinedwithfunctionsofsignaldetection,transmission,processing,andcontrolandintegrated.ThedetectorofthissystemisDS18b20andsmokedetectorMQ-2sensormodule,theformerisdevelopedbyDALLASCompany,itisaintelligenttemperaturesensore.thebothdetectorscollectfactorswhichtheydetectandcouldreflectthefirescene,andthentransmittothefirecontroller.Afterreceivingthemessagefromthebothdetectors,firecontrollerdoestheaccurateearlywarningoffireandcontrolstherelevantscenefirefightingapparatuswiththereferenceoftheexpectedfiremodes.Inordertoadapttotheapplicationofdifferentscaleofprojects,tofacilitateremotetransmissionofinformationandsysteminstallationandmaintenance,thesystemisformedasanetworksystembyusingmodularstructureandtheapplicationofavarietyofstandardserialbus(e.g.RS-485,ect).inthisnetworksystem,thedetectorsdetectthefire,andthefiremessageistransferredtothefirecontroller,everylowercomputergetsthewarningmessagefromhomologouscontrollerthroughRS-485busatthesametime,inthisway,anetworkwhichcanpreventfireanddotheearlywarningoffireisbuilt.Keywords：Firesupervisorysystem；Firecontroller；Mainline；Localareanetwork目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)發(fā)展歷史 11.2系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)和功能 22方案論證 42.1火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 42.2火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)方案論證 43系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 63.1中央處理器——STC89C51 63.1.1STC89C51RC/RD+系列單片機(jī) 63.1.2STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 73.2STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 83.3下位機(jī)輸入通道元器件選擇 83.3.1傳感器選擇 83.3.2A/D轉(zhuǎn)換器選擇 103.3.3下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì) 123.4鍵盤/顯示接口電路設(shè)計(jì) 133.5報(bào)警電路設(shè)計(jì) 143.6電源電路設(shè)計(jì) 153.6.1+5V3A直流穩(wěn)壓電路原理 153.6.2+5V3A直流穩(wěn)壓電路參數(shù)設(shè)計(jì) 164系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 184.1主機(jī)程序流程圖 184.1.1DS18B20子程序流程圖 194.1.2MQ-2煙霧傳感器模塊子程序流程圖 204.1.3LCD1602子程序流程圖 214.1.4AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖 224.2總體程序 235硬件制作及調(diào)試 245.1使用的儀器儀表及工具 245.2硬件制作與調(diào)試 245.2.1系統(tǒng)PCB板的設(shè)計(jì) 245.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 255.3軟件調(diào)試 256總結(jié) 27致謝 28參考文獻(xiàn) 29附錄1：電路原理圖 30附錄2：PCB板 31附錄3：主要程序 321緒論1.1火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)發(fā)展歷史火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的研究開發(fā)在國外的起步比較早，我國是在二十世紀(jì)八十年代中期才有個(gè)別企業(yè)開始這方面的研究開發(fā)。隨著越來越多的產(chǎn)品進(jìn)入市場，國家也制定了相應(yīng)的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)都是多線制的開關(guān)量系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)呈星型接法，每個(gè)探測器分別用兩根線與控制器相連，系統(tǒng)中的探測器只能反映出三種狀態(tài)，分別表示報(bào)警、正常和故障，隨后出現(xiàn)n+1線制的開關(guān)量系統(tǒng)，也就是說n個(gè)探測器共用一根地線，這樣就在一定程度上減少了系統(tǒng)的布線。隨著單片機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用，同時(shí)也因?yàn)槎嗑€制（包括n+1線制）系統(tǒng)在工程安裝、布線和維修都很不方便，人們開始將單片機(jī)技術(shù)用于火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。從而在二十世紀(jì)八十年代后期在國內(nèi)出現(xiàn)了總線制開關(guān)量火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)仍然采用開關(guān)量探測器，探測器被安裝在編址底座上，底座同時(shí)具有檢測探測器工作狀態(tài)的功能和控制通信的能力。一定數(shù)量帶有探測器的編址底座以并聯(lián)的方式連接在兩根串行總線上，形成一個(gè)通信回路（以下我們將這樣的總線稱為回路總線）。每臺控制器可以用多個(gè)獨(dú)立的回路總線。每個(gè)報(bào)警系統(tǒng)也可以由多臺控制器通過特定的串行總線連接起來，以方便的適應(yīng)不同規(guī)模的建筑物。這種總線制火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的出現(xiàn)不僅使得該領(lǐng)域在技術(shù)上取得了較大的發(fā)展，而且也為工程施工、布線、調(diào)試、維護(hù)帶來了極大的方便。人們不需要一根一根的對線、布線，而只要將探測器和安裝底座像接燈泡一樣并聯(lián)在回路總線上。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警或故障時(shí)，都能在控制器上反映出每個(gè)點(diǎn)的具體位置。但是這種控制系統(tǒng)與同時(shí)期的國外的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)有一定的差距。