【基于單片機(jī)的防火防盜報警器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)8800字（論文）】

III基于單片機(jī)的防火防盜報警器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)目錄摘要. I第1章緒論 11.1課題的背景 11.2研究的目的和意義 1第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計 12.1整體方案設(shè)計 12.1.1系統(tǒng)概述 12.1.2系統(tǒng)框圖 22.2最小系統(tǒng)模塊 22.2.1STC89C52簡介 22.2.2最小系統(tǒng)電路 42.3液晶顯示電路 52.3.11602液晶簡介 53.3.2液晶引腳說明 52.3.3液晶顯示模塊電路 62.4煙霧檢測模塊 72.4.1MQ-2型煙霧傳感器的工作原理 72.4.2MQ-2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo) 82.4.3煙霧檢測模塊電路 82.5DS18B20傳感器電路 92.5.1DS18B20簡介 92.5.2DS18B20模塊電路圖 102.6人體紅外檢測模塊 102.6.1熱釋電紅外傳感器的原理特性 102.6.2HC-SR501模塊相關(guān)介紹 102.6.4人體紅外檢測電路 112.7按鍵輸入模塊 122.8報警模塊 122.8.1蜂鳴器報警電路 122.8.2發(fā)光二極管報警模塊電路 13第3章軟件設(shè)計 133.1程序語言及開發(fā)環(huán)境 133.2程序流程圖設(shè)計 133.2.1總體程序流程圖設(shè)計 133.2.2液晶程序設(shè)計 153.2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計 163.2.4溫度傳感器程序設(shè)計 17第4章系統(tǒng)調(diào)試 18第5章總結(jié) 18鳴謝 19參考文獻(xiàn) 20附錄 21附錄一元件清單 21附錄二原理圖 22附錄三PCB圖 23摘要近年來，人們越來越關(guān)注個人安全問題，特別是在這個科技與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的時代里。大家對防火防盜越來越重視。本設(shè)計的防火防盜報警器包括監(jiān)控功能、輸入功能、實(shí)時顯示功能、光聲報警功能等。本文采用單片機(jī)和傳感器技術(shù)設(shè)計了防火防盜報警系統(tǒng)。該設(shè)計使用到的傳感器主要有以下三種，分別是HC-SR501紅外傳感器模塊，18B20溫度傳感器、MQ-2煙霧傳感器，傳感器將收集到的信號用單片機(jī)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)光聲報警。系統(tǒng)通過按鍵初始化溫度和煙氣濃度，使用LED顯示模塊實(shí)時顯示環(huán)境的溫度和煙氣濃度。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，性能很穩(wěn)定，使用比較方便。關(guān)鍵詞：報警器；傳感器；單片機(jī)第1章緒論1.1課題的背景現(xiàn)階段，我國的社會的經(jīng)濟(jì)獲得了快速發(fā)展，由此也提高了國民的經(jīng)濟(jì)水平和生活質(zhì)量。防火防盜更應(yīng)該隨著時代的發(fā)展有新的手段。防火與人身安全有關(guān)，防盜與人身安全有關(guān)。目前，市場上的防盜措施仍然是基于門窗的傳統(tǒng)防盜措施，主要用于使入侵者難以進(jìn)入以實(shí)現(xiàn)防盜目的。但是，它不僅體積大并且不容易安裝，而且還影響其外觀。發(fā)生事故時人們的逃生帶來很多不便，因此這些防盜措施逐漸變得不能滿足人們的需求。對美感和及時性的影響。同樣，由于缺乏及時的勞動，需要將傳統(tǒng)的防火措施廢除。尤其是在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，智能化的防火防盜設(shè)備在社會中得到了普及?；谏鲜銮闆r，筆者主要將單片機(jī)作為系統(tǒng)地核心控制芯片，設(shè)計并開發(fā)一款智能報警系統(tǒng)，能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ钪械陌踩枰?