烟雾传感器的设计Word下载.docx

烟雾传感器的设计Word下载.docx

《烟雾传感器的设计Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烟雾传感器的设计Word下载.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

综上所述，我们选择方案二为最佳方案。

2.2报警系统功能设计

液晶显示器根据smog信号和see信号，显示白天与黑夜，安全与危险。

当有火灾危险时，显示并同时声光报警，系统自动打开喷水阀喷水。

当按键按下时，外部中断触发，跳出报警。

当按下复位时，程序重新启动。

2.3报警系统方案选择

采用纯硬件电路实现报警功能，其硬件电路如图2-5所示。

图2-5系统电路

电路简单，系统设计过程容易，成本较低。

缺点:

系统不稳定，无法实现液晶实时显示和喷水自动灭火的功能。

采用硬件和软件相结合的方法实现火灾报警。

包括热释电红外传感探头电路、报警电路、单片机控制电路及相关的控制管理软件组成。

图2-6报警器设计框图

系统稳定，功能齐全，能够实现报警、自动喷水、液晶显示等功能。

缺点:

电路设计较复杂，成本较高。

根据我们的系统设计需要，我们选择方案二作为最佳方案。

三、各部分电路设计

3.1单片机模块

我们采用STC公司的STC89C52单片机，89C52机是高性能单片机，因为受引脚数目的限制，所以有不少引脚具有第二功能。

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FLASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址1时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流。

P3口也可作为AT89C52一些特殊功能口，如下所示：

P3口管脚备选功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2INT0（外部中断0）

P3.3INT1（外部中断1）

P3.4T0（记时器0外部输入）

P3.5T1（记时器1外部输入）

P3.6（外部数据存储器写选通）

P3.7（外部数据存储器读选通）

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/：

当访问外部存储器时，地址锁存允许端的输出电平用于锁存地址的地址字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

PSEN：

外部程序存储器的选通信号端。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/VP：

当保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，将内部锁定为RESET；

当端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

反向振荡器的输出,如采用外部时钟源驱动器件，应不接。

图3-1单片机STC89C52RC

3.2系统初始化电路

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后,在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。

例如使用晶振频率为12MHz时，则复位信号持续时间应不小于2us。

本报警器是外部手动按键复位电路。

图3-2单片机复位电路

3.3时钟电路

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。

该反向放大器可以配置为片内振荡器。

石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。

如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。

图3-3时钟电路

3.4声音报警电路

用一个蜂鸣器、三极管和电阻接到单片机P2.1引脚上，当单片机的P2.1引脚被置低电平后蜂鸣器响，当单片机的P2.1引脚被置高电平后，蜂鸣器不响。

系统检测到信号时，蜂鸣器发出“滴答滴答”的声音，这样就实现了声音报警的功能。

图3-4声音报警电路

3.5发光报警电路

由2个发光二极管接上电阻后连上单片的P1引脚，外接VCC，当单片机的P2.0引脚被置低电平后，发光二极管被点亮，P2.0引脚被置高电平后，发光二极管被熄灭，这样起到报警作用。

图3-5发光报警电路

3.6外部中断电路

按下手动复位键后，系统进入中断程序，程序使系统停止报警。

图3-6外部中断电路

3.7供电电路

通过电脑USB供电，按下开关D9亮，则通电

图3-7电源电路

在实物产品中由于有电磁阀作为喷水阀，我们用家用电220V交流电提供总电源，通过稳压模块降压到5V为系统电路提供电源。

图3-8稳压电路

3.8液晶显示电路

我们选用的是价格便宜的1602液晶作为显示器，D0--D7输送数据，单片机通过控制RSWRLCDEN的高低电平，控制液晶的显示

图3-81602液晶电路

3.9光敏传感器电路

光敏传感器感光，则电阻变小，当可调电阻适当时，电平由高转低，为单片机所感知。

图3-9光敏电路

3.10烟雾传感器电路

当有烟雾时，smog变为高电平

图3-9烟雾电路

3.11电磁阀控制电路

我们采用工作稳定的可控硅模块，来控制电磁阀的工作。

图3-10可控硅模块

四、整体原理图

打开AltiumDesigner软件，进行原理图绘制，在绘制过程中要注意元件的封装。

五、心得体会

在本次制作传感器的过程中，感觉自己收获颇多。

首先，通过自己查找资料认识了一种用途非常广泛的传感器，即热释电红外传感器，对其原理、应用领域都有了一定的了解。

其次，在亲手制作时不仅学到了跟多东西，而且也暴露了自己的一些问题。

在确定方案是首先想到的就是用到单片机，第一，用单片机能简化电路，电路可靠性高。

第二，本学期正好在学习单片机这门课程，可以借此机会巩固这方面的知识，这样可以做到学以致用。

在绘制原理图过程中进一步熟悉了AltiumDesigner这个软件。

在编写程序的过程中遇到了很多的问题，一开始程序往往没有达到预期的效果，然后再不断的修改，最后完全符合要求。

令我印象比较深刻的是实际制作电路板的过程，包括洗板子、钻孔、焊接原件。

总之，通过制作传感器，更加了解了传感器在生活中的应用，巩固了自己的专业知识，增强了自己的动手能力。

六、附录

6.1实物照片

图5-1电路板照片

图5-2作品实物照片

6.2电路元器件明细表

序号

名称

型号规格

位号

数量

１

ＩＣ

ＮＥ５５５

２

光敏电阻

ＭＧ４５

ＲＬ

３

电阻

２ｋ

Ｒ１

４

１００ｋ

Ｒ２

５

４７０

Ｒ３

６

滑动变阻器

６.８ｋ

ＲＰ

７

电容

０.０２２μ

Ｃ１

８

０.０１μ

Ｃ２

９

１０μ

Ｃ３

１０

扬声器

８Ω　０.２５Ｗ

ＢＬ

１１

发光二极管

红

ＶＬ

１２

直流电源

６Ｖ

Ｇ

6.3参考文献

【1】徐爱钧.单片机高级语C51应用程序设计[M].北京电子工业出版社

【2】童诗白华成英.模拟电子技术基础第四版.北京高等教育出版社

【3】宏晶科技STC12C5616AD系列单片机器件手册2005:

10-06

【4】.常用电子元件及典型应用（电子工业出版社）周惠潮编著

【5】.电子技术基础[M]（第五版高等教育出版社）康华光编著

【6】.传感器原理及应用西安电子科技大学出版社主编：

刘振廷

【7】.模拟电子技术基础简明教程（第四版）主编：

童诗白华成英

6.4源程序

#include<

reg52.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitbeep=P2^0;

sbitsee=P2^2;

sbitsmog=P2^3;

sbitlcden=P3^5;

sbitlcdrs=P3^4;

sbitlcdwr=P2^4;

ucharcodetable0[]="

SIFE"

;

ucharcodetable1[]="

SOS!

"

ucharcodetable2[]="

DAY"

ucharcodetable3[]="

NIGHT"

ucharnum;

uchari,j,mu,flag=1;

voiddsp（）;

voidaction0（）;

voidaction1（）;

voiddelay（uintz）

{