火灾烟雾报警器论文.docx

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基于单片机的万年历的设计论文
题目基于单片机的万年历的设计
二级学院***信息学院
专业通信工程
班级学号15通信工程二班
学生姓名章成正
指导教师刘丹娟
摘要
随着科技的快速发展,时间的流逝,至从观太阳、摆钟到现在电子钟,人类不断研究,不断创新纪录。美国DALLAS公司推出的具有涓细电流充电能的低功耗实时时钟电路DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,还具有闰年补偿等多种功能,而且DS1302的使用寿命长,误差小。对于数字电子万年历采用直观的数字显示,可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒和温度等信息,还具有时间校准等功能。该电路采用STC89C51单片机作为核心,功耗小,能在5V的低压工作,电压可选用3~5V电压供电。综上所述此万年历具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势,具有广阔的市场前景。本电路为实现电子万年历的功能,采用单片机STC89C51,辅助以必要的外围电路,用C语言编写程序,,温度等,具有功能稳定,精确度高和可调的特点。
关键词:单片机;STC89C51;DS1302;LCD1602;万年历
目录
第1章绪论 1
论文研究来源、目的和意义 1
论文研究来源 1
论文研究目的和意义 1
2
第2章烟雾检测报警器的设计方案及工作原理 3
3
基本功能 3
拓展功能。 3
3
烟雾传感器的介绍 4
烟雾传感器的分类 4
烟雾检测报警器整体设计方案 4
烟雾检测报警器工作原理 4
温度检测报警器工作原理 5
5
第3章烟雾检测报警器的硬件设计 6
主电路的设计与实现 6
: 6
6
: 7
-2型烟雾传感器 7
8
工作原理 9
10
10
10
12
12
13
13
13
第4章烟雾检测报警器的软件实现 15
单片机软件开发工具介绍 15
15
16
流程图 17
18
19
20
第五章总结 21
21
21
参考文献 22
致谢 23
附录1 24
部分源程序 24
附录2 32
元件清单 32
附录3 33
仿真运行图 33
实物图 33
实物运行图 34
第1章绪论
论文研究来源、目的和意义
论文研究来源
随着社会的进步,人们的生活越来越好但也伴随着越来越多的隐患,由于在现代城市家庭里,许多人因不懂家庭安全常识引起火灾事故,使幸福家庭眼间毁于一旦,有的甚至导致家破人亡,而且一旦发生居民家庭火灾,处置不当,是造***员伤亡的重要因素。所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因,还有预防火灾的发生。
英国每年发生50000起以上的严重家庭火灾,其中大部分火灾造***员伤亡和重大的家庭财产损失,有的还连累左邻右舍,火灾损失更加惨重。在调查火灾起因的时候,绝大多数发生火灾家庭的当事人说,以前总觉得火灾是人家的事情,与自己离得很远,没有想到这一次竟然会发生在自己的头上。
论文研究目的和意义
随着现代家庭采用方便的家用电器的增加,家庭火灾发生的频率越来越高。一旦家庭有火灾发生,就很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏以及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因素,最终导致重大生命财产损失。为了保护生命安全与财产安全,人们需要实时注意避免火灾的发生,利用高科技产品有利于人们及早发现火灾的隐含,及时的避免不必要的灾难发生。
为了早期发现火灾的隐患,防止和减少火灾危害,保护人身和财产安全,防止火灾引起燃烧、爆炸等事故,造成严重的经济损失与危生命安全。随着烟感报警器的使用者不断增加,住宅失火造成的死亡人数也不断下降。据美国国家消防协会报告表明,安装了推荐数目的烟感报警器的住宅一旦发生火灾,住宅内人员的逃生机会将比未安装的住宅多出50%[2]。所以家庭装有烟雾报警器灾难能够降低,避免不必要的灾难。

探测器朝新探测技术的发展进一步拓展了火灾探测的应用领域,为一些传统探测器无法胜任的环境提供了有效的手段。相关技术的发展,如傅立叶近红外光谱技术弱信号处理技术、低功耗
MCU技术进一步促进了传统探测技术的改进,使得传统探测器在技术和性能上有了显著的提高。火灾着极早期探测、多传感器复合探测和探测器小型化、智能化的方向发展迈出了更快的步伐。
第2章烟雾检测报警器的设计方案及工作原理