，在發(fā)生火災(zāi)和盜竊等事件時，能夠及時報警。1.2研究的目的和意義自動火災(zāi)勁爆系統(tǒng)在工作的過程中，通過各種類型的探測器，能夠檢測到燃燒過程中產(chǎn)生的各種物理量，如煙霧、熱量、以及光線，并將這些檢測到的物理量轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠識別的電信號，將其傳遞給火災(zāi)勁爆控制器，用以發(fā)出警鳴聲，引起人們的注意。從一開始的時候，我國火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的發(fā)展過程極為復(fù)雜，情報水平越來越高。當(dāng)前，國內(nèi)制造商正在使用復(fù)雜且昂貴的集中式警報控制方法來專注于大型倉庫，購物中心，豪華寫字樓，酒店等中使用的大型火災(zāi)警報系統(tǒng)。但是，在居民區(qū)，計算機(jī)房，辦公室和其他小型防火設(shè)施中，應(yīng)安裝易于使用的報警器。第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1整體方案設(shè)計2.1.1系統(tǒng)概述這個系統(tǒng)通過STC89C52單片機(jī)為與其他元器件配合，構(gòu)成了最小的單片機(jī)系統(tǒng)。其余模塊是圍繞著最小的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的。其中，使用煙霧收集傳感器MQ-2與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0832實(shí)現(xiàn)煙霧的檢測功能。采集周圍環(huán)境溫度時，主要是通過DS1820數(shù)字傳感器實(shí)現(xiàn)的。人體檢測使用HC-SR501模塊完成人體檢測。采用1602液晶作為顯示裝置，可以在屏幕上實(shí)時顯示相關(guān)信息。警報模塊配置有LED，報警時會亮起相應(yīng)的燈。只要觸發(fā)任意一種報警設(shè)定，蜂鳴器都會響起。4個操作按鈕作為輸入設(shè)備用來調(diào)整警報閾值和就緒設(shè)置的大小。該系統(tǒng)使用USB5V的電源。2.1.2系統(tǒng)框圖2.2最小系統(tǒng)模塊2.2.1STC89C52簡介STC89C52是一款CMOS8位單片機(jī)，在實(shí)際使用的過程中，具有高性能的特點(diǎn)。在單片機(jī)的內(nèi)部，包含了8k字節(jié)的可重寫閃存只讀程序存儲器，還有一個256字節(jié)的RAM。STC89C52單片機(jī)具有強(qiáng)大的功能，還具有非易失性存儲技術(shù)，在系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是可提供更為復(fù)雜的系統(tǒng)控制應(yīng)用。STC89C52單片機(jī)一共有40個引腳，外部共有32個端口，外部中斷的端口共有2個，16為的可編程定時器計數(shù)器共有3個，全雙工串型通信短偶和讀寫端口線各2個。2.2.2最小系統(tǒng)電路如圖2-3所示，表示的是STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)。根據(jù)電路圖可知，最小系統(tǒng)的組成可以歸結(jié)為以下三個部分，分別是晶振電路、復(fù)位電路、以及電源電路。晶振電路主要由電容和晶振組成。電容共有兩個，大小為30pF，分別是和表示；晶振一共有1個，大小為12M，用表示。電容在電路中發(fā)揮的作用為起振，通常情況下，電容的取值范圍在15-33pF，有利于晶振起振。從晶振的取值來看，也可以是24M，并且，隨著晶振值的不斷提高，單片機(jī)的執(zhí)行速度也會越來越快。借此，在設(shè)計電路的過程中，應(yīng)將晶振放到接近單片機(jī)的位置。單片機(jī)的復(fù)位電路是系統(tǒng)設(shè)計中的一個不可或缺的組成部分，與電腦重啟一樣。當(dāng)我們使用電腦時，會出現(xiàn)死機(jī)的情況，此時就需要按下電源鍵強(qiáng)制關(guān)機(jī)，在此按下電源鍵，電腦和電腦內(nèi)的程序都會重新啟動。