基于单片机的烟雾报警器毕业设计答辩PPT

基于51单片机的智能烟雾报警系统的设计AbstractThe intelligent smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer is designed to reduce the risk of fire accidents caused by human negligence. This system uses a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module to detect and alarm in the occurrence of smoke and high temperature. The design of the entire system is controlled by the 51 single-chip microcomputer. The paper discusses the design and implementation of the system, the algorithm for information processing, the choice of material and the hardware structure. The system has high reliability and good practicability, and can effectively improve the safety factor of the living environment.IntroductionIn recent years, with the increase in housing density and the use of electrical appliances, the frequency of fire incidents has gradually increased. The smoke caused by fireis the main cause of death and injury, and it is difficult to detect by human senses. Therefore, the development of intelligent smoke alarm system is of great significance to improve the safety factor of the living environment.This paper designs an intelligent smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer, which can detect smoke and high temperature and accurately alarm. This system is composed of a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module. The entire system is controlled by 51 single-chip microcomputer, which has strong practicality andreliability.Design and ImplementationHardware designThe smart smoke alarm system is mainly composed of four parts: a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module. The smoke sensor and the temperature sensor are set on the same PCB board, and the buzzer and the display module are set on another PCB board.The smoke sensor is used to detect the smoke concentration in the environment. When the smoke concentration exceeds the threshold, the output signal of the smoke sensor is sent to the 51 single-chip microcomputer. The temperature sensor is used to detect the ambient temperature changes, and when the temperature exceeds the threshold, the temperature sensor sends an output signal to the 51 single-chip microcomputer. The buzzer is used to output the alarm sound, and the display module is used to display the alarm information.Software designThe software design of the intelligent smoke alarm system includes information processing algorithm design,error handling design and system control design. The information processing algorithm includes smoke detection and temperature detection. When the smoke concentration or temperature exceeds the threshold, the system will start the alarm sound and display the alarm information on the display module. The error handling design mainly includes fault detection and fault alarm. When the system fails, the buzzer will alarm and display the error information on the display module. The system control design includes system startup, control and shutdown.Material SelectionThe main materials used in the smart smoke alarm system include the 51 single-chip microcomputer, PCB board, smoke sensor, temperature sensor, buzzer and display module. Inorder to ensure the stability and reliability of the system, high-quality and reliable raw materials need to be selected.The chosen smoke sensor is a high-sensitivity and high-precision smoke sensor, which can accurately detect changesin smoke concentration. The temperature sensor is athermistor type temperature sensor, which can accuratelydetect the ambient temperature changes. The buzzer is a high-decibel buzzer, which can output loud alarm sound. Thedisplay module is a 16x2 LCD display module, which candisplay alarm information.ConclusionIn this paper, a smart smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer is designed and implemented. The system can monitor the smoke concentration and temperature changes in the environment, and give an accurate alarm signal. The system uses high-quality raw materials and has high reliability and good practicability. The intelligent smoke alarm system can effectively improve the safety factor of the living environment, and is of practical value in the field of fire safety.。

2015届本科生毕业设计题目: 基于单片的烟雾报警器作者姓名：学号：学院：专业：指导教师姓名：指导教师职称：摘要社会的发展，楼层也越来越高，防火问题越来越大，但是目前国内的许多研发都针对于大型商场的火灾报警。

所以，我研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求，是非常可行的。

基于单片机的烟雾报警器应该具备的基本烟雾报警功能。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。

设计中单片机选用ATC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。

烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计完整、简单完美、价格低，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的市场价值。