利用气体传感器MQ-2、ADC0809模数转换器、DS18B20温度传感器等实现基本功能。通过这些传感器和芯片,当环境中可燃气体浓度或温度等发生变化时系统会发出相应的灯光报警信号和声音报警信号,以此来实现火灾报警,智能化提示。
基本功能
利用气体传感器MQ-2、ADC0809模数转换器、DS18B20温度传感器采集数据并对处理后的数据进行分析,如果温度大于或等于某个预设值,则黄灯点亮,启动报警电路发出报警声音,反之则黄灯熄灭,无报警声音。
如果烟雾值大于或等于某个预设值,则红灯点亮,并启动报警器,发出报警声音。反之则红灯熄灭,无报警声音。
拓展功能。
设计按键。当按下设置按键时,光标闪烁,此时按下“加”或“减”对应的温度或烟雾阈值可进行设置。

此次设计是针对于单片机原理及其应用展开的。其中包含了大学三年中所学到的相关知识,运用所学的传感器技术,单片机技术去设计基于单片机的烟雾报警系统。烟雾报警器的最基本组成部分包括:烟雾传感电路、温度传感电路、模数转换电路、单片机控制电路。单片机紧紧联系着传感器和报警电路设备,给烟雾报警器设定一个值,当外界环境达到预先设定的数值时,烟雾传感器把被测的物理量作为输入参数,转换为电量输出。温度传感器的工作原理与上者相同。为了简化整个系统的设计在本设计中不采用前置放大器而是选择数值符合A/D转换器的输入等级。模数转换电路将从烟雾传感电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。,接收到信号的单片机经过程序的设定会由
,单片机对该数字信号进行滤波处理,并对处理后的数据进行分析,是否大于或等于某个预设值,如果大于则启动报警电路发出报警声音,反之则为正常状态。
烟雾传感器、温度传感器及单片机是可燃烟雾检测报警器的两大核心,根据报警器功能的需要,选择合适、精确、经济的烟雾传感器及单片机芯片是至关重要的。
烟雾传感器的介绍
烟雾传感器是将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置,烟雾传感器是一种技术先进,工作稳定可靠的传感器,被广泛运用到各种消防报警系统中。
烟雾传感器的分类
1、离子式烟雾传感器
该烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感,离子式烟雾传感器是一种技术先进,工作稳定可靠的传感器,被广泛运用到各消防报警系统中,性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。
它在内外电离室里面有放射源镅241,电离产生的正、负离子,在电场的作用下各自向正负电极移动[4]。在正常的情况下,内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动,电流,电压就会有所改变,破坏了内外电离室之间的平衡,于是无线发射器发出无线报警信号,通知远方的接收主机,将报警信息传递出去。
2、光电式烟雾传感器
光电烟雾报警器内有一个光学迷宫,安装有红外对管,无烟时红外接收。

烟雾检测报警器工作原理
本论文中的烟雾报警器采用89S52单片机来控制核心,采用MQ-2型电阻式半导体传感器采集烟雾信息。其工作原理,首先烟雾传感器采集烟雾信息然后把烟雾信号转换为电量送入模数转换器中;接着模数转换电路将从烟雾传感电路送出的模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入89S52单片机;最后,将实际可燃性气体浓度送入液晶,并判断浓度值是否超出报警门限,当浓度低于设置
门限值的时候绿灯长亮,当烟雾浓度超出设定的限定值时,红灯亮并发出声音报警。
温度检测报警器工作原理
该设计采用的是数字温度传感器。温度传感器检测到的温度以及数据处理后,直接送给单片机89c52数字信号并进行数据分析。单片机对于温度传感器的送入的数据与预先设定的温度阈值,并判断温度是否超出设定的限定值。若是超过,黄灯点亮并发出报警声音。