單片機(jī)與電腦的運(yùn)行機(jī)理是一樣的，當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，由于外界環(huán)境的干擾，會出現(xiàn)程序跑飛的狀況，此時，只需按下復(fù)位按鈕時，程序就可以從頭開始執(zhí)行。從復(fù)位電路的組成來看，主要由1個極性電容和1個電阻組成。極性電容的大小為10uF，用表示，電阻的大小為10K，用表示。對于電容電壓而言，具有不能突變的性質(zhì)。所以，一給系統(tǒng)上電，對應(yīng)的引腳就會出現(xiàn)高電平，通過值，可以通知高電平持續(xù)的時間。對于大部分51單片機(jī)來說，當(dāng)引腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上，就會出現(xiàn)復(fù)位的現(xiàn)象，借此，只需要控制的取值，就能為系統(tǒng)復(fù)位提供保障。電源電路，直接使用5V的USB為其供電。此外，手機(jī)充電器、電腦USB、以及移動電源燈設(shè)備，為其供電。除了上述三個主要電路組成以外，還有其它很多外部外部電路。STC89C52單片機(jī)的口屬于漏極開路輸出，所以，需要在端口處嵌入一個大小為10K的排阻，用表示，同時，還可以將這一端口作為普通的使用。在此次系統(tǒng)設(shè)計中，液晶的數(shù)據(jù)口，主要由口實(shí)現(xiàn)。需要引起注意的是，當(dāng)31腳()接高電平時，復(fù)位之后的單片機(jī)，會從內(nèi)部的ROM的0000H開始執(zhí)行；當(dāng)這一引腳接低電平時，復(fù)位之后的墊片機(jī)，會從外部的ROM的0000H開始執(zhí)行。從系統(tǒng)設(shè)計來看，程序存儲在了單片機(jī)的內(nèi)部，所以，需要將該引腳接入高電平，用以確保單片機(jī)可以從內(nèi)部直接讀取程序，并執(zhí)行程序。圖2-3單片機(jī)最小系統(tǒng)2.3液晶顯示電路2.3.11602液晶簡介為了確保人際交互界面的友好性，在此次系統(tǒng)設(shè)計的過程中，使用到了1602液晶顯示屏，不僅可以設(shè)定用戶的作息時間，而且還能將用戶查詢的信息內(nèi)容顯示出來。液晶顯示器的類型有很多，而每種類型的顯示器顯示的數(shù)據(jù)內(nèi)容不同。如果是點(diǎn)陣字符型的液晶顯示器，除了可以顯示數(shù)字、字母以及圖形符號以外，同時還能將自定義的符號顯示出來。這類顯示器主要將各個器件安裝在了一塊印刷板上，最主要的器件有LCD控制器、點(diǎn)陣驅(qū)動器、以及字符存貯器。1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：顯示容量:16×2個字符芯片工作電壓:4.5—5.5V工作電流:2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm2.3.2液晶引腳說明1602的引腳如表3-2所示：表3-21602液晶引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：接地電源VSS。第2腳：5V正電源為VDD。第3腳：表示的是液晶顯示器對比度調(diào)整窗口，由于所接電源的不同，相應(yīng)的對比度強(qiáng)弱不同。要想調(diào)整對比度，就需要接入一個大小為10K的電位器。第4腳：表示的是寄存器選擇。第5腳：表示的是讀寫信號線，高水平低的讀操作，寫操作。第6腳：使能端，當(dāng)其從1切換至0時，將會執(zhí)行液晶模塊中的命令。第7至14腳：D0-D7表示的是8為雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。2.3.3液晶顯示模塊電路如圖2-4所示，為液晶模塊的電路圖。芯片的第1引腳直接與電路的相連，第2引腳直接與相連。這兩個引腳主要用作電源輸入腳，用以實(shí)現(xiàn)液晶的正常工作。第2引腳與一個大小為10K的電位器相連，并與接地端連接，通過調(diào)節(jié)電位器的大小，可以對液晶屏的對比度進(jìn)行調(diào)節(jié)。第4引腳與單片機(jī)的P27引腳相連接。第5引腳，與單片機(jī)的P27引腳相連接，用以實(shí)現(xiàn)液晶的讀些控制。第6引腳與單片機(jī)的P25引腳相連接，用以實(shí)現(xiàn)液晶的使能功能。第7腳到第14腳分別接到單片的P0口，作為液晶的數(shù)據(jù)/地址8位總線。