[17]在使用DS1820溫度傳感器時(shí)，也要主要適當(dāng)?shù)牟僮骱妥⒁馐马?xiàng)。想要讀取測(cè)溫結(jié)果，需要用到匯編語(yǔ)言對(duì)傳感器操作，以達(dá)到能和微處理器間能夠串行數(shù)據(jù)傳送。雖然DS1820傳感器能夠無(wú)線掛設(shè)備，但是它也存在局限，超過(guò)八個(gè)就要涉及總線。而且傳感器的長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)量會(huì)有誤差。如果需要長(zhǎng)的設(shè)計(jì)，就要將電容和阻抗算在問(wèn)題的處理里面。DS1820測(cè)溫要等到DS1820的返回信號(hào)，否則程序就會(huì)進(jìn)入死循環(huán)。圖3.16溫度采集電路DS18B20有六個(gè)控制命令。44H溫度轉(zhuǎn)換啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換；讀取工作鍵盤(pán)BEH以讀取9字節(jié)工作鍵盤(pán)。Scratchpad在ScratchpadEH的HTH和TL中輸入4寫(xiě)入數(shù)據(jù)；復(fù)制暫存器8H以將TH和TL字節(jié)從暫存器寫(xiě)入E2RAM，調(diào)整E2RAMB8H的大小從E2RAM輸入TH和TL字節(jié)將TH和TL字節(jié)寫(xiě)入零；電源模式啟動(dòng)B4H、DS18B20并向主處理器發(fā)送電源模式信號(hào)。DS18B20可以通過(guò)兩種方式供電。一是使用電源模式。此時(shí)DS18B20的第一腳接地，第二腳作為信號(hào)線，第三腳接電源。另一種是寄生電源法。此設(shè)計(jì)使用電源模式，P2.3端口連接到單線總線，能夠確保在運(yùn)行周期內(nèi)有足夠的能源來(lái)驅(qū)動(dòng)程序的運(yùn)行。相比于第一種電源方式供電，這種要更為符合方便。同時(shí)，也要接上一個(gè)上拉電阻來(lái)保證轉(zhuǎn)換操作的實(shí)現(xiàn)。DS18B20在寫(xiě)存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，需要對(duì)總線進(jìn)行強(qiáng)力拉動(dòng)，確保時(shí)間在一定數(shù)值內(nèi)。寄生電源法是將VDD端子和GND端子都接地的方法。發(fā)送和接收端口必須是三態(tài)的，因?yàn)閱尉€系統(tǒng)中只有一根線。主機(jī)需要控制DS18B20，完成三個(gè)步驟才能完成溫度轉(zhuǎn)換。初始化，ROM用戶手冊(cè)和內(nèi)存操作命令，這三個(gè)過(guò)程缺一不可，這樣才能按設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)溫度的轉(zhuǎn)換要求。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)主程序初始化流程圖如圖4.1，這部分就是要將初始閾值設(shè)置好，來(lái)響應(yīng)中斷程序，溫度傳感器和煙霧傳感器將收集空氣中能夠接觸到的溫度和煙霧濃度，關(guān)上報(bào)警器，設(shè)置一個(gè)溫度和煙霧濃度的警報(bào)值在返回終端和傳感器的數(shù)據(jù)做對(duì)比，借由蜂鳴器做出的反應(yīng)來(lái)判斷結(jié)果。首先開(kāi)機(jī)時(shí)蜂鳴器叫響應(yīng)，設(shè)置初始化IO口為高電平，進(jìn)而計(jì)入循環(huán)來(lái)讀取溫度值，并且開(kāi)始初始化保存的數(shù)據(jù)，隨后讀取溫度值初始化定時(shí)器隨后根據(jù)獨(dú)立按鍵程序按下要執(zhí)行的程序，與讀取的溫度值相比較，看是否輸出還是繼續(xù)循環(huán)。程序相關(guān)代碼見(jiàn)附錄A所示。程序開(kāi)始執(zhí)行初始化子例程，初始化實(shí)現(xiàn)的功能是端口I/O部署狀態(tài)的入口和退出、注冊(cè)表的初始化、功能中斷等。首先，設(shè)置時(shí)間的初始值，并使用IAP作為值間隔寫(xiě)入EEPROM。設(shè)置報(bào)警閾值，接受信號(hào)是進(jìn)行比較，超過(guò)閾值輸出，報(bào)警器報(bào)警。沒(méi)有則回到檢測(cè)信號(hào)狀態(tài)。圖4.1主程序初始化流程圖4.2煙霧采集設(shè)計(jì)煙霧采集流程圖如圖4.2，因?yàn)槭鞘褂肕Q-2煙霧傳感器，所以不能直接讓電路直接接通，要讓半導(dǎo)體電阻預(yù)熱一下，在進(jìn)行基本的故障檢測(cè)。再通過(guò)按鍵模塊來(lái)進(jìn)行最開(kāi)始的溫度和煙霧濃度的閾值設(shè)定。由于采集到的是煙霧的模擬信號(hào)，所以要借由A/D轉(zhuǎn)換電路來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和放大。因?yàn)榈玫降男盘?hào)都是非線性，所以要用到線性處理。