智能火灾报警系统文档格式.doc
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2总体方案设计
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2.1
烟雾检测传感器选型
4
2.2
单片机选型....................................
5
2.2.1 STC89C52单片机简介
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6
2.2.2
单片机的引脚功能描述
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7
3
系统的硬件电路
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8
3.1
单片机最小系统
9
3.2
单片机的时钟电路与复位电路设计
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10
3.3
烟雾检测AD采集电路
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11
3.4
显示模块
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12
3.5
声音报警电路...........................
13
3.6
按键控制电路....................................
14
3.7
电源模块
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15
3.8
温度传感器（DS18B20）电路
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3.8.1
DSl8B20简介
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3.8.2
18B20接口电路
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4系统软件的设计
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5
电路的调试
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6
总结评价
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21
致谢
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参考文献
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附件一：
总体原理图设计.........................................2
附件二：
部分程序源代码................................
附件三：
实物图
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摘要
伴随着时代不断的进步，人们越来越多的使用电子类设备，无论是家庭还是工厂使用的电器都越来越多。
但是随之而来的是因为电器的不当使用所引起的火灾也非常之多。
我们的国家每年因为所用电器造成的火灾而损失很多的利益。
火灾不仅带来的物品财产上的损失，而且带给了我们失去亲人的悲痛。
所以针对这种情况我们很有必要设计出一种火灾报警系统，减少火灾的发生，并是我们在火灾中受到的经济损失和人员伤亡达到最小。
目前我们国家有非常多的人也设计出了很多的火灾报警系统，但是大部分的火灾报警系统都是适用于大型的工厂、公司而并不适用于家庭、宿舍等小的环境之中。
所以研制一款针对于家庭、宿舍等小环境研制出一款火灾报警系统是非常重要的。
并且本次设计也言简意赅、实用性高。
所以针对小的环境之中的火灾报警系统本文设计了一种火灾报警器。
该系统设计核心为MCS-51单片机和MQ-2半导体气体烟雾传感器，芯片我们采用STC89C52芯片，火灾报警系统中的电路包括烟雾采集信号电路、前置放大电路、A/D转换电路、安全保护电路等主要电路组成。
最终经过调试，确定本设计方案是可行的。
关键字：
单片机传感器烟雾报警器
1
绪论
课题背景
随着科技的不断发展，人们现在对于电器的应用越来越多，无论是家用电器，还是工厂使用的电器都越来越多。
所以针对于火灾的发生我们应当尽早发现火灾的源头并给予通报，因此我们对于现场的烟雾进行采集，监视所处的环境之中的烟雾浓度，以便于及时的发现火源，进而尽量减小事故的发生，从而才能进一步使我们生活的环境处于安全。
外国国外对于烟雾传感器的研究开发可以追溯到上世纪30年代初，一经出现便受到了大批大批人士的追捧。
其中一个方面是因为人们意识到了火灾对于人们生活的威胁性；
另一方面是因为传感器的市场在外国不断地快速发展，并且随着传感器的快速发展，传感器不仅在工艺上得到了很大的提高，而且其越来越趋于小型化体积越来越小，也就是说在一个芯片上便包括了传感器等一系列的电子器件。