最后第15腳和第16腳是液晶的背光電源腳，直接連接系統(tǒng)VCC和GND。圖2-4液晶模塊連接圖2.4煙霧檢測模塊2.4.1MQ-2型煙霧傳感器的工作原理半導(dǎo)體煙霧傳感器主要由以下兩個傳感器件組成，其一為氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料作為敏感體制作的煙霧傳感器，其二為單晶半導(dǎo)體器件制作的煙霧傳感器。根據(jù)傳感器敏感機(jī)理的不同，可以將其分為兩種類型，分別是電阻型和非電阻型。對于半導(dǎo)體器敏元件而言，又N型和P型的區(qū)別。在檢測N型阻值時，會隨著煙霧濃度的不斷加大，阻值反而會越來越?。辉跈z測P型阻值時，會隨著煙霧濃度的不斷加大，阻值反而會越來越大。半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類，詳見表2-3。表2-3半導(dǎo)體氣敏傳感器的分類類型所利用的特性工作溫度代表性被檢測氣體電阻型電阻表面電阻控制器300～450°C可燃性氣體體電阻控制器300～450°C700°C以上乙醇、可燃性氣體非電阻型二極管整流特性室溫～200°CH2、CO、乙醇晶體管特性150°CH2、H2S此設(shè)計中使用的MQ-2煙霧傳感器，它主要是利用了二氧化錫半導(dǎo)體氣體檢測材料，屬于典型的N型半導(dǎo)體。當(dāng)周圍的環(huán)境溫度達(dá)到200-300時，空氣中的氧氣會被二氧化錫吸附，這會在一定程度上降低半導(dǎo)體的電子密度，并導(dǎo)致電阻值增加。在與煙霧接觸的過程中，晶粒邊界處的勢壘會被調(diào)節(jié)，會導(dǎo)致晶粒表面的電導(dǎo)率發(fā)生變化，并通過這一變化，了解到周圍環(huán)境中的煙霧信息情況。當(dāng)MQ-2遇到可燃煙霧時，最初吸附的氧氣則會被解吸，可燃煙霧也會以陽離子的狀態(tài)，吸附在二氧化錫半導(dǎo)體的表面上。在氧氣解析的過程中，會釋放出大量電子，同時，處于陽離子狀態(tài)下的煙霧，也會釋放出大量的電子，這會在一定程度上增加二氧化錫半導(dǎo)體材料上的電子密度，并進(jìn)一步降低電阻值。如果空氣中不存在煙霧，二氧化錫則會吸附大量的氧陰離子，并將電阻值提高到初始狀態(tài)。上述過程，便是MQ-2可燃煙霧傳感器的工作原理。通過該傳感器，能夠檢測周圍環(huán)境中的煙霧，傳感器的外觀如圖2-5所示。圖2-5MQ-2型傳感器的外觀2.4.2MQ-2型傳感器的特性及主要技術(shù)指標(biāo)MQ-2型傳感器的一般特點(diǎn)(a)對天然氣、液化石油氣等煙霧的靈敏度較高，對烷類煙霧的敏感程度更高。(b)不僅具有良好的重復(fù)性，而且還具有長期穩(wěn)定性。初始狀態(tài)比較穩(wěn)定，工作過程中的響應(yīng)時間短，能夠確保在長時間的工作中，能夠保持良好的工作性能。(c)抗干擾性能良好，能夠?qū)⒋碳ば詺馕兜乜扇夹詿熿F干擾信息排除。(d)電路設(shè)計電壓范圍寬，24V以下均可；加熱電壓5±0.2V。MQ-2型傳感器的基本特性(a) 靈敏度特性。(b) 初期穩(wěn)定特性。(c)加熱特性。MQ-2型傳感器的特性參數(shù)(a)回路電壓：(Vc)5~24V(b)取樣電阻：(RL)0.1~20K(c)加熱電壓：(VH)5±0.2V(d)加熱功率：(P)約750mW(e)靈敏度：以甲烷為例R0(air)/RS(0.1%CH4)＞5(f)響應(yīng)時間：Tres＜10秒(g)恢復(fù)時間：Trec＜30秒2.4.3煙霧檢測模塊電路如圖2-6所示，為系統(tǒng)的煙霧檢測模塊電路圖。從MQ-2的輸出來看，屬于模擬量。借此，通過ADC0832芯片，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后將數(shù)字量發(fā)送到相應(yīng)單片機(jī)進(jìn)行處理。ADC0832是一種串行8位A/D轉(zhuǎn)換器，是由NS生產(chǎn)的。在三線接口的作用下，能夠與單片機(jī)連接到一起，在低功耗、性能高的系統(tǒng)中的使用頻率較高，而且在袖珍型智能設(shè)備中的應(yīng)用也比較廣泛。ADC0832是一個8位分辨率的A/D轉(zhuǎn)換芯片，最大分辨率為256級，對于那些比較常見的模擬量轉(zhuǎn)換要求，都比較適用。此外，芯片還具有雙數(shù)據(jù)輸出功能，在數(shù)據(jù)驗(yàn)證中經(jīng)常會使用到，并且會降低錯誤的出現(xiàn)。