處理后得到的信號(hào)與設(shè)定的閾值相比較，當(dāng)超過(guò)閾值時(shí)，會(huì)進(jìn)入報(bào)警程序，進(jìn)而來(lái)觸發(fā)三極管的和蜂鳴器的運(yùn)行。煙霧采集程序見(jiàn)附錄B。圖4.2煙霧采集流程圖線性化處理之后得到的值與設(shè)定的預(yù)定值相比較，超過(guò)設(shè)定值則會(huì)進(jìn)行報(bào)警，若是低于報(bào)警值則會(huì)返回到采集模板中。4.3報(bào)警程序設(shè)計(jì)將傳送過(guò)來(lái)的電信號(hào)進(jìn)行比較，超過(guò)設(shè)定值時(shí)，便會(huì)進(jìn)去故障的設(shè)定，此時(shí)蜂鳴器會(huì)發(fā)出聲音來(lái)警報(bào)，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，三極管輸入的是低電平，會(huì)處于導(dǎo)通的狀態(tài)，這樣三極管便會(huì)運(yùn)行亮出黃燈，并且蜂鳴器等到連接，會(huì)發(fā)出聲響。而煙霧濃度超過(guò)時(shí)，則會(huì)亮起紅燈，并且也會(huì)發(fā)出聲響。同溫度傳感器，煙霧傳感器同樣也是低電平有效。若是低于閾值則會(huì)返回檢測(cè)狀態(tài)。當(dāng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)災(zāi)情卻暫時(shí)沒(méi)有達(dá)到警戒值時(shí)，也可以選擇手動(dòng)報(bào)警，避免偶然性。報(bào)警程序見(jiàn)附錄C所示。圖4.3報(bào)警程序流程圖4.4控制按鍵程序設(shè)計(jì)按鍵分為四個(gè)按鍵，起到不同的作用。當(dāng)開(kāi)始按鍵時(shí)，系統(tǒng)會(huì)先判定是否有鍵按下，進(jìn)入下一階段，隨后判斷是哪個(gè)鍵是所需要改的按鍵，在進(jìn)行按鍵程序?qū)?shù)值的修改。第一個(gè)調(diào)整想要設(shè)定的參數(shù)，第二三鍵就是用來(lái)調(diào)整參數(shù)的大小，最后則是為了能夠自動(dòng)報(bào)警。按鍵程序見(jiàn)附錄D所示。圖4.4按鍵程序流程圖第五章軟件調(diào)試5.1KEIL介紹與使用KeilC51是一家美國(guó)公司研發(fā)生產(chǎn)出的軟件，是51系列的軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，兼容微控制器的C語(yǔ)言。和匯編不同的是，C語(yǔ)言比較容易學(xué)習(xí)，使用方便，在功能上和可維護(hù)性上有著一定的優(yōu)勢(shì)。Keil為其提供了C編譯器和功能非常好的仿真調(diào)試器，可以用來(lái)調(diào)試和測(cè)試程序，并且這些功能會(huì)通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境組合到一起來(lái)構(gòu)成。Keil的功能也十分全面并且都很強(qiáng)大，可以利用它完成所有的編輯，編譯，連接和調(diào)試。所有的流程單靠它便可以全部實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)用到的單片機(jī)程序需要靠keil來(lái)完成，但是，編好的代碼程序需要在次利用keil來(lái)編譯成hex文件，并且需要在仿真軟件中下載單片機(jī)中使用。首先，先打開(kāi)KEIL文件，找到project中的建立新文件，找到設(shè)計(jì)要用到AT89C51單片機(jī)。選擇AT89C51如圖5.1所示，圖5.1選擇AT89C51隨后，將寫(xiě)好的代碼導(dǎo)入。但是不能用于仿真，要將其生成hex文件。導(dǎo)入代碼如圖5.2所示，圖5.2導(dǎo)入代碼單擊設(shè)置，將它切換到output選項(xiàng)卡，將createHEXFILE勾選.制作hex文件如圖5.3。，圖5.3制作hex文件確定后，回到頁(yè)面依次點(diǎn)擊編譯，構(gòu)建，再次構(gòu)建隨后查看界面底部的文本框，查看是否已經(jīng)完成hex文件的生成。查看進(jìn)度如圖5.4，若是編寫(xiě)過(guò)程中有代碼錯(cuò)誤或著使用中文字符等等錯(cuò)誤時(shí)，編譯hex文件時(shí)，會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤警告，可以根據(jù)所示找到文本位置來(lái)進(jìn)行修改。圖5.4查看hex文件完成hex文件后，便需要proteus來(lái)進(jìn)行單片機(jī)的仿真。5.2Protues介紹和使用Protues軟件是英國(guó)公司出版的一款EDA工具軟件，可以用于對(duì)EDA的仿真，同時(shí)它也可以用于對(duì)單片機(jī)的仿真。它和別的軟件一樣，可以制作原理圖電路仿真等，不同的是，它有著革命性的特點(diǎn)，仿真電路的互動(dòng)和外圍電路的處理。