AD烟雾采集模块
为适应家庭和工业等场所对可燃性易爆烟雾安全性要求,设计的可燃性烟雾报警仪应不仅能在较宽的温度范围工作,而且应具有显示可燃烟雾浓度使用89S52单片机,MQ-2烟雾传感器与DS18B20温度传感器作为敏感元件,利用ADC0809转换器和烟雾报警电路,开发出可用于家庭或小型单位火灾报警的烟雾报警器。整个设计由5大模块与两个基本电路构成:AD烟雾采集模块、按键模块、液晶显示模块、声光报警提示模块、温度采集模块以及复位电路和晶振电路。89S52单片机,烟雾传感器是将现场烟雾浓度等非电信号转化为电信号,再通过ADC0809将模拟信号转换成数字信号送给单片机进行处理。烟雾报警模块由单片机和报警电路组成,由单片机控制实现不同的声光报警功能。本系统采用高性能的单片机,工作稳定、测量精度高、通用性强、功耗低,保证报警器的精确性及可靠性,而且最好体积小,成本低,有利于减少报警器的体积,降低报警器的成本。
单
片
机
液晶显示模块
按键模块
声光报警提示模块
复位电路
温度采集模块
晶振电路

第3章烟雾检测报警器的硬件设计

89S52单片机是报警仪的设计中最核心的部件,一方面它控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,另一方面,将采集到的数字电压值经计算机处理得到相应的二进制代码,与设定的值作比较。整个系统的软件编程就是通过C语言对单片机89S52实现其控制功能。
89系列单片机的概况:
MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品,典型产品有8031、8051和8751等通用产品,一直到现在,MCS-51内核系列兼容的单片机仍是应用的主流产品,各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学****我们常说的已经停产的89C51指的是ATMEL公司的AT89C51单片机,同时是在原基础上增强了许多特性,如时钟,更优秀的是由Flash(程序存储器的内容至少可以改写1000次)存储器取带了原来的ROM(一次性写入),AT89C51的性能相对于8051已经算是非常优越的了。89C51的缺陷在于不支持ISP(在线更新程序)功能,必须加上ISP功能等新功能才能更好延续MCS-51的传奇。89S51就是在这样的背景下取代89C51的,现在,89S51目前已经成为了实际应用市场上新的宠儿,作为市场占有率第一的Atmel目前公司已经停产AT89C51,将用AT89S51代替。89S51在工艺上进行了改进,,成本降低,而且将功能提升,增加了竞争力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。市场上见到的89C51实际都是Atmel前期生产的
巨量库存而以。如果市场需要,Atmel当然也可以再恢复生产AT89C51。

AT89S52实物图与结构图由图3-1、3-2所示。该单片机可反复擦写1000次的FLASH只读程序存储器,器件采用ATMEL公司之高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。由图3-2可见,89S52单片机主要由以下部分组成:
CPU系统:8位CPU;含布尔处理器;时钟电路;总线控制逻辑。
存储器系统:8KB的程序存储器(ROM/EPROM/Flash,可扩至64KB);128KB数据存储器(RAM,可再扩64KB);特殊功能寄存器SFR。
:
AT89C51单片机内部由CPU、4KB的FPEROM,128B的RAM,两个16位的定时/计数器T0和T1,4个8位的I/O端P0、P1、P2、P3等组成。单片微机内部最核心的部分是CPU。CPU主要功能是产生各种控制信号,控制存储器、输入/输出端口的数据传输、数据的算术运算、逻辑运算以及位操作处理等,CPU按其功能可分为运算器和控制器两部分。控制器由程序计数器PC、指令储存器、指令译码器、实时控制与条件转移逻辑电路等组成。它的功能是对来自存储器中的指令进行译码,通过实时控制电路,在规定的时刻发出各种作所需的内部和外部
的控制信号,使各部分协调工作,完成指令所规定的操作运算器由算术逻辑器部件ALU、累加器ACC、暂存器、程序状态字寄存器PSW,BCD码调整
电路等组成。

-2型烟雾传感器
半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。按敏感机理分类,可分为电阻型和非电阻型。半导体气敏元件也有