商場火災檢測與自動報警控制系統(tǒng)的設計

商場火災檢測與自動報警控制系統(tǒng)的設計摘要：介紹了一種基于單片機控制的火災報警系統(tǒng)，它選用溫度煙霧傳感器作為敏感元件，一旦出現(xiàn)異常，系統(tǒng)將顯示出具體的事故位置，并啟動報警裝置。是集預防、檢測、報警于一體的智能化火災自動報警系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件由結(jié)構(gòu)化模塊組成，整個系統(tǒng)具有可靠性高，精確，使用靈活方便等優(yōu)點。關鍵詞：單片機；溫度煙霧傳感器；A/D轉(zhuǎn)換器；多路模擬轉(zhuǎn)換開關；中圖資料法分類號：TP273DesignoffireexamineandautomaticcontrolsystemofgivinganalarminmarketplaceYangMing(Departmentofelectricengineering,Henanuniversityofscienceandtechnology，Jiaozuo454000,Henan)Abstract:Acontrolsystemofgivinganalarmbasedonsinglechipmicrocomputerisdesigned．Itchoosetemperatureandfogsensorassensitivitycomponent,oncefindingurgentcase,systemwillshowexactaccidentlocationandstartupinstallationofgivinganalarm．Itisaintelligentizedfireexamineandautomaticcontrolsystem.Thesystemsoftwareincludesofsomestructuredmodules.Keywords:singlechipmicrocomputer;temperatureandfogsensor;A/Dtransition;simulationswitchofroutes;1前言目前，隨著國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的需要，各大中城市都側(cè)重于興建大型豪華賓館酒店、辦公樓、購物商場等公共場所，在一定程度上，就加大了防火滅火的困難，迫切需要在智能建筑中設計一套火災自動報警系統(tǒng)?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)探測火災隱患，肩負安全防范重任，是智能建筑中建筑設備自動化系統(tǒng)（CBS）的重要組成部分。智能建筑中的火災自動報警系統(tǒng)設計首先必須符合GB50116-98《火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范》的要求，同時也要適應智能建筑的特點，合理選配產(chǎn)品，做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理?；馂淖詣訄缶到y(tǒng)有區(qū)域報警系統(tǒng)，集中報警系統(tǒng)和控制中心報警系統(tǒng)三種基本形式，具體采用何種報警，可根據(jù)工程建設規(guī)模，保護對象的性質(zhì)，區(qū)域劃分和消防管理機構(gòu)等因素綜合分析后確定。本設計采用集中報警系統(tǒng)，將所監(jiān)視的若干區(qū)域內(nèi)的傳感器輸入的電壓信號，以聲、光形式顯現(xiàn)出來，將著火區(qū)域和該區(qū)域的具體著火部位顯示在屏幕上。隨著人們對火災初期特征研究和火災探測技術(shù)研究的不斷深入，一些發(fā)達國家對早期火災探測報警技術(shù)的研究與產(chǎn)品開發(fā)十分重視。早在20世紀80年代，日本、美國、英國、瑞士、德國、澳大利亞等國家就開始投入大量的科研經(jīng)費、科技力量進行技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)。對于易燃、易爆場所，一旦爆炸起火，火勢蔓延速度之快，難以控制等特點，人們開發(fā)研制了在火災爆炸事故之前，從可燃氣體濃度方面進行故障和火災爆炸危險性等方面預測的線型可燃氣體探測報警系統(tǒng)。它采用光學原理利用不同氣體在光譜特性的差別進行氣體濃度探測,從根本上解決了點型可燃氣體傳感元件中毒、穩(wěn)定性差、壽命短等缺陷,用于大面積可燃氣體探測報警時,性能價格比較高,其原理可擴展用于其他場所氣體泄漏的監(jiān)測?；馂奶綔y報警系統(tǒng)可靠性的提高體現(xiàn)在用智能技術(shù)處理傳感器提供的火災信息。人們建立了多種火災探測算法、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡模式，也有從事研究非火災探測的模式。而各種單一傳感器提供的火災信息均混雜非火災信息,給從傳感器提供的火災信息上判別火災增加了難度。于是人們開始探索新型探測原理的傳感器件(如氣體氣味傳感器等)和復合探測器，取得顯著成效的是對火災過程的多參數(shù)進行監(jiān)測的復合傳感器。它對火災產(chǎn)生的多種參數(shù)進行多種信息的分析，排除干擾，確定火災，從而提高了判斷火災的準確性。而與之配套的硬件則采用復合多傳感等傳感方式，為判斷火災提供更加充分的火災信息。成熟的產(chǎn)品有溫、煙復合型智能火災探測報警系統(tǒng)，并已用于實際工程。我國的火災報警器控制系統(tǒng)經(jīng)歷了從無到有、從簡單到復雜的發(fā)展過程，其智能化速度也越來越高。目前國內(nèi)廠家多偏重于大型倉庫，商場，高級寫字樓，賓館等場所大型火災報警系統(tǒng)的研發(fā)，他們采用集中區(qū)域控制方式，其系統(tǒng)復雜、成本較高?；馂牡陌l(fā)生和發(fā)展過程是一個復雜的物理化學過程,而且與環(huán)境的相關性很強。一個火災過程一般都伴隨著煙氣、溫、光等信號的產(chǎn)生?；诓煌h(huán)境及不同燃燒物成分的火災的生成氣成分、煙霧的粒徑構(gòu)成、溫度分布及光譜均有不同，因此，火災過程涉及多個物理和化學參數(shù)，而且特征性比較強，與一般的擾動有著本質(zhì)的區(qū)別。