編號：審定成績：畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目：基于單片機的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計摘要本論文以電阻式煙霧傳感器和單片機技術(shù)為核心并與其他電子技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計出一種技術(shù)水平較好的煙霧報警器。其中選用MQ-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。選用的AT89C52單片機，它具有高速、低功耗、超強抗干擾等優(yōu)點，是目前同類技術(shù)中應(yīng)用最廣的，且其擴展電路很廣泛。不僅用了煙霧傳感器還用到了數(shù)字式溫度傳感器，這對報警系統(tǒng)的精度更加的完善。以AT89C52單片機和MQ-2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器及數(shù)字式溫度傳感器為核心設(shè)計的火災(zāi)報警器可實現(xiàn)聲光報警、故障自診斷、報警限設(shè)置、延時報警及等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧報警器，具有一定的實用價值?！娟P(guān)鍵詞】AT89C52單片機模數(shù)轉(zhuǎn)換器DS18B20報警

ABSTRACTFrequentoccurrenceoffireaccidentsinrecentyears,makingagreatlossofpeople,financial,andmaterial.Previously,thefirealarmandcontrolareverybackward,causinghugelosses.Nowadays,fireaswellasautomaticfirealarmsystemshavebecomeincreasinglydemandedbyuser.Fortheanalysisoffireaccidents,exceptforeliminatewaterpressureless,theexistingfirepartitionshouldnotplayarole,isthekeytocausesignificantdamage.Nowthedigitalcontrolsystemoffirealarmandpre-haveplayedanimportantrole.Therefore,thefirealarmsystemisveryimportant.ThispaperdesignabettersmokealarmwithsmokesensorsandSCDtechnologyasthecore,andcombineswithotherelectronictechnology.thealarmuseMQ-2combustiblegassensor-typesemiconductortoachievesmokesmokedetectionsensorswithhighsensitivity,fastresponse,theadvantagesofanti-interferenceability,andlowcostandlongservicelife.AT89S52ishighspeed,lowpower,superanti-jamming,etc,isthesametechnologythemostwidelyused,andtheexpansionofthecircuitisverywide.Notonlywiththesmokesensoralsousesadigitaltemperaturesensor,theaccuracyofthisalarmsystemmoreperfect.ThefirealarmwithAT89C52microcontrollerandMQ-2-typesemiconductorresistancetypesmokesensoranddigitaltemperaturesensorasthecorecanrealizessoundandlightalarm,faultdiagnosis,concentrationdisplay,alarmlimitsettings,delayalarmandsoon.Itisasimplestructure,stableperformance,easytouse,inexpensive,intelligentsmokedetectors,whichhassomepracticalvalue.【Keywords】AT89S52SCDADCDS18B20Alarm

目錄前言火的應(yīng)用對人類的文明和社會的進步起了巨大的推動作用。然而火一旦失去了控制，也會給人類帶來巨大的災(zāi)難，形成火災(zāi)。據(jù)統(tǒng)計，在眾多災(zāi)種中，火災(zāi)造成的直接損失約為地震的5倍，僅次于干旱和洪澇，而火災(zāi)發(fā)生的頻度則居于各災(zāi)種之首。千百年來，人類和火災(zāi)進行了長期的斗爭，積累了許多防火、滅火的經(jīng)驗教訓(xùn)。本世紀(jì)70年代后期，開始出現(xiàn)—門新興的多學(xué)科交叉應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)——火災(zāi)科學(xué)，其中心內(nèi)容是用現(xiàn)代高科技手段研究火災(zāi)發(fā)生、發(fā)展和防治的機理和規(guī)律，為火災(zāi)防治提供新的思想、理論和方法。使得火災(zāi)研究進入了科學(xué)化、系統(tǒng)化的軌道，并促進了防火、滅火技術(shù)的進步。雖然科學(xué)技術(shù)的進步，使人類的防火、滅火手段發(fā)牛了很大的變化，取得了可喜的成績，然而，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進程的加快和人口的迅速增長，我國火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)，造成的損失呈上升趨勢。另一方面，住宅的商品化，高層建筑和超高層建筑越來越多。