Protues的功能十分強(qiáng)大，擁有豐富的器件，智能化的連接方式，完美的仿真功能，并且可以支持外設(shè)模型的輸入。使用軟件的仿真可以在沒(méi)有實(shí)物的情況下最大程度的將物品形象化。首先打開(kāi)Proteus軟件，Proteus的界面如圖5.6所示，在界面上我們會(huì)看到如下圖的初始界面，其中右邊就是繪圖是地方，所以的電路都是在上門(mén)進(jìn)行繪制左邊則是模式選擇工具欄，componentmode的圖標(biāo)里有著各式各樣的元器件供選擇，選擇上方所需要的各種原件在原理圖編輯窗口進(jìn)行操作。圖5.5Proteus界面如圖5.6導(dǎo)入hex文件，點(diǎn)擊菜單欄中的file，在file菜單中找到opendesign點(diǎn)開(kāi)，打開(kāi)繪制好的火災(zāi)煙霧報(bào)警圖。通常文件后綴為.DSN，系統(tǒng)默認(rèn)為Proteus軟件。將文件打開(kāi)后，找到在其中的51單片機(jī)。在原理圖編輯頁(yè)面雙擊單片機(jī)，彈出彈窗選選擇programfile，點(diǎn)開(kāi)后面的文件夾圖標(biāo)，將剛剛用keil軟件弄好的hex文件導(dǎo)入其中。其他設(shè)置一般選擇默認(rèn)。這樣以后就可以進(jìn)行仿真。圖5.6導(dǎo)入hex文件仿真開(kāi)始與停止，點(diǎn)擊開(kāi)始播放按鈕，仿真就開(kāi)始，然后根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容得到需要的東西，可以重復(fù)實(shí)驗(yàn)，減少仿真的誤差。如果想要更改原理圖繪制，那么就要先關(guān)閉仿真，點(diǎn)擊暫停后才能繼續(xù)更改。圖5.7仿真界面整個(gè)火災(zāi)煙霧報(bào)警器的仿真總覽，仿真界面如圖5.7所示。當(dāng)環(huán)境中煙霧濃度高于所設(shè)定的閾值時(shí)，煙霧報(bào)警器中的三極管導(dǎo)通，會(huì)發(fā)出紅燈并且伴隨蜂鳴器響聲，顯示模板顯示當(dāng)前設(shè)置閾值，煙霧過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)如圖5.8所示，圖5.8煙霧過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)當(dāng)環(huán)境中溫度高于所設(shè)定的閾值時(shí)，溫度報(bào)警器內(nèi)三極管導(dǎo)通會(huì)發(fā)出黃燈并且伴隨蜂鳴器響聲。顯示模板顯示當(dāng)前設(shè)置，溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)如圖5.9所示，圖5.9溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)當(dāng)環(huán)境中溫度和濃度均高于所設(shè)定的閾值時(shí)，兩個(gè)器會(huì)一起閃亮并且伴隨蜂鳴器響聲。顯示模板顯示當(dāng)前設(shè)置煙霧溫度同時(shí)過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)如圖5.10所示，圖5.10煙霧溫度同時(shí)過(guò)高時(shí)報(bào)警狀態(tài)當(dāng)遇到突發(fā)情景時(shí)，也可以選擇直接手動(dòng)報(bào)警，顯示模板此時(shí)不會(huì)隨報(bào)警時(shí)的閾值發(fā)生變化，它只會(huì)顯示當(dāng)時(shí)檢測(cè)到的閾值，自動(dòng)報(bào)警如圖5.11所示，圖5.11自動(dòng)報(bào)警此時(shí)，無(wú)論煙霧還是溫度是否超過(guò)設(shè)定的閾值，報(bào)警器都會(huì)跳過(guò)之間的檢測(cè)等過(guò)程直接報(bào)警。結(jié)論此次設(shè)計(jì)基本以及完成。日常生活中，面對(duì)隨時(shí)會(huì)發(fā)生的火災(zāi)事故，我們能做的不僅是要能夠快速的救災(zāi)，也要確保能夠減少火災(zāi)的發(fā)生，將這種事盡可能在源頭上解決?；馂?zāi)煙霧報(bào)警器用高性能的51單片機(jī)最為基礎(chǔ)，讓他擁有高速度的運(yùn)算處理能力，完全適用報(bào)警器，在火災(zāi)面前，快才能最大程度上減少損失?？紤]到多種因素的干擾，排除各種傳感器，最終選擇QM-2型半導(dǎo)體煙霧傳感器和DS18B20溫度傳感器。QM-2對(duì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)產(chǎn)生的煙霧非常敏感，考慮到報(bào)警器需要長(zhǎng)期的使用，以及此傳感器要在火災(zāi)情況下的重要性，每方面QM-2都非常符合條件。導(dǎo)體靈敏度適中，避免出現(xiàn)不響應(yīng)，錯(cuò)相應(yīng)等問(wèn)題?；貜?fù)特性好，可以長(zhǎng)期使用，節(jié)約資源的利用。不易被環(huán)境所影響，這樣就可以在多種工作環(huán)境下依然能夠起到該有的作用。