基于這種特性，多元復合探測技術(shù)在火災探測領域得到廣泛采用，如采用物復合的雙波段火焰探測器等。近年來，CO傳感技術(shù)有了一定的突破，功耗顯著理參數(shù)復合的溫煙復合探測器，采用不同波段光傳感器降低,靈敏度有了一定的提高，壽命也有所增加。眾所周知CO是幾乎所有燃燒過程的生成物,CO傳感器的引入對提高火災探測器的可靠性具有深遠的意義。目前,許多廠家及科研機構(gòu)都在進行包含CO傳感器的復合型探測器的研制工作，并取得了一定的進展。隨著傳感技術(shù)及火災特征性研究的發(fā)展,復合探測技術(shù)將逐漸成熟,從而從根本上解決由于特征分析無法辨識火災與非火災參數(shù)而引起的誤報問題。我國自1985年以來，單片機的開發(fā)和應用取得了一定的進展，尤其進入90年代以后，在自動控制、智能儀表、自動測試、家電、通訊得到了很好的應用，其中用單片機開發(fā)的火災自動報警器就是很好的一例火災自動報警器最初是以晶體管繼電器為分立元N-傳感器數(shù)量（只），取整數(shù)；S-該探測區(qū)域的面積（m2）；A-傳感器的保護面積（m2）；K-修正系數(shù)特級保護對象取0.70へ0.8，一級保護對象取0.8へ0.9，二級保護對象取0.9へ1.0：注：感煙和感溫傳感器均以此式計算。（3）火災傳感器按其結(jié)構(gòu)和作用原理不同，可分為感溫探測器，感煙探測器，感光探測器，可燃氣體探測器等，它們分別適用于不同場合。為了準確的進行火災報警，針對商場，選用合適的溫度和煙霧傳感器是準確報警的前提，綜合考慮各種因素，本系統(tǒng)選擇集成溫度傳感器AD590和氣體傳感器TGS202用作采集系統(tǒng)的敏感元件。AD590是美國AnalogDevices公司生產(chǎn)的一種電流型二端溫度傳感器。電路如圖4所示。AD590測量熱力學溫度、攝氏溫度、兩點溫度差、多點最低溫度、多點平均溫度的具體電路，廣泛應用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補償。AD590是一種電流型溫度傳感器。它的主要特性如下：流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/K式中：—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學溫度，單位為K。AD590的測溫范圍為-55℃～+150AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。輸出電阻為710MW。精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。由于AD590是電流型溫度傳感器，它的輸出同絕對溫度成正比，即1uA/k,而數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD0809的輸入要求是電壓量，所以在AD590的負極接出一個10k歐的電阻R1和一個100歐的可調(diào)電阻W，將電流量變?yōu)殡妷毫克腿階DC0809。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，便可在輸出端VT獲得與絕對溫度成正比的電壓量，即10mV/K。由于在火災發(fā)生時，將會出現(xiàn)木材、纖維、紙張等大量材料的燃燒?；馂闹袣怏w煙霧主要是CO2和CO。TGS202氣體傳感器都能探測CO2，CO，甲烷，煤氣等多種氣體，它靈敏度高，穩(wěn)定性好，適合于火災中氣體的探測，具有長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。鑒于以上情況，本次設計中的氣體傳感器采用TGS202型氣敏傳感器。如圖5所示，當TGS202探測到CO2或CO時，傳感器的內(nèi)阻變小，VA迅速上升。選擇適當?shù)碾娮枳柚担沟卯敋怏w濃度達到一定程度（如CO濃度達到0.06%）時，VA端獲得適當?shù)碾妷海ㄔO為3V）。符號參數(shù)名稱技術(shù)條件Tao使用溫度-20℃as儲存溫度-20℃RH相對濕度小于95%RHO2氧氣濃度21%(標準條件)氧氣濃度

會影響靈敏度特性表1TGS202環(huán)境條件表2.1.2多路模擬轉(zhuǎn)換開關如圖7所示AD7501的引腳和等值圖。包括，8路輸入：S1～S8，1路輸出：OUT。

輸出選擇：當EN有效時，A2～A0選擇S1～S8中某路輸出。例如，A2A1A0=000時，OUT=S1。在本系統(tǒng)中，由于AD7501是一種8路模擬輸入的器件，故可接8路溫度煙霧傳感器，8片AD7501分別接到ADC0809的8路模擬輸入端口時，8片AD7501的控制線A2，A1，A0分別并聯(lián)接至單片機的P1.0，P1.1和P1.2，由P1.0，P1.1，P1.2連續(xù)不斷的提供000～111的變化信號，由于AD7501的EN端高電平有效，在設計中，8片AD7501的EN端通過譯碼電路后分別接到單片機的P1.3，P1.4，P1.5分時提供高電平，連續(xù)不斷的選定8片AD7501，同時，AD7501的A2，A1，A0在000～111的變化信號下，巡回檢測8路模擬量輸入，并將采集到的數(shù)據(jù)通過A/D轉(zhuǎn)換器傳送至內(nèi)部電路。具體電路如圖7所示。2.1.3AA/D轉(zhuǎn)換器芯片的種類較多，按轉(zhuǎn)換原理可分為計數(shù)器式A/D，逐次逼近式A/D，雙積分式A/D，并行A/D等多種。根據(jù)系統(tǒng)要求，我們選用ADC0809轉(zhuǎn)換器。ADC0809是National半導體公司生產(chǎn)CMOS材料的A/D轉(zhuǎn)換器。它是具有8個通道的模擬量輸入線，可在程序控制下對任意通道進行A/D轉(zhuǎn)換，得到8位二進制數(shù)字量。其主要技術(shù)指標如下：電源電壓：6.5V分辨率：8位時鐘頻率：640KHZ轉(zhuǎn)換時間：100μS未經(jīng)調(diào)整誤差：1/2LSB和1LSB模擬量輸入電壓范圍：0－5V功耗：15為了滿足多種需要，目前已經(jīng)設計并生產(chǎn)出多種高質(zhì)量的A/D轉(zhuǎn)換器。