一九九四年在國內(nèi)規(guī)模最大的北京國際消防產(chǎn)品博覽會上，國外一些廠家將他們的智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)拿來展出，使得國內(nèi)同行們對智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)有了初步的了解。相比之下，我們當(dāng)時(shí)流行的總線制開關(guān)量系統(tǒng)就顯現(xiàn)出了很多弊端。如開關(guān)量系統(tǒng)只能反映出火災(zāi)發(fā)展過程中的兩個(gè)狀態(tài)，即要么是正常，要么是報(bào)警。它無法反映出火災(zāi)發(fā)生的全過程，難以實(shí)現(xiàn)對灰塵和潮濕等非火災(zāi)因素造成的探測器的靈敏度的漂移進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，同時(shí)對超出補(bǔ)償容限的探測器實(shí)施污染報(bào)警；無法根據(jù)使用環(huán)境和工作的時(shí)間段不同而對探測器的靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié)；也不能對探測器本身的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)測試等等。此后，國內(nèi)部分企業(yè)開始研究、開發(fā)智能型火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)。時(shí)隔兩年，在一九九六年的北京國際消防產(chǎn)品博覽會上，國內(nèi)十幾家企業(yè)都推出了自己的智能型系統(tǒng)，由于對智能型系統(tǒng)沒有一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，所以各廠家所宣傳的智能特性也各不相同。但都有一個(gè)明顯的特征，就是網(wǎng)絡(luò)化模塊化，應(yīng)用了一些成熟的、標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線技術(shù)。從此，使得我國的火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)的使用進(jìn)入了智能化的時(shí)代。1.2系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)和功能大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)是由火災(zāi)報(bào)警控制器、火災(zāi)探測器、手動(dòng)報(bào)警裝置、報(bào)警裝置等組成。如圖1.1所示。在圖1.1中，各種典型的火災(zāi)探測器和手動(dòng)報(bào)警按鈕位于保護(hù)建筑內(nèi)，下位機(jī)傳送火警信號，控制器經(jīng)正確判斷或火災(zāi)確認(rèn)后啟動(dòng)聲報(bào)警裝置，通告有關(guān)人員逃生，同時(shí)啟動(dòng)執(zhí)行環(huán)節(jié)滅火。系統(tǒng)也應(yīng)該報(bào)出系統(tǒng)的斷線、短路及接地等故障。該系統(tǒng)的中心是火災(zāi)報(bào)警控制器。如圖1.1所示，它主要分五部分：1.輸入單元它接收人工或自動(dòng)火災(zāi)探測器送來的信號，送至CPU加以判斷，確認(rèn)，并認(rèn)識相應(yīng)的編碼地址。2.輸出單元確認(rèn)火災(zāi)信號后，輸出單元一方面輸出聲，光報(bào)警信號，另一方面把相關(guān)信息發(fā)送給上位機(jī)，以便能從全局的角度采取滅火措施。3.監(jiān)控單元監(jiān)控單元的作用主要有兩個(gè)：一個(gè)是檢查報(bào)警控制器與探測器以及下位機(jī)與上位機(jī)之間的線路的狀態(tài)是否存在斷路，短路等故障，如果存在這些故障，報(bào)警器應(yīng)給出故障聲報(bào)警，以確保系統(tǒng)工作的可靠。監(jiān)控單元的另一個(gè)作用是自動(dòng)巡回檢測，自動(dòng)定期周而復(fù)始的逐個(gè)對編碼探測器發(fā)出的信號進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制器的實(shí)時(shí)控制。4.記憶單元實(shí)時(shí)時(shí)鐘記下第一次火災(zāi)報(bào)警的時(shí)間，直到火警消除，復(fù)位后方恢復(fù)正常。5.電源單元通常報(bào)警控制器的電源來自兩個(gè)電源，即雙電源。一個(gè)是采用220V市電整流進(jìn)行正常供電。另一個(gè)是蓄電池，平時(shí)對其進(jìn)行充電，當(dāng)有火災(zāi)時(shí)，可在失去正常供電的情況下繼續(xù)供電，以保證火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作。6.時(shí)鐘及時(shí)間記錄火災(zāi)報(bào)警控制器本身應(yīng)提供一個(gè)工作時(shí)鐘，用于對工作狀態(tài)提供監(jiān)測參考。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)，時(shí)鐘應(yīng)能指示并記錄準(zhǔn)確的報(bào)警時(shí)間。7.輸出控制火災(zāi)報(bào)警控制器應(yīng)具有一對以上的工作接點(diǎn)，用于火災(zāi)報(bào)警時(shí)的直接聯(lián)動(dòng)控制，如控制警鈴、啟動(dòng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)等。輸入輸入單元CPU電源輸出單元存儲器監(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)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)框圖2方案論證2.1火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是“大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)建立——硬件設(shè)計(jì)”，該系統(tǒng)的工作對象是大型建筑的火災(zāi)安全，該系統(tǒng)主要是火災(zāi)探測器、信號調(diào)理裝置、A/D轉(zhuǎn)換器、火災(zāi)聲報(bào)警裝置、鍵盤顯示裝置、電源電路等裝置構(gòu)成。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料和篩選器件，最終確立了設(shè)計(jì)中上述各工作模塊所采用的具體器件。火災(zāi)探測器分別采用DALLAS公司生產(chǎn)的一種DS18B20溫度傳感器及MQ-2煙霧傳感器模塊；信號調(diào)理裝置即為幾個(gè)簡單的電阻和可變電阻，使得傳感器的輸出滿足A/D轉(zhuǎn)換器的輸入即可；選用ADC0832作為該系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器；火災(zāi)報(bào)警裝置由聲報(bào)警系統(tǒng)組成。鍵盤顯示裝置直接與單片機(jī)的P3口相連，完成鍵盤輸入和LED顯示控制功能。只有上面所列的器件是不夠的，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)控系統(tǒng)方案論證在上述最終方案確定之前，火災(zāi)報(bào)警控制器選用的是MC8051，理由是MC8051功能強(qiáng)大，外圍電路簡單，資料比較多，設(shè)計(jì)中會省去一大部分的工作。