【基于單片機(jī)的智能滅火裝置設(shè)計(jì)9800字（論文）】

基于單片機(jī)的智能滅火裝置設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u20402摘要 11935一、緒論 22622（一）課題的背景和意義 25705（二）火災(zāi)報(bào)警器的發(fā)展歷程 315633二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 44721（一）設(shè)計(jì)要求 430169（二）方案選擇和論證 47931三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 528594（一）整體方案設(shè)計(jì) 51703（二）最小系統(tǒng)電路 67723（三）液晶顯示電路 67017（四）煙霧檢測(cè)模塊 73453（五）DS18B20傳感器電路 86730（六）按鍵輸入模塊 1010617（七）報(bào)警模塊 1132531四、軟件設(shè)計(jì) 1218688（一）程序語言及開發(fā)環(huán)境 1220092（二）程序流程圖設(shè)計(jì) 132548五、系統(tǒng)調(diào)試 1721178（一）元器件的選擇與測(cè)量 1710760（二）元件的焊接與組裝 1826022（三）電路的調(diào)試 1810983六、總結(jié) 2031942參考文獻(xiàn) 22摘要迅速的科技發(fā)展，使人類的生活變得前所未有的方便，例如電能的迅速發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)催生的合成材料、新能源、自動(dòng)化、持續(xù)改進(jìn)等等的出現(xiàn)。住房和交通條件大大改善。但是，其消極影響也越來越突出，比如我們所面對(duì)的諸如液化石油氣、各類電子產(chǎn)品和其他日常生活用品都給火災(zāi)埋下重大隱患。暗藏著危險(xiǎn)。人們?cè)谙硎芗夹g(shù)所帶來方便的同時(shí)也面臨著一場(chǎng)潛在的大火。所謂火水無情，是為了防止火災(zāi)，降低火災(zāi)的危害，使人民的生命得到更大的保障。及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處置火災(zāi)，能有效地消除火災(zāi)的危害，使社會(huì)財(cái)產(chǎn)損失降到最低。因此，根據(jù)實(shí)際生活中的實(shí)際需要，利用單片機(jī)的智能消防報(bào)警系統(tǒng)，研制出一套適用于各類公共場(chǎng)所的消防報(bào)警設(shè)備。該系統(tǒng)采用微處理器等科技，并與其它電子技術(shù)相結(jié)合，研制出具有較高技術(shù)含量的火災(zāi)報(bào)警裝置。報(bào)警系統(tǒng)會(huì)持續(xù)采集周邊煙霧濃度，溫度及其他信號(hào)，當(dāng)達(dá)到警報(bào)閾值時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)出聲音和燈光警告。該報(bào)警裝置有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，是非常有實(shí)用價(jià)值的智能火災(zāi)報(bào)警裝置。關(guān)鍵詞：煙霧；智能；傳感器；單片機(jī)一、緒論（一）課題的背景和意義火災(zāi)是一種由于火源不受控制地向四周蔓延而引起的災(zāi)害性火災(zāi)。另外，火災(zāi)是最后一種災(zāi)害，其他災(zāi)害也會(huì)引起火災(zāi)?；馂?zāi)摧毀了人們辛勤勞作的物質(zhì)財(cái)富，把工廠、倉庫、城市、農(nóng)村等許多生產(chǎn)資料都燒成了灰燼，不僅關(guān)系到社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也關(guān)系到人們生活?；馂?zāi)還會(huì)污染空氣，破壞生態(tài)。火災(zāi)不僅使一些人身陷險(xiǎn)境，也使人身心飽受折磨。根據(jù)國(guó)際火災(zāi)統(tǒng)計(jì)和歐洲社會(huì)的調(diào)查，如果火災(zāi)造成的直接損失是GDP的2‰，則火災(zāi)帶來的經(jīng)濟(jì)損失就會(huì)超過10%?，F(xiàn)代社會(huì)空前繁榮，社會(huì)財(cái)富得到了巨大積聚。尤其是在人口密集、建筑設(shè)施密集的大城市，一旦發(fā)生火災(zāi)，將給人民的生命和財(cái)產(chǎn)帶來巨大的損失。所以，國(guó)家對(duì)火災(zāi)的管理十分重視。在我國(guó)，火災(zāi)的危險(xiǎn)性和破壞程度與地震、水災(zāi)相當(dāng)。近年來，全國(guó)各地的城市火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，廣州、上海、深圳、吉林、浙江等地都出現(xiàn)了嚴(yán)重的火災(zāi)。