论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

关键字：传感器；单片机；烟雾报警器ABSTRACTThe development of the society, more and more is also high floor, fire prevention problem is more and more big, but the current domestic research and development of many of the large shopping malls in fire alarm. So, I developed a kind of simple structure, economical and practical household smoke alarm to adapt to the demand of the market, it is very feasible. Based on single chip microcomputer of smoke alarm should have the basic smoke alarm function.This design by sensor and single chip microcomputer as core components of smoke alarm design, in combination with other devices can be realized sound and light alarm, automatic exhaust ventilation and fire extinguishing, and other functions. In the design of single chip microcomputer ATC89C52 chosen as the control device, sensor selection MQ - 2 type semiconductor gas sensitive element smoke sensor realizes the smoke detection. Smoke alarm is mainly composed of smoke signal acquisition and circuit, analog-to-digital conversion circuit, single-chip microcomputer control circuit, display circuit, sound and light alarm circuit and safety protection circuit, reasonable design, simple and easy to understand, the price is low, make SCM are fully applied in the smoke alarm system control, has a certain practical value. Thesis mainly to the various components of the smoke alarm system and function has carried on the detailed introduction and explanation, and its main control circuit and the interface between the peripheral circuit connection mode, and focuses on the system software design in the analysis and interpretation.Key words: sensor; Single chip microcomputer; Smoke alarm1 绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 设计描述 (1)1.3烟雾报警器的发展现状 (2)2 总体设计方案 (3)2.1传感器的选型 (3)2.2 MQ-2气体烟雾传感器 (4)2.3单片机的选型 (5)2.4 AT89C51单片机的介绍 (6)3 系统硬件电路 (9)3.1 单片机最小系统 (9)3.2 时钟电路和复位电路介绍 (10)3.3烟雾检测AD采集电路 (10)3.4显示模块 (11)3.5 声音报警系统和按键控制电路 (12)3.6 温度传感器电路图 (13)4 系统软件的设计 (14)4.1主程序设计和流程图 (14)5 总结 (15)致谢 (15)参考文献 (16)附录一：总体原理图设计 (17)附录二：部分程序源代码 (17)1 绪论1.1选题背景随着时代的发展，越来越多的潜在隐患伴随着人们的生活。

基于单片机的烟雾报警系统设计烟雾报警系统是一种常见的安全设备，用于检测和报警环境中的烟雾，以帮助人们及时采取措施避免火灾事故。

本文将介绍一个基于单片机的烟雾报警系统的设计。

烟雾报警系统的主要组成部分包括烟雾传感器、微控制器、报警器和电源。

在本设计中，我们选择了常用的MQ-2烟雾传感器，一个强大的单片机ATmega328P作为微控制器，一个蜂鸣器作为报警器，以及一个直流电源供电。

首先，我们需要将MQ-2烟雾传感器与ATmega328P单片机连接。

烟雾传感器有两个输出引脚，一个是信号输出引脚(AOUT)和一个是数字输出引脚(DOUT)。

我们将AOUT引脚连接到ATmega328P的模拟输入引脚(A0)，以检测烟雾浓度。

DOUT引脚连接到微控制器的数字输入引脚(例如D2)，以检测烟雾是否超过预定阈值。

接下来，我们需要编写程序来读取烟雾传感器的模拟输出和数字输出，并做出相应的反应。

首先，我们需要初始化串口通信，以便将系统状态信息发送到计算机。

然后，我们需要使用模拟输入引脚读取烟雾传感器的输出，并根据传感器的特性将其转换为烟雾浓度。

如果检测到的烟雾浓度超过预设的阈值，系统将触发报警程序。

关于报警程序，我们可以使用ATmega328P的数字输出引脚连接到蜂鸣器。

当烟雾浓度超过阈值时，系统将向蜂鸣器发送一个高电平信号，触发报警。

同时，系统将通过串口通信将报警信息发送到计算机。

此外，我们还可以添加一些额外的功能来增强系统的性能。

例如，可以在系统中使用LCD显示屏来显示烟雾浓度和警报状态。

配备一个人体红外传感器，当有人靠近时可以自动关闭蜂鸣器以避免误报。

还可以添加一个数据存储模块，将系统的状态信息保存下来以便后续分析。

在系统设计过程中，还需要考虑供电问题。

可以使用一个直流电源为整个系统提供所需的电力。

此外，为了确保系统稳定运行，可以添加一个电源管理模块，以防止电池耗尽，并在电池电量不足时提醒用户更换电池。

总结来说，基于单片机的烟雾报警系统设计是一个复杂而重要的项目。

摘要随着科技日新月异地发展和社会突飞猛进地进步，人们对安全的重视程度越来越高，这在一定程度上刺激了智能家居安防系统的发展，也带动了庞大的经济增长效益。

当智能家居已经随着科技的发展迈入了我们的生活时，人们对智能家居最看重的要求就是安全，这倒逼着智能家居安防系统水平的发展。

本设计主要有以下几种模块：单片机控制模块，完成整个系统数据读取，并执行相应的任务计划；温度烟雾信号采集模块，主要通过采集温度还有烟雾浓度来探测火灾的险情；煤气信号采集模块，当煤气泄露报警启动，就通知管理中心；防盗报警模块，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警；光报警模块，当发声对应事故，相应的灯就会发亮示警。