但通過查閱大量資料和與當(dāng)今被廣泛應(yīng)用的器件進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的控制器對單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的容量有一定的要求，而MCS8051只有256B的數(shù)據(jù)存儲器，要是選用MCS8051單片機(jī)做火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的火災(zāi)報(bào)警控制器，就需要對單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展其數(shù)據(jù)和程序存儲器，此舉在當(dāng)今單片機(jī)已得到廣泛發(fā)展的今天是沒有必要的。最終方案中所選用的STC89C51作為主控制器，其數(shù)據(jù)和程序存儲器的容量是足夠系統(tǒng)的要求的。溫度傳感器選用DALLAS公司的DS18B20，在測量精度、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離和分辨率方面足夠滿足系統(tǒng)的要求。煙霧傳感器采用比較流行的MQ-2煙霧傳感器模塊，該模塊具有快速響應(yīng)恢復(fù)、長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性、對煙霧有良好的靈敏度。中央控制臺（上位機(jī)）中央控制臺（上位機(jī)）輸出通道（驅(qū)動(dòng)電路）輸入通道（數(shù)據(jù)通信，采集信號查詢報(bào)警發(fā)令復(fù)位編輯鍵盤鼠標(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)探測器探測器…………圖2.1理想系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖3系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)3.1中央處理器——STC89C513.1.1STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘、機(jī)器周期和6時(shí)鐘、機(jī)器周期可以任意選擇，HD版本和90C版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。1.增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051。2.工作電壓：5.5V-3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V-2.0V（3V單片機(jī)）。3.工作頻率范圍：0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的0-80MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz。4.用戶應(yīng)用程序空間：4K/8K/13K/32K/64K字節(jié)。5.片上集成1280字節(jié)或512字節(jié)RAM。6.通用I/O口（35/39個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）；P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。7.ISP（在系統(tǒng)可編程），IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0，TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成。8.有EEPROM功能。9.內(nèi)置看門狗。10.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（HD版本和90C版本才有），外部晶體20M以下時(shí)，可省略外部復(fù)位電路。11.共3個(gè)16定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用。12.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，powerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒。3.1.2STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如下圖3.1所示。其中包含中央處理器（CPU）、程序存儲器（Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、I/O接口、EEPROM、看門狗等模塊。STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(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)程序存儲器程序存儲器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/IAP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ControlUnitPort0,1,2,3,4鎖存器ControlUnitPort0,1,2,3,4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，p2，p3，p4圖3.1STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖3.2STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C51內(nèi)部有閃存儲器，芯片本身就是一個(gè)最小系統(tǒng)。在能滿足系統(tǒng)的性能要求的情況下，可優(yōu)先考慮采用此種方案。用這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、可靠。用AT89C52單片機(jī)構(gòu)成最小應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，只要將單片機(jī)接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路即可，與8031外擴(kuò)展程序存儲器的最小應(yīng)用系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)省去了外擴(kuò)程序存儲器的工作。該最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的數(shù)字量的測控單元。如圖3.2所示。圖3.2STC89C51的最小系統(tǒng)3.3下位機(jī)輸入通道元器件選擇3.3.1傳感器選擇隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境的發(fā)展，人員、設(shè)備和建筑對消防保護(hù)的要求也越來越高，促使火災(zāi)自動(dòng)探測報(bào)警系統(tǒng)不斷采用新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對人類生命和財(cái)產(chǎn)安全的可靠保障。如何進(jìn)一步縮短火災(zāi)探測報(bào)警的時(shí)間，減少火災(zāi)的發(fā)生，及時(shí)采取有效防火、滅活措施，為減少火災(zāi)損失提供寶貴的時(shí)間等等。所以，有好的火災(zāi)探測器在現(xiàn)場可靠的運(yùn)行是很重要的！由于本設(shè)計(jì)方案只針對普通的大空間可能發(fā)生的火災(zāi)，所以本設(shè)計(jì)方案選用感煙探測器和感溫探測器兩種。感溫探測器采用DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20溫度傳感器。