這一嚴(yán)酷事實(shí)讓我們認(rèn)識(shí)到了監(jiān)控、預(yù)警和滅火的重要性。隨著火災(zāi)的監(jiān)測(cè)和預(yù)防工作日益增多，尋找一種高效、快捷的滅火技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。一個(gè)好的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和一個(gè)迅速的警報(bào)機(jī)制能夠大大降低受害人的數(shù)量，減少對(duì)社會(huì)的不必要損害。智能自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的目標(biāo)是使其技術(shù)水平不斷提升，功能、形式等都在積極改進(jìn)。自動(dòng)火警系統(tǒng)能夠?qū)鹎檫M(jìn)行迅速地監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些不易被發(fā)現(xiàn)的火情，這樣可降低火災(zāi)對(duì)人員及財(cái)產(chǎn)損失。智能報(bào)警系統(tǒng)集信號(hào)檢測(cè)，傳輸，處理，報(bào)警為一體。伴隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)也在迅速推進(jìn)，越來越多的高層，地下，綜合性大型建筑出現(xiàn)在城市之中。消防安全隱患日益增多，火災(zāi)事故和事故的發(fā)生也日益增多，因此，對(duì)智能化的對(duì)報(bào)警控制系統(tǒng)的要求也不斷提高。該項(xiàng)目是根據(jù)社會(huì)，經(jīng)濟(jì)等各方面的要求而開發(fā)出的能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和報(bào)警點(diǎn)的智能化消防報(bào)警系統(tǒng)。（二）火災(zāi)報(bào)警器的發(fā)展歷程消防警報(bào)系統(tǒng)的研制也是從曾經(jīng)的高誤報(bào)到現(xiàn)在的精確測(cè)量，安裝復(fù)雜，控制范圍窄，安裝簡(jiǎn)單，控制范圍廣等。發(fā)展的進(jìn)程可以被分成如下的階段：第一個(gè)時(shí)期是1840年代到1940年代，處于火警系統(tǒng)發(fā)展的早期階段。在此階段，消防預(yù)警系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，僅憑單一的溫度參數(shù)對(duì)火情進(jìn)行說明。但是，由于其對(duì)周圍環(huán)境中其它干擾源的敏感性較低、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)陰燃火焰的識(shí)別能力較差，不能滿足智能火災(zāi)報(bào)警的需求。第二階段是1940年代末瑞士物理學(xué)家EmstMeili提出離子型煙霧探測(cè)器后，它引起了大家的注意。1970年以光電技術(shù)為基礎(chǔ)研制出光電感煙探測(cè)器而很快得到研制。它的使用壽命較長(zhǎng)，抗干擾性好，對(duì)無離子煙檢測(cè)裝置的輻射問題進(jìn)行了研究。當(dāng)前消防系統(tǒng)布線，調(diào)試，系統(tǒng)可靠性都是制約系統(tǒng)發(fā)展的重要因素。第三階段始于20世紀(jì)80年代初，也就是消防信息系統(tǒng)開始上升，這是警用方法的一大步，而且已得到廣泛推廣。這導(dǎo)致話筒完全降低工作量，改進(jìn)安裝和空位，降低警報(bào)對(duì)帳工作量。然而，在此期間消防警報(bào)系統(tǒng)的智能水平并不高，而使用電纜連接，對(duì)工程技術(shù)也有很高的要求。第四個(gè)時(shí)期是計(jì)算機(jī)、機(jī)械集成控制、智能傳感技術(shù)在80年代中期到晚期的迅速發(fā)展、自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)向智能消防系統(tǒng)時(shí)代的自動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)同步發(fā)展。使用相似的數(shù)量通訊器使消防系統(tǒng)的安全性、準(zhǔn)確性、智能得到極大的提升，這是自動(dòng)消防報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展的歷史上的一個(gè)里程碑。