由于高層建筑火災(zāi)具有火災(zāi)蔓延速度快，火災(zāi)隱患多，撲救工作和人員疏散困難的特點，因此高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，后果是不堪設(shè)想的。一座高大的建筑物內(nèi)可容納成干上萬的人在里面工作和生活，安全是每個人考慮的首要問題，而威脅人類生存、侵吞人類生命財產(chǎn)的災(zāi)害中，火災(zāi)又是一種多發(fā)、常見的災(zāi)害，因此防止火災(zāi)發(fā)生，減少火災(zāi)損失就成為人們普遍關(guān)心和深入研究的永恒課題了。為了減少火災(zāi)的損失，防止火災(zāi)和火災(zāi)的報警是很重要的。在本課題中我將介紹一種火災(zāi)報警系統(tǒng)。數(shù)字式的控制單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、使用方便、價格低廉、智能化的煙霧報警器。這給客戶帶來一種安心和安全保障更好的生活。這使得每個人能安居樂業(yè)，為人民服務(wù)，為國家的繁榮富強做出貢獻。第一章緒論第一節(jié)概述作為一個完整的火災(zāi)報警器系統(tǒng)，必須包含以下幾個部分：系統(tǒng)控制模塊，火災(zāi)探測模塊，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊以及報警模塊。在科技高速發(fā)展的今天，單片機技術(shù)已經(jīng)在電子制造等領(lǐng)域占有很重要的位子，以單片機作為系統(tǒng)的控制核心，具有體積小、功能強大、精度高、響應(yīng)快等優(yōu)點。隨著“信息時代”的到來，傳感器作為一種信息采集裝置扮演者很重要的角色，相對于傳統(tǒng)的測溫裝置，傳感器具有測溫精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢。本文所要介紹的就是一個基于單片機和傳感器的火災(zāi)報警系統(tǒng)的設(shè)計。消防報警產(chǎn)品的現(xiàn)狀和特點消防報警產(chǎn)品是一個系列產(chǎn)品，包括火災(zāi)探測設(shè)備、信息傳輸設(shè)備、報警分析控制器、消防控制聯(lián)動。是物理傳感技術(shù)、自動控制、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸和管理、智能樓宇等技術(shù)的綜合集成，屬于高新技術(shù)。第二章火災(zāi)報警器系統(tǒng)總體設(shè)計溫度信號采集電路將溫度信號以數(shù)字信號的形式送入單片機。單片機對該數(shù)字信號進行濾波處理，并對處理后的數(shù)據(jù)進行分析，是否大于或等于某個預(yù)設(shè)值，即報警臨界溫度。如果大于則啟動報警電路發(fā)出報警聲音，反之則為正常狀態(tài)。硬件選型CPU選型：對于CPU的選型，要求CPU功能強大，可靠性高，性價比高，精度和響應(yīng)速度高。基于上述要求，本設(shè)計選用AT89S52單片機作為系統(tǒng)的CPU。傳感器選型：

對于溫度傳感器的選型，要求傳感器的測溫精度高、響應(yīng)速度快、抗干擾力好、可靠性高。基于上述要求，本設(shè)計選用DS18B20傳感器最為系統(tǒng)采集溫度信號用的傳感器。煙霧傳感器我們選擇MQ-2型半導(dǎo)體可燃?xì)怏w敏感元件煙霧傳感器實現(xiàn)煙霧的檢測，它具有靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強等優(yōu)點，而且價格低廉，使用壽命長。AT89S52簡介：AT89S51單片機為40引腳雙列直插式封裝，其引腳排列和邏輯符號如圖2.2所示。圖2.2AT89S52引腳圖DS18B20簡介：DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20是一種新型的“一線器件”，其體積更小、更適用于多種場合、且適用電壓更寬、更經(jīng)濟。DALLAS半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS18B20是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。溫度測量范圍為-55～+125攝氏度，可編程為9位～12位轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達0.0625攝氏度，分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可以在遠(yuǎn)端引入，也可以采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。DS18B20性能特點：●獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊●DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫●DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)●適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電●溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃●零待機功耗●可編程的分辨率為9～12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫●在9位分辨率時最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快●用戶可定義報警設(shè)置●報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件●測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力●負(fù)電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作以上特點使DS18B20非常適用與多點、遠(yuǎn)距離溫度檢測系統(tǒng)。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管腳排列、各種封裝形式如圖2.3所示，DQ為數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳。開漏單總線接口引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源；GND為地信號；VDD為可選擇的VDD引腳。當(dāng)工作于寄生電源時，此引腳必須接地。其電路圖如圖2.4所示。圖2.3封裝圖、圖2.4傳感器電路圖DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)：圖2.4為DS1820的內(nèi)部框圖，它主要包括寄生電源、溫度傳感器、64位激光ROM單線接口、存放中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM），用于存儲用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲與控制邏輯、8位循環(huán)冗余校驗碼（CRC）發(fā)生器等七部分。圖2.5DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖DS18B20有4個主要的數(shù)據(jù)部件：（1）光刻ROM中的64位序列號是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼。64位光刻ROM的排列是：開始8位（28H）是產(chǎn)品類型標(biāo)號，接著的48位是該DS18B20自身的序列號，最后8位是前面56位的循環(huán)冗余校驗碼（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一DS18B20都各不相同，這樣就可以實現(xiàn)一根總線上掛接多個DS18B20的目的。（2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉(zhuǎn)化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以0.0625℃/LSB形式表達，其中S為符號位。其中DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端(采用寄生電源供電方式時接地)。（3）DS18B20溫度傳感器的存儲器：DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲器包括一個高速暫存RAM和一個非易失性的可電擦除的EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH、TL和結(jié)構(gòu)寄存器。（4）配置寄存器DS18B20工作方式：DS18B20采用單總線工作方式，由于所有信號(控制和數(shù)據(jù))都通過單總線傳輸，因此總線的時序邏輯必須非常嚴(yán)格，其工作時序如圖2.6所示：圖2.6DS18B20工作時序圖DS18B20測溫原理：DS18B20的測溫原理如圖2.7所示，圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很小用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進行計數(shù)，進而完成溫度測量.計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定，每次測量前，首先將-55℃所對應(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對應(yīng)的一個基數(shù)值。減法計數(shù)器1對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)置值減到0時溫度寄存器的值將加1，減法計數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入,減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù),如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫圖2中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性其輸出用，于修正減法計數(shù)器的預(yù)置值，只要計數(shù)門仍未關(guān)閉就重復(fù)上述過程，直至溫度寄存器值達到被測溫度值，這就是DS18B20的測溫原理。圖2.7DS18B20測溫原理圖系統(tǒng)軟件總體設(shè)計系統(tǒng)軟件部分主要實現(xiàn)對火災(zāi)報警系統(tǒng)的測試工作，由煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序、溫度采集程序、聲光報警程序等三個部分組成。其中，煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序完成對煙霧濃度的采集并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；溫度采集程序顯示對現(xiàn)場的溫度進行采集；報警程序設(shè)置報警的下限，當(dāng)外界指標(biāo)超出限制時，將進行聲光報警。圖？？系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖。本章小結(jié)本章主要描述了系統(tǒng)軟硬件的整體設(shè)計思路，并給出了系統(tǒng)框圖和流程圖。在硬件部分給出了部分元器件的選型并對主要元器件AT89S52和DS18B20等的引腳和功能進行了詳細(xì)的介紹。系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)硬件設(shè)計AT89S52單片機最小系統(tǒng)設(shè)計：單片機最小系統(tǒng)概述及原理圖51系列單片機最小系統(tǒng)包含51單片機芯片，復(fù)位電路和振蕩電路三個部分，本設(shè)計采用AT89S52單片機芯片，芯片有40腳，包時鐘電路通過內(nèi)部時鐘源提供時鐘，外部只需要接一個振蕩電路，振蕩電路中晶振是12MHZ。