基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)正在不斷地進(jìn)步與發(fā)展，科技發(fā)展的成果正在日新月異的在我們的生活之中產(chǎn)生深刻的影響。隨著工業(yè)及家庭用火、用電量的逐步增加，以及隨著時(shí)間的推移沒有得到清除的火災(zāi)隱患，學(xué)校、樓房、體育館等建筑場所發(fā)生火災(zāi)的概率也越來越高。除了減少火災(zāi)隱患，從根源上杜絕火災(zāi)發(fā)生的可能之外，能夠?qū)σ呀?jīng)發(fā)生的火災(zāi)進(jìn)行及時(shí)預(yù)測(cè)和報(bào)警、及時(shí)的對(duì)火情做出應(yīng)對(duì)也不失為一種可行性非常高的方法。基于這種思路，本課題設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，主要采用的模塊有STC89C52單片微控制器、MQ-2煙霧傳感器、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器、DS18B20溫度傳感器、LCD1602顯示屏和繼電器等實(shí)現(xiàn)任務(wù)書的要求，并添加了新的功能。當(dāng)環(huán)境的煙霧或溫度數(shù)值達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出相應(yīng)的LED燈光報(bào)警信號(hào)和蜂鳴器聲音報(bào)警信號(hào)。通過這種方式實(shí)現(xiàn)智能化的火災(zāi)報(bào)警,并通過成果實(shí)物來完成整個(gè)設(shè)計(jì)過程。關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；火災(zāi)報(bào)警；MQ-2煙霧傳感器；DS18B20溫度傳感器；

DesignofIntelligentFireAlarmSystemBasedonSingle-ChipMicrocomputerAbstract:Modernscienceandtechnologyareconstantlyprogressinganddeveloping,andtheresultsofscientificandtechnologicaldevelopmentarerapidlychangingandhavingaprofoundimpactonourlives.Withthegradualincreaseofindustrialanddomesticfiresandelectricityconsumption,andthehiddenfirehazardsthathavenotbeeneliminatedovertime,theprobabilityoffiresinschools,buildings,gymnasiumsandotherconstructionsitesisalsoincreasing.Inadditiontoreducingtheriskoffireandeliminatingthepossibilityoffirefromtherootcause,itisaveryfeasiblemethodtobeabletopredictandalarmthefirethathasoccurredinatimelymannerandrespondtothefireinatimelymanner.Basedonthisidea,thissubjectdesignedanintelligentfirealarmsystembasedonsinglechipmicrocomputer.ThemainmodulesusedareSTC89C52single-chipmicrocontroller,MQ-2smokesensor,ADC0809analog-to-digitalconverter,DS18B20temperaturesensor,LCD1602displayandelectricrelaystofulfilltherequirementsofthemissionstatement,andaddnewfunctions.Whentheenvironmentalsmokeortemperaturevaluereachesthethresholdsetbythesystem,thesystemwillissuethecorrespondingLEDlightalarmsignalandbuzzersoundalarmsignal.Inthisway,theintelligentfirealarmisrealized,andthewholedesignprocessiscompletedthroughtheactualresults.Keywords:STC89C52micro-controller;firealarm;MQ-2smokesensor;DS18B20temperaturesensor;

目錄1 緒論 緒論課題的研究背景火災(zāi)（fireaccident），意指因火苗缺乏應(yīng)有的控制而導(dǎo)致乃至擴(kuò)大并造成各種損失和傷害，包括財(cái)產(chǎn)損失和人身傷亡的過度燃燒。火災(zāi)具有以下四個(gè)特點(diǎn)：成長性、浮動(dòng)性、偶發(fā)性和盲目性，會(huì)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全以及社會(huì)設(shè)施等造成極大的威脅。數(shù)千年以來，由于火災(zāi)而造成的人們生命與財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)，產(chǎn)生嚴(yán)重后果導(dǎo)致巨大損失的嚴(yán)重火災(zāi)更是不勝枚舉。歷史上發(fā)生的比較著名的火災(zāi)有：公元64年7月發(fā)生在羅馬的羅馬大火；1666年9月發(fā)生的倫敦大火；1886年6月發(fā)生的溫哥華大火；1994年12月發(fā)生的克拉瑪依大火；2007年10月發(fā)生在美國加利福尼亞州的圣地亞哥大火；2019年4月發(fā)生的巴黎圣母院大火以及自從2019年11月發(fā)生以來肆虐近半年的澳大利亞山火[1]。我國地大物博，人口眾多，960萬平方公里的土地上生活著14億人口，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展和城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)，高層建筑、地下建筑和大型綜合建筑日漸增多，火災(zāi)發(fā)生的隱患隨著時(shí)間的推移也逐步增加，火災(zāi)發(fā)生的次數(shù)以及其造成的損失也呈現(xiàn)了日漸上升的趨勢(shì)。在我國，根據(jù)火災(zāi)造成的財(cái)產(chǎn)損失和人身傷亡的不同差別，在2007年6月1日起開始執(zhí)行的，由中華人民共和國公安部下發(fā)的《關(guān)于調(diào)整火災(zāi)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的通知》中將我國發(fā)生的火災(zāi)調(diào)整為四個(gè)等級(jí)：特別重大火災(zāi)、重大火災(zāi)、較大火災(zāi)和一般火災(zāi)[2]。基于以上種種原因，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生?；馂?zāi)報(bào)警器是一種裝設(shè)在建筑物內(nèi)或者特定場所的警報(bào)器，用于在火災(zāi)可能發(fā)生以及已經(jīng)發(fā)生時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，是人們可以隨機(jī)應(yīng)變，進(jìn)而降低生命和財(cái)產(chǎn)的損失?；馂?zāi)報(bào)警器有很多種類，最常見的為聲光報(bào)警器，它的動(dòng)作原理為：當(dāng)探測(cè)器（包括電離煙霧探測(cè)器、感溫火災(zāi)探測(cè)器、紅外感煙火災(zāi)探測(cè)器、火警偵測(cè)器、火警探測(cè)器、火災(zāi)警報(bào)器、煙霧偵測(cè)器、煙霧探測(cè)器、火警受信總機(jī)等）動(dòng)作時(shí)向火災(zāi)報(bào)警主機(jī)傳送報(bào)警信號(hào)，火災(zāi)報(bào)警主機(jī)隨即給聲光報(bào)警器傳輸信號(hào)，聲光報(bào)警器開始蜂鳴報(bào)警以及發(fā)出閃光信號(hào)。如今某些火災(zāi)警報(bào)器已經(jīng)發(fā)展到可以自己發(fā)出蜂鳴或者閃光。課題的研究目的與意義：“以上”包括本數(shù)，“以下”不包括本數(shù)。