二、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)（一）設(shè)計(jì)要求(1)熟練掌握51微處理器的集成開發(fā)環(huán)境，能用C語言進(jìn)行工程文件的撰寫；(2)了解系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造，所選MCU資源，軟硬件調(diào)試方法；(3)自主研發(fā)了基于MCU的最小系統(tǒng)并完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；(4)對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)原理及執(zhí)行。（二）方案選擇和論證1.單片機(jī)的選擇方案1：以DSP是系統(tǒng)的控制設(shè)備。DSP（digitalsignalprocessor）就是用數(shù)字信號(hào)對(duì)海量信息進(jìn)行處理的一種特殊微處理器。但是，DSP設(shè)備對(duì)設(shè)備接收沒有影響，對(duì)外部環(huán)境和溫度條件等因素很敏感。具有集成、分時(shí)復(fù)用、共享處理器、增大調(diào)制系數(shù)、低頻率信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。但DSP硬件是一種復(fù)雜而昂貴的設(shè)備，數(shù)字系統(tǒng)是建立在一個(gè)耗電的行業(yè)，而不是一個(gè)搖搖欲墜的設(shè)備。方案二:以單片機(jī)為系統(tǒng)的控制器。它以高可靠性，低價(jià)格，低電壓，低功耗而得到快速發(fā)展推廣，單片電腦運(yùn)算力強(qiáng)、靈活的軟體程序設(shè)計(jì)、多種不同的邏輯執(zhí)行功能，以及定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等功能，具有低功耗、低體積、低成本、技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)。綜上所訴，方案二更加符合制作要求，煙霧報(bào)警器的控制器選用STC89C52單片機(jī)。2.顯示方案的選擇方案一：選用數(shù)碼LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，數(shù)碼LED燈管的價(jià)格也比較合理，數(shù)字顯示也非常適合。但是動(dòng)態(tài)處理系統(tǒng)和微電腦連接都是單芯片，單片機(jī)端口網(wǎng)絡(luò)使用率較低。由于需要開啟數(shù)碼管，利用74LS164的數(shù)據(jù)傳輸，因此芯片在出現(xiàn)電路故障時(shí)，常常會(huì)遇到很多的阻礙。因此數(shù)字LED管不用作顯示器。方案二：選擇具有可顯示大量文本，圖形的LED顯示器。顯示形式多樣，圖文清晰可見，本設(shè)計(jì)可以采用1602液晶屏幕，價(jià)格也合理。綜合上述的分析，本實(shí)驗(yàn)選用方案2LCD1602做煙霧報(bào)警器顯示屏幕。三、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（一）整體方案設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)概述控制系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制單元，配以電阻電容式晶體振蕩器一起構(gòu)成了最小型的微處理器。其它的模塊都是以微型控制器為核心的。其中，MQ-2煙霧采集器為MQ-2，這種類型傳感器模擬信號(hào)為仿真，所以，ADC0832為ADC0832，它能把模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)，再通過MQ-2發(fā)送到MQ-2；使用DS18B20的數(shù)字式溫度傳感器，并與總線、單片機(jī)連接;該系統(tǒng)使用1602液晶顯示屏，本實(shí)用新型能夠在顯示屏中顯示煙氣濃度，溫度，報(bào)警濃度的實(shí)時(shí)信息；警報(bào)模塊由蜂鳴器，發(fā)光二極管組成。兩個(gè)LED分別為煙霧報(bào)警指示以及溫度報(bào)警指示。不管是哪一個(gè)要素超標(biāo)，鈴聲都會(huì)觸發(fā)報(bào)警；本設(shè)計(jì)還具有三個(gè)按鍵作為操作輸入裝置，可用來調(diào)節(jié)警報(bào)門限的尺寸；最后，選用常用的一個(gè)USB5V用于供電。2.系統(tǒng)框圖圖3-1系統(tǒng)框圖（二）最小系統(tǒng)電路STC89C52最小電路由晶振電路，電源電路和復(fù)位電路三個(gè)部分組成，見圖3-2：圖3-2單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振電路由C2、C3和12M晶振X1構(gòu)成。在此，電容起到震動(dòng)的作用，幫助晶體振子更易于振動(dòng)。這個(gè)數(shù)值在15-33pF之間。晶振也可在24M處取值。晶振越大，單片機(jī)運(yùn)算速度越快。