DS18B20是1—Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點(diǎn)，超低的硬件開銷，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，是測溫系統(tǒng)的不二選擇。DS18B20的主要特征有：1）全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出。2）先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。3）最高12位分辨率，精度可達(dá)0.5°C。4）12位分辨率時(shí)最大工作周期為750毫秒。5）可選擇寄生工作方式。6）檢測溫度范圍為-55°C~+125°C（-67°F~+257°F）。7）內(nèi)置EEPROM，限溫報(bào)警功能。8）64位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品系列號，方便多機(jī)掛接。DS18B20芯片與單片機(jī)的接口如圖3.3所示，采用兩個(gè)DS18B20作為溫度采集系統(tǒng)。圖3.3DS18B20與單片機(jī)接口電路如圖所示，DS18B20只需要掛到單片機(jī)的一個(gè)I/O口上，由于單總線為開漏所以需要外接一個(gè)10K的上拉電阻。感煙探測器采用的是MQ-2煙霧傳感器模塊，它能準(zhǔn)確的探測到，CO，甲烷，煙霧等多種可能引發(fā)火災(zāi)的氣體的存在。它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適用與火災(zāi)中氣體的探測。該模塊具有如下特點(diǎn)：1）具有信號輸出指示。2）雙路信號輸出（模擬量輸出及TTL電平輸出）。3）TTL輸出有效信號為低電平。（當(dāng)輸出低電平是信號燈亮，可直接接單片機(jī)）4）模擬量輸出0~5V電壓，濃度越高越有效。5）對液化氣，天然氣，城市煤氣，煙霧有較好的靈敏度。6）具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。7）快速的響應(yīng)恢復(fù)特性。MQ-2煙霧傳感器模塊原理圖如圖3.4所示圖3.4MQ-2煙霧傳感器模塊原理圖3.3.2A/D轉(zhuǎn)換器選擇（1）ADC0832引腳結(jié)構(gòu)及應(yīng)用A/D轉(zhuǎn)換電路采用美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的8位雙通道A/D轉(zhuǎn)換專用芯片ADC0832，其引腳結(jié)構(gòu)如圖3.5所示,其中CS為片選使能，低電平芯片使能；CH0模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用；CH1模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用；GND為芯片參考0電位（地）；DI數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制；DO數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；CLK為芯片時(shí)鐘輸入；VCC（VREF）電源輸入及參考電源輸入（復(fù)用）。圖3.5ADC0832的引腳結(jié)構(gòu)圖 ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一個(gè)的模擬量轉(zhuǎn)換要求，其內(nèi)部電源輸入與參考電壓復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0V——5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32uS，具有雙數(shù)據(jù)輸出，可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。 正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別為CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片被禁用，CLK和DO/DI的電平可以任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，必須將CS使能端置位低電平并保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)有處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第一個(gè)時(shí)鐘脈沖的下降之前DI端必須是高電平，表示起始信號。在第二、三個(gè)脈沖下降之前DI端應(yīng)輸入2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)為“1”、“0”時(shí)，只對CH0進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換；當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)為“1”、“1”時(shí)，只對CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換；當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)此兩位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-,CH1作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第三個(gè)脈沖的下降之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的讀取。從第四個(gè)脈沖下降開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下降DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第十一個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，到此一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出完成。也正是從此開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第十一個(gè)字節(jié)的下降輸出DATA0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第十九個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以。作為單通道模擬信號輸入時(shí)ADC0832的輸入電壓是0-5V且8位分辨率時(shí)的電壓精度為19.53mV。ADC0832與單片機(jī)及MQ-2煙霧傳感器模塊的原理圖如圖3.6所示。圖3.6ADC0832、MQ-2煙霧傳感器模塊及單片機(jī)接口電路（2）ADC0832內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)ADC0832由一個(gè)8位輸入寄存器、一個(gè)8位DAC寄存器和一個(gè)8位D/A轉(zhuǎn)換器組成。結(jié)構(gòu)圖如圖3.7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VREF數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出圖3.7ADC0832的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖3.3.3下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)下位機(jī)的數(shù)據(jù)采集的主要流程為：現(xiàn)場的情況通過傳感器來反映，而從傳感器傳出來的信號是模擬量信號，該模擬量信號通過A/D轉(zhuǎn)換器，把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，只有轉(zhuǎn)化成數(shù)字量后，單片機(jī)才能接收到傳感器傳來的信號，下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理圖如圖3.8所示。