目的目前，隨著國內(nèi)家庭等小型場所內(nèi)用火、用電的次數(shù)越來越多，規(guī)模越來越大，發(fā)生火災(zāi)的可能性也水漲船高。而家庭失火很容易因發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，缺乏消防裝備設(shè)施，人員情緒緊張?bào)@慌失措撤離受阻或撲救不到位等原因，很有可能會(huì)發(fā)展為猛烈的火災(zāi)，造成生命與財(cái)產(chǎn)的重大損失。根據(jù)消防部門的有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，家庭火災(zāi)的數(shù)量已經(jīng)占到了所有火災(zāi)總數(shù)的30%以上。家庭火災(zāi)的原因是多種多樣的，比如電線老化破損，電器線路超負(fù)荷使用，電器插座不牢靠，照明燈具距離可燃物過近，電氣設(shè)備過流或短路，家中存放酒精汽油等易燃易爆物品，傾倒未完全熄滅的爐灰煤球，使用汽油等易燃液體幫助生活，燃?xì)夤艿览匣瑑和淹婊鸩翊蚧饳C(jī)以及長時(shí)間不關(guān)閉電源或火源等。綜上所述，家庭失火發(fā)生之后一旦處置不當(dāng)，報(bào)警遲緩則會(huì)造成嚴(yán)重后果，可能原本幸福的家庭頃刻之間家破人亡，毀于一旦。因此，幫助人們積極了解家庭火災(zāi)的起因，防止火災(zāi)的發(fā)生，發(fā)生之后快速準(zhǔn)確的報(bào)警，乃是本課題的目的所在。意義本次課題設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，對(duì)于國內(nèi)家庭以及小型場所的消防安全具有重大的意義。在我國的一、二線城市，幾乎每一天都有家庭火災(zāi)的發(fā)生，每一天都有悲劇上演。只要本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有助于阻止一起家庭火災(zāi)的發(fā)生，有助于挽救一個(gè)即將支離破碎的家庭，有助于保護(hù)一座社會(huì)設(shè)施免受火焰的侵襲，作者便認(rèn)為它有著對(duì)于人民、社會(huì)、國家無法估量的意義。我國火災(zāi)報(bào)警器的應(yīng)用現(xiàn)狀和自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[3]國內(nèi)自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警的應(yīng)用現(xiàn)狀使用范圍?。恢悄芑潭容^低；網(wǎng)絡(luò)化程度較低；組件的連接方式有改善空間；自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)網(wǎng)絡(luò)化；智能化；多樣化；包括火災(zāi)的探測(cè)技術(shù)的多樣化和設(shè)備的連接方式的多樣化小型化社區(qū)化無線化高靈敏度化兼容性化火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)本課題主要研究對(duì)象是基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。本節(jié)主要目的是介紹系統(tǒng)總體方案，包括系統(tǒng)的功能要求、系統(tǒng)技術(shù)要求、工作要求、創(chuàng)新部分以及系統(tǒng)組成及方案設(shè)計(jì)介紹。系統(tǒng)功能要求①設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，環(huán)境的煙霧信號(hào)由半導(dǎo)體氣體煙霧傳感器采集，溫度信號(hào)由數(shù)字溫度傳感器采集，煙霧信號(hào)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送單片機(jī)，單片機(jī)一方面對(duì)檢測(cè)的煙霧和溫度信號(hào)處理并通過LCD液晶顯示器實(shí)時(shí)顯示，另一方面與預(yù)設(shè)的煙霧和溫度閾值范圍比較并判斷是否報(bào)警，通過加、減按鍵可設(shè)置報(bào)警的閾值范圍，設(shè)置有緊急報(bào)警按鍵以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。系統(tǒng)技術(shù)要求（1）進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的比較，并選定設(shè)計(jì)方案；（2）完成原理分析，進(jìn)行各主要元器件的選擇并設(shè)計(jì)電路；（3）用protues完成系統(tǒng)原理圖繪制；（4）硬件的制作、軟件的編寫及系統(tǒng)的調(diào)試。系統(tǒng)工作要求認(rèn)真閱讀理解設(shè)計(jì)任務(wù)書；做好相關(guān)調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)資料，征詢指導(dǎo)教師意見；撰寫開題報(bào)告；制訂設(shè)計(jì)方案，征詢指導(dǎo)教師意見；論文撰寫；論文答辯。創(chuàng)新部分當(dāng)環(huán)境煙霧值超過設(shè)定值后，除了LED燈閃亮之外，單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)繼電器使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)模擬排煙；當(dāng)環(huán)境煙霧值和溫度值均超過設(shè)定值后，除了兩只LED燈閃亮報(bào)警之外，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器使得風(fēng)扇和水泵轉(zhuǎn)動(dòng)模擬排煙和排水。：“系統(tǒng)功能要求”，及以下的“系統(tǒng)技術(shù)要求”、“系統(tǒng)工作要求”等部分摘抄自《畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》；“創(chuàng)新部分”及“系統(tǒng)組成及方案設(shè)計(jì)介紹”為創(chuàng)作部分。

系統(tǒng)組成及方案設(shè)計(jì)介紹系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成如下圖所示圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1系統(tǒng)組成圖方案設(shè)計(jì)介紹AD煙霧采集模塊AD轉(zhuǎn)換模塊有兩種方案選取，一種是ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這種模數(shù)轉(zhuǎn)換器體積較小，兼容性好，是一種雙通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。另一種方案是較為簡單的ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器，此種模數(shù)轉(zhuǎn)換器功耗較小，只能選通一路輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，成本很低，程序和指令較為簡單，適宜于初學(xué)者使用?？紤]到本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)AD轉(zhuǎn)換需求不是很高，只對(duì)一路輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換即可滿足要求，再結(jié)合成本、體積、兼容性等其他方面的因素綜合起來考量，決定AD轉(zhuǎn)換模塊采用ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換器；煙霧傳感器可選用MQ-2和MQ-5氣體煙霧傳感器。這兩種傳感器都需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之后經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后送入單片機(jī)處理。MQ-5單片機(jī)對(duì)液化石油氣、天然氣和煤氣等氣體靈敏度較高，對(duì)煙霧、乙醇等氣體響應(yīng)度較低[4]，不適用于本次的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，因此煙霧采集模塊選用對(duì)煙霧、乙醇等氣體更加敏感準(zhǔn)確的MQ-2氣體煙霧傳感器；單片機(jī)電路當(dāng)作者進(jìn)行到選取哪一主控芯片作為此系統(tǒng)核心器件這一步時(shí)，有數(shù)個(gè)方案設(shè)計(jì)被提出：第一種方案：采用宏晶科技公司的改良版STC89C52單片機(jī)，這種單片機(jī)價(jià)格相對(duì)低廉，指令相對(duì)簡單，且屬于已經(jīng)學(xué)習(xí)過的已有知識(shí)，各方面資料也非常齊全。