設(shè)計(jì)電路時(shí)，晶振器與單片機(jī)的距離應(yīng)盡量接近。該復(fù)位電路包括10uF極性電容器C1和10K電阻器R4。從不能發(fā)生電容電壓突變特性可見系統(tǒng)起動(dòng)過程中RESET管腳會(huì)產(chǎn)生高電平，其持續(xù)時(shí)間主要由線路RC值決定。一般51微處理器在RESET管腳高電平大于兩個(gè)周期時(shí)會(huì)被重置，因此合適的RC值組合可以保證它能夠可靠復(fù)位。末類為5VUSB直接供電，主要有手機(jī)充電器、電腦USB接口與移動(dòng)電源。（三）液晶顯示電路1.1602液晶簡(jiǎn)介該系統(tǒng)使用了1602的工業(yè)字符模組，能同時(shí)顯示兩行16字符、阿拉伯?dāng)?shù)字、英文大小寫和常用符號(hào)。也可自定義漢字。1602為優(yōu)質(zhì)廉價(jià)顯示屏，可同時(shí)顯示2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)字符，每行16個(gè)字。在通訊自動(dòng)化、智能作業(yè)工具、辦公設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，ASCII字符的顯示是其主要的作用，因此又被稱作“文字顯示裝置”。在液晶顯示器不顯示漢字的情況下，必須先提取子模的中文或者圖片。子模塊軟件無法直接對(duì)5×8點(diǎn)陣子模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，可進(jìn)行人工抽取漢字字體進(jìn)行格式化。第二個(gè)步驟是在LCD內(nèi)存中存儲(chǔ)來自中文符號(hào)的子模塊。2.液晶顯示模塊電路在圖3-3中顯示了各組件的線路連接圖。第一個(gè)引腳和第二個(gè)引腳分別與屏幕上的輸入引腳相連。第三個(gè)引腳由電位儀10A與地相連。通過調(diào)整電位計(jì)，可以調(diào)整液晶的反差。第四引腳為控制管腳，控制管腳連接MSU引腳。第五引腳為MSU讀寫管腳連接MSU管腳。第六個(gè)引腳是一個(gè)激活插針，它與MSU插針相連。引腳7～14為數(shù)據(jù)/地址8位總線連接MSU端口。最后將15,16個(gè)引腳作為背光電源的引腳直接連接到整個(gè)系統(tǒng)中。圖3-3液晶模塊連接圖（四）煙霧檢測(cè)模塊1.煙霧傳感器的選型煙霧傳感器屬氣敏傳感器氣電轉(zhuǎn)換器，它把空氣中易燃?xì)怏w轉(zhuǎn)換成電壓或者電流信號(hào)，模擬值經(jīng)過變換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字，并經(jīng)過此芯片對(duì)數(shù)據(jù)，濃度處理和報(bào)警。感應(yīng)器是檢測(cè)煙塵的重要組成部分，它是檢測(cè)煙塵的重要組成部分。所以，如何選用傳感器是關(guān)鍵的一步。半導(dǎo)體煙霧報(bào)警器具有靈敏度高，反應(yīng)快，價(jià)格低廉，工作時(shí)無中毒、傳感器反應(yīng)緩慢等特點(diǎn)，維修費(fèi)用低廉。所以，在煙塵探測(cè)系統(tǒng)中，要使用半導(dǎo)體氣體傳感器。測(cè)試選擇靈敏度較高，響應(yīng)速度較快的測(cè)試、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)的MQ-2煙感元件。2.煙霧檢測(cè)模塊電路圖3-6所示為煙霧檢測(cè)器各部件的路線。因?yàn)镸Q-2作為仿真變量需要通過ADC0832轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給MQ-2。ADC0832是美國(guó)NS公司生產(chǎn)的8比特A/D變換器，與MCU相連。低功耗，高性能，低成本，適合小型智能儀表。ADC0832是一種具有8比特解析度的A/D變換器，它的最高分辨率為256級(jí)，可以實(shí)現(xiàn)普通的模擬變換需求。本芯片采用雙向通訊技術(shù)，可以有效地對(duì)資料進(jìn)行校驗(yàn)，降低資料誤差，快速、穩(wěn)定。支持單片機(jī)的獨(dú)立輸入，可以實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備的聯(lián)接和處理器的控制。利用DI的輸入，可以方便地進(jìn)行信道的功能選擇。圖3-6煙霧檢測(cè)模塊電路圖（五）DS18B20傳感器電路1.DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20，如圖3-7所示，是美國(guó)DALLAS公司首次開發(fā)的具有“一線總線”連接功能的溫度傳感器。其優(yōu)點(diǎn)是可以直接將溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)處理器。在-55℃～125℃之間，實(shí)測(cè)溫度偏差0.5℃。