同樣的，DS18B20溫度傳感器也是采用同樣的道理，它體積小可以使用到狹小的空間，在一些不被人注意到的地方，也可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。這些特殊的因素都要考慮到實(shí)際的模擬當(dāng)中。顯示電路也采用到了比較顯眼的報(bào)警顏色，引起最大程度上的注意，保證人生財(cái)產(chǎn)安全。雖然我國(guó)并沒(méi)有強(qiáng)制安裝火災(zāi)煙霧報(bào)警器，但是，有一款簡(jiǎn)單高效的報(bào)警器還是必要的。希望國(guó)家也能夠研發(fā)出更完美的報(bào)警設(shè)備，減少消防上的損失，避免火災(zāi)災(zāi)情的再次出現(xiàn)。參考文獻(xiàn)石威.杰西·羅曼.拒絕誤報(bào)—新一代智能煙霧報(bào)警器[J].中國(guó)消防.2019.03趙婷.美國(guó)煙霧報(bào)警器的統(tǒng)計(jì)報(bào)告[J].消防科學(xué)與技術(shù).2010.3陸亞民.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]，北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000.08張毅剛.單片機(jī)技術(shù)及應(yīng)用[M].高等教育出版社.2009.7王雅芳.單片機(jī)原理與接口技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2016.10康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）[M].北京:高等教育出版社.2006.1顧波.單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用自動(dòng)化工程師職業(yè)培訓(xùn)叢書(shū)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2011.01王宇.單片機(jī)技術(shù)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2015.08吳險(xiǎn)峰，但唐仁，劉德新，曾路.51單片機(jī)項(xiàng)目教程C語(yǔ)言版[M].北京：人民郵電出社，2016.08趙新民.智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1999謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試[M].華中科技大學(xué)出版社.2009.7王建校51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)北京：科學(xué)出版社，2002.04呂宇，陳昌敏，李杰，劉海軍單片機(jī)與傳感器應(yīng)用實(shí)例成都：西南交通大學(xué)出版社.2018.09趙負(fù)圖.數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)[M].北京科學(xué)技術(shù)出版社.1987孫巨勇.基于單片機(jī)的煙霧報(bào)警器的設(shè)計(jì)探究[J].

電子測(cè)試.

2013.1史潔，趙裕明，李曉東，張宏龍.

基于51單片機(jī)的煙霧報(bào)警器的設(shè)計(jì)[J].黑龍江科技信息.2013.3黃淑玲.液化氣，煤氣，煙霧報(bào)警器[J].生意通.2009.4、附錄Avoidmain(){ beep=0; delay_1ms(200); P0=P1=P2=P3=0xff; temperature=read_temp(); init_eeprom(); delay_1ms(650); temperature=read_temp(); time_init();//初始化定時(shí)器 while(1) { key(); if(key_can<10) { key_with(); } if(flag_300ms==1) { flag_300ms=0; clock_h_l(); temperature=read_temp(); dengji=ad0832read(1，0); dengji=dengji*10/250; if(menu_1==0) { if(temperature>=99) temperature=99; dissmg[3]=smg_du[dengji]; dis_smg[2]=0x80; dis_smg[1]=smg_du[temperature/10%10]; dis_smg[0]=smg_du[temperature%10]; } }附錄Buintread_temp(){ uintvalue; ucharlow; init_18b20(); EA=0; write_18b20(0xcc); write_18b20(0x44); EA=1; delay_uint(50); init_18b20(); EA=0; write_18b20(0xcc); write_18b20(0