圖3.8下位機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)原理3.4鍵盤/顯示接口電路設(shè)計(jì)本模塊以STC89C51單片機(jī)為控制核心，由于本模塊只用了5個(gè)按鍵，不需要譯碼器，直接與單片機(jī)的P3口相連，如圖所示，大大簡化了硬件設(shè)計(jì)，充分的利用了單片機(jī)的資源，這也是本設(shè)計(jì)的巧妙所在?？赏ㄟ^鍵盤來設(shè)置溫度上下限，并在液晶顯示屏1602上顯示。通過軟件編程，負(fù)責(zé)鍵盤掃描、消除抖動(dòng)處理和顯示輸出工作。系統(tǒng)框架電路圖如圖3.9和圖3.10所示。圖3.9鍵盤接口電路圖3.10顯示接口電路3.5報(bào)警電路設(shè)計(jì)大空間火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)主要是由聲報(bào)警組成。在火災(zāi)可能發(fā)生或發(fā)生時(shí)在或者某個(gè)火災(zāi)探測器出現(xiàn)問題的時(shí)候，都需要火災(zāi)的聲報(bào)警系統(tǒng)來提醒工作人員或告知有關(guān)人員逃生。下面分別對火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的聲報(bào)警系統(tǒng)做詳細(xì)的介紹?；馂?zāi)報(bào)警控制器在兩種情況下發(fā)出聲音報(bào)警：當(dāng)檢測到故障信號時(shí)（如傳感器斷線，電纜斷線或傳感器接觸不良時(shí)）由蜂鳴器發(fā)出故障報(bào)警信號，蜂鳴器工作電流12mA，由P2.3經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大電路驅(qū)動(dòng)。原理圖如圖3.11所示；當(dāng)檢測到火災(zāi)時(shí)，由報(bào)警器發(fā)出警鈴報(bào)警，它由三極管8550、電子和無源蜂鳴器相關(guān)電路夠成。圖3.11聲報(bào)警系統(tǒng)電路原理圖3.6電源電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，由于MQ-2煙霧傳感器模塊對電流要求比較高，故外加的穩(wěn)壓器必須達(dá)到足以提供模塊工作以及其他電路工作的條件，所以本系統(tǒng)采用開關(guān)電源芯片LM2576完成從12V到5V的轉(zhuǎn)換，為系統(tǒng)供電。3.6.1+5V3A直流穩(wěn)壓電路原理+5V直流穩(wěn)壓電源的工作電路,傳統(tǒng)方式采用分立元件構(gòu)成,該火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)采用美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓型穩(wěn)壓器LM2576。它內(nèi)含固定頻率振蕩器（52kHz）和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器（1.23V），并具有完善的保護(hù)電路，包括電流限制及熱關(guān)斷電路等，利用該器件只需極少的外圍器件便可構(gòu)成高效穩(wěn)壓電路。LM2576因其穩(wěn)壓精度高、工作穩(wěn)定可靠、外圍電路簡單、容易設(shè)計(jì)和制作、體積小、重量輕、成本低、維修簡單等優(yōu)點(diǎn)，所以在各種電源電路中得到了普遍的應(yīng)用。LM2576系列開關(guān)穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下：

●最大輸出電流：3A；

●最高輸入電壓：LM2576為40V，LM2576HV為60V；

●輸出電壓：3.3V、5V、12V、15V和ADJ（可調(diào)）等可選；

●振東頻率：52kHz；

●轉(zhuǎn)換效率：75%～88%（不同電壓輸出時(shí)的效率不同）；

●控制方式：PWM；●工作溫度范圍：-40℃～+125℃

●工作模式：低功耗/正常兩種模式可外部控制；

●工作模式控制：TTL電平兼容；

●所需外部元件：僅四個(gè)（不可調(diào)）或六個(gè)（可調(diào)）；

●器件保護(hù)：熱關(guān)斷及電流限制；

●封裝形式：TO-220或TO-263。LM2596的典型應(yīng)用電路如圖3.12所示，這是一個(gè)輸出+5V直流電壓的穩(wěn)壓電路。IC采用LM2576，C4、C5、C6、C7分別為輸入端和輸出端濾波電容，D1為續(xù)流二極管。L1為儲能功率電感。圖3.12+5V直流穩(wěn)壓原理圖3.6.2+5V3A直流穩(wěn)壓電路參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，圖3.17中電感L1的選擇要根據(jù)LM2576的輸出電壓、最大輸入電壓、最大負(fù)載電流等參數(shù)選擇，首先，依據(jù)如下公式計(jì)算出電壓.微秒常數(shù)（E.T）:E.T=(Vin-Vout)*Vout/Vin*1000/f上式中，Vin是LM2576的最大輸入電壓，Vout是LM2576的輸出電壓，f是LM2576的工作振蕩頻率值（52kHz）。E.T確定之后，就可參照參考文獻(xiàn)所提供的相應(yīng)的電壓.微秒常數(shù)和負(fù)載電流曲線來查找所需的電感值。該電路中的輸入電容C4一般應(yīng)大于或等于100uF，安裝時(shí)要盡量靠近LM2576的輸入引腳，其耐壓值應(yīng)與最大輸入電壓值相匹配。而輸出電容C6的值應(yīng)根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算（單位：uF）：C=13300Vin/Vout*L上式中，Vin是LM2576的最大輸入電壓，Vout是LM2576的輸出電壓，L是經(jīng)過計(jì)算并查表選出的電感L1的值，其單位是uH。電容C的耐壓值應(yīng)大于額定輸出電壓的1.5~2倍。對于5V電壓輸出而言，推薦使用耐壓值為16V。二極管D1的額定電流值應(yīng)大于最大負(fù)載電流的1.2倍，考慮到負(fù)載短路的情況，二極管的額定電流值應(yīng)大于LM2576的最大電流限制。二極管的反向電壓應(yīng)大于最大輸入電壓的1.25倍，推薦使用IN582X系列的肖特基二極管。 Vin的選擇應(yīng)考慮交流電壓最低跌落值（Vac-min）所對應(yīng)的LM2576輸入電壓值及LM2576的最小輸入允許電壓值Vmin（以5V電壓輸出為例，該值為8V），因此，Vin可依據(jù)下式計(jì)算：Vin=（220Vmin/Vac-min）如果交流電壓最大允許跌落30%（Vac-min=154V）、LM2576的電壓輸出為5V（Vmin=8V），則當(dāng)Vac=220V時(shí)，LM2576的輸入直流電壓應(yīng)大于11.5V，通?？蛇x為12V。