在A/D轉(zhuǎn)換器芯片里面集成了多路開關，采樣保持器和A/D轉(zhuǎn)換器?？煞奖愕臉?gòu)成多通路模擬量輸入通道。ADC0809是單片雙列直插式集成電路芯片，是8通路8位A/D轉(zhuǎn)換器，其主要特點是：分辨率8位；總的不可調(diào)誤差為1LSB；當模擬輸入電壓范圍為0—5V時，可使用單一的+5V電源；轉(zhuǎn)換時間100us；溫度范圍-45—+86度；可直接與CPU連接，不需要另加接口邏輯；內(nèi)部帶8路模擬開關，可以輸入8路模擬信號；輸出帶鎖存器；邏輯電平與TTL兼容。1.電路組成及轉(zhuǎn)換原理ADC0809是一種帶有8位轉(zhuǎn)換器、8位多路切換開關以及與微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。8位A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換方法為逐次逼近法。在A/D轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部含有一個高阻抗抗斬波穩(wěn)定比較器，一個帶有模擬開關數(shù)組的256R分壓器，以及一個逐次逼近的寄存器。八路的模擬開關由地址鎖存器和譯碼器控制，可以在八個通道中任意訪問一個單邊的模擬信號。ADC0809無須調(diào)零和滿量程調(diào)整，又由于多路開關的地址輸入能夠進行鎖存和譯碼，而且它的三態(tài)TTL輸出也可以鎖存，所以易于與微處理機進行接口。ADC0809由兩大部分所組成，第一部分為八通道多路模擬開關，它的基本原理與CD4051類似。它用于控制C、B、A端子和地址鎖存允許端子，可使其中一個通道被選中。第二部分為一個逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，它由比較器、控制邏輯、輸出緩沖鎖存器、主次、逐次逼近寄存器以及開關數(shù)組和256R電阻分壓器組成。后兩種電路（即開關樹組和256R電阻分壓器）組成D/A轉(zhuǎn)換器。控制邏輯用來控制逐次逼近寄存器從高位到低位逐次取“1”，然后將此數(shù)字量送到開關樹組（8位開關），用來控制開關S7—S0與參考電平相連接。參考電平經(jīng)256R權(quán)電阻分壓器，則輸出一個模擬電壓U0，U0與UI在比較器中進行比較。當U0>UI時,本位D=0;當U0<UI時,則本位D=1.因此,從D0-D7比較8次即可逐次逼近寄存器中的數(shù)字量,即與模擬量UI所相當?shù)臄?shù)字量相等.此數(shù)字量送入輸出鎖存器,并同時發(fā)轉(zhuǎn)換結(jié)束脈沖.2.ADC0809的外引腳及功能D0～D7：8位數(shù)字量輸出引腳；IN0～IN7：8位模擬量輸入引腳；START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端，當START為高電平時，開始A/D轉(zhuǎn)換；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，當A/D轉(zhuǎn)換完畢之后，發(fā)出一個正脈沖,表示A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，此信號可用作為A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束的檢測信號或中斷申請信號；OE(OUTPUTENABLE)：輸出允許控制端，如此信號被選中時，允許從A/D轉(zhuǎn)換器中讀取數(shù)字量；CLOCK：時鐘信號輸入端；ALE：地址鎖存允許信號輸入端，高電平有效。當ALE為高電平時，允許C、B、A所示的通道被選中，并將該通道的模擬量接入A/D轉(zhuǎn)換器；ADCA、ADCB、ADCC：地址輸入線，經(jīng)譯碼后可選通IN0～IN7八通道中的一個通道進行轉(zhuǎn)換。A、B、C的輸入與被選通的通道的關系如表2所示。被選通的通道CBAIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7000011110011001101010101表2輸入與被選通的通道關系當CBA為000時，選中IN0通道接入；當CBA為001時，選中IN1通道接入；當CBA為111時，選中IN7通道接入。VREF（+）、VREF（-）：參考電壓端子，用來提供D/A轉(zhuǎn)換器權(quán)電阻的標準電平。在單極性輸入時，VREF（+）=5V，VREF（-）=0V；當模擬量為雙極性時，VREF（+）、VREF（-）分別接+、—極性的參考電壓。3.與系統(tǒng)的連接信號目前微機控制系統(tǒng)中都采用集成電路A/D轉(zhuǎn)換器芯片，各種集成電路A/D轉(zhuǎn)換器芯片都提供了便于外部連接的外引管腳。A/D轉(zhuǎn)換器對外的連接信號，有下列幾類：模擬輸入信號、數(shù)據(jù)輸出信號、啟動轉(zhuǎn)換信號和轉(zhuǎn)換結(jié)束信號及數(shù)據(jù)的讀取。A/D轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)連接時，就要考慮這些信號的連接問題。（1）輸入模擬電壓的連接A/D轉(zhuǎn)換器的輸入模擬電壓往往既可以是單端輸入，又可以是雙端差動輸入（差動輸入）。如單通路8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809就是這樣，它的兩個輸入端為VIN（-）、VIN（+）。如果用單端輸入的正向信號，則把VIN（-）接地，信號加到VIN（+）端；如果用單端輸入的負向信號，則把VIN（+）接地，信號加到VIN（-）端。如果用差動輸入，則模擬信號加在VIN（-）端和VIN（+）之間。ADC0809可以從IN0-IN7接8路模擬電壓輸入，通常接成單端、單極性輸入，這時VREF（+）=5V，VREF（-）=0V，也可以接成雙極性輸入，這時VREF和VREF應分別接+、-極性的參考電壓。