第二種方案：采用Microchip公司出品的PIC16F877A單片機(jī)。這種單片機(jī)優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)存較大，flash程序可靠，編譯好的程序可反復(fù)擦寫，但成本比較高，而且相對(duì)來說開發(fā)條件不是很好，難度比較大。第三種方案：選用美國德州儀器生產(chǎn)的MSP430單片機(jī)作為主控芯片，這種芯片功耗非常低，指令集較為精簡高效，但開發(fā)難度比較大，而且成本高昂，不適用于較為簡單的系統(tǒng)之中。因此，在綜合了開發(fā)難易程度、系統(tǒng)成本以及系統(tǒng)復(fù)雜度多方面的考慮之后，決定單片機(jī)電路采用STC89C52單片機(jī)，Proteus仿真中因沒有收錄STC89C52單片機(jī)，因此選用指令集和STC89C52單片機(jī)相同，且同為51系列單片機(jī)的AT89C52進(jìn)行仿真；液晶顯示模塊液晶顯示屏可選用LCD1602和LCD12864兩種方案，考慮到LCD12864顯示器雖然顯示功能比LCD1602更為強(qiáng)大有效，但是功耗較高，成本相比于LCD1602要高出許多，而且過大的顯示屏?xí)@得有些畸形而且會(huì)造成空間浪費(fèi)。綜合各方面考量之后，選用體積更加小巧、成本更加低廉且能足夠達(dá)到系統(tǒng)所需要求的LCD1602液晶顯示屏用于顯示模塊；按鍵模塊按鍵模塊采用3只按鈕。從上至下分別命名為1號(hào)按鈕、2號(hào)按鈕和3號(hào)按鈕。顯示模式下，1號(hào)按鈕為切換模式，2號(hào)按鈕無設(shè)定功能，3號(hào)按鈕為緊急報(bào)警按鈕，按下之后LED燈閃亮，同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。顯示模式下按下1號(hào)按鈕則切換至設(shè)置模式，默認(rèn)設(shè)定的參數(shù)為溫度值，2號(hào)按鈕為增大選定參數(shù)的設(shè)置值，3號(hào)按鈕為減小選定參數(shù)的設(shè)置值；再次按下1號(hào)按鈕為切換至煙霧參數(shù)，之后再次按下1號(hào)按鈕為返回至顯示模式。聲光報(bào)警提示模塊聲光報(bào)警提示模塊由LED燈和蜂鳴器組成。當(dāng)環(huán)境溫度值超過設(shè)定值時(shí)，紅色LED燈亮同時(shí)蜂鳴器報(bào)警；當(dāng)環(huán)境煙霧值超過設(shè)定值時(shí)，黃色LED燈亮同時(shí)蜂鳴器報(bào)警。繼電器模塊繼電器模塊與聲光報(bào)警提示模塊有著千絲萬縷的聯(lián)系。當(dāng)環(huán)境煙霧值超過設(shè)定值時(shí)，繼電器吸合使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)模擬排煙；當(dāng)環(huán)境溫度值和煙霧值均超過設(shè)定值時(shí)，繼電器吸合使得水泵工作模擬排水滅火。溫度采集模塊溫度采集模塊采用DS18B20溫度傳感器晶振及復(fù)位電路單片機(jī)晶振頻率為11.0592MHz；復(fù)位電路采用一個(gè)按鈕作為復(fù)位按鍵，按下后重置整個(gè)系統(tǒng)。

系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體電路圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC1系統(tǒng)總體電路圖系統(tǒng)總體電路圖如圖所示。此電路圖的制作工具是Proteus。Proteus是一款由英國LabCenterElectronics公司設(shè)計(jì)的、主要用于EDA仿真，和單片機(jī)及其外圍器件仿真的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。Proteus具有完善的電路仿真功能，智能原理圖設(shè)計(jì)，數(shù)量眾多的仿真器件，多樣的激勵(lì)源，豐富的虛擬儀器和生動(dòng)的仿真顯示，是非常好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，受到了國內(nèi)從事單片機(jī)學(xué)習(xí)的教師和學(xué)生、開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用的科技工作者以及單片機(jī)愛好者的普遍青睞[4]。主控電路主控電路采用STC89C52單片機(jī)，配合晶振電路、復(fù)位電路以及單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)組成。STC89C52單片機(jī)是兼容傳統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出管腳，且配備有8K字節(jié)的系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器的高性能、低電壓的單片機(jī)，其制造技術(shù)是采用ATMEL公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)5。相比于其他的51系列單片機(jī)，STC89C52單片機(jī)的內(nèi)核同樣是MCS-51,但為了更好的功能性和兼容性做了許多改進(jìn)和完善的地方，使該單片機(jī)具有其他51單片機(jī)尚未獲得的功能。該單片機(jī)的總控制電路如下圖：圖3-圖3-SEQ圖3-\*ARABIC2STC89C52單片機(jī)總控制電路時(shí)鐘電路STC89C52的時(shí)鐘電路的組成部分是一個(gè)以高增益反相放大器為核心器件的內(nèi)部振蕩器，它有兩個(gè)引腳：RXD引腳和TXD引腳，接線之后分別具有不同的功能。RXD引腳用于放大器輸入接口，TXD引腳是放大器的輸出接口。單片機(jī)可以通過內(nèi)部和外部兩種方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。內(nèi)部方式的時(shí)鐘電路如下圖所示，圖3-SEQ圖3-\*ARABIC3STC89C52單片機(jī)內(nèi)部方式時(shí)鐘電路定時(shí)元件外接在TXD和RXD引腳上時(shí)，振蕩器內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生不需要添加外部激勵(lì)信號(hào)就可以自行產(chǎn)生的恒值穩(wěn)定和持續(xù)的自激振蕩。由電容和石英晶體構(gòu)成的諧振并聯(lián)回路往往被用作單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)元件，具有定時(shí)功能。通常的晶振頻率范圍一般在1.2MHz到12MHz中選擇，頻率的微小調(diào)整可根據(jù)電容值的選擇而進(jìn)行。復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)電路的恢復(fù)到初始狀態(tài)的過程，主要目的是將PC寄存器重置為起始狀態(tài)，使單片機(jī)從0000H重新開始執(zhí)行設(shè)定的程序。一般來講有兩種情況需要復(fù)位，除了正常第一次進(jìn)入系統(tǒng)需要進(jìn)行初始化復(fù)位之外，當(dāng)系統(tǒng)在程序運(yùn)行過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤導(dǎo)致系統(tǒng)鎖死或因個(gè)人的操作原因使系統(tǒng)故障時(shí)，都需要通過復(fù)位按鍵使系統(tǒng)初始化。下表是單片機(jī)一些寄存器的復(fù)位狀態(tài)[5]。寄存器復(fù)位狀態(tài)寄存器復(fù)位狀態(tài)PC0000HTCON00HPSW00HTL000HACC00HTH000HDPTR0000HTL100HSP07HTH100HP0-P3FFHSBUF不定IPXX000000BSCON00HIE0X000000BTMOD00HPCON0XXX0000B表3-SEQ表3-\*ARABIC1寄存器復(fù)位狀態(tài)STC89C52主要引腳功能詳細(xì)說明：電源引腳（2根）VCC：接+5V電源，為整個(gè)單片機(jī)提供所需電能；GND：接地線，為整個(gè)單片機(jī)提供保護(hù)。晶振時(shí)鐘電路引腳（2根）XTAL1：片內(nèi)振蕩電路輸入端；XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸出端?？删幊痰妮斎?