4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主機(jī)程序流程圖為了便于系統(tǒng)維護(hù)和功能擴(kuò)充，本系統(tǒng)采用了模塊化程序設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)各個(gè)模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4.1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給報(bào)警器是傳送信號給報(bào)警器否結(jié)束結(jié)束圖4.1主程序流程圖4.1.1DS18B20子程序流程圖DS18B20子程序流程圖如圖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操作命令存儲操作命令存儲操作命令讀取溫度值讀取溫度值返回返回圖4.2DS18B20子程序流程圖4.1.2MQ-2煙霧傳感器模塊子程序流程圖MQ-2煙霧傳感器模塊子程序流程圖如圖4.3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4.3MQ-2煙霧傳感器模塊子程序流程圖4.1.3LCD1602子程序流程圖LCD1602子程序流程圖如圖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4.4LCD1602子程序流程圖4.1.4AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖如圖4.5所示。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4.5AD轉(zhuǎn)換子程序流程圖4.2總體程序總體程序見附錄3主要程序。5硬件制作及調(diào)試本硬件的制作調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩部分。 經(jīng)過初步的分析設(shè)計(jì)后，在設(shè)計(jì)制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試穿插進(jìn)行，應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障是在調(diào)試軟件時(shí)才發(fā)現(xiàn)的。但通常是先排除硬件系統(tǒng)中明顯的硬件故障后才和軟件結(jié)合起來調(diào)試，如此才有利于問題的分析和解決，不會造成問題的積累，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間。軟件編程中，我首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。5.1使用的儀器儀表及工具 筆記本一臺； 單片機(jī)仿真器一臺； DT9205A型數(shù)字萬用表一個(gè)； TLW-T調(diào)溫烙鐵一把； Keil開發(fā)軟件一套。5.2硬件制作與調(diào)試5.2.1系統(tǒng)PCB板的設(shè)計(jì) PCB即印刷電路板，是電子電路的承載體。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，幾乎都離不開PCB。PCB板的設(shè)計(jì)是電路設(shè)計(jì)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是對原理圖的再設(shè)計(jì)。因此PCB板的設(shè)計(jì)是理論設(shè)計(jì)到實(shí)際應(yīng)用一個(gè)十分重要的內(nèi)容。印刷電路板（PCB）是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐體。因此，在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，必須遵守印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)采用Altium公司PROTEL系列設(shè)計(jì)完成SCH到PCB的設(shè)計(jì)，并且手工完成電路焊接以及整機(jī)的裝配。5.2.2系統(tǒng)硬件調(diào)試 本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進(jìn)行調(diào)試：（1）邏輯錯(cuò)誤調(diào)試樣機(jī)硬件的邏輯錯(cuò)誤是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。這類錯(cuò)誤包括：錯(cuò)線、開路、短路等幾種，其中短路是最常見的故障。（2）器件調(diào)試元器件失效的原因有兩個(gè)方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯(cuò)誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯(cuò)誤，集成塊安裝方向錯(cuò)誤等。（3）可靠性調(diào)試引起系統(tǒng)不可靠的因素很多，如金屬化孔、接插件接觸不良會造成系統(tǒng)時(shí)好時(shí)壞；內(nèi)部和外部的干擾、電源紋波系數(shù)過大、器件負(fù)載過大等造成邏輯電平不穩(wěn)定；另外，走線和布局的不合理等也會引起系統(tǒng)可靠性差。（4）電源故障若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。電源的故障包括：電壓值不符合設(shè)計(jì)要求，電源引出線和插座不對應(yīng)，電源功率不足、負(fù)載能力差。在本次調(diào)試在調(diào)試樣機(jī)加電之前，先用萬用表和示波器,根據(jù)硬件電氣原理圖和裝配圖仔細(xì)檢查樣機(jī)線路的正確性，并核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。還特別注意電源的走線，防止電源之間的短路和極性錯(cuò)誤，并重點(diǎn)檢查擴(kuò)展系統(tǒng)總線是否存在相互間的短路；或其它信號線的短路，由于本設(shè)計(jì)的印刷電路板布線密度較高，出現(xiàn)了幾處因工藝原因造成短路，短路點(diǎn)用刻刀斷開。對于樣機(jī)所用的電源事先做了單獨(dú)調(diào)試，調(diào)試好后，檢查其電壓值、負(fù)載能力、極性等均符合要求，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)會損壞仿真器。5.3軟件調(diào)試軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。本系統(tǒng)采用模塊程序設(shè)計(jì)技術(shù)，逐個(gè)模塊調(diào)好以后，再進(jìn)行系統(tǒng)程序總調(diào)試。在調(diào)試第一個(gè)任務(wù)時(shí)，同時(shí)也調(diào)試相關(guān)的子程序、中斷服務(wù)程序和操作系統(tǒng)的程序。等逐個(gè)任務(wù)調(diào)試好以后，再使各個(gè)任務(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、CPU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)的主要任務(wù)是大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì),主要由硬件電路和系統(tǒng)軟件兩部分構(gòu)成。在軟件編寫過程中，一定要注意的每個(gè)元器件的工作情況，確保各個(gè)芯片的時(shí)序的正確。從整體來說這是一個(gè)復(fù)雜的過程，要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉著冷靜，反復(fù)檢查。本設(shè)計(jì)主要從硬件方面介紹，在軟件部分也做了些大概介紹，此設(shè)計(jì)對于大空間提供全方位監(jiān)控報(bào)警的智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的研究也具有一定的借鑒意義。本大空間火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室監(jiān)控系統(tǒng)具體功能如下：1）高溫報(bào)警功能如果當(dāng)前大空間內(nèi)的溫度達(dá)到某一上限值（即火災(zāi)即將發(fā)生），火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)便會用喇叭播放報(bào)警。