（2）數(shù)據(jù)輸出和系統(tǒng)總線的連接A/D轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)輸出有兩種方式，一種是A/D芯片內(nèi)部帶有三態(tài)輸出門，其數(shù)據(jù)輸出線可以直接掛到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上去。另一種是A/D芯片內(nèi)部不帶三態(tài)輸出門，或雖有三態(tài)輸出門，但它不受外部信號控制，而是當轉(zhuǎn)換結(jié)束時自動開門的，如AD570就是這種芯片。這類A/D轉(zhuǎn)換器芯片的數(shù)據(jù)輸出線都不能和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接，而應外加輸入緩存器或通過并行I/O口的輸入端口才能和CPU之間交換數(shù)據(jù)。ADC0809的數(shù)據(jù)輸出線具有三態(tài)輸出門，其8位數(shù)據(jù)輸出線可以直接接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上去。（3）A/D轉(zhuǎn)換啟動信號A/D轉(zhuǎn)換器是在CPU控制下工作的，即由CPU發(fā)出啟動轉(zhuǎn)換信號。啟動信號有電平啟動和脈沖啟動兩種方式。CPU一般要通過并行接口輸出端或用D觸發(fā)器發(fā)出和保持有效的電平啟動信號。ADC0809要求都要求用脈沖啟動信號。通過讀/寫信號或程序控制得到足夠?qū)挾鹊拿}沖信號。（4）轉(zhuǎn)換結(jié)束信號及轉(zhuǎn)換結(jié)束的讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時，A/D轉(zhuǎn)換芯片輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號也有兩種：電平信號和脈沖信號。CPU檢測到轉(zhuǎn)換結(jié)束信號即可讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)。CPU一般可以采用3種方式和A/D轉(zhuǎn)換器進行聯(lián)絡來實現(xiàn)對轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。第一種是程序查詢方式。就是在啟動A/D轉(zhuǎn)換器工作以后，程序不斷讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，若檢測結(jié)束信號有效，則認為完成一次轉(zhuǎn)換，即可用輸入指令讀取轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)。第二種是中斷方式。即把A/D轉(zhuǎn)換器送出的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號（有時可能要外加一個反向器）作為中斷申請信號，送到CPU或中斷控制器的中斷請求輸入端。第三種是固定的延遲程序方式。用這種方式時，要預先知道完成一次A/D轉(zhuǎn)換需要的時間。CPU發(fā)出啟動A/D命令之后，執(zhí)行一個固定的延遲程序，延遲時間正好等于或略大于完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間，延時到，即可讀取數(shù)據(jù)。三種方式中，當A/D轉(zhuǎn)換時間較長時，宜采用中斷方式。當A/D轉(zhuǎn)換時間較短時，宜用查詢方式或延遲方式。ADC0808/ADC0809是單片COMS型逐次逼近式8位模/數(shù)變換器，片內(nèi)包含8位模數(shù)變換器，8通道多路連通8個單端模擬中的任何一個。由于ADC0808/ADC0809設計時考慮到若干種模/數(shù)變換技術(shù)的長處，所以芯片非常適用于控制，微控制器輸入通道的接口電路，智能儀器和機床控制領域。1.主要性能逐次比較型；COMS工藝制造；單電源供電；無需外部進行零點和滿度調(diào)整；可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL兼容；易于各種微控制器接口；具有鎖存控制的8路模擬開關；分辨率：8位；功耗：15mw；輪換時間（FDK=500KHZ）：128μsADC0808：±0.2%ADC0809:±0.4%ADC0809的結(jié)構(gòu)及引角見圖8所示：ADC0809的接口及應用:圖9所示是ADC0809與8031單片機的接口電路圖。8路模擬量的變化范圍在0～5V間，ADC0809的EOC轉(zhuǎn)換結(jié)束信號接8031的外部中斷1，8031通過地址線P2.0和讀、寫信號來控制轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道地址鎖存、啟動和輸出允許。模擬輸入通道地址A、B、C由P2.0～P0.2經(jīng)鎖存器提供。2.2程序存儲器的設計可作為程序存儲器的芯片有EPROM和EEPROM兩種，從它們的價格和性能特點上考慮，對于大批量生產(chǎn)的已成熟的應用系統(tǒng)宜選用EPROM。而EPROM芯片的容量不同，其價格相差并不大，一般應選用速度高，容量大的芯片，這樣可使譯碼電路簡單，且為軟件擴展留有一定的余地。MCS-51系列單片機擴展外部程序存儲器的基本硬件電路如圖10所示在CPU訪問外部程序存儲器時，P2口提供地址的高八位，P0口分時輸出地址的底八位和接收外部程序存儲器送到數(shù)據(jù)總線上的指令代碼信息。EPROM的各種工作方式的含義如下：讀方式。系統(tǒng)一般工作于這種方式。工作于這種方式的條件是：片選控制線和輸出允許控制線同時為底電平保持方式。芯片進入保持方式的條件是：片選控制線為高電平。此時輸出為高阻抗懸浮狀態(tài)，不占用數(shù)據(jù)總線。編程方式。EPROM工作于這種方式的條件是：Vpp端施加規(guī)定的電壓，和OE端施加合適的電平（不同芯片要求不同），這樣就能將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)固化到指定的地址空間。