超快的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度，以及強(qiáng)大的穩(wěn)定性。通道功能的選擇可以通過DI數(shù)據(jù)輸入端子輕松實(shí)現(xiàn)。圖2-6煙霧檢測模塊電路圖2.5DS18B20傳感器電路2.5.1DS18B20簡介（1）概述如圖2-7所示，DS18B20是美國的DALAS半導(dǎo)體公司發(fā)布的。首款支持“1-wirebus”，可以將接口的溫度傳感器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號處理器。從傳感器的溫度測量范圍來看，大致在-55-125之間，允許溫度的測量誤差在0.5以內(nèi)。相較于熱點(diǎn)偶傳感器，能夠進(jìn)行高精度溫度測量。圖2-7DS18B20圖（2）特性獨(dú)特的1-Wire總線接口，在通信時，只需要一個引腳就能實(shí)現(xiàn)。唯一的64位序列號被寫入每個設(shè)備的內(nèi)部ROM。多通道采集功能，為分布式溫度采集器提供了方便。無需外部組件。電源范圍為3.0V至5.5V?？蓽y溫度范圍：-55C至+125C（-67F至+257F）;在溫度范圍超過-10-85時，精度在+-0.5。用戶能夠定義內(nèi)部溫度采集精度，范圍在9-12位之間。當(dāng)轉(zhuǎn)換精度為12位時，溫度轉(zhuǎn)換時間達(dá)到最大值750ms。自定義非易失性溫度警報設(shè)置；定義溫度警報搜索命令以及溫度超過用戶定義的設(shè)定值時；與DS1822程序兼容。（3）管腳定義Pin1：(VDD)，可選的電源引腳；Pin2：(DQ)，單線運(yùn)用的數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳；Pin3：(VDD)，接地端，電源負(fù)極；（4）應(yīng)用領(lǐng)域該產(chǎn)品在冷凍庫、糧倉、以及電力機(jī)房中得到了廣泛的應(yīng)用。軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測溫和控制。汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。供熱/制冷管道熱量計量，中央空調(diào)分戶熱能計量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制。2.5.2DS18B20模塊電路圖DS18B20的模塊電路圖如下圖所示：圖2-8DS18B20模塊連接圖2.6人體紅外檢測模塊2.6.1熱釋電紅外傳感器的原理特性熱釋電紅外傳感器熱電偶有著相同的工作原理，都是基于熱電效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)的。從傳感器的制作工藝來看，是對兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式。借此，即便不和物體接觸，也能將物體發(fā)射出的紅外線能量的變化情況檢測出來，然后將檢測到的信息內(nèi)容轉(zhuǎn)化成電信號，輸出出來。。對于人體而言，發(fā)射出的紅外輻射的中心波長在9-10m之間。對于檢測元件而言，波長靈敏度在0.2-20m之間的檢測結(jié)果都是穩(wěn)定。在傳感器的頂部，專門設(shè)計了一個裝有濾光鏡的窗口，波長在7-10nm的光可以通過該濾光鏡，在人體紅外檢測時，使用的比較廣泛，最重要的是，能夠吸收其他波長的紅外線。由此可見，DS18B20是專門用于檢測紅外線的傳感器。如果，有人進(jìn)入到檢測區(qū)域內(nèi)，熱釋元件便會將聚集到反射鏡的人體紅外線接收。但是，兩個熱釋元件接收到的熱量存在著差別，同時也具有不一樣的超導(dǎo)性，并且輸出通過信號處理輸出電壓。2.6.2HC-SR501模塊相關(guān)介紹在此次系統(tǒng)設(shè)計中，紅外傳感器模塊的型號為HC-SR501，是一種自動控制模塊，主要基于紅外技術(shù)。該模塊還融入了德國進(jìn)口的LHI778紅外探頭。具有非常高的靈敏度，以及超強(qiáng)的可靠性。在各種類型的自動感應(yīng)電器設(shè)備中的使用頻率最高，尤其是電池供電的自動控制產(chǎn)品。實(shí)物圖片如圖2-9所示。