2）煙霧報(bào)警功能大空間的煤氣、天然氣等可燃?xì)怏w或煙霧的濃度超標(biāo)時(shí)，火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)便會報(bào)警，可有效防止火災(zāi)事故的發(fā)生，確保人身不受傷害。本系統(tǒng)采用最簡單的電路、最便宜的電路芯片實(shí)現(xiàn)了完善的功能，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，充分發(fā)揮了智能火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)越性。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方面的不足，系統(tǒng)在硬件和軟件方面還存在一些缺陷，需要進(jìn)一步加以改進(jìn)和完善。致謝通過這次設(shè)計(jì)，我既鞏固了過去學(xué)過的專業(yè)知識，又學(xué)到了許多新知識。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，使我真正感受到了知識的力量，但也使我知道了自己的不足和一種危機(jī)感。我會在以后的工作中繼續(xù)努力進(jìn)取、不驕不躁，為祖國建設(shè)事業(yè)出一份力。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠很順利的完成，最主要的是孫老師的細(xì)心的解答和不斷的鼓勵(lì)，使我每當(dāng)遇到困難的時(shí)候不急躁，在有所成就的時(shí)候不驕傲，才使我的本次畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成，再次對孫老師表達(dá)誠摯的謝意！由于本人水平有限，加之時(shí)間倉促，設(shè)計(jì)中疏漏和錯(cuò)誤之處在所難免，希望老師給予諒解，同時(shí)也希望老師加以指正和批評，使我在以后的學(xué)習(xí)和工作中取得更大的成績。參考文獻(xiàn)[1]趙繼文.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社，2002.9:53~68[2]何希才.傳感器及其應(yīng)用電路.北京：電子工業(yè)出版社，2001.3:54~96[3]皮壯行.可編程序控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000:67~75[4]謝瑞和.串行技術(shù)大全.北京：清華大學(xué)出版社，2003.4:14~23[5]高海生等主編.單片機(jī)及應(yīng)用技術(shù)大全[M].成都：西南交通大學(xué)出版社.1996：78-82[6]孫凱.火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng).傳感器世界，2003(5):13-16[7]蔡得聰.傳感器的發(fā)展方向及數(shù)字傳感器的地位.電氣自動(dòng)化2003(9)：21-23[8]將文光.多機(jī)通信技術(shù).電氣自動(dòng)化2004(6)：12-15[9]黃石.單片機(jī)與單片機(jī)之間的通信.商秋學(xué)院學(xué)報(bào)2003(5)：19-24[10]楊野.火災(zāi)報(bào)警技術(shù)的發(fā)展.電氣自動(dòng)化2004(3)：23-27[11]JohnL.Hennessy,DavidAPattersonComputerOrganizationandDesign:TheHardware/softwareInterface,SanFrancisco:MorganKaufmanPublisher,Inc,1997:78-82[12]ALWilliams,EmbeddedInternetDesign,McGrawhill,July2002:254-262[13]DreamtechSoftwareTeam,ProgrammingforEmbeddedSystems-CrackingtheCode,HungryMinds,April2002:145-147[14]沙占友.新型單片機(jī)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2001：32-48[15]廉保旺，李勇，張怡，趙乃煌．智能火災(zāi)報(bào)警控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)．西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)［N］，1999，17(4):520-524附錄1：電路原理圖附錄2：PCB板附錄3：主要程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineXTAL11059200//CUP 晶振頻率#definebaudrate9600//通信波特率//定義1602指令集//#defineCMD_clear0x01//清除屏幕#defineCMD_back0x02//DDRAM回零位,數(shù)據(jù)指針清零#defineCMD_dec10x04//讀入后AC（指針）減1，向左寫#defineCMD_add10x06//讀入后AC（指針）加1，向右寫#defineCMD_dis_gb10x0f//開顯示_開光標(biāo)_開光標(biāo)閃爍#defineCMD_dis_gb20x0e//開顯示_開光標(biāo)_關(guān)光標(biāo)閃爍#defineCMD_dis_gb30x0c//開顯示_關(guān)光標(biāo)_關(guān)光標(biāo)閃爍#defineCMD_OFF_dis0x08//關(guān)顯示_關(guān)光標(biāo)_關(guān)光標(biāo)閃爍sbitDQ=P2^0;//溫度輸入口2^0uinttemp;//variableoftemperature定義一個(gè)變量ucharflag1,flag;//定義一個(gè)標(biāo)志,標(biāo)志溫度是負(fù)還是正,1為負(fù),0為正ucharup=30,down=12;//設(shè)定上下限值,默認(rèn)值sbit KEY1=P3^3;sbit KEY2=P3^4;sbit KEY3=P3^5;sbit KEY4=P3^6;sbit KEY5=P3^7;sbitbeep=P2^4;//************************************/串口初始化**************************************/voidStartUART(void){ EA=1;//"中斷總允許"TMOD=0x20; //定時(shí)器1工作于8位自動(dòng)重載模式,用于產(chǎn)生波特率 TH1=(unsignedchar)(256-(XTAL/(32L*12L*baudrate))); TL1=(unsignedchar)(256-(XTAL/(32L*12L*baudrate)));//定時(shí)器0賦初值 SCON=0x50; //設(shè)定串行口工作方式 PCON&=0x00; //波特率不倍增 TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器1 IE=0x00; //禁止任何中斷}//************************************通過串口將接收到數(shù)據(jù)發(fā)送給PC端**************************************voidR_S_Byte(ucharR_Byte){ SBUF=R_Byte;while(TI==0); //查詢法 