編程校驗方式。Vpp端保持相應的高電平按讀出方式操作，讀出已固化的內(nèi)容，以便校驗寫入的內(nèi)容是否正確。編程禁止方式。當片選信號無效時輸出呈高阻狀態(tài)。禁止輸出。雖然CE=0，芯片被選中，但由于OE=1，使輸出三態(tài)門被封鎖，故輸出為高阻抗懸浮狀態(tài)，不占用數(shù)據(jù)總線。其中的“讀”、“保持（維持）”和“禁止輸出”這三種方式是EPRO在應用系統(tǒng)中的正常工作方式。實際使用時必須了解所選擇的EPROM的管腳配置和工作方式。擴展時選用何種類型的芯片，應根據(jù)應用系統(tǒng)的具體要求，綜合考慮速度、容量、經(jīng)濟等問題確定。若對EPROM的容量要求不大，可選容量小的芯片。如果要求容量較大，可選容量最大的芯片或選用多片小容量芯片組成。擴展方法擴展程序存儲器時，一般擴展容量都將大于256字節(jié)，因此，除了由P0口提供低8位地址線之外，還需由P2口提供若干位地址線，最大的擴展范圍為64KB，即需16位地址線。CPU應向EPROM提供三種信號線；數(shù)據(jù)總線。P0接EPROM的的O0～O7（D7～D0）地址總線。P0口經(jīng)鎖存器向EPROM提供地址底8位，P2口提供高8位地址以及片選線。擴展的程序存儲器究竟需要多少位地址線，應根據(jù)程序存儲器的總?cè)萘亢瓦x用的EPROM芯片容量而定。如：2KB11條；4KB12條；8KB13條；16KB14條；32KB15條；64KB16條?？刂瓶偩€。PSEN為片外程序存儲器取指令控制信號，接EPROM的OE。ALE接鎖存器的G。EA接地。擴展單片EPROM時，EPROM的地址線分別接到單片機上對應的地址線上，而片選信號接地。如果系統(tǒng)中需擴展兩片以上的EPROM芯片，應考慮片選控制電路，此時EPROM的片選CE端應由片選信號來控制。片選信號常采用兩種方法產(chǎn)生，一種是當系統(tǒng)總的容量較小、擴展芯片較少時，可用線選譯碼法產(chǎn)生片選，即用P2口的某些位（常用高位）作為片選線，一個位選中一片EPROM；第二種是全地址譯碼法，當系統(tǒng)容量較大，擴展的芯片較多時，可以將P2口多余的地址線接到譯碼器上，利用譯碼器的輸出作為片選信號線。具體方法為：

（1）確定各片地址（一般采用譯碼器和邏輯電路譯碼）及片選方式。（2）各片數(shù)據(jù)口均接到數(shù)據(jù)總線上。（3）各片的地址線均接到地址總線上（片與片之間地址線應按位并起來）。各片上的OE均接到單片機的PSEN引腳上。在本系統(tǒng)中，我們選用2764作為擴展的片外程序存儲器，具體電路將在地址譯碼電路中顯示。2.3數(shù)據(jù)存儲器的設計對于數(shù)據(jù)存儲器的容量要求，各個系統(tǒng)之間差別比較大。若要求的容量不大，可以選用多功能的擴展芯片，如含有ROM的I/O口擴展芯片8155等；若要求較大容量的RAM，原則上應選用芯片容量較大的片子以減少RAM芯片數(shù)量而簡化硬件線路。MCS-51擴展系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲器由隨機存儲器組成，最大可擴展64KB字節(jié)。由于面向控制，實際需要擴展的容量不大，一般采用靜態(tài)RAM較方便。隨機存儲器RAM是隨時可讀可寫的存儲器，分為RAM和NVRAM兩類。RAM為揮發(fā)性隨機存儲器，在掉電后數(shù)據(jù)丟失；NVRAM為非揮發(fā)性隨機存儲器，在掉電后數(shù)據(jù)不丟失。RAM和NVRAM常用于暫存數(shù)據(jù)。非揮發(fā)性隨機存儲器NVRAM有Intel公司生產(chǎn)的2001和2004等型號。2001的容量為128字節(jié)（8位），2004的容量為256字節(jié)。揮發(fā)性隨機存儲器RAM有動態(tài)隨機存儲器DRAM和靜態(tài)隨機存儲器SRAM兩種。DRAM雖然價格低，但它需要不斷刷新，由于MCS-51單片機沒有刷新功能，當使用DRAM時，不得不設計刷新電路，這樣增加了應用系統(tǒng)總的價格和體積，且使電路復雜，可靠性降低。因此在單片機應用系統(tǒng)中大多采用SRAM。目前常用的SRAM有6116（2KB*8），6264（8KB*8），62128（16KB*8）和62256（32KB*8）等。6116，6264，62128和62256各引腳功能如下：A0～A14：地址輸入線；D0～D7：雙向數(shù)據(jù)線（輸出有三態(tài)）；CE，CE1和CE2：片選信號輸入線，CE和CE1低電平有效，CE2高電平有效；OE：讀選通信號輸入線，低電平有效；WE：寫選通信號輸入線，低電平有效；Vcc：工作電壓，+5V；GND：線路地；OE/RFSH（僅62256有此引腳）：讀選通/刷新允許控制端，輸入。當此引腳為低電平時，62256數(shù)據(jù)允許輸出，不允許刷新；當此引腳為高電平時，62256內(nèi)部刷新電路自動刷新。數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法數(shù)據(jù)存儲器的擴展方法和擴展EPROM基本相同，CPU應向RAM提供三種信號總線。譯碼法也有兩種：即線選法和全地址譯碼法。不同點是控制總線與擴展EPROM不一樣，擴展RAM時的控制總線為：WR-片外數(shù)據(jù)存儲器寫控制信號，接RAM的寫允許WE。RD-片外數(shù)據(jù)存儲器讀控制信號，接RAM的讀允許OE。ALE-接鎖存器的鎖存使能端。擴展數(shù)據(jù)存儲器時應注意：擴展容量為256B的RAM時，可采用MOVX@Ri指令訪問外部RAM，僅用P0口傳送8位地址。擴展容量大于256B而小于64KB的RAM時，訪問外部RAM應采用MOVX@DPTR類指令。應與其他擴展的I/O接口芯片統(tǒng)一編址。在本系統(tǒng)中，我們選用6264作為擴展的片外數(shù)據(jù)存儲器，具體電路將在地址譯碼電路中顯示。2.4地址譯碼電路的設計MCS-51系統(tǒng)有充足的存儲器空間，包括64KB程序存儲器和64KB數(shù)據(jù)存儲器，在應用系統(tǒng)中一般不需要這么大的容量。