本文主要就是想要设计一个24小时都在工作的安防系统，主要包含以下几种系统：闭路电视监控系统、门禁管理系统、防盗报警系统等。

通过这些安防系统可以对小区的出入口和栅栏边上做出实时监控，真正的实现社会治安安全和拒绝破坏安全的生活，能够通过摄像传入小区的监控中心，第一时间知道小区里面所发生的的事情，让小区门卫和巡逻保安第一时间赶到现场解决掉所发生的的事情，从而建立一个非常安全、和谐安乐的住宅环境。

关键词：家居安防系统；传感器；安防报警；电路AbstractWith the rapid development of science and technology and the rapid progress of society, people pay more and more attention to safety, which has stimulated the development of smart home security systems to a certain extent, and also led to huge economic growth benefits. When smart homes have entered our lives with the development of technology, the most important requirement for smart homes is safety, which forces the development of smart home security systems. Smart homes not only bring convenience to people's lives, but also stimulate the growth of GDP. However, there are a series of problems in traditional smart home security, such as a single function, unable to achieve intelligent control, etc. In order to solve the above problems, this paper uses multiple detection modules to monitor the signal in real time and send out an alarm design Combined to improve the safety factor of home security, it also brings a better experience for users.This article mainly wants to design a security system that works 24 hours a day, mainly including the following systems: CCTV monitoring system, access control management system, anti-theft alarm system, etc. Through these security systems, real-time monitoring can be performed on the entrances and fences of the community, and the real realization of social security and refusal to destroy safe lives can be passed to the monitoring center of the community through video cameras, and the first time to know what is happening in the community Things, let the community guards and patrol security rushed to the scene to solve what happened, so as to build a very safe, harmonious and comfortable residential environment.Keywords: home security system; sensor; security alarm; circuit目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1研究的背景 (1)1.2研究的意义 (1)1.3国内外研究现况 (1)1.3.1 国外研究现状分析 (1)1.3.2 国内研究现状分析 (2)1.4系统设计原则 (3)1.5系统功能 (4)1.6系统设计框图 (5)1.7系统实现方法 (5)第2章系统可行性分析 (6)2.1硬件模块 (6)2.1.1单片机控制模块 (6)2.1.2温度烟雾信号采集模块 (7)2.1.3煤气信号采集模块 (7)2.1.4防盗报警模块 (7)2.1.5光报警模块 (8)2.1.6模数转换模块 (8)2.1.7设置模块 (8)2.1.8显示模块 (9)2.1.8CAN总线协议 (9)2.2软件模块 (9)2.2.1温度烟雾信号采集模块 (9)2.2.2煤气信号采集模块 (10)2.2.3防盗报警信号采集模块 (10)2.2.4光报警 (10)2.2.5信号采集模块 (10)2.2.6键盘显示模块 (10)第3章硬件单元电路设计 (12)3.1 ADC0809和四个报警传感器的接口电路设计 (12)3.2 AT89S52与ADC0809接口电路 (12)3.3报警模块儿路设计 (13)3.4键盘显示接口电路 (14)3.4.1 键盘接口技术 (15)3.4.2 显示电路操作 (15)3.5 AT89S52与CAN总线接口电路 (16)第4章软件设计 (18)4.1 CAN总线程序 (18)4.1.1CAN初始化 (18)4.1.2CAN数据发送 (20)4.1.3CAN接收数据 (21)4.2温度传感器18B20 (23)图4-1工作流程图 (23)4.3 ADC0809转换 (24)4.4数字显示 (28)4.5烟气探测模块 (31)4.6 防入侵模块设计 (32)第5章系统调试 (36)5.1整体调试分析 (36)5.2硬件单元电路调试 (36)5.2.1最小系统板调试 (36)5.2.2A/D转换电路调试 (36)5.2.3光报警电路调试 (37)5.2.4键盘显示电路调试 (37)5.2.5传感器电路调试 (38)5.3软件程序调试 (38)5.3.1软件系统设置 (38)5.3.2单片机系统软件调试 (39)5.3.3CAN总线软件调试 (39)5.4调试过程中发现的问题及解决方法 (40)5.5联机调试 (40)结论 (42)致谢 (43)附录 (46)第1章绪论1.1研究的背景随着时代的不断进步，科技的不断发展，从而也就使得我们国家的经济的进入快速发展的阶段，从而也就促进了我们国家人民的生活水平不断提高，从而也使得我们现在的人们不再只是满足物质上面的富足，对于质量上面的要求也是越来越高，现在的人们不再只是仅仅满足于便捷的生活，还需要在保证生活便捷的前提之下，还得需要保证其安全性，可以能够为人们的身体与财产的安全提供保障。