2-9HC-SR501實(shí)物圖（1）使用范圍1、安防產(chǎn)品2、人體感應(yīng)燈具3、人體感應(yīng)玩具4、工業(yè)自動化控制等（2）電氣參數(shù)2.6.4人體紅外檢測電路如圖2-10所示，表示的是LCD模塊的電路連接圖。該模塊一共引出了3個引腳，1引腳與VCC相連，3引腳與GND相連接，1引腳與IO端口的P10相連。在模塊感應(yīng)的區(qū)間范圍內(nèi)，如果有人出現(xiàn)的話，該引腳會輸出高電平，通常情況下處于低電平狀態(tài)。圖2-10人體紅外檢測電路2.7按鍵輸入模塊在此次系統(tǒng)設(shè)計中，使用到的案件數(shù)量是比較少的，只設(shè)計了4個按鍵，分別代表“設(shè)置鍵”“減鍵”、“加鍵”、以及“布防/撤防鍵”。借此，在按鍵設(shè)計部分，采用的是獨(dú)立鍵盤的方式。如圖2-11所示，為按鍵的連接圖。圖2-11按鍵電路2.8報警模塊本此次系統(tǒng)設(shè)計，除了具有檢測功能以外，還有報警功能。當(dāng)周圍環(huán)境中的煙霧、以及溫度有一項超過了系統(tǒng)給定的值，蜂鳴器就會被啟動，并發(fā)出警報。與此同時，電路中的LED指示燈也會閃亮，達(dá)到實(shí)現(xiàn)聲光報警功能。2.8.1蜂鳴器報警電路如圖2-12所示，表示的是蜂鳴器電路圖。在蜂鳴器工作的過程中，對電流的要求比較高，而對于單片機(jī)的IO口而言，對電流的要求又比較小，所以，在電路設(shè)計時，需要接入三極管，通過它的開關(guān)功能，用來控制蜂鳴器發(fā)音。在此次系統(tǒng)設(shè)計中，使用的PNP三極管型號為S8550。并且，在此次系統(tǒng)設(shè)計中，使用到的蜂鳴器屬于有源蜂鳴器，也就是說，在蜂鳴器的內(nèi)部安裝了震蕩電路，簡化了電路設(shè)計的同時，也簡化了程序的設(shè)計。圖2-12蜂鳴器電路2.8.2發(fā)光二極管報警模塊電路如圖2-13所示，表示的是LED報警電路。LED的正極直接與1K電阻串聯(lián)到電路中，電源的正極和負(fù)極相連，負(fù)極與IO端口相連。借此，在系統(tǒng)工作時，只需要確保單片機(jī)的IO口，輸出的為低電平，就可以點(diǎn)亮LED指示燈。此次系統(tǒng)設(shè)計，一共設(shè)計了三組LED燈，分別用于高溫警報指示器，高煙濃度警報指示器和人為入侵警報指示器。圖2-13LED燈電路第3章軟件設(shè)計3.1程序語言及開發(fā)環(huán)境在此次設(shè)計的過程中，主要使用到Keil軟件編寫程序，使用的編程語言為C語言。3.2程序流程圖設(shè)計3.2.1總體程序流程圖設(shè)計從圖3-1中可以看出，此次系統(tǒng)軟件流程。首先，對LCD進(jìn)行初始化處理，既可以出事后功能和內(nèi)容，并對警報值進(jìn)行初始化處理。然后，煙霧傳感器會檢測空氣中的煙氣濃度，對應(yīng)的濃度值為顯示在1602上。接著，對讀取到的煙氣濃度和溫度值進(jìn)行判斷，并確定是否有外界入侵，如果是，則打開相應(yīng)的警報燈并啟動蜂鳴器發(fā)出聲光警報。接著，判斷“設(shè)置”按鈕是是否被按下。如果被按下，需要調(diào)整警報值的大小。最后，重新檢測，標(biāo)記和判斷。圖3-1主函數(shù)流程圖3.2.2液晶程序設(shè)計圖3-2液晶顯示流程圖3.2.3模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計在讀取ADC0832芯片收集的數(shù)據(jù)之前，微控制器首先需要向ADC芯片發(fā)送啟動信號，因?yàn)锳DC0832具有兩個AD轉(zhuǎn)換通道，所以它還需要發(fā)送通道選擇信號以告知ADC芯片要連接哪個通道。選擇。進(jìn)行轉(zhuǎn)換。之后，讀取收集結(jié)果。ADC芯片返回2個字節(jié)的數(shù)據(jù)。第一個字節(jié)用于正向傳輸，第二個字節(jié)用于反向傳輸。發(fā)送兩次的原因是2個字節(jié)的數(shù)據(jù)檢查傳輸中是否有錯誤。最后讀取的AD結(jié)果返回到主函數(shù)。圖3-3模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖3.2.4溫度傳感器程序設(shè)計讀取溫度值的流程圖如圖3-4所示。第一步是初始化傳感器，這與重置過程相同，此設(shè)計僅連接到一個傳感器，因此無需區(qū)分串行。如果輸入傳感器編號并直接跳到0xcc命令，它將搜索ROM，然后將0x44命令發(fā)送到傳感器以開始溫度轉(zhuǎn)換。