TI=0; }/***************************************//*延時(shí)子程序*//***************************************/voiddelayus(uinti)//delay{while(i--);}voidDelay(unsignedints){ unsignedinti; for(i=0;i<s;i++); for(i=0;i<s;i++);}/************************************************//*初始化ds18b2子函數(shù)**//************************************************/voidInit_DS18B20(void){ucharx=0;DQ=1;//DQ復(fù)位delayus(8);//稍做延時(shí)DQ=0;//單片機(jī)將DQ拉低delayus(80);//精確延時(shí)大于480usDQ=1;//拉高總線delayus(14);x=DQ;//稍做延時(shí)后如果x=0則初始化成功x=1則初始化失敗delayus(20);}/*************************************************//*讀字節(jié)子函數(shù)*//*************************************************/ReadOneChar(void){uchari=0;uchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號dat>>=1;//數(shù)據(jù)右移一位DQ=1;//給脈沖信號if(DQ)//DQ為1dat|=0x80;//讀出數(shù)據(jù)delayus(4);//延時(shí)}return(dat);}/*************************************************//*寫字節(jié)子函數(shù)*//*************************************************/voidWriteOneChar(unsignedchardat){uchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;//寫入一位數(shù)據(jù)delayus(5);DQ=1;dat>>=1;//右移一位數(shù)據(jù)}}/******************************************//*發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令*//******************************************/voidtmpchange(void)//DS18B20beginchange{Init_DS18B20();//初始化DS18B20delayus(200);//延時(shí)WriteOneChar(0xcc);//跳過序列號命令WriteOneChar(0x44);//發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令}/******************************************//*讀出溫度函數(shù)并且顯示溫度*//******************************************///uinttmp()//getthetemperature//{// chara=0,b=0,c=0;//Init_DS18B20();//初始化ds18b2子函數(shù)//delayus(1);//WriteOneChar(0xcc);//跳過ROM命令//WriteOneChar(0xbe);//發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令//temp_data[0]=ReadOneChar();//連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)//temp_data[1]=ReadOneChar();//temp=temp_data[1];//temp<<=8;//temp=temp|temp_data[0];//兩字節(jié)合成一個(gè)整型變量。//TempBuffer[5]=temp_data[0];//TempBuffer[6]=temp_data[1];// //returntemp;//返回溫度值//}voidprintTemperature(void){ //寫一個(gè)字節(jié) ucharx,y,M,N,tt; uinti=0; floatbb; unsignedchara=0,b=0,c=0; Init_DS18B20();//初始化ds18b2子函數(shù) delayus(1); WriteOneChar(0xcc);//跳過ROM命令 WriteOneChar(0xbe);//發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令temp=ReadOneChar();//連續(xù)讀兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)tt=ReadOneChar(); //低字節(jié) i=tt; i<<=8; i=i|temp;//把溫度傳感器讀出的兩個(gè)字節(jié)轉(zhuǎn)換成一個(gè)字節(jié) if(tt&0xf8) { flag=1; i=(~i+1); } //使用DS18B20的默認(rèn)分辨率12位,精確度為0.0625度,即讀回?cái)?shù)據(jù)的最低位代表0.0625度 bb=i*0.0625; i=bb*10+0.5;//放大10倍輸出并四舍五入 if(i<=down*10|i>=up*10) { beep=0; Delay(1800); beep=1; } else beep=1; x=up/10; y=up%10; print2(0x89+5,x+0x30); print2(0x89+6,y+0x30); M=down/10; N=down%10; print2(0x89+0x40+5,M+0x30); print2(0x89+0x40+6,N+0x30); if(flag) print2(0x83,'-'); a=i/100; if(a>0x09) { print(0x84,"--.-"); } else { print2(0x84,a+0x30);//顯示溫度十位 b=i/10-a*10; print2(0x85,b+0x30);//個(gè)位 print(0x86,".");//"." c=i-a*100-b*10; print2(0x87,c+0x30);//小位1位 } print2(0x88,0xdf);//度C print2(0x89,0x43); }//**********************************主函數(shù)**********************************/voidmain(void){ StartUART(); init();//1602初始化 init_1602();//1602開始畫面 Delay(6000); while(1) {// if(KEY1==0)// { // Delay(1000);// if(KEY1==0)// {// up++;// while(!KEY1);//松手檢測// }// }// if(KEY2==0)// { // Delay(1000);// if(KEY2==0)// {// up--;// while(!KEY2);// }// }// if(KEY3==0)// { // Delay(1000);// if(KEY3==0)// {// down++;// while(!KEY3);// }// }// if(KEY4==0)// { // Delay(1000);// if(KEY4==0)// {// down--;// while(!KEY4);// }// } printTemperature(); } }基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究HYPERLINK"/detail.htm?277