毕业设计基于单片机的烟雾检测报警系统毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

第1章绪论1.1 问题由来随着社会的发展，人们对生活质量的要求越来越高，环境污染问题对人们的危害也越来越明显。

有害气体有一定的社会性，可能诱发多种疾病，多个体健康危害极大，可以引起致癌，提高心﹑脑血管疾病的发病率，引起呼吸道疾病等多种危害。

为了早期的发现和通报有害的气体，防止对环境的污染和人体得危害，保卫现代化建设，防止因有害气体而引起的中毒、污染等事故，造成严重的经济损失，甚至危害人的生命安全。

目前我国有害气体报警器使用十分广阔，不仅可以及时检测工厂的气体，还可以让我们及早做好防患措施。

现在有许多城市铺设了煤气管道，使用人口约达二亿人，煤气发生基地及中转站也达几千家。

如果这些家用燃气和煤气基地及中转站的报警率按10% 计算，有害气体检测报警器的需求量就达2000万台以上。

随着全社会对防火防爆及人身安全的重视程度的提高，这个数字会继续增长。

因此，研究有害气体的检测方法与研制报警器就成为传感器技术发展领域的一个重要课题。

1.2 论文的主要任务目前，我们已经学习了许多相关知识，如单片机与单片机控制电路，传感器与其相关电路，D/A转换电路，A/D转换电路，放大电路设计，以及语音芯片等，已经具备对信号的采集、放大、传输控制，语音芯片的语音录制及放音控制，微控制电路的应用设计等能力，并具备一定的实践创新能力。

通过对微控制器，语音电路，烟雾传感器电路以及报警电路的整合，形成一个可靠性好稳定度高，性能优良的电路，能够实现对低浓度烟雾的有效检测，并给予语音警示的功能。

如果配以精美的外壳，则可以形成一个优秀的有良好社会效益和经济效益的产品。

本设计是以单片机为核心，通过烟雾传感器发出的信号对烟雾进行报警，最后通过语音报警电路报警，达到对烟雾报警的目的。

研究内容：第一，电子语音芯片的录音和放音控制，以及音效的处理和信号的放大；第二，烟雾检测装置的选型以及在低浓度下灵敏度域有效检测的方法与算法；第三，控制电路的实现方式以及MCU的选型；第四，电路的抗干扰能力和可靠性第2章系统原理概述2.1 烟雾检测报警器的设计思路吸烟警示器是能够检测环境中的烟雾，并具有报警功能的仪器，仪器的最基本组成部分应包括：烟雾信号采集模数转换电路、单片机控制电路、录音报警电路。