復(fù)位電路電路采用按鍵復(fù)位方式，當(dāng)單片機復(fù)位引腳檢測到至少24個時鐘周期的高電平的時候會自動復(fù)位系統(tǒng)，系統(tǒng)會重新啟動。單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖如圖3.1所示。圖3.1單片機最小系統(tǒng)圖2、復(fù)位電路單片機復(fù)位電路是指單片機的初始化操作。單片機啟動運行時，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實現(xiàn)。（1）復(fù)位電路的功能：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號。本系統(tǒng)采用的是開關(guān)復(fù)位形式。開關(guān)復(fù)位可以在電源接通后，單片機自動復(fù)位，并且在單片機運行期間，用開關(guān)操作也能使單片機復(fù)位。上電后，由于電容的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時間的高電平。當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作，復(fù)位電路如圖3.2圖？？3、晶振原理晶振是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件，通常分成有源晶振和無源晶振兩個大類，無源晶振需要芯片內(nèi)部有振蕩器，并且晶振的信號電壓根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無源晶振通常信號質(zhì)量和精度較差，需要精確匹配外圍電路（電感、電容、電阻等），如需更換晶振時要同時更換外圍的電路。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號質(zhì)量也較無源晶振要好。因價格等因素，實際應(yīng)用中多采用無源晶振設(shè)計的電路居多，本系統(tǒng)也采用的是無源晶振。如圖？？所示就有一個頻率為12M的晶振，，匹配電容是兩個30P的瓷片電容，使單片機正常工作。圖？？溫度采集系統(tǒng)設(shè)計：DS18B20的電源供電方式有兩種：外部供電方式和寄生電源方式。本設(shè)計中采用前者作為DS18B20的電源供電方式，，把DS18B20的數(shù)據(jù)線與單片機的13管腳連接,再加上上拉電阻。DS18B20與芯片連接電路如圖3.2所示。圖3.2DS18B20與芯片連接圖三、A/D轉(zhuǎn)換模塊由于控制系統(tǒng)是對溫度和煙的濃度進行檢測，相當(dāng)于A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換時間來說信號變化很慢，所以采樣保持器（保持在A/D轉(zhuǎn)換時間內(nèi)輸入的模擬信號不變）也可以省去。因此，模擬信號經(jīng)過放大后可以直接進入A/D轉(zhuǎn)換器。四、煙霧傳感電路設(shè)計MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)和外形如圖？？所示,由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層,測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。圖？？MQ-2結(jié)構(gòu)圖電路如圖所示，電路采用交流供電，220V交流市電從插頭引入電路，經(jīng)電源變壓器降壓后變?yōu)橹绷?，直流電壓直接供傳感器MQ－2的加熱絲H-H工作，加熱絲給傳感器MQ－2預(yù)熱一定時間后，才能正常檢測煙霧。當(dāng)MQ－2所處的環(huán)境煙霧在允許范圍內(nèi)時，其兩端輸出電極H-H間導(dǎo)電率很低，則加在電極間兩端H—H電壓很低，則輸出電壓升高，開始吸收煙霧。當(dāng)煙霧逐漸減少，傳感器MQ－2導(dǎo)電率升高，加在電極間兩端H—H的電壓升高，輸出電壓變小。電路主要通過調(diào)試可變電阻，可以調(diào)節(jié)煙霧傳感器的靈敏度，電路如圖？？五、報警電路設(shè)計報警電路采用聲光報警，聲音部分采用蜂鳴器，光部分采用發(fā)光二極管。當(dāng)外界環(huán)境的溫度達到報警的下限時，LED指示燈開始發(fā)光，同時蜂鳴器開始發(fā)聲報警。煙霧傳感器采集煙霧濃度，當(dāng)煙霧的濃度過高時，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將此模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并用單片機控制使蜂鳴器報警。電路原理圖如圖？？圖？？六、四分頻電路設(shè)計七、電源模塊設(shè)計隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，現(xiàn)在已生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用的單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小，可靠性高，使用靈活，價格低廉等優(yōu)點。最簡單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。三端式穩(wěn)壓器由啟動電路、基準(zhǔn)電壓電路、取樣比較放大電路、調(diào)整電路和保護電路等部分組成。三端穩(wěn)壓器件78/79系列三端穩(wěn)壓器件是最常用的線性降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，用78/79系列三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。由于電路要求的電源是5V，所以設(shè)計中采用了7805。7805可以為電路提供比較穩(wěn)定的+5V電源。電源原理圖如圖？？圖？？電源原理圖軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件總體設(shè)計系統(tǒng)軟件部分主要實現(xiàn)對溫度檢測以及煙霧濃度的檢查，對指標(biāo)超標(biāo)進行聲光報警。