、輸出引腳（32根）STC89C52單片機(jī)有4組8位可編程I/O口，分別命名為P0、P1、P2、P3口，每一組可編程I/O口都有8根引腳（共4×8=32根）P0口：八位雙向I/O口線；P1、P2、P3口：均是八位準(zhǔn)雙向I/O口線；每個(gè)引腳的命名方式相同，均是PX（0、1、2、3）.數(shù)字（0、1、2、3、4、5、6、7）STC89C52的主要功能[5]：兼容MCS-51指令；32個(gè)雙向I/O口；時(shí)鐘頻率24MHz；256×8bit內(nèi)部RAM；8K可擦寫FlashROM；3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器；2個(gè)串行中斷；2個(gè)外部中斷源；2個(gè)讀寫中端口線；3級(jí)加密位；可編程UART串行通道；煙霧采集和AD轉(zhuǎn)換電路本系統(tǒng)中采用MQ-2煙霧傳感器作為煙霧采集的主要器件，AD轉(zhuǎn)換器使用ADC0809（Proteus仿真中使用ADC0808代替），ADC0809轉(zhuǎn)換器將MQ-2采集到的煙霧數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)進(jìn)行下一步處理。MQ-2介紹MQ-2氣體傳感器（Grove-GasSensor）對(duì)于家庭和工業(yè)檢測(cè)泄露氣體很有用。它適用于檢測(cè)氫氣（H2）、液化石油氣（LPG）、甲烷（CH4）、一氧化碳（CO）、乙醇（C2H6O）或丙烷(C3H8)。由于其響應(yīng)時(shí)間很短且靈敏度很高，可以盡快進(jìn)行測(cè)量。可以通過電位器調(diào)節(jié)它的靈敏度。MQ-2具有以下功能：檢測(cè)范圍廣；使用時(shí)間長；靈敏度高；響應(yīng)迅速；抗干擾能力出色，驅(qū)動(dòng)電路簡單。ADC0809介紹ADC0809是由美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用CMOS工藝制造，內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼之后的信號(hào)，選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換[6]。ADC0809具有以下特性：8位分辨率，8路輸入通道；單個(gè)+5V電源供電；模擬輸入電壓范圍0V~+5V；轉(zhuǎn)換時(shí)間100μs（時(shí)鐘為 640KHz）或130μs（時(shí)鐘為500KHz）；工作范圍-40℃~+85℃；功耗低，約15mW。ADC0809芯片有28條引腳。封裝方式為雙列直插式，引腳功能如下：START：A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)/復(fù)位脈沖輸入端，從引腳輸入一個(gè)正脈沖時(shí)AD轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)（如果輸入的脈沖是上升沿將使ADC0809復(fù)位，下降沿將使AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)）；EOC：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)的輸出端。當(dāng)ADC0809將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量這個(gè)過程結(jié)束之后，此端口將輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）；OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)輸入段，僅高電平有效。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，從此端輸入一個(gè)高電平才能打開輸出三態(tài)門輸出數(shù)字量；CLK：時(shí)鐘脈沖信號(hào)輸入端；VCC：電源端，輸入+5V電壓；GND：接地端口；REF(+)、REF(-)：基準(zhǔn)電壓；IN0~IN7：8路模擬量輸入端；2.1~2.8：8位數(shù)字量輸出端。液晶顯示電路說明系統(tǒng)的顯示屏采用LCD1602液晶顯示屏幕。LCD1602液晶顯示屏是一種廣泛應(yīng)用的點(diǎn)陣字符行液晶顯示模塊，專門用于字母、符號(hào)和數(shù)字等圖形的顯示和某些自定義符號(hào)，每一行可顯示16個(gè)字符，可顯示出兩行圖像。相比于數(shù)碼管，液晶顯示器作為輸出器件具有以下優(yōu)點(diǎn)[7]：顯示質(zhì)量高，品質(zhì)高且不會(huì)出現(xiàn)屏幕閃爍的情況；重量比相同的顯示面積的傳統(tǒng)顯示器輕許多；與單片機(jī)的接口連接-更加簡單可靠，進(jìn)行操作更加方便；因主要功耗消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因此耗電量極小。下表為LCD的液晶接口信號(hào)功能表[7]，編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地2VDD電源正極3VL液晶顯示對(duì)比度調(diào)節(jié)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇5R/W讀寫選擇（H/L）6E使能信號(hào)7D0數(shù)據(jù)口8D1數(shù)據(jù)口9D2數(shù)據(jù)口10D3數(shù)據(jù)口11D4數(shù)據(jù)口12D5數(shù)據(jù)口13D6數(shù)據(jù)口14D7數(shù)據(jù)口15BLA背光電源正極16BLK背光電源負(fù)極表3-SEQ表3-\*ARABIC2LCD液晶接口信號(hào)功能表LCD1602通過指令變成來實(shí)現(xiàn)顯示屏、光標(biāo)操作和液晶模塊的讀/寫操作。具體LCD1602的指令參見下表[7]：序號(hào)指令RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光標(biāo)復(fù)位000000000X3輸入方式設(shè)置00000001I/DS4顯示開關(guān)控制0000001DCB5光標(biāo)或字符移位控制000001S/CR/LxX6功能設(shè)置00001DLNFxx7字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址設(shè)置0001字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址8數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址設(shè)置001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址10寫入數(shù)據(jù)至CGRAM或DDRAM10要寫入數(shù)據(jù)的內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM中讀取數(shù)據(jù)11讀取的數(shù)據(jù)內(nèi)容表3-SEQ表3-\*ARABIC3LCD1602指令表液晶顯示屏正是利用了液晶的通過向其控制的區(qū)域施加電壓信號(hào)，利用液晶分子在電場作用下排列方向發(fā)生變化，即可顯示出圖像的這一神奇特性。它具有色彩鮮艷，、厚度薄，體積小、適用于大規(guī)模集成電路，目前在個(gè)人電腦、數(shù)碼相機(jī)、個(gè)人電話等領(lǐng)域得到了大規(guī)模的使用和發(fā)展。聲光報(bào)警電路本系統(tǒng)的聲光報(bào)警電路主要由蜂鳴器、LED燈和電阻組成。下面分別介紹兩種元件。蜂鳴器蜂鳴器是一種直流電壓作電源輸入的一體化結(jié)構(gòu)電子訊響器，廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、個(gè)人電腦、電子玩具、定時(shí)器、電話機(jī)等電子產(chǎn)品中，用作發(fā)聲器件。它主要有兩個(gè)種類，分別是壓電式和電磁式。壓電式蜂鳴器主要組成部分有多諧振蕩器，壓電蜂鳴片，阻抗匹配器和共鳴箱，有些壓電式蜂鳴器還配備有發(fā)光二極管。電磁式蜂鳴器的主要構(gòu)成是振蕩器、電磁線圈、磁鐵和振動(dòng)膜片。在通入電流的情況下振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流流過電磁線圈。在電磁線圈周圍產(chǎn)生電磁場，和磁鐵共同作用下使振動(dòng)膜片周期性的振動(dòng)發(fā)聲。蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)電路一般來講需要額外配備一個(gè)三極管，其目的是使流過三極管的電流放大以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，和一個(gè)限流電阻，當(dāng)三極管飽和導(dǎo)通，流過電流時(shí)蜂鳴器工作發(fā)聲，三極管截止時(shí)蜂鳴器停止發(fā)聲。