毕业设计论文基于单片机的烟雾报警器设计摘要随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。

因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾报警器以适应市场的需求。

基于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。

设计中单片机选用AT89C51作为控制器件，传感器选用QM-N5型气体传感器实现对烟雾的检测。

烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。

论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

关键词：烟雾报警器；单片机；传感器Design of Smoke Alarm Based onMicrocontrollerAbstractWith the development of social and economic，the prevention of fire are more and more important.However, in the present, most of research and development of fire alarm systems only focus on large sites. Therefore, it is necessary to design a simple, economical and practical family Smoke Alarm to meet the market demand. Taking both the basic requirement and the function of family Smoke Alarms should have into account, thesis designs a suitable smoke alarm for household using.Which the sensor and the microcontroller of the design is the most important part of alarm devices, with other devices can achieve alarming with sound and light, automatically reducing smoke and fighting fire ,etc. IN design, microcontroller used AT89C51 and select QM-N5 Gas Sensor to detect smoke. Smoke alarm mainly by the signal acquired circuit, A/D converted circuit, MCU controlled circuit,displayed circuit and alarming with sound and light circuit,reasonable design, simple structure, easy to use, inexpensive. As a result, the microcontroller in the control of the smoke alarm system is fully applied. Therefore, this design about smoke alarm has practical value. Thesis give detailed introduction for the function and theory of the various component parts of the alarm system, focus on the interface technology between its main controlled circuit and peripheral circuit, also give explanation of the software .Key words：Smoke Alarm;MCU; sensor目录摘要Abstract1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计烟雾报警器的目的及意义 (1)1.3火灾报警器的现状及特点 (2)1.4火灾报警器的发展趋势 (3)2 系统的总体方案设计 (4)2.1烟雾报警器的工作结构和原理 (4)2.2烟雾传感器的选型 (5)2.2.1烟雾传感器的介绍 (5)2.2.2 QM-N5半导体气体烟雾传感器 (8)2.3单片机的选型 (9)2.4烟雾报警器的主要功能设计 (12)3 系统的硬件电路 (13)3.1 系统电源电路 (13)3.2 AT89C51的时钟电路和复位电路 (13)3.3信号采集及前置放大电路 (14)3.4 A/D转换电路 (16)3.5声音报警及消音键电路 (17)3.6字符显示电路 (18)3.7状态指示灯电路 (19)3.8安全保护电路 (20)3.9报警器故障自诊断电路 (21)3.10烟雾报警器硬件总电路 (21)4 系统的软件的设计 (23)4.1系统主程序设计及流程图 (23)4.2主程序初始化流程图 (24)4.3报警子程序设计及流程图 (24)4.4按键输入设计子程序流程图 (26)5 结论 (27)参考文献致谢基于单片机的烟雾报警器设计1 绪论1.1 概述单片机及烟雾传感器是烟雾报警器系统的两大核心。

分类号密级U D C中国地质大学江城学院毕业设计（论文）烟雾报警器的设计姓名：朱亮专业：电子信息工程班级：22001202学号：2200120233指导教师：陈荣讲师论文主题词：传感器单片机 MSP430 烟雾报警器论文答辩日期：答辩委员会主席：阅评老师：原创性声明本人呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。

对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本毕业论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名：日期：摘要随着时代的变革，信息技术飞速发展，人类感官外界再也不是单一的靠身体各个部分器官。

当人类嗅觉、味觉和触觉等等感应器官不足以获取外界需要的信息时就需要借助一些辅助工具。

在这个大时代的背景下传感器应运而生，而在很短的时间内则扩展到众多领域。

传感器可以将一些需要处理的数据在一定规律下按照一些特殊的运算方法转换为信号输出的一种类似“感应器官”的器件。

这种元器件在我们的生活、生产中扮演着无可取代的地位。

而且在当下，传感器这种元器件在各个生产及生活的领域的应用则是在一定程度上展现出了一个国家的科学技术。

在科学领域的任何产物都是与实际生活息息相关的，因此，生活中处处可以看到应用到传感器的例子。

今天我便是以感器的工作特性而制作出的烟雾报警器进行分析论证的。

这个时代已渐渐离不开”电”这个词，而生活中却经常因此而产生火灾，那么就需要一个有力的监管系统，这个系统便是我们今天说的烟雾监管系统。

对烟雾报警器的认识和了解让我们先开始进一步认识了传感器，事实上传感器在报警器中也扮演着很重要的地位，基于实际应用可客观了解，我着手设计了这一烟雾报警系统来让我们更方便的了解它们。