主要包括溫度檢測程序、煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計、聲光報警程序設(shè)計。圖？？是系統(tǒng)軟件主程序流程圖。圖？？系統(tǒng)軟件主程序流程圖由上圖可以看出主程序執(zhí)行過程：首先對單片機的IO口進行初始化使LED燈不亮，蜂鳴器停止蜂鳴。然后調(diào)用溫度測量函數(shù)控制DS18B20進行溫度測量并獲取溫度值。然后緊接著調(diào)用煙霧濃度采集模塊程序采集環(huán)境煙霧濃度。在得到溫度值與煙霧濃度后進入判斷程序，判斷溫度值與煙霧濃度是否有超標(biāo)的量。若其中有一項或兩項都超標(biāo)就進行聲光報警。DS18B20溫度檢測模塊程序設(shè)計DS18B20在單片機控制下分三個階段:●18B20初始化：初始化流程見圖3.3●讀18B20時序：讀DS18B20流程見圖3.4●寫18B20時序：寫18B20流程見圖3.5DSl8820以單總線協(xié)議工作，單片機首先發(fā)送復(fù)位脈沖，使信號線上的DSl8820被復(fù)位，接著發(fā)送ROM操作命令，使DSl8820被激活進入接收內(nèi)存訪問命令狀態(tài)。內(nèi)存訪問命令完成溫度轉(zhuǎn)換、讀取等工作(單總線在ROM命令發(fā)送之前存儲命令和控制命令不起作用)。系統(tǒng)以ROM命令和存儲器命令的形式對DSl8820操作。ROM操作命令均為8位，命令代碼分別為：讀ROM(33H)、匹配ROM(5SH)、跳過ROM(CCH)、搜索ROM(FOH)和告警搜索(ECH)命令。存儲器操作命令為：寫暫存存儲器(4EH)、讀暫存存儲器(BEH)、復(fù)制暫存存儲器-(481-I)、溫度變換(44H)、重新調(diào)出EZPRAM(BSH)和讀電源供電方式(B4H)命令。寫數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平，產(chǎn)生寫起始信號。在15us之內(nèi)將所需寫的位送到數(shù)據(jù)線上，在15us到60us之間對數(shù)據(jù)線進行采樣，如果采樣為高電平，就寫1，如果為低電平寫0。在開始另一個寫周期前必須有l(wèi)us以上的高電平恢復(fù)期。讀數(shù)據(jù)：主機將數(shù)據(jù)線從高電平拉至低電平lus以上，再使數(shù)據(jù)線升為高電平，從而產(chǎn)生讀起始信號。主機在讀時間片下降沿之后15us內(nèi)完成讀位。每個讀周期最短的持續(xù)期為60us，各個讀周期之間也必須有l(wèi)us以上的高電平恢復(fù)期。CPU控制DSl8820完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個步驟：每一次讀寫之前都要對DSl8820進行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令．這樣才能對DSl8820進行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主CPU數(shù)據(jù)線下拉500微秒，然后釋放，DSl8820收到信號后等待16到60微秒左右，后發(fā)出存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復(fù)位成功。DS18B20初始化過程如圖3.10所示。圖3.10DS18B20初始化過程DS18B20初始化程序流程圖3.10所示。圖3.3DS18B20初始化流程圖DS18B20的讀寫時序要求非常的嚴(yán)格，只有在編程中嚴(yán)格遵照讀寫時序才能夠正確控制DS18B20并從中獲得較準(zhǔn)確的溫度值。DS18B20讀寫時序如圖？？所示。DS18B20的讀寫時序DS18B20讀寫程序流程圖如圖？？所示。圖3.4讀寫一個字節(jié)程序流程圖讀出當(dāng)前的溫度數(shù)據(jù)我們需要執(zhí)行兩次工作周期，第一個周期為復(fù)位、跳過ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時間。緊接著執(zhí)行第二個周期為復(fù)位、跳過ROM指令、執(zhí)行讀RAM的存儲器操作指令、讀數(shù)據(jù)（最多為9個字節(jié)，中途可停止，只讀簡單溫度值則讀前2個字節(jié)即可）。讀取溫度的程序流程圖如圖？？所示。圖？？溫度讀取程序流程圖DS18B20讀寫相關(guān)程序如下：Init_DS18B20(void)；//DS18B20初始化程序ds_read_byte()； //從DS18B20讀一個字節(jié)ds_write_byte(charbitval)； //向DS18B20寫一個字節(jié)get_temperature()；//從DS18B20讀取溫度值煙霧傳感數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計本課題中首先通過煙霧濃度傳感器MQ-2將煙霧濃度轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后采用ADC0809轉(zhuǎn)換芯將電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過單片機進行處理。數(shù)字芯片在操作時首先要分析它的操作時序圖，ADC0809的操作時序圖有如圖？？所示。圖？?ADC0809的操作時序圖從圖可以看出，啟動脈沖START和地址鎖存允許脈沖ALE的上升沿將地址送上地址總線，模擬量經(jīng)C、B、A選擇開關(guān)所指定的通道送到A/D轉(zhuǎn)換器。在START信號下降沿的作用下，逐次逼近過程開始，在時鐘的控制下，一位一位地逼近。此時，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC呈低電平狀態(tài)。由于逐次逼近需要一定的過程，所以，在此期間內(nèi)，模擬輸入值應(yīng)維持不變，比較器要一次次進行比較，直到轉(zhuǎn)換結(jié)束。此時，如果計算機發(fā)出一個輸出允許命令（EOC呈高電平），則可讀出數(shù)據(jù)。在本課題中由于只用到一路，所以本設(shè)計選用IN0路作為模擬量的輸入端。所以C、B、A端全接地。根據(jù)ADC0809的工作原理，對它的操作步驟如下：①對EPP接口進行初始化，選擇模擬量輸入通道。