為了簡化硬件線路，同時還要使所用到的存儲器的空間地址連續(xù)，通常采用全地址譯碼法和線選法相結(jié)合的辦法。MCS-51單片機擴展時的地址譯碼規(guī)則(1)程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器地址可以重疊使用。(2)外圍擴展I/O接口芯片與數(shù)據(jù)存儲器要統(tǒng)一編址。外圍I/O接口芯片不僅要占用數(shù)據(jù)存儲器地址單元，而且也使用了數(shù)據(jù)存儲器的讀/寫控制信號與讀/寫指令。(3)地址總線寬度為16位，外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍各為64KB。MCS-51單片機擴展時的地址譯碼方法(1)線選法是將各擴展芯片上的地址線均接到單片機系統(tǒng)對應的地址總線上，且外圍芯片上的片選也作為地址線接到地址總線剩余的高位任意一條線上。線選法的特點是：各擴展芯片均有獨立片選控制線，地址有可能沖突且不連續(xù)。因此，這種方法不適用于擴展芯片較多且容量小的存儲器，一般只適用于擴展單片容量大的存儲器。(2)全地址譯碼法是將各擴展芯片上的地址線均接到單片機系統(tǒng)對應的地址總線上。各片芯片的選擇利用譯碼電路實現(xiàn)。具體電路如圖所示，單片機外部擴展一片程序存儲器2764，一片數(shù)據(jù)存儲器6264，一片8255，單片機P2口中的高三位P2.5，P2.6，P2.7分別通過非門后接到三片芯片的片選信號端上（均為低電平有效）。2.5外圍電路的設計由于單片機具有很多的特點，它被大量地應用于工業(yè)測控系統(tǒng)中，而在這些系統(tǒng)中，經(jīng)常要對一些現(xiàn)場物理量進行測試或者將其采集下來進行信號處理之后再反過來去控制被測對象或相關設備。在這種情況下，應用系統(tǒng)的硬件設計就應包括與此有關的外圍電路。例如鍵盤、顯示器、打印機、開關量輸入/輸出設備、模擬量/數(shù)字量的轉(zhuǎn)換設備、采樣、放大等外圍電路，要進行全盤合理設計。2.5.1并行I/O接口8255A擴展8255是由Intel公司生產(chǎn)的NMOS器件，輸入和輸出與TTL電平兼容。電源電流最大值為120mA。82C55A的CHMOS型，其引角和功能語255A兼容。它們有3個8位并行I/O口，具有三種工作方式，可通過編程改變其功能，它與MCS-51，MCS-96單片機和IBMPC/XT等微機借口方便，使用靈活，通用性強，8255A8255A共有40個引角，采用雙列直插式封裝，其引角見圖8。個引角功能如下：D7へD0：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與微機數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)信息；CS：片選信號，低電平有效時被選中；RD：讀出信號線，底電平有效時允許數(shù)據(jù)讀出；WR：寫入信號線，底電平有效時允許數(shù)據(jù)寫入；VCC：+5V電源；PA7へPA0：A口輸入/輸出線；PB7へPB0：B口輸入/輸出線；PC7へ口輸入/輸出線；PC0：C口輸入/輸出線；RESET；復位信號線，高電平有效。復位后清除控制寄存器，所有口均為輸入；A1へA0：地址線，用來選擇內(nèi)部端口。8255應用電路8255A具有3個輸入/輸出端口，3種工作方式，因此它是一種功能很強的并行輸入/輸出接口，可方便地用作微型機與外圍設備連接時的中間接口，它與87C51的接口電路如圖9所示。8255A可再與鍵盤，顯示器以及其他外部擴展元件連接，從而實現(xiàn)單片機與各種外部設備的連接。圖9中8255A的片選腳可根據(jù)系統(tǒng)安排接到譯碼器的輸出端。RESET可根據(jù)復位要求連接。擴展程序存儲器時，一般擴展容量都將大于256字節(jié)，因此，除了由P0口提供低8位地址線之外，還需由P2口提供若干位地址線，最大的擴展范圍為64KB，即需16位地址線。CPU應向EPROM提供三種信號線；(1)數(shù)據(jù)總線。P0接EPROM的的O0～O7（D7～D0）(2)地址總線。P0口經(jīng)鎖存器向EPROM提供地址底8位，P2口提供高8位地址以及片選線。擴展的程序存儲器究竟需要多少位地址線，應根據(jù)程序存儲器的總?cè)萘亢瓦x用的EPROM芯片容量而定。如：2KB11條；4KB12條；8KB13條；16KB14條；32KB15條；64KB16條。(3)控制總線。PSEN為片外程序存儲器取指令控制信號，接EPROM的OE。ALE接鎖存器的G。EA接地。擴展單片EPROM時，EPROM的地址線分別接到單片機上對應的地址線上，而片選信號接地。如果系統(tǒng)中需擴展兩片以上的EPROM芯片，應考慮片選控制電路.2.5.2LED顯示器與8255的接口顯示器的種類很多，從液晶顯示器，發(fā)光二極管顯示器到CRT顯示器，都可以與微機配接。在單片機應用系統(tǒng)中常用的顯示器主要有發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器（簡稱LED顯示器）和液晶顯示器（簡稱LCD顯示器）。LED具有耗電少，成本低廉，配置簡單靈活，安裝方便，耐振動，使用壽命長等優(yōu)點。為了能隨時顯示，擴展一片8255作為LED數(shù)碼管的接口，動態(tài)顯示電路由顯示塊，字型碼鎖存驅(qū)動器，字位鎖存驅(qū)動器三部分組成。圖6所示為6位LED動態(tài)顯示器接口電路。采用8255作為單片機應用系統(tǒng)擴展的I/O口，占用片外數(shù)據(jù)存儲器空間。圖中，由6個LED顯示器組成了6位顯示塊；8255的A口和一片8路三態(tài)反相緩沖器74LS240向LED顯示塊提供段選信號；8255的C口和一片6路集電極開路反相門電路7406（OC門輸出）共同作為字位鎖存驅(qū)動器，C口做LED的位選輸出口，通過7406向LED顯示塊提供字位選擇驅(qū)動信號。6個數(shù)碼管的8段選線分別與74LS240的輸出對應相連，而6個LED共陰極與7406的輸出段對應相連。