本论文着重介绍半导体气敏传感器其中的MQ-2，这是以传感器技术结合其他多方面电子信息技术应运而生的一种防护式报警器，其间还包含着MSP430单片机的应用原理。

目录目录 (1)一方案论证与比较 (2)方案一：气敏传感器驱动555震荡报警 (2)方案二：单片机检测气敏传感器再驱动蜂鸣器报警 (2)二部分器件简介 (3)1. 烟雾传感器 (3)（1）光电烟雾报警IC种类 (4)（2）离子烟雾报警IC (4)(3) KT-601型便携式可燃气体检测仪 (5)2. 主控制器AT89S52 (6)（1）MSC-51芯片资源简介 (6)(2) 单片机的引脚 (7)(3) 89S51单片机的外接晶体引脚 (8)(4) 89S51单片机的控制线 (8)(5) 89S51单片机复位方式 (8)三报警系统设计 (9)1.硬件电路设计 (9)（1）单片机最小系统 (9)（2）气敏检测系统 (10)（3）电源电路 (10)（4）报警驱动电路 (10)四结束语 (11)五参考文献 (12)一方案论证与比较方案一：气敏传感器驱动555震荡报警如图1所示为简易气体烟雾报警电路。

该报警器由降压整流与稳压电路、气敏传感元件和触发、报警音响电路等组成。

降压整流与稳压电路由变压器B、桥氏整流电路、集成稳压电源7805等组成。

触发、报警音响电路由可控多谐振荡器(555、R2、W2、C4)和扬声器Y等组成。

半导体气敏元件采用QM-25型或MQ211型，其适用于煤气、天然气、汽油、醇、醚类及各种烟雾的报警，其要求加热电压稳定，故采用7805对灯丝电压进行稳压，且要求开机预热3分钟。

当气敏元件QM接触到可燃性气体或烟雾时，其A～B极间的电阻降低，从而使该电阻与W1的分压上升，相应555④脚电位上升，当④脚的电位上升到lV以上时，555起振，其振荡频率为f=1.44／(R2+2Rw2)C4。

图中所示参数对应的频率约为0.6～8kHz。

调节电位器W2，使其频率为1.5kHz即可。

相应555的输出端③脚的输出信号推动扬声器Y发出报警声。

正常情况下，气敏元件的A-B极间的阻值较大，该电阻与W1的分压减小，相应使555④脚处于低电平，555停振，扬声器Y不工作。

作品基于单片机的烟雾报警器设计摘要：本文设计了一种基于单片机的烟雾报警器。

该报警器通过烟雾传感器检测室内空气中的烟雾浓度，并通过单片机处理模块，触发报警器进行报警。

设计方案采用了AT89C52单片机作为主控芯片，烟雾传感器用于检测烟雾浓度，蜂鸣器用于进行报警。

实验结果表明，该烟雾报警器具有可靠性高、灵敏度高、成本低等优点，可以在家庭和公共场所等多种环境中应用。

一、引言烟雾报警器是一种广泛应用于家庭、办公室、商场等公共场所的安全设备。

其主要功能是在检测到室内空气中的烟雾浓度超过一定阈值时，及时发出声光信号，提醒人们注意火灾的发生，防止火灾事故的发生。

目前市面上的烟雾报警器大多采用电池供电，具有安装简单、使用方便的优点。

然而，由于烟雾报警器需要长期处于待机状态，电池寿命有限，而更换电池的操作繁琐，给用户带来了不便。

另外，低成本、高灵敏度也是烟雾报警器设计中需要关注的问题。

基于以上考虑，本文设计了一种基于单片机的烟雾报警器。

该报警器通过烟雾传感器检测室内空气中的烟雾浓度，并通过单片机处理模块，触发报警器进行报警。

设计方案采用了AT89C52单片机作为主控芯片，烟雾传感器用于检测烟雾浓度，蜂鸣器用于进行报警。

二、设计原理2.1烟雾传感器原理烟雾传感器采用光电敏元件检测方法，工作原理如下：当烟雾浓度较低时，传感器的光束基本不受阻挡，输出电压较高；当有烟雾出现时，烟雾吸收了光束，使得传感器输出电压下降。