程序解析度在9-12比特之間，可分別在0.5℃，0.25℃，0.125℃，0.0625℃。該方法能較好地完成對(duì)溫度的測(cè)量。圖3-7DS18B20圖2.時(shí)序說明DS18B20單總線信號(hào)需要使用嚴(yán)格單總線協(xié)議來保證數(shù)據(jù)完整性。該協(xié)議含有集合式單總線信號(hào)種類：重置脈沖、存在脈沖，寫入0，寫入1，數(shù)字0和1。除了脈沖之外，總線控制器傳送所有的信號(hào)。與DS18B20進(jìn)行的重置順序和全部通訊都要從初始化順序開始，如圖3-8。重置脈沖之后的出現(xiàn)脈沖代表DS18B20已經(jīng)做好了數(shù)據(jù)傳輸和接收的準(zhǔn)備?？偩€控制器在初始化時(shí)將總線降至480us，然后發(fā)送（TX）復(fù)位脈沖，然后將總線放入RX。單總線由5K的牽引電阻器拉至高電平。DS18B20在輸入/輸出管腳探測(cè)到上升邊緣時(shí)，將會(huì)等待15至60us，隨后發(fā)出一個(gè)包含60至240us的低級(jí)信號(hào)的存在脈沖。圖3-8DS18B20初始化時(shí)序圖寫入時(shí)序分為2種：1寫0。這種總線控制器在DS18B20中寫入邏輯1，同時(shí)邏輯0從輸入0依次寫入DS18B20。所有的寫入循環(huán)都必須是60us，其中包含的寫入間隔至少1us。寫入順序是在總線控制器從高到低的情況下啟動(dòng)的?？偩€控制器在寫入順序開始后，首先要把數(shù)據(jù)線路向下拉，在寫入順序啟動(dòng)之后再釋放，并在15us之后釋放總線?？偩€松開后，5K的牽引電阻器拉高了總線。要讓主控制器生成一個(gè)0寫入順序，數(shù)據(jù)線路必須被拉到低電平并且維持在60us以上。DS18B20在總線控制器對(duì)寫入順序進(jìn)行初始化的同時(shí)，在15-60us的窗口內(nèi)取樣I/O線路。若為高，則輸入1。若行較低，則為0。讀取時(shí)區(qū)時(shí)，DS18B20僅用于向管理員發(fā)送信息。為此，總線控制器必須在發(fā)送ReedBloggingCommand[BEh]或ReedPowerSystem[B4H]后進(jìn)行讀取，DS18B20才能提供請(qǐng)求的數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)總線控制器發(fā)出溫度變化命令〔44h〕或者回復(fù)EEPROM命令〔B8h〕時(shí)，總線控制器讀出時(shí)間。所有的讀出時(shí)段都必須是至少60us，其中包含的讀數(shù)間隔至少1us。當(dāng)總線控制器將數(shù)據(jù)線從高處拉下來時(shí)，數(shù)據(jù)線讀時(shí)序須保持總線大于1us。DS18B20在總線控制器提供讀取順序的同時(shí)，將1或0在總線上拖曳。在完成了邏輯0的發(fā)送之后，總線被解除，并經(jīng)過牽引電阻器回到上升邊緣。DS18B20的輸出在讀時(shí)序下降沿后15us有效。這樣當(dāng)讀序開始讀入I/O管腳時(shí)，總線控制器就一定要停止對(duì)I/O管腳的控制。3.DS18B20模塊電路圖DS18B20的模塊電路圖如下圖所示：圖3-9DS18B20模塊連接圖（六）按鍵輸入模塊鍵盤是一種重要的裝置，能讓人使用它來操縱單片機(jī)。僅靠掃描鍵盤和閱讀目前的鍵盤狀況還不足以設(shè)計(jì)出一個(gè)系統(tǒng)的軟件。還有許多問題有待處理。不然，用戶在使用鍵盤時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作和控制。在單片機(jī)中，使用最多的它與矩陣無關(guān)。它們有各自的特點(diǎn)。本系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，編程方法精簡(jiǎn)。通常適用于某些簡(jiǎn)單電路，對(duì)硬件要求較低。矩陣鍵盤和單獨(dú)的鍵盤是很不一樣的。一、硬件較獨(dú)立鍵盤電路復(fù)雜很多，程序設(shè)計(jì)繁瑣，但有節(jié)約端口資源等好處。其次，要杜絕按鍵“毛刺”現(xiàn)象。其中以延遲重復(fù)掃描最為普遍。延時(shí)法基本原理：因?yàn)椤懊獭泵}沖通常都比較短，只有數(shù)毫秒，而按鍵按下的時(shí)間一般要長(zhǎng)得多，也就是說，在單片機(jī)探測(cè)到鍵的運(yùn)動(dòng)之后，它會(huì)延后一段時(shí)間來判斷是否還處于水平狀態(tài)。如果是則是有效的按鍵否則無效。本計(jì)劃以獨(dú)立鍵盤模式進(jìn)行操作，由于所用按鍵數(shù)量較少，只有“設(shè)置鍵”，“減鍵”及“加鍵”等3個(gè)按鍵。按鍵連接見圖3-10：圖3-10按鍵電路（七）報(bào)警模塊本系統(tǒng)不但具備探測(cè)和報(bào)警的功能?？稍O(shè)定系統(tǒng)的煙氣及溫度報(bào)警閥值。