LED燈LED（LightEmittingDiode），意指發(fā)光二極管，主要化學(xué)成分是含鎵（Ga）、砷（As）、氮（N）、磷（P）等的化合物。種類分為有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）和無機(jī)發(fā)光二極管（LED）。它特性眾多，包括但不限于可以在高速開關(guān)狀態(tài)下工作；響應(yīng)速度快；保護(hù)環(huán)境；發(fā)出冷光不生熱，不吸引蚊蟲，但是它最突出的特點(diǎn)是節(jié)能，開啟相同時(shí)間時(shí)，LED燈消耗的電能只有白熾燈的10%，節(jié)能燈的25%，在節(jié)能環(huán)保的大環(huán)境下，發(fā)光二極管有著廣闊的應(yīng)用前景。溫度采集電路傳感器在現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)行業(yè)中扮演著不可或缺的角色，能對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中無處不在的模擬量進(jìn)行檢測(cè)并提供可靠的、能供單片機(jī)進(jìn)行處理的數(shù)字信號(hào)，傳感器可以將人們生活于其中的現(xiàn)實(shí)世界和微小但縝密高速的計(jì)算機(jī)世界聯(lián)系起來，對(duì)電子信息化和設(shè)備自動(dòng)化起著舉足輕重的作用。本系統(tǒng)的溫度采集電路的核心器件是美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器直接輸出數(shù)字信號(hào)，具有體積小、節(jié)約開支、精度高和抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。形式多種多樣，包括磁鐵吸附式、螺紋式、不銹鋼封裝式、管道式等。DS18B20的性能特點(diǎn)作為數(shù)字式溫度傳感器，DS18B20具有以下優(yōu)秀的性能特點(diǎn)[9]：在使用中不需要外圍元件；可以使用數(shù)據(jù)線進(jìn)行供電，供電電壓范圍從+3.0V到+5.5V；用戶可自行設(shè)定報(bào)警上下限值，本課題中即應(yīng)用了此特點(diǎn)；通過編程可實(shí)現(xiàn)9~12位的數(shù)字讀數(shù)方式；采用單線接口方式，僅需要一條接線即可實(shí)現(xiàn)傳感器與單片機(jī)之間的雙向通訊；測(cè)量范圍大，覆蓋了-55℃~+125℃。本身固有的測(cè)量分辨率位0.5℃。測(cè)量精度高，在全部工作范圍內(nèi)可確保溫度測(cè)量誤差不超過2℃，在-10℃至85℃之間更是可以確保誤差小于0.5℃；具有極高的轉(zhuǎn)換速率，進(jìn)行9位溫度值轉(zhuǎn)換只需要93.75ms；支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能；具有負(fù)壓特性，具有電源反接保護(hù)電路，內(nèi)含64位只讀存儲(chǔ)ROM，包括8位產(chǎn)品系列號(hào)，8位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）和48位產(chǎn)品序號(hào)，也可適配各種單片機(jī)系統(tǒng)。DS18B20引腳介紹圖3-SEQ圖3-\*ARABIC4DS18B20引腳和封裝圖I/O為數(shù)據(jù)輸入/輸出端，外部串接上拉電阻后常態(tài)下高電平，屬于漏極開路輸出。GND接地，UDD工作狀態(tài)下接可供選用的外部電源（不用時(shí)接地），NC放空。DS18B20的程序流程圖圖3-SEQ圖3-\*ARABIC5DS18B20的程序流程圖按鍵驅(qū)動(dòng)電路本系統(tǒng)讀取按鍵的方式是將按鍵接地，低電平有效。按下按鍵時(shí)低電平信號(hào)輸入單片機(jī)處理。一般來說，單片機(jī)的按鍵鍵盤有兩種形式，分別稱為矩陣式鍵盤和獨(dú)立式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤獨(dú)立式按鍵是兩種方式中相對(duì)來說較為簡單的按鍵結(jié)構(gòu)，每個(gè)按鍵都通過一根數(shù)據(jù)輸入線連接到單片機(jī)，每一個(gè)按鍵都互相獨(dú)立且互不影響之間的工作狀態(tài)，每根接線與單片機(jī)的一個(gè)I/O口相連，另一端接電源或者接地。本設(shè)計(jì)選取通常的接地狀態(tài)，按鍵按下時(shí)通過數(shù)據(jù)線向單片機(jī)輸入低電平信號(hào)，只需在程序中檢測(cè)對(duì)應(yīng)I/O口的狀態(tài)即可判斷按鍵是否按下。這種鍵盤輸入方式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，而且系統(tǒng)更加穩(wěn)定，適用于按鍵個(gè)數(shù)不多的單片機(jī)系統(tǒng)[10]。矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤首先通過識(shí)別單片機(jī)I/O口讀取的電平高低狀態(tài)判斷是否有按鍵按下，然后再確定是哪個(gè)按鍵被按下。將常開按鍵的一端接地另一端接到單片機(jī)某I/O口上，程序起始狀態(tài)此I/O口置于高電平，按鍵按下后可采用逐行掃描法，尋找行、列交叉點(diǎn)的閉合按鍵。矩陣式鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約單片機(jī)的I/O口資源，但是程序比較復(fù)雜，適用于按鍵比較多的單片機(jī)系統(tǒng)[10]。按鍵消抖按鍵按下的過程是機(jī)械觸點(diǎn)閉合、釋放的過程，由于彈性的作用，機(jī)械觸點(diǎn)的閉合和斷開瞬間不可避免地會(huì)產(chǎn)生電平不穩(wěn)定的現(xiàn)象，這并不是我們?cè)诎聪掳存I時(shí)通過注意操作可以避免的。因此按鍵輸入電壓的信號(hào)也會(huì)存在抖動(dòng)的現(xiàn)象。因此，采用什么方法去除抖動(dòng)是必須要面對(duì)的問題。按鍵抖動(dòng)的時(shí)間長短取決于按鍵的機(jī)械特性，一般為5~10ms。消抖方法一般有兩種：硬件消抖和軟件消抖。硬件消抖是在電路中加入一些元件消除抖動(dòng)的影響，如加入電容濾波，采用單穩(wěn)延時(shí)電路等。這種方式可以避免抖動(dòng)的產(chǎn)生，但是會(huì)使得電路和程序變得復(fù)雜，同時(shí)增加成本。因此一般采用軟件消抖的方式去除抖動(dòng)，這種方式是在檢測(cè)到按鍵按下時(shí)延遲一段時(shí)間，一般為20ms，時(shí)間過去時(shí)候再次檢測(cè)按鍵狀態(tài)。如果仍然為閉合則判定為按鍵按下，如果按鍵斷開則認(rèn)為是擾動(dòng)信號(hào)。這種方式簡單可行，不需要額外增加電路元件而且成本較低，因此在單片機(jī)系統(tǒng)中被廣泛采用[10]。繼電器驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器用于電路的邏輯控制，它具有記憶和邏輯功能，能組成復(fù)雜的邏輯控制電路，目的是將某種電量（如電流I或電壓U等）或非電量（如溫度T壓力F時(shí)間t轉(zhuǎn)速r等）的變化轉(zhuǎn)換為開關(guān)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制功能。繼電器的種類多種多樣，包括電磁式繼電器、中間繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器、速度繼電器、液位繼電器、壓力繼電器和真空繼電器等。本設(shè)計(jì)采用的是電磁式繼電器。其組成部分是鐵芯、線圈、銜鐵和觸電簧片等。當(dāng)線圈兩端施加一定的電壓時(shí)。線圈中會(huì)在法拉第電磁感應(yīng)的作用下產(chǎn)生電流，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下吸向鐵芯，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)吸合使電路導(dǎo)通。線圈斷電后，電磁感應(yīng)消失，銜鐵在彈簧作用下復(fù)原，觸點(diǎn)因此斷開。通過這種接通斷開的方式在電路中實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通、切斷的操作。本設(shè)計(jì)的繼電器由相應(yīng)的PNP型三極管驅(qū)動(dòng)，電流從發(fā)射極流入三極管。開機(jī)時(shí)，默認(rèn)狀態(tài)下P3.5為高電平，三極管截止。當(dāng)P3.5變成低電平時(shí)，三極管的基極被拉低，產(chǎn)生基極電流使得三極管導(dǎo)通，繼電器得電吸合驅(qū)動(dòng)負(fù)載，電路進(jìn)行相應(yīng)的操作。