通过测量输出电压的变化可以得知烟雾浓度的变化。

2.2单片机控制原理本设计采用AT89C52单片机作为主控芯片。

单片机通过采集烟雾传感器的输出电压，判断室内烟雾浓度是否超过设定阈值。

当烟雾浓度超过阈值时，单片机控制蜂鸣器进行报警。

同时，单片机还可以实现一些其他功能，如控制LED灯进行亮灭。

三、设计步骤3.1硬件设计根据设计原理，硬件设计主要包括烟雾传感器电路、单片机电路以及蜂鸣器电路。

3.2软件设计软件设计主要包括单片机程序编写和调试。

号南京航空航天大学金城学院毕业设计题目基于单片机的烟雾报警器的设计与实现学生姓名学号系部专业班级指导教师二〇一五年五月南京航空航天大学金城学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：基于单片机的烟雾报警器的设计与实现）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

作者签名： 2015年5月10日（学号）：基于单片机的烟雾报警器的设计与实现摘要人们的生活变得越加智能化，电器使用越加频繁，消防工作就越加重要。

为了防止和减少火灾带来的巨大损失，需开发一种结构简单，经济适用的家用烟雾报警器并配合完善的监控报警系统。

本报警器由单片机最小系统、温度、烟雾传感器两部分构成，加上其他设备可实现检测环境温度、烟雾等气体浓度并声光报警。

本设计中选择STC89C52单片机作为控制元件，由于需要探测范围广、高灵敏度和优秀的稳定性的特点，故选用了MQ-2烟雾传感器。

报警器主要由烟雾信号采集，烟雾报警器模拟 - 数字转换电路，微处理器控制电路，显示电路，声光报警电路和安全电路组成，设计合理，操作简单易懂，性价比高。

烟雾报警器能够及时反映周围环境情况，发现温度烟雾异常和实时发出警报，从而降低火灾的危险性和各类损失。

关键词：烟雾报警器，单片机，传感器Design and implementation of smoke alarm based on microcontrollerAbstractWith the social and economic development, people's lives become increasingly intelligent use of electrical appliances has become increasingly frequent, so the fire service has become increasingly important. To prevent fires and reduce fire caused casualties and financial losses, so we need to develop a means simple, affordable home smoke alarms and with a sound alarm and monitoring systems, in order to meet market demand. Smoke alarms for the home-based microcontroller should have the basic design and function, we design and explain a smoke alarm.The alarm system is mainly composed of MCU and temperature, smoke sensors in two parts, plus other equipment to achieve the implementation of the gas concentration detection ambient temperature, smoke, etc. and only sound and light alarms. This design choice STC89C52 microcontroller as a control element, the need for a wide range of detection characteristics of high sensitivity and excellent stability I chose MQ-2. Mainly by the smoke alarm signal acquisition and pre-amplifier, the smoke alarm analog - digital conversion circuit, microprocessor control circuit, display circuit, sound and light alarm circuit and safety circuit, reasonable design, easy to understand, inexpensive, its high cost. The main part of this paper for the alarm function of various components and systems for a detailed description and interpretation software design and system analysis and interpretation.I wish every family a home smoke alarm is installed, it can reflect the environmental conditions around more sensitive than the human senses. Temperature anomalies found smoke, real alerts and phone alarm. Can help people ran out of the danger zone in time, reduce the risk of fire and types of lossesKey words:The smoke alarm; MCU; sensor目录2.5 本章小结第一章绪论1.1设计概述随着时代的进步，高科技行业的带动，在人们智能化的生活和工业生产中出现了越来越来多的隐患比如火灾。