然后再次重置傳感器，并以相同的方式跳過ROM命令0xcc并將0xbe發(fā)送到傳感器以準(zhǔn)備讀取傳感器的檢測結(jié)果，并最終讀取傳感器返回的檢測結(jié)果。圖3-4溫度傳感器程序流程圖第4章系統(tǒng)調(diào)試4.1系統(tǒng)調(diào)試步驟1調(diào)試單片機(jī)最小系統(tǒng)。2.調(diào)試1602液晶顯示電路3調(diào)試MQ-2煙霧傳感器。4調(diào)試DS18B20數(shù)字溫度傳感器。5調(diào)試ADC0832A/D轉(zhuǎn)換電路。6調(diào)試報警電路。7調(diào)試整合所有電路。第5章總結(jié)經(jīng)過為期三個月的努力，以單片機(jī)為核心的，防火和放到報警系統(tǒng)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)。但從系統(tǒng)設(shè)計的主題來看并不新鮮，但是通過系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，的確可以給我們的日常生活帶來很大的幫助。而且，此次系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，也是一個難得的鍛煉機(jī)會，通過反復(fù)不斷地調(diào)試、以及修改程序代碼，不僅能夠鍛煉自身的編碼能力，同時也能提高自身獨(dú)立解決問題的能力。將理論與實(shí)踐結(jié)合到一起，有利于提高大學(xué)生的實(shí)踐能力。通過收集相關(guān)的信息和內(nèi)容，可以增強(qiáng)自我實(shí)踐技能。此外，也提升了我們主動接受知識的能力，這是學(xué)習(xí)方法的重大轉(zhuǎn)變。對于傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式而言，我們能夠記住課本中的知識，但是我們也在整個過程中，明白了如何學(xué)以致用。直截了當(dāng)?shù)?，克服挑?zhàn)，靈活學(xué)習(xí)和運(yùn)用。該設(shè)計的設(shè)計演示和完成過程將基于模擬電路和基于數(shù)字電路的幾門課程的內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合在一起，例如單片機(jī)原理，C語言程序。通過實(shí)際分析和應(yīng)用來加深您對這些關(guān)鍵知識的理解。此外，我們已經(jīng)掌握了系統(tǒng)開發(fā)的各個流程，從需求分析，到硬件、軟件設(shè)計，再到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，調(diào)試等，這在未來的工作中都是不小的收獲。在硬件方面，積累了大量的豐富經(jīng)驗(yàn)，會在一定程度上提高單片機(jī)的功能，但是具體的實(shí)現(xiàn)原理是不變的。從本系統(tǒng)的設(shè)計來看，功能相對簡單，但是確實(shí)一次不錯的鍛煉機(jī)會，可以將理論能力轉(zhuǎn)化成時間能力，從整體上提升了自身的能力。這個畢業(yè)項目加深了學(xué)習(xí)專業(yè)知識的重要性，理解了理論和實(shí)踐相結(jié)合的含義，并測試了四年大學(xué)研究的結(jié)果。該設(shè)計中知識的應(yīng)用和聯(lián)系還不夠好。但是，我將來會繼續(xù)努力，將來會繼續(xù)改進(jìn)我的工作和學(xué)習(xí)。為期三個月的設(shè)計是系統(tǒng)地改進(jìn)和擴(kuò)展我過去所學(xué)知識的過程，我將繼續(xù)加深我的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能，并在未來的工作和學(xué)習(xí)中取得進(jìn)一步的進(jìn)步。在設(shè)計過程中，時間緊張，不可避免地存在許多缺陷，但是，在未來的工作過程中，會繼續(xù)完善本系統(tǒng)，對以往設(shè)計進(jìn)行回顧，并通過擴(kuò)展設(shè)計的功能，來改進(jìn)此設(shè)計的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)[1]陳連生.可燃煙霧探測器及其設(shè)置安裝要領(lǐng).石油工程建設(shè).1996(1):23~25[2