當(dāng)檢測(cè)值超過警報(bào)值時(shí)，會(huì)發(fā)出蜂鳴聲，LED燈會(huì)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)聲音和燈光的報(bào)警。1.蜂鳴器報(bào)警電路蜂鳴器的電路見圖3-11。由于蜂鳴器工作電流較大，單片機(jī)IO端口輸出電流小，通過三極管開關(guān)功能來控制蜂鳴器發(fā)音。該機(jī)選用PNP型三極管S8550。此外，該機(jī)還使用了有源蜂鳴器——蜂鳴器內(nèi)振蕩電路在單片機(jī)控制下，不需要持續(xù)產(chǎn)生高低噪聲，只需要輸出高低電平即可，極大簡(jiǎn)化了單片機(jī)編程工作。由于選用PNP型號(hào)，且單片機(jī)IO口預(yù)設(shè)高電平，蜂鳴器通電后不響。圖3-11蜂鳴器電路2.報(bào)警模塊電路在LED告警電路中，正電極與電源正電極連接，負(fù)電極連接于單片機(jī)IO端口。這樣，只要相應(yīng)于MCU的IO端口就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平，LED燈就可能亮。圖3-12LED燈電路四、軟件設(shè)計(jì)（一）程序語言及開發(fā)環(huán)境C語言是一種同時(shí)具有高級(jí)語言特性和配置語言特性的計(jì)算機(jī)編程語言。它始于1972年美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的DennisM.Ritchie。從1978年開始，C語言為大中型、小型微型計(jì)算機(jī)做出了貢獻(xiàn)。它可以作為一種很好的方式來設(shè)計(jì)一種語言來編寫一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用，或者作為一種非計(jì)算機(jī)的獨(dú)立的程序語言。應(yīng)用范圍廣，不僅對(duì)軟件具有強(qiáng)大的計(jì)算能力，而且對(duì)各種需要C語言的3D、2D圖形動(dòng)畫系統(tǒng)的科學(xué)研究，微強(qiáng)制器和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等特殊應(yīng)用都有強(qiáng)大的計(jì)算能力。KeilC51為美國(guó)KeilSoftware公司開發(fā)，兼容51系列單片機(jī)C語言軟件。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),C語言無論從功能上，可讀性上，結(jié)構(gòu)上還是可維護(hù)性上都有顯著的優(yōu)越性，并且容易學(xué)習(xí)和使用。Keil提供了一套由C編譯器、宏配置、鏈接器、庫管理器和功能強(qiáng)大的模擬器調(diào)試器組成的完整的開發(fā)方案。Keil軟件要求操作系統(tǒng)為WIN98,NT,WIN2000和WINXP。如果您使用C語言來編寫程序的話,Keil是最優(yōu)秀的工具之一，其簡(jiǎn)單易操作的成環(huán)境以及功能強(qiáng)大的軟件模擬調(diào)試工具同樣能使您的工作效率得到很高的提高。（二）程序流程圖設(shè)計(jì)1.總體程序流程圖設(shè)計(jì)該系統(tǒng)軟件流程圖見圖4-1。先初始化LCD,包括LCD初始化及LCD內(nèi)容初始化報(bào)警值。接著執(zhí)行循環(huán)工藝，先將感應(yīng)器探測(cè)到的煙氣濃度讀出，再用1602LCD進(jìn)行顯示，然后通過1602液晶屏進(jìn)行溫度讀取。再判斷煙霧濃度及溫度讀取值是否超過設(shè)定報(bào)警值，若是就會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警。下面是對(duì)設(shè)置按鈕是否被按下的評(píng)估，如果是，則對(duì)警報(bào)值大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。于是又展開了新的一輪觀察，論證與檢討。圖4-1主函數(shù)流程圖2.液晶程序設(shè)計(jì)在液晶顯示屏上，你需要在LCD顯示屏上標(biāo)明其顯示位置，比如第3行和第6行。當(dāng)坐標(biāo)確定后，就可以進(jìn)行內(nèi)容的顯示。在LCD屏幕上的時(shí)候，就會(huì)一一顯示出來。比如，“627”的編號(hào)是“6”，10位是“2”，“7”是最終的。這同樣適用于顯示字符串。例如：“hi“畫面以“h”為起始點(diǎn)，反復(fù)進(jìn)行直到“i”這個(gè)字母出現(xiàn)。請(qǐng)注意在字符串或者數(shù)字顯示的時(shí)候只需要一個(gè)定位器并且每一個(gè)字符都會(huì)顯示出來。在結(jié)束的時(shí)候LCD會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為下一個(gè)字符并且不需要給每一個(gè)字符定位。