當要顯示信息時，由A口輸出字型段碼的低電平，經(jīng)74LS240反相為高電平有效，C口6路字位信號中每次僅選通一路輸出高電平（其余字位為0），反相后為底電平有效選中相應的LED，則要顯示的字符在該LED上顯示出來。在這種顯示電路中，一個字位一個字位地輪流點亮各個LED，每一個字位停留1ms左右，由于人的視覺暫留，好象6個LED是同時點亮的，并不覺察有閃爍現(xiàn)象。這種動態(tài)LED顯示接口由于所有數(shù)碼管共用同一個段碼輸出口，分時輪流通電，從而大大簡化了硬件線路，降低了成本。不過在這種方式的數(shù)碼管接口電路中，數(shù)碼管不宜太多，一般在8個以內(nèi)，否則每個數(shù)碼管所分配到的實際導通時間太少，亮度不足。若LED位數(shù)教多時應應用增加驅(qū)動能力，以提高顯示亮度的措施。2.5.3報警電路的設計由P1口的P1.4~P1.7分別控制4個發(fā)光二極管，予以聲光報警，如圖3-8所示。P1.4~.P1.7控制的燈依次為綠色（正常信號）、黃色（故障信號）、紅色（異常信號）。當這些輸出端輸出低電平時，對應的信號燈便會發(fā)光報警。2.6單片機模塊本設計是基于單片機的火災報警控制系統(tǒng)，單片機是其中的核心部件，它就像大腦一樣，是設計中的樞紐。89C51是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機，它采用了COMS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲器技術(shù)。而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。片內(nèi)的存儲器允許在系統(tǒng)內(nèi)可改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲器編程器來編程。因此89C51是一種功能強、靈活性高且價格合理的單片機、可方便一應用在本次設計的控制領域。2.6.189C51單片機主要性能AT89C51和AT89LV51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和輸出引腳都是相同的，它們之間的差別公在于工作電壓范圍的不同。AT89LV51可工作在低電壓的情況。它的工作電壓范圍是（2.7--6）V。AT89C51具有下列主要性能：（1）4KB可改編程序FLASH存儲器,可經(jīng)受1000次的寫入、擦除周期.全靜態(tài)工作：0HZ--24MHZ。三級程序存儲器保密。（2）全靜態(tài)工作：0HZ--24MHZ。（3）三級程序存儲器保密。（4）128×8字節(jié)內(nèi)部RAM，32條可編程I/O線。（5）2個16位定時器/計數(shù)器。（6）6個中斷源，可編程串行通道，片內(nèi)時鐘振蕩器。（7）其8位的CPU電路：由算術(shù)邏輯運算部件ALU、指令寄存器、定時和控制電路、震蕩器等電路組成。為整個單片機芯片提供控制邏輯時序信號，并完成各類算術(shù)、邏輯運算。（8）存儲器電路：由2K字節(jié)的可編程閃爍存儲器、程序地址寄存器、程序計數(shù)器等組成程序存儲器電路，用來存放用戶程序。（9）由128字節(jié)的RAM及RAM地址寄存器等組成數(shù)據(jù)存儲器電路，用以存放用戶數(shù)據(jù)。還有幾個具有特殊功能的寄存器，包括累加器ACC、B寄存器、數(shù)據(jù)指針DPTR等，用以臨時存放中間運算結(jié)果或一些特殊用途等。（10）輸入、輸出接口電路：P1、P3口的鎖存器及串行口控制等組成并行/串行接口電路，完成單片機與外部設備之間的數(shù)據(jù)交換。其外部引腳與8051完全兼容。（11）芯片擦除特性：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。

此外，AT89C51設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。2.6.289C51單片機引腳介紹圖3-10是AT98C51/LV51引腳結(jié)構(gòu)圖，有雙列式插封裝（dip）方式和方形封裝方式。1、主電源引腳：Vcc電源端（2）GND接地端2、外接晶體引腳XTAL1和XTAL2其振蕩器特性：

XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。圖3-10AT89C51/LV51引腳結(jié)構(gòu)圖（1）內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端。外接晶體的一個引腳。采用外部振蕩器時,此引腳接地。（2）內(nèi)部振蕩器時的反相放大器的輸出端。外接晶體的加一個端，當采用外部振蕩器時,此引腳接外部振蕩源。3.控制或其它電源復用引腳PRST、ALE/、、/Vpp。（1）RST復位輸入端。當振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平（由低到高跳變），將使單片機復位。（2）ALE/當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。（3）外部程序存儲器讀選通信號輸出端。（4）/Vpp為內(nèi)部程序存儲器和外部程序存儲器選擇端。4.輸入/輸出引腳P0.0--P0.7P1.0--P1.7P2.0--P2.7P3.0--P3.72.7單片機工作方式的設計MCS-51單片機有復位，程序執(zhí)行，掉電操作，底功耗等工作方式。其中，低功耗為CHMOS單片機所持有。復位方式1.MCS-51單片機的復位結(jié)構(gòu)復位是使CPU的和系統(tǒng)中其他部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，HMOS型和CHMOS型51系列單片機的內(nèi)部復位結(jié)構(gòu)見圖2-9：HMOS型51系列單片機的復位引腳通RST/VPD過一個施密特觸發(fā)器與單片機內(nèi)部復位電路相連。施密特觸發(fā)器用來抑制噪聲。