这种情形不仅使烟雾检测仪器更加便于携带，更使其在生产、运输等方面所需要的成本大大降低。
烟雾传感器的研究发明在我国是从上世纪七八十年代初才慢慢开始的，随着我国对于烟雾传感器的快速发展，不仅研制出的烟雾传感器的型号越来越多样而且烟雾传感器的种类也越来越全，应用于各个生产生活的领域。
我们国家在引进国外对于烟雾传感器先进的技术和先进的工艺，进行自主开发和自主研究。
生产粗了许多针对于我们国家的烟雾传感器。
报警器在分类上一共可以分为三大类。
其中包括民用烟雾报警器、工业用烟雾报警器、
有毒有害烟雾报警器。
（1）民用烟雾报警器
该型报警器一般属于小型的火灾报警器,在人们的生活之中一般人们会将其安装在厨房之中，每当火灾发生时该报警器会监测到火灾产生的烟雾，进儿报警器便会发出报警，向人们显示火灾的发生。
有一些高端的报警器还可以开启系统排风扇功能，将火灾产生的烟雾排到屋外去。
（2）
工业用烟雾报警器
工业报警器总的来说就是应用于工业生产过程中的大型火灾报警系统。
该报警器根据状态种类的不同，又可以分为三类。
分别为检漏仪、控制器和探测器。
检漏仪相对于其他两种的特点是体积很小，该仪器主要应用之处便是对于燃气管道的管理。
如果在检测过程之中发现有燃气发生泄漏，检漏仪便会发出报警，该仪器在报警的同时人们还可以在该仪器上读取到烟雾的浓度，使人们防患于未然，防止火灾的产生。
探测器人们一般会将其装于防爆现场，控制器人们通常则会将其放在有人值守的地方，比如传达室等。
他们两者之间人们通常会采用屏蔽电缆线连接。
当工作人员在现场探测到燃气发生泄漏之后，就会通过电缆线将燃气发生泄露的信号传到控制器，相应的控制器就会发出报警，在报警的同时该系统就会启动排风装置并且会关闭阀门并进一步会切断燃气的源头。
此种探测器和控制器应用相当的广泛，例如液化气站、汽车加油站、锅炉房等重要的场所。
（3）
有毒有害烟雾报警器有毒有害烟雾报警器相对于前文描述的探测器只是在检测探头上与其有轻微的差异，而在原理和应用中都很相似。
2
总体方案设计
烟雾报警器不仅可以监测出所处于工作环境之中的烟雾的浓度，并且可以在遇到火灾时烟雾的浓度超过所设定值时会产生报警。
人们在设计这种烟雾报警器时为了适应家庭和工业等场所对应的安全性的要求，设计的该报警器应当包含有显示报警的状态。
人们所设计的这种报警器工作方式采用的是延时的工作方式，并以STC89C52单片机为控制核心，采用MQ-2传感器用来收集烟雾浓度，并且这种报警系统还会配合外围电路来达到设计的要求。
我们所设计的报警系统主要包括硬件设计部分和软件设计部分。
下图，如图1所示表示的为我们本次设计的总体设计的框架图。
图1
总体设计框图
我们在本次设计之中，CPU使用的是MCS-51单片机系列中的STC89C52单片机。
我们会将报警器在所处的监测位置所监测的烟雾浓度的信号使用烟雾检测探头将其变为电信号，并且会通过模拟/数字电路进行采集。
然后传入到单片机之中，经过软件系统进行查询等环节实时发出报警信号,最终经过驱动蜂鸣器和指示灯来进行报警的产生
烟雾传感器是人们针对于火灾报警系统之中测量的装置和控制系统的第一个非常重要的环节。
因为在报警器之中的信号的采集环节会用到烟雾传感器。
该传感器可以将检测出的有关烟雾的浓度的信号经过烟雾检测探头将其转换成电信号，从而可以进一步的达到检测和监控等功能的实现。
我们可以这么说，如果没有传感器在检测过程中输入精确有效的信号，那么就不会有检测、控制等系统的精确产生。
烟雾传感器作为核心器件，可以说是它决定了所有监测到的烟雾浓度信号的准确性和可靠性。
下图，如图2表示为烟雾传感器内部结构图：
图
烟雾传感器及其结构图
在上文的叙述之中，因为MQ-2半导体传感器相对于其他的半导体烟雾传感器来说，灵敏度非常的高，电导率现对于其他类型的传感器来说变化更加大、响应的时间和恢复的时间都非常的短、抑制影响的能力也非常强大，而且该传感器所输出的信号也非常大、寿命更加长，工作平稳性更加平稳等优点，所以这种传感器在市面上的应用非常的广泛。
所以针对传感器的选择我们选择用MQ-2半导体传感器来作为本次设计的核心传感器。
所以下文我们将针对MQ-2半导体气体烟雾传感器做重点的介绍。
MQ-2半导体传感器是以金属氧化物二氧化锡为主体的N型半导体气敏元件。
当这种传感器所处的环境之中检测出有烟雾气体的时候，传感器中的N型半导体气敏元件的电导率与所检测空气中烟雾浓度成正比关系。
所以我们在本次设计报警器，可以只要使用相应的电路将电导率中的变化关系转变成为与该气体浓度相对应的电信号。
单片机选型
单片机对于烟雾自动报警系统来说是最为关键性的一个元件，可以说单片机是整个系统的心脏，因为在系统中，单片机是用来接收信号并用来启动报警装置进一步会执行相应的报警。
在单片机实现的控制功能中，需要单片机有较快的运算速度，使检测人员和用户在报警器系统正常工作时能够及时地观测到实时的烟雾浓度等级，并进行相应处理。
同时，在能够满足报警器系统设计的计算速度及接口功能要求的同类型单片机中，要考虑选择价格低廉且体积轻巧的机型，在保证了报警器的精确性、可靠性及抗干扰性的基础上，能够不提高成本，缩小体积。
针对本文系统单片机的选择，我们使用MCS-51系列单片机中的STC89C52单片机。
下文我们会对STC89C52单片机做重点介绍。
2.2.1
STC89C52单片机简介
种低功耗STC89C5
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