系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)Keil軟件介紹本系統(tǒng)的軟件程序編寫通過C語言開發(fā)，軟件開發(fā)環(huán)境是美利堅(jiān)合眾國KeilSoftware公司出品的KeilC51軟件。此軟件兼容51系列單片機(jī)，相比于匯編語言，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性和可維護(hù)性上有著較為明顯的優(yōu)勢(shì)。Keil軟件利用一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將C語言編譯器、鏈接器、宏匯編、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試程序組合成一個(gè)整體，生成的代碼效率高，便于人們理解，在開發(fā)大型軟件時(shí)能更好的體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)[11]。2013年10月，Keil公司正式發(fā)布了最新的一款Keil軟件：KeilμVision5IDE.系統(tǒng)程序流程圖當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，首先對(duì)需要進(jìn)行初始化的器件，包括DS18B20溫度傳感器、LCD1602液晶顯示屏等元器件進(jìn)行初始化，接著讀取DS18B20傳回的溫度數(shù)值和經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后的，由MQ-2煙霧傳感器采集的煙霧數(shù)值。如果超過設(shè)定的閾值則會(huì)驅(qū)動(dòng)聲光報(bào)警電路報(bào)警，同時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器電路吸合。系統(tǒng)程序流程圖如下：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC1系統(tǒng)程序流程圖主程序主程序是程序執(zhí)行的起點(diǎn)，是程序模塊化的重要組成部分，是程序開始運(yùn)行和結(jié)束的中心部分，一般會(huì)調(diào)用其他函數(shù)進(jìn)行運(yùn)行。主程序的程序流程圖如下：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC2主程序的程序流程圖初始化傳感器和溫度采集程序在采集溫度之前首先需要對(duì)DS18B20溫度傳感器進(jìn)行初始化，其目的是配置傳感器的寄存器使DS18B20轉(zhuǎn)換精度復(fù)合系統(tǒng)要求。初始化完成之后才可對(duì)DS18B20進(jìn)行讀取溫度的操作。讀取溫度首先需要使DS18B20復(fù)位，之后跳過讀取系列號(hào)直接啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，之后再一次進(jìn)行復(fù)位操作，跳過系列號(hào)后發(fā)送讀取溫度指令，在指令作用下讀取溫度寄存器，最后通過一系列的計(jì)算將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的溫度[12]。DS18B20溫度傳感器程序流程圖如下：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC3DS18B20溫度傳感器程序流程圖按鍵程序本設(shè)計(jì)共采用三只按鈕，獨(dú)立式鍵盤，每一只按鍵在不同模式下都有不同的功能，其中3號(hào)按鍵設(shè)定了緊急報(bào)警功能。按鍵程序流程圖如下：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC4按鍵程序流程圖AD轉(zhuǎn)換程序首先將OE置低電平，接著ST端口輸出高脈沖啟動(dòng)AD轉(zhuǎn)換，結(jié)束后OE返回低電平，單片機(jī)讀取AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果。AD轉(zhuǎn)換程序流程圖如下：圖4-SEQ圖4-\*ARABIC5AD轉(zhuǎn)換程序流程圖

系統(tǒng)總體仿真和調(diào)試系統(tǒng)仿真圖5-1為系統(tǒng)總體電路仿真。因Proteus沒有收錄STC89C52單片機(jī)，因此選用同為51系列單片機(jī)的AT89C52單片機(jī)作為代替；同樣Proteus庫中沒有MQ-2氣體煙霧傳感器，因此采用滑動(dòng)電阻器模擬MQ-2檢測(cè)的煙霧濃度引起的模擬量變化。在本系統(tǒng)仿真中，小藍(lán)點(diǎn)代表低電平，小紅點(diǎn)代表高電平。仿真圖左上角為采用滑動(dòng)變阻器替代后的MQ-2煙霧采集電路；圖中左位置為繼電器電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)和復(fù)位電路；圖左下角為AD轉(zhuǎn)換電路，采用ADC0808；圖中上部分為DS18B20數(shù)字溫度傳感器電路；正中為單片機(jī)系統(tǒng)的核心：AT89C52代替STC89C52的單片機(jī)主控電路；右上角為LCD1602顯示屏，顯示出字符參數(shù)；右部中間為繼電器電路和聲光報(bào)警電路，核心器件是LED燈和蜂鳴器；系統(tǒng)右下角是由三個(gè)按鈕組成的按鍵電路，分別負(fù)擔(dān)不同的職責(zé)。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC1系統(tǒng)仿真圖仿真結(jié)果如下（顯示模式）：圖5-SEQ圖5-\*ARABIC2顯示模式下系統(tǒng)仿真由圖可見，溫度傳感器顯示的實(shí)時(shí)氣溫為49℃時(shí)，液晶顯示屏上的溫度數(shù)據(jù)為48.5，煙霧數(shù)值也符合滑動(dòng)變阻器模擬量的設(shè)置，說明程序在顯示模式下是正確的；設(shè)置模式下仿真結(jié)果如下圖：圖5-SEQ圖5-\*ARABIC3設(shè)置模式下系統(tǒng)仿真由圖可見，設(shè)置模式下煙霧值被選中，處于設(shè)定狀態(tài)下，按動(dòng)按鍵即可進(jìn)行調(diào)整，說明程序在設(shè)置模式下是正確的；報(bào)警狀態(tài)下仿真結(jié)果如下圖所示：圖5-SEQ圖5-\*ARABIC4報(bào)警狀態(tài)下系統(tǒng)仿真當(dāng)實(shí)時(shí)溫度和煙霧值均超過設(shè)定值時(shí)，由圖可見兩只LED燈閃亮，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)繼電器吸合，完美符合設(shè)定的任務(wù)要求。說明程序在報(bào)警狀態(tài)下是正確的。因此，由仿真結(jié)果來看程序準(zhǔn)確無誤。實(shí)物測(cè)試圖經(jīng)過實(shí)物測(cè)試，系統(tǒng)煙霧傳感器讀取數(shù)據(jù)一切正常，溫度傳感器讀取數(shù)據(jù)一切正常，LCD1602正常顯示實(shí)際煙霧和溫度，參數(shù)超過設(shè)定閾值時(shí)繼電器動(dòng)作正常。下圖為硬件成果實(shí)物測(cè)試圖。圖5-SEQ圖5-\*ARABIC5硬件成果實(shí)物測(cè)試圖程序調(diào)試的問題在仿真過程中發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)會(huì)時(shí)不時(shí)出現(xiàn)蜂鳴器滴滴響的情況，發(fā)生時(shí)間不定，發(fā)生頻率不定，每次發(fā)生時(shí)蜂鳴器響的次數(shù)同樣不定。經(jīng)過搜索文獻(xiàn)，仍然無法確定此問題的來源和解決方法。猜測(cè)是Proteus軟件單片機(jī)晶振頻率和實(shí)際不一致導(dǎo)致的，原因是調(diào)整單片機(jī)頻率之后蜂鳴器滴滴響的頻率會(huì)發(fā)生顯著變化。這個(gè)問題在實(shí)物成果中沒有體現(xiàn)。除此之外，系統(tǒng)調(diào)試并無其他問題。