圖4-2系統(tǒng)框圖3.模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)單片機(jī)從ADC0832芯片中讀取數(shù)據(jù)前必須先從ADC芯片中發(fā)出初始信號(hào)，由于ADC0832具有2個(gè)AD轉(zhuǎn)換通道，因此還要向ADC芯片中發(fā)出信號(hào)，表示哪1個(gè)通道被選中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。再讀出提取結(jié)果;ADC芯片回傳2字節(jié)數(shù)據(jù)。前一個(gè)字節(jié)是正向傳輸?shù)?，后一個(gè)字節(jié)則是反向傳輸?shù)摹Ｖ砸M(jìn)行2次傳輸，就是為了檢查2個(gè)字節(jié)之間有無數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤。最后向main函數(shù)返回讀入AD的結(jié)果。圖4-3模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖4.溫度傳感器程序設(shè)計(jì)在圖4-4中顯示了讀出溫度值的流程圖。首先是對(duì)傳感器進(jìn)行初始化，它與重置處理相一致，因?yàn)檫@種模式只有一個(gè)傳感器，所以不需要拆開序列。然后發(fā)送0xcc命令，跳過ROM，然后向感應(yīng)器發(fā)送0x44命令，使感應(yīng)器開始進(jìn)行溫度變換。然后重置感測(cè)器，略過ROM指令0xcc，再將0xbe傳送至感測(cè)器，以完成感測(cè)器的讀出，并最終讀取傳感元件的傳感結(jié)果。圖4-4程序轉(zhuǎn)換器流程圖五、系統(tǒng)調(diào)試（一）元器件的選擇與測(cè)量本項(xiàng)目的主要元件包括：晶振、電容、按鍵、電阻、數(shù)模芯片、單片機(jī)、LCD等。在焊接之前，我們需要對(duì)每一個(gè)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的研究和研究。在電子元器件的市場(chǎng)上，這些部件可以很容易地從模型中直接得到。在焊接過程中，注意元件極性，電容大小等。通常用色環(huán)來直接測(cè)電阻大??；器件本身，電容與晶體振幅恒定；組件的正負(fù)關(guān)系可以遵循正、負(fù)兩個(gè)基本原理，有些特定的部件可以根據(jù)數(shù)據(jù)找到正、負(fù)。（二）元件的焊接與組裝一般有兩種裝配線路的方式：焊接和把面包片固定起來。不論采用何種方式，下列要點(diǎn)都應(yīng)該引起人們的重視。(1)在裝配之前，所有的元件都要經(jīng)過試驗(yàn)，以保證所有的元件都是有效的。(2)為了使焊機(jī)和配線的正確布置，所有的集成電路都應(yīng)按相同的方向進(jìn)行安裝。(3)使用單獨(dú)零件時(shí)，必須仔細(xì)識(shí)別裝置的前后方向，并將標(biāo)記放置在易于檢測(cè)的地方，以便檢查和糾正。對(duì)于有正負(fù)極性的設(shè)備，比如電解電容，晶體二極管等等，極性一定要有專門的防護(hù)，不然會(huì)造成測(cè)試不達(dá)標(biāo)。(4)為了便于對(duì)焊絲進(jìn)行檢查以及后續(xù)對(duì)電路進(jìn)行檢查，能按照電路接線功能選擇各種色彩焊絲去焊接。一般做法是：以紅線連接正電源、以藍(lán)色線連接負(fù)線，用黑線接接地線，用黃線接接信號(hào)線。當(dāng)然，只有一種顏色是可以的。(5)實(shí)際焊接時(shí)接頭要盡可能的簡(jiǎn)單和方便。電線不穿過IC芯片，必須繞著它走。同時(shí)，連接線應(yīng)盡量不重疊和相互重疊，并盡量不越過電路的元件。(6)為使電路正常運(yùn)行和排除故障，所有的接地導(dǎo)線都要互相連接，構(gòu)成一個(gè)通用的參考點(diǎn)。裝配方式得當(dāng)，布局合理，不僅可以確保線路整潔，美觀，運(yùn)行平穩(wěn)，而且便于排查，調(diào)試及故障排除。如果你能在組裝之前起草一個(gè)配置，你可以毫不費(fèi)力地獲得雙倍的結(jié)果，這使得配置更快更好。（三）電路的調(diào)試故障排除表示是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)和測(cè)試。測(cè)試是指組裝完成后測(cè)量電路的參數(shù)與工作方式，目的在于依據(jù)測(cè)試結(jié)果修正部分電路參數(shù)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在調(diào)試之前，要做好測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試步驟、測(cè)試方法和測(cè)試工具，確保測(cè)試工作的正常進(jìn)行。