②發(fā)出啟動脈沖。③查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號EOC的值，等待轉(zhuǎn)換結(jié)束。④轉(zhuǎn)換結(jié)束后讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。其流程圖如圖3－5所示。圖？？ADC0809程序流程圖ADC0809轉(zhuǎn)換程序AD_get(void)，源代碼如下：floatAD_get(void)//獲得ad轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù){ st=0;//啟動轉(zhuǎn)換 st=1; st=0; while(!eoc);//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束oe=1; getdata=P0; oe=0; temp=getdata; temp=temp*0.01953; returntemp;}聲光報警模塊程序設(shè)計該部分程序控制LED的亮滅和蜂鳴器的報警，當(dāng)煙霧濃度和溫度兩個指標(biāo)有超標(biāo)時，程序通過點亮LED和使蜂鳴器報警。部分源程序如下：if(DS_data>30||AD_data>2){led=1;//led亮bee=1;//蜂鳴器報警}本章小結(jié)本章從硬件和軟件兩個方面出發(fā)，詳細(xì)介紹了每個模塊的軟硬件設(shè)計具體方案。硬件部分介紹了單片機最小系統(tǒng)、溫度采集系統(tǒng)、煙霧濃度采集系統(tǒng)以及聲光報警電路。軟件部分介紹了主程序以及DS18B20溫度采集與A/D轉(zhuǎn)換部分以及部分聲光報警程序。系統(tǒng)調(diào)試第一節(jié)AT89S52單片機開發(fā)工具介紹本設(shè)計通過KeiluVision3軟件對軟件進行測試，通過STC-ISP軟件將程序下載到系統(tǒng)實物進行調(diào)試。KeiluVision3是一個集成開發(fā)環(huán)境，它集程序的編輯、編譯、鏈接、調(diào)試等功能為一體。具有友好的交互界面、下拉菜單、快捷鍵和快速訪問命令列表等，使程序設(shè)計工作更加方便、高效。KeiluVision3工作界面圖如圖4.1所示。圖？？第二節(jié)系統(tǒng)測試與分析一、測試內(nèi)容為了保證整個系統(tǒng)的正常工作以及系統(tǒng)穩(wěn)定性的分析，主要對系統(tǒng)一下部分進行了測試。完成板卡的器件和芯片的焊接工作用萬用表測試板卡接線是否良好；在KeiluVision3軟件下編輯不同模塊的程序，通過STC-ISP軟件下載到設(shè)計的系統(tǒng)中，測試各個模塊是否正常工作；將編輯好的系統(tǒng)測試程序下載到設(shè)計的系統(tǒng)中，進行測試；二、系統(tǒng)測試步驟為了保證系統(tǒng)測試的可靠性，測試步驟如下：①搭建好整個系統(tǒng)電路，首先進行硬件電路的基本測試，檢測是電路連接的正確性以及是否有電路短路。②在KeiluVision3軟件上進行軟件編譯、調(diào)試，保證程序正確性，避免基本語法錯誤。③通過下載軟件將程序下載到系統(tǒng)中，上電運行。觀察系統(tǒng)的運行狀態(tài)。④記錄下測試結(jié)果，進行分析。三、測試結(jié)果通過對整個系統(tǒng)的測試，得到了以下驗結(jié)果：①通過上電運行整個系統(tǒng)正常運行。②通過手接觸DS18B20，是DS18B20的溫度升高，系統(tǒng)檢測到溫度超過指標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。③當(dāng)增加MQ-2煙霧傳感器周圍煙霧濃度，傳感器電壓輸出端由電壓變化。系統(tǒng)設(shè)計效果圖如圖？？所示。圖？？第四節(jié)本章小結(jié)本章首先介紹了系統(tǒng)測試平臺的結(jié)構(gòu)以及特點，接著提出了系統(tǒng)測試方案并按照方案對系統(tǒng)進行了測試。結(jié)論隨著現(xiàn)代家庭用火、用電量的增加，家庭火災(zāi)發(fā)生的頻率越來越高。家庭火災(zāi)一旦發(fā)生，很容易出現(xiàn)撲救不及時、滅火器材缺乏及在場人驚慌失措、逃生遲緩等不利因素，最終導(dǎo)致重大生命財產(chǎn)損失。探討家庭火災(zāi)的特點及防火對策，對于預(yù)防家庭火災(zāi)，減少火災(zāi)損失具有現(xiàn)實意義。英國每年發(fā)生50000起以上的嚴(yán)重家庭火災(zāi)，其中大部分火災(zāi)造成人員傷亡和重大的家庭財產(chǎn)損失。因此火災(zāi)的危害對人們的生活危害非常大，為了減少有火災(zāi)引起的損失，火災(zāi)報警器的應(yīng)用顯得非常的重要。致謝參考文獻附錄英文原文Alongwiththeourcountryeconomicdevelopmentrapiddevelopment,thelivesofthepeoplelevelunceasingenhancement,thecityusestobedaybydayanxious,urgesthebuildingtofacethedirectionisdeveloping.Thiskindofhighlevelcivilconstructionrepairneededmaterialsandthewayalsomorehastenthediversification,andalongwithuseselectricitytheloadandcoalgasconsumptionquantityenlarging,proposedtothefireauto-alarmsystemdesignishigher,astricterrequest.Inordertoguaranteethepeoplelifeandpropertythesecurity,thefireauto-alarmsystemdesignhasbecomeinthehighlevelcivilconstructiondesignoneofmostimportantdesigncontents.Presentlybasedontheauthorfireofauto-alarmsystemdesignoverseeingworkinthehighlevelcivilbuildingexperience,proposedinpresentnationalrelatedstandardandstandarduncleartruedetailshallowopinion,byforthecolleaguestodiscussandtopointoutmistakes.First,designbasisThefireauto-alarmsystemdesignisaspecializedverystrongtechnologywork,atthesametimealsohastheverystrongpolicy-type.Therefore,firstshouldbeclearaboutthefollowingdesignbasis:1st,mustgraspthearchitecturaldesignfireprotectionstandard,thesystemdesignstandard,theequipmentmanufacturestandard,theinstallmentconstructionapprovalstandardandtheadministrationlawsandregulationsandsoonfivebigaspectsfirelawsandregulations,andinpracticalunderstandingpresentcountryrelatedstandardandstandardpositiveword:"Must","besupposed","tobesuitable","may"andthereversesideword:"Strictlyprohibits","shouldnot","nothave","nottobesuitable"themeaning.vartagarray="cdma無線視頻服務(wù)器";vartagencarray="工程";flow,isthepersonneldisperseswhichsavesgoalwiththefireprevention,thereforeshouldinstallthefiredetector.Regardingcommonelevatorinfrontofroomalthoughisnotthepersonneldisperses,butthisfrontroomandtheliftwellareinterlinked,hastimethefirehazetobealsoeasytogatherortoflow,suitablyalonedividesthesearchcoverageandinstallsthefiredetector.Theelectriccableshaftthereforeiseasytoformpullsoutthesmokeinflammationthechannel;Haswhenthefirethefireintensitynoteasilyextendsalongtheelectriccableburns,forthis,"thehighlevelcivilconstructiondesignfireprotectionstandard"and"thecivilconstructionelectricitydesignstandard"separatelyproposesthedetailedspecificstipulationintheconstructionandintheelectricwireorontheelectriccableshaping.Butconsideredimplementsspecificallythedifficultyandthepresentsituation,theelectriccableshaftinstallsthefiredetectorisextremelyessential,andcoordinatestheshaftthefireprotectionseparationrequest,each2~3oreachlevelinstalls.Theelevatormachineroomshouldinstallthefiredetector,itselevatoristheimportantverticaltransportationvehicle;Itstwoelevatormachineroomhashasthefirerisk;Itsthreeliftwellexistenceessentialopensthehole,likethelevelgateopensbetweenthehole,theairvent,thebetweenpermanenceopenstheholewiththeelevatormachineroomorthepulleyandsoon;Itsfourwhenhasthefire,theliftwelloftenbecomesthefireintensityspreadthechannel,iseasytothreatentheelevatormachineroomthefacility.Therefore,theelevatormachineroomestablishesthefiredetectorisnecessary,crownofalsosuitableestablishmentfiredetectorliftwell.2nd,themanualfirereportstothepolicethebuttonestablishment(Includingguardsagainstinfrontofsmokestairhallinviewofvariousfloorsfrontroominfrontofroom,fireelevatorroom,fireelevatorwithguardsagainstwhichsmokestairhalltocomeinhandythefrontroom)ishaswhenthefirethepersonnelntoguarantee"toamanualfirewhichmostisclosetoreportstothepolicethebuttondistancefromafireprotectiondistrictanypositionnottobesupposedtobebiggerthan30meters".3rd,thefireemergencybroadcaststhespeakertheestablishmentTheaisle,thehall,thediningroomandsoonthepublicplacepersonnelveryareallcentralized,andmainlydispersesthechannel.Thereforeshouldpressinthesepublicplaces"toarecentspeakerdistanceisnotbiggerthan25metersfromafireprotectiondistrictanyspot"and"intheaislelastshouldnotbebiggerthan12.5metersthespeakertotheaisleterminaldistance"theestablishmentfireemergencytobroadcastthespeaker;Nextalsoshouldestablishthefireinthepublicbathroomplaceemergencytobroadcastthespeaker.Thefirstroom(includingguardsagainstinfrontofsmokestairhallinfrontofroom,fireelevatorroom,fireelevatorwithguardsagainstwhichsmokestairhalltocomeinhandythefrontroom)ishaswhenthefirethepersonneltodispersewhichsavesgoalwithfireprevention,alsohasthefiredoorseparationandthesoundsofpeopleisconfusedandnoisy,thereforeshouldestablishthefireemergencytobroadcastthespeaker.Infrontofthecommonelevatortheroomalsoshouldestablishthefireemergencytobroadcastthespeaker.Dispersesthestairhallalsoishaswhenthefirethepersonneltodispersewhichsavesgoalwiththefireprevention,alsothesoundsofpeopleareconfusedandnoisy,thereforeshouldestablishthefireemergencytobroadcastthespeaker,byfavorsthefireemergencybroadcasttodispersetheinstruction.4th,firealarminstallmentestablishmentTheestablishmentfireemergencybroadcastfireauto-alarmsystem,theauthorthoughtalsoshouldispareelectricitygenerationengineroom,matchessubstation,mainlyventilateswithairconditioningengineroom,dischargesfumeengineroom,firepreventionelevatormachineroomandother),thefirefightingcontrolsystemoperatestheequipmentplaceorthecontrolroom,thefiredutyofficersobservationroom,thesecuritymanagesspotandsoonpublicroom.Sedanoftheaterboxthefireelevatorandintheordinaryelevatorallshouldsupposethespecialusetelephone,requeststheelevatormachineroomandtheelevatorsedantheaterbox,theelevatormachineroomandthefirecontrolroom,theelevatorsedantheaterboxandthefirecontrolroomandsoonthreecompositionsisreliabletospeaksthecorrespondencetelephonesystem.Usuallyinfirecontrolroom;Theestablishmentelevatormonitoringdemonstrationplate(includingpositionindicator,directionindicatinglamp,tospeakscorrespondencetelephone,troublelampandsoon),inordertocarriesonthenecessitytotheelevatorrunningstatuswhichinthesurveillanceandtheemergencycasecontrols.Isequippedwiththemanualfiretoreporttothepolicepositionandsoonbutton,firehydrantbuttonalsoshouldinstallthefirespecialusetelephonereceptacle.Second,firelinkagecontrol1st,thefirelinkagecontrolshouldincludethecontrolfirepumptoopen,tostop,alsoshoulddemonstrateopenspumpsthebuttonthepositionandthefirepumpworkandthemalfunction.Whenthefirehydrantisequippedwiththefirehydrantbutton,itselectricinstallationworkspotalsoshoulddemonstratethefirepumptheworkingmodeactivestatus(namelyestablishmentfirepumpworkindicatinglamp).2nd,thefirelinkagecontrolshouldincludethecontrolsprayingofwaterandthewater