內(nèi)部復位電路在每個機器周期的S5P2時刻對施密特觸發(fā)器的輸出采樣一次，有復位信號則實現(xiàn)復位。CHMOS型復位引腳只是RST，而不是RST/VPD,因為CHMOS單片機的備用電源也是由Vcc引腳提供的。無論是HMOS型還是CHMOS型的單片機，在振蕩器正在運行的情況下，復位是靠在RST/VPD或RST引腳上施加持續(xù)2個機器周期（即24個振蕩周期）的高電平來實現(xiàn)的。若使用頻率為6MHZ的晶振，則復位信號持續(xù)時間應超過4us才能完成復位操作。在RST引腳出現(xiàn)高電平后的第二個周期執(zhí)行內(nèi)部復位，以后每個周期重復一次，直至RST端變低。復位后內(nèi)部各專用寄存器的狀態(tài)如下：寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容寄存器內(nèi)容PC000HIE0X000000BTH200HAcc00HTMOD00HTL200HB00HTCON00HRLDH00HPSW00HT2CON00HRLDH00HSP07HTH000HSCON00HDPTR0000HTL000HSBUF不定P0∽P30FFTH100HPCON0XXX0000BIPXX000000BTL100HX表示任意狀態(tài)2.復位的方式及電路MCS-51單片機通常采用上電自動復位、按鈕電平復位、外部脈沖復位、上電+按鈕電平復位、程序運行監(jiān)視復位等方式。（1）簡單的上電自動復位、按鈕電平復位、外部脈沖復位、上電+按鈕電平復位。上電復位是利用電容充電來實現(xiàn)的，即上電瞬間RST/VPD端的電位與Vcc相同，隨著充電電流的減少，RST/VPD的電位下降，最后被嵌位在0V，如圖18所示。按鈕脈沖復位是由外部提供一個復位脈沖，如圖19所示。按鈕電平復位如圖20所示，當按鈕按下后，電源Vic通過電阻RS施加在單片機復位端RST/VPD上，實現(xiàn)單片機復位。上電+按鈕電平復位電路如圖21所示，是上電自動復位與按鈕電平復位電路的組合，當振蕩頻率選用6MHZ時，圖21中的取22UF，R取1K，RS為200歐左右。設計復位電路時應注意：要保證加在RST引角上的高電平持續(xù)2個機器周期，才能使單片機有效地復位。在實際的應用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復位。如果這些復位端的復位電平要求與單片機復位一致，則可以與之相連。在圖所示的簡單復位電路中，干擾易穿入復位端，在大多數(shù)情況下不會造成單片機的錯誤復位，但會引起內(nèi)部某些寄存器錯誤復位。這時，可在RST引角上接一個去哦去耦電容。在應用系統(tǒng)中，為了保證復位電路可靠地工作，常將R、C電路先接施密特電路，然后再接入單片機復位端。和外圍電路復位端。這樣，當系統(tǒng)有多個復位端時，能保證可靠地同步復位，且具有抗擾作用。（2）程序運行監(jiān)視復位。程序運行監(jiān)視復位通常由各種類型的程序監(jiān)視定時器WDT（WatchDogTimer,俗稱“看門狗”）實現(xiàn)。WDT可保證程序非正常運行（如程序“飛軼”、“死機”）時，能及時進入復位狀態(tài)，恢復程序正常運行。WDT通常有以下幾種實現(xiàn)方法供用戶選擇：（1）單片機內(nèi)部帶有WDT功能單元。（2）選擇UP監(jiān)視控制器件，這些器件中一般都有WDT電路，如Max705芯片。（3）在單片機外部設置WDT電路。圖22所示是一個簡單的程序運行狀態(tài)監(jiān)視電路。其工作原理為：當程序運行正常時，單片機通過I/O口線在A端施加一個按一定周期T變化的信號，兩個延時元件均達不到延時時間且輸出低電平，“或門”輸出為“0”，不使單片機復位；當程序出現(xiàn)程序“飛軼”或“死機”時，單片機加在A端的電平停止變化，不論是高電平還是低電平，均有一個延時元件經(jīng)一定延時后輸出高電平，通過“或門”啟動單穩(wěn)觸發(fā)器，強迫單片機復位。掉電操作方式單片機在正常運行時，片內(nèi)RAM由Vcc供電。當?shù)綦姇r，將會丟失RAM和寄存器中信息，如果想避免這種情況，可以把HMOS型的51單片機RST/VPD引角作為備用電源端，以低功耗保持片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)，這種方式稱為掉電保護。一旦發(fā)現(xiàn)主電源Vcc有故障（掉電）或人為強迫使電源掉電，就通過INT0或INT1向CPU發(fā)出中斷請求，在Vcc掉至低于下限工作電壓之前，執(zhí)行中斷服務程序，把一些需要保護的信息轉(zhuǎn)存到片內(nèi)RAM中。其掉電保護的過程為：在圖18所示HMOS型單片機的復位中，RST/VPD內(nèi)部有兩個二極管會自動切換片內(nèi)RAM的電源。當Vcc大于RST/VPD引角電壓時，VD1導通，VD2截止，片內(nèi)RAM區(qū)由Vcc供電。當Vcc下跌至RST/VPD電壓以下時，VD1截止，VD2導通，此時，片內(nèi)RAM區(qū)由RST/VPD端備用電源供電保護信息。待Vcc恢復時，VPD仍要維持一段時間，在完成復位操作后VPD才能撤去。CHMOS低功耗工作方式CHMOS型單片機有兩種低功耗方式，即待機方式和掉電保護方式。在低功耗方式，備用電源由Vcc輸入，而不象HMOS那樣由RST端輸入。待機方式和掉電保護方式所涉及的硬件如圖23所示。3軟件設計合理的軟件結(jié)構(gòu)是設計出一個性能優(yōu)良的單片機應用系統(tǒng)軟件的基礎，必須充分重視。依據(jù)系統(tǒng)的定義，可把整個工作分為若干相對獨立的操作，再考慮各操作之間的相互聯(lián)系及時間關系而設計出一個合理的軟件結(jié)構(gòu)。對于簡單的單片機應用系統(tǒng)，可采用順序結(jié)構(gòu)設計方法，其系統(tǒng)軟件由主程序和若干個中斷服務程序構(gòu)成。明確主程序和中斷服務程序完成的操作及指定各中斷的優(yōu)先級。對于復雜的實時控制系統(tǒng)，可采用實時多任務操作系統(tǒng)。此操作系統(tǒng)應具備任務調(diào)度、實時控制、實時時鐘、輸入輸出和中斷控制、系統(tǒng)調(diào)用、多個任務并行運行等功能，以提