下圖5-1是系統(tǒng)電路圖圖5-1系統(tǒng)電路圖1.調(diào)試方法錯(cuò)誤修復(fù)方法有兩個(gè)基礎(chǔ)。首先是安裝過程中的調(diào)試方法。將復(fù)合線路按原模塊的設(shè)計(jì)功能分為安裝和調(diào)試部分，通過對(duì)各模塊的調(diào)試，逐步提高安裝調(diào)試率，最終完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)試。在新研制的電路中，通常采用此法。其中之一就是對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)做完以后，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行總體的修正。這種方法最適合調(diào)試電路，路線簡(jiǎn)單，系統(tǒng)不復(fù)雜。2.調(diào)試步驟（1）通電前檢查電路焊接好了別著急開機(jī)。一、依照電路原理，認(rèn)真地檢查線路接線，其中有接線不正確（一端接線，一端接線不正確）、接線少（接線時(shí)漏線）、多接線（接線不在電路圖上）、短路（特別是短程插針與接線），并核對(duì)各部件的插針中所用的插頭數(shù)目與設(shè)計(jì)圖相符。在檢查電線時(shí)，宜采用“Ω×1”指針式萬用表或“Ω”型蜂鳴器，并盡量直接測(cè)零件插腳，以便在同一時(shí)間檢測(cè)出接頭的問題。（2）通電觀察在安裝好電線后，打開電源（先關(guān)掉，再打開）。但是，一旦你打開了一條線路，不要立刻嘗試。首先要檢查線路是否有發(fā)熱，著火，漏電，供電線路短路，斷路等。若在測(cè)試過程中出現(xiàn)異常，應(yīng)立即關(guān)掉。檢查并清除故障，重新開啟測(cè)試。再根據(jù)需要檢測(cè)每臺(tái)設(shè)備插頭供電電壓，不只檢測(cè)每道總供電電壓，保證設(shè)備正常運(yùn)行。（3）單元電路調(diào)試進(jìn)行單元電路糾錯(cuò)時(shí)，應(yīng)明確本節(jié)的糾錯(cuò)要求。糾錯(cuò)順序應(yīng)根據(jù)電路圖的信號(hào)電流進(jìn)行，采用循序漸進(jìn)的方式，把上一次故障的輸出信號(hào)為下次回路輸入。從而確保系統(tǒng)調(diào)試更流暢，更便捷。對(duì)單元進(jìn)行調(diào)試有靜態(tài)與動(dòng)態(tài)之分。靜態(tài)條收一般是對(duì)無外界信號(hào)，特別適用于有源設(shè)備靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量。通過該系統(tǒng)，能夠及時(shí)地檢測(cè)到被破壞或即將被破壞的重要零件。該系統(tǒng)通過對(duì)信號(hào)幅度、波形形狀、相位比、放大率、頻率等參數(shù)的分析，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)試。在信號(hào)發(fā)生電路中，通常只顯示動(dòng)態(tài)指標(biāo)。通過對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)的對(duì)比，對(duì)電路和參數(shù)進(jìn)行了深入分析并給出相關(guān)改進(jìn)建議。在調(diào)試期間，應(yīng)當(dāng)提供更多的細(xì)節(jié)。（4）整機(jī)聯(lián)調(diào)一旦機(jī)器的各個(gè)部分修理完畢，他們進(jìn)行的整條鏈條操作就很薄弱，所以必須整條鏈條進(jìn)行修理。整個(gè)區(qū)域的調(diào)試主要與能源效率的監(jiān)測(cè)和評(píng)估有關(guān)。測(cè)量結(jié)果分別對(duì)照設(shè)計(jì)指標(biāo)確定了存在的問題及解決的方法，然后調(diào)整電路及其邊界，直到所有區(qū)域都這樣做。完全滿足設(shè)計(jì)要求。六、總結(jié)通過近三個(gè)多月的工作，我們終于完成了該課題的目標(biāo)：以單片機(jī)為核心的消防報(bào)警系統(tǒng)。盡管這種設(shè)計(jì)主題并非新事物，但是在整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展和設(shè)計(jì)流程中都有很大的幫助。能夠從設(shè)計(jì)，演示，磁盤制造，編程到最后的調(diào)試。這是一個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)來完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)演示及完成時(shí)，綜合應(yīng)用單片機(jī)原理，C語言程序等。通過實(shí)踐的分析與運(yùn)用，可以更好地了解這個(gè)重要的資訊。在設(shè)計(jì)時(shí)從系統(tǒng)需求、PCB制作、