結(jié)束語火災(zāi)作為一種大部分情況下由于人們的疏忽而引起的失去控制的燃燒導(dǎo)致的災(zāi)害，如果控制不當(dāng)可能會(huì)造成嚴(yán)重的后果，對(duì)人類的生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)的和諧穩(wěn)定造成了巨大威脅。本課題在大量參考國內(nèi)外資料的設(shè)計(jì)前提下，提出了一種基于單片機(jī)的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，控制處理器以STC89C52單片機(jī)為核心，DS18B20數(shù)字溫度傳感器和MQ-2氣體煙霧傳感器作為輔助，能夠設(shè)定報(bào)警的閾值，系統(tǒng)的溫度和煙霧超過設(shè)定值時(shí)會(huì)引起系統(tǒng)報(bào)警，同時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器進(jìn)行模擬排煙和放水操作。本系統(tǒng)具有體積小，調(diào)試簡單，功耗較低，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的前景。經(jīng)過幾個(gè)月的潛心設(shè)計(jì)，最終通過單片機(jī)系統(tǒng)將畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求基本實(shí)現(xiàn)。由于時(shí)間、經(jīng)驗(yàn)有限以及個(gè)人水平尚未達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，本設(shè)計(jì)仍存在一些不足和缺陷，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我來說既是一次挑戰(zhàn)自我的機(jī)會(huì)，更是一次鍛煉自己的難得機(jī)遇。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲頗豐，通過自己的努力，鞏固了自己所學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力和實(shí)際分析問題、解決問題的能力，了解到了書本上所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際動(dòng)手應(yīng)用的巨大差別，讓我深刻體會(huì)到了“學(xué)以致用”和“知行合一”這兩個(gè)詞蘊(yùn)含的實(shí)際意義。

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致謝當(dāng)時(shí)光的列車緩緩駛過，在鹽城工學(xué)院度過的四年歲月即將畫上一個(gè)句點(diǎn)，這個(gè)句點(diǎn)雖說不是十全十美的無怨無悔，卻也稱得上是善始善終的圓滿。在此離別的時(shí)刻，我要向所有教導(dǎo)過我的老師，和四年同窗的同學(xué)們表示由衷的感謝。大學(xué)四年時(shí)光里，我的輔導(dǎo)員吳老師給予了我無微不至的關(guān)心與幫助，他的認(rèn)真負(fù)責(zé)，腳踏實(shí)際的忙碌身影給我留下了十分深刻的印象；在一個(gè)多學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于我自身水平有限，如果沒有指導(dǎo)老師王老師的悉心指導(dǎo)和督促，我一定無法如此順利的完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我特別感謝指導(dǎo)畢業(yè)論文的王老師，，從最初的選題、構(gòu)思、查閱資料、設(shè)計(jì)、制作到最后的修改、定稿、審閱，提出了許多建設(shè)性的指導(dǎo)意見，正是因?yàn)橥趵蠋煹膰?yán)謹(jǐn)作風(fēng)，讓我的設(shè)計(jì)論文在微小之處也做出了訂正和修改，使我的論文更加嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，結(jié)構(gòu)更加清晰緊湊。非常感謝吳老師和王老師對(duì)我的教導(dǎo)。我還要特別感謝四年同窗生涯的朋友和同學(xué)們，如果沒有他們，大學(xué)時(shí)光將會(huì)失去許許多多絢爛的色彩。在忙碌與緊張的這一學(xué)期中，正是我的朋友和同學(xué)們，給我的彌漫著緊張和壓迫的畢業(yè)設(shè)計(jì)畫上了濃墨重彩的一筆，給這段時(shí)光增添了許多歡樂和笑罵。最后，我要感謝我的母校，給了我這次機(jī)遇讓我能夠憑借自身的能力，檢驗(yàn)四年來的學(xué)習(xí)成果。在此過程中，學(xué)校給我提供了許多的方便和幫助，讓我能更好的完成自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)也讓我有機(jī)會(huì)將所學(xué)知識(shí)了實(shí)際運(yùn)用結(jié)合起來，增強(qiáng)了自身的動(dòng)手操作和解決問題的能力，在今后的學(xué)習(xí)和工作中能更好的做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，為社會(huì)、為祖國的建設(shè)添磚加瓦。

附錄附錄1：源程序//程序頭函數(shù)#include<reg52.h>//顯示函數(shù)#include<display.h>//宏定義#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineData_ADC0809P1//管腳聲明sbitLED_wendu=P2^2;//溫度報(bào)警燈引腳sbitLED_yanwu=P2^1;//煙霧報(bào)警燈引腳sbitbaojing=P2^5;//蜂鳴器引腳sbitDQ=P2^0;sbitfs=P3^4;sbitfs1=P3^5;//ADC0809sbitST=P3^3;//AD轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端sbitEOC=P3^6;//AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端sbitOE=P3^2;//數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)輸出端//按鍵sbitKey1=P2^6;//定義1號(hào)按鍵sbitKey2=P2^7;//定義2號(hào)按鍵sbitKey3=P3^7;//定義3號(hào)按鍵//sbitKey_ISO=P3^1;signedcharw; //溫度值全局變量uintc; //溫度值全局變量bitbdataflag=0;//未使用uchartemp;//ad0809讀出數(shù)據(jù)的緩存ucharyushe_wendu=50;//預(yù)設(shè)溫度值ucharyushe_yanwu=45;//預(yù)設(shè)煙霧值//按鈕模式|ucharMode=0;//函數(shù)聲明externucharADC0809();externvoidKey();voiddelay(uintz){ uinti,j; for(i=0;i<z;i++) for(j=0;j<121;j++);}/*****延時(shí)子程序*****/voidDelay_DS18B20(intnum){while(num--);}/*****初始化DS18B20*****/voidInit_DS18B20(void){unsignedcharx=0;DQ=1;//DQ復(fù)位Delay_DS18B20(8);//稍做延時(shí)DQ=0;//單片機(jī)將DQ拉低Delay_DS18B20(80);//精確延時(shí)，大于480usDQ=1;//拉高總線Delay_DS18B20(14);x=DQ;//稍做延時(shí)后，如果x=0則初始化成功，x=1則初始化失敗Delay_DS18B20(20);}/*****讀一個(gè)字節(jié)*****/unsignedcharReadOneChar(void){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//給脈沖信號(hào)dat>>=1;DQ=1;//給脈沖信號(hào)if(DQ)dat|=0x80;Delay_DS18B20(4);}return(dat);}/*****寫一個(gè)字節(jié)*****/voidWriteOneChar(unsignedchardat){unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;Delay_DS18B20(5);DQ=1;dat>>=1;}}/*****讀取溫度*****/unsignedintReadTemperature(void){unsignedchara=0;unsignedcharb=0;unsignedintt=0;floattt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0x44);//啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳過讀序號(hào)列號(hào)的操作WriteOneChar(0xBE);//讀取溫度寄存器a=ReadOneChar();//讀低8位b=ReadOneChar();//讀高8位t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t=tt*10+0.5;//放大10倍輸出并四舍五入return(t);}//=====================================================================================//=====================================================================================//=====================================================================================/*****讀取溫度*****/voidcheck_wendu(void){ c=ReadTemperature()-5; //獲取溫度值并減去DS18B20的溫度誤差 if(c<0)c=0; if(c>=999)c=999;}//ADC0809讀取信息ucharADC0809(){ uchartemp_=0x00; //初始化高阻態(tài) OE=0;//轉(zhuǎn)化初始化 ST=0;//開始轉(zhuǎn)換 ST=1; ST=0; //外部中斷等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束 while(EOC==0)//讀取轉(zhuǎn)換的AD值 OE=1; temp_=Data_ADC0809; OE=0; returntemp_;}voidKey(){ //模式選擇 if(Key1==0)//1號(hào)按鍵被按下 { while(Key1==0); Mode++; switch(Mode) { case1://設(shè)置溫度模式顯示 { write_com(0x0f);//光標(biāo)閃爍 write_com(0x80+7);//位置 break; } case2://設(shè)置煙霧模式顯示 { write_com(0x80+15);//位置 break; } case3://回到顯示模式 { write_com(0x38);//屏幕初始化 write_com(0x0c);//打開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍 Mode=0; break; } } } if(Key2==0&&Mode!=0)//2號(hào)按鍵被按下 { while(Key2==0);//2號(hào)按鍵被按下 switch(Mode) { case1://設(shè)置溫度模式溫度+1 { yushe_wendu++; if(yushe_wendu>=99) yushe_wendu=99; write_com(0x80+6); write_data(0x30+yushe_wendu/10); write_data(0x30+yushe_wendu%10); write_com(0x80+7); break; } case2://設(shè)置煙霧模式煙霧+1 { yushe_yanwu++; if(yushe_yanwu>=255) yushe_yanwu=255; write_com(0x80+13); write_data(0x30+yushe_yanwu/100); write_data(0x30+yushe_yanwu%100/10); write_data(0x30+yushe_yanwu%10); write_com(0x80+15); break; } } } if(Key3==0&&Mode!=0) { while(Key3==0);//等待按鍵抬起 switch(Mode) { case1://設(shè)置溫度模式溫度-1 { yushe_wendu--; if(yushe_wendu<=0) yushe_wendu=0; write_com(0x80+6); write_data(0x30+yushe_wendu/10); write_data(0x30+yushe_wendu%10); write_com(0x80+7); break; } case2://設(shè)置煙霧模式煙霧-1 { yushe_yanwu--; if(yushe_yanwu<=0) yushe_yanwu=0; write_com(0x80+13); write_data(0x30+yushe_yanwu/100); write_data(0x30+yushe_yanwu%100/10); write_data(0x30+yushe_yanwu%10); write_com(0x80+15); break; } } }/* delay(200)// write_com(0x38);//屏幕初始化 write_com(0x0c);//打開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍*/}bitis_Iso=0;voidmain()//主函數(shù)入口{ Init1602(); check_wendu(); delay(800); check_wendu(); while(1) { if(Key3==0&&Mode==0)//顯示模式下按下緊急按鍵進(jìn)行報(bào)警 { delay(1); if(Key3==0) { while(Key3==0); is_Iso=1; LED_yanwu=0; baojing=0; LED_wendu=0; } } if(is_Iso==0)//沒有緊急報(bào)警的情況下 { temp=ADC0809(); check_wendu(); Key(); if(Mode==0) { Display_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,c,temp); if(temp>=yushe_yanwu)// { LED_yanwu=0; baojing=0; fs=0; } else { LED_yanwu=1; } if(c!=999&&c>=(yushe_wendu*10))//當(dāng)前溫度大于預(yù)設(shè)溫度且讀取溫度正常 { baojing=0; LED_wendu=0; } else { LED_wendu=1; } if((temp>=yushe_yanwu)&&(c>=(yushe_wendu*10)))//煙霧在正常范圍內(nèi) { fs1=0; } if((temp<yushe_yanwu)&&(c<(yushe_wendu*10)))//煙霧超過預(yù)設(shè)值 { baojing=1; fs=1; fs1=1; } } } }} /***********display.h函數(shù)**************///宏定義#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar//LCD管腳聲明sbitLCDRS=P2^3;sbitLCDEN=P2^4;//初始畫時(shí)顯示的內(nèi)容ucharcodeInit1[]="SETT:00E:000";ucharcodeInit2[]="NOWT:00.0E:000";//LCD延時(shí)voidLCDdelay(uintz){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=10;y>0;y--);}//寫命令voidwrite_com(ucharcom){LCDRS=0;P0=com;LCDdelay(5);LCDEN=1;LCDdelay(5);LCDEN=0;}//寫數(shù)據(jù)voidwrite_data(uchardate){LCDRS=1;P0=date;LCDdelay(5);LCDEN=1;LCDdelay(5);LCDEN=0;}//1602初始化voidInit1602(){uchari=0;write_com(0x38);//屏幕初始化write_com(0x0c);//打開顯示無光標(biāo)無光標(biāo)閃爍write_com(0x06);//當(dāng)讀或?qū)懸粋€(gè)字符是指針后一位write_com(0x01);//清屏write_com(0x80);//設(shè)置位置for(i=0;i<16;i++){ write_data(Init1[i]);}write_com(0x80+0x40);//設(shè)置位置for(i=0;i<16;i++){ write_data(Init2[i]);}}voidDisplay_1602(yushe_wendu,yushe_yanwu,c,temp){ //設(shè)置溫度 write_com(0x80+6); write_data(0x30+yushe_wendu/10); write_data(0x