基于单片机控制的烟雾报警器设计烟雾报警器是一种常见的安全设备，能够及时发出警报并提醒人们注意火灾危险。

传统的烟雾报警器通常采用电子元件进行控制和检测，但由于其功能受限，监测范围和灵敏度有限，故而难以满足实际需要。

本文将基于单片机控制，设计一种功能更加完善的烟雾报警器。

首先，我们需要选择适合的单片机进行控制。

在单片机的选用上，我们可以选择一款价格低廉，资源丰富的单片机，如AT89C51或STM32系列。

这些单片机具有较多IO引脚，易于扩展和配置。

接下来，我们需选择适配的烟雾传感器。

一种常见的烟雾传感器是光学式烟雾传感器，它可以通过测量光的散射来检测空气中的烟雾。

选择一个高品质的烟雾传感器能够提高系统的稳定性和可靠性。

在系统设计方面，我们可以将整个系统分为传感器模块、控制模块和警报模块三部分。

传感器模块负责检测烟雾，控制模块负责处理传感器数据并控制报警器的行为，警报模块则是实际输出警报信号。

传感器模块通过烟雾传感器不断采样并传送数据给控制模块。

控制模块通过IO口读取传感器数据，并进行处理。

我们可以设置一个合适的阈值，当烟雾浓度超过该阈值时，控制模块开始发出警报信号。

此外，我们也可以添加温度传感器，在控制模块中添加对温度的监测，以增加系统的功能性。

警报模块可以选择蜂鸣器或其他能够发出高分贝声音的装置作为警报信号的输出。

当控制模块判断烟雾浓度超过阈值时，我们可以设置蜂鸣器在一段时间内响起，并且通过LCD显示屏显示相应的报警信息。

此外，为了增加系统的可靠性和稳定性，我们还可以在系统设计中添加一些必要的保护电路。

例如，可以添加电池电量检测电路和过电压保护电路，对电路进行监测和保护，避免烟雾报警器本身出现故障。

总结起来，基于单片机控制的烟雾报警器设计需要考虑单片机的选用、烟雾传感器选用、系统模块划分、警报信号的输出以及必要的保护电路等因素。

通过正确设计和配置，我们能够制造出功能更加完善、稳定可靠的烟雾报警器，提高人们的安全意识和应急反应能力。

• 132•基于STM32F103单片机的烟雾报警器设计山东科技大学信息工程系 孙 波山东科技大学机电工程系 刘士彩山东科技大学信息工程系 王玉潇山东科技大学网络中心 张家迎山东科技大学机电工程系 高学辉山东科技大学信息工程系 郭 帅为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，必须设计和完善火灾自动报警系统，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。

本文介绍了一个在较小范围内使用的单片机烟雾报警系统，此系统以STM32F103单片机为控制器，通过NIS-07离子式烟雾传感器检测信号，经单片机本身的数模转换器进行信号转换后，输入到单片机，然后利用数码管显示烟雾浓度，通过单片机的蜂鸣器实现报警功能。

1.引言近些年，越来越多的地方频繁的发生火灾，引起了人民群众的广泛关注。

火灾预警对于保护个人以及个人的财产安全具有重要的意义。

目前市场上存在的烟雾报警器价格比较高，不适合小范围进行使用，如家庭、学校、小型商场等。

本文提出了一种基于单片机的小型烟雾报警器，价格低，单片机本身带有数模转换器，适合小范围进行使用，且STM32F103单片机芯片集成了定时器，CAN ，ADC ，SPI ，I2C ，USB 和UART 等多种功能，已被广泛使用到多个领域。

2.器件介绍2.1 单片机STM32F 具有72MHz 的工作频率，集成了存储器、电源管理、低功耗。

模数转换器、DMA 、调试模式、计算单元和封装等模块。

并且该芯片用途广泛，已普遍应用到电力电子系统方面。

STM32F103单片机的引脚图如图1所示。

图1 STM32F103单片机VBAT 引脚的作用是给RTC 和备份区域供电，保证在VDD 断电的情况下相关区域的数据内容仍然是有效的，一般连接到外部电池；PC13/PC14/PC15引脚的内部模拟了开关，只允许少量的电流通过，驱动能力小，不可以同时使用；当PA0-WKUP 引脚处于上升沿时，作为待机模式唤醒条件；每个VDD 各接一个0.1uF 陶瓷电容，VDD_3需要再接一个4.7～10uF 的钽电容；对于VDDA ，需要连接10nF 陶瓷电容+1nF 钽电容。

毕业设计报告（论文）系别：通信与信息工程系专业：通信技术班级：通信六班学生姓名： xxx学生学号： xxx论文题目: 基于单片机的烟雾报警系统设计指导教师： xxx起讫日期： xxx学生姓名 xxx 系部通信与信息工程系学号 xxxx课题名称基于单片机的烟雾报警系统设计指导教师评语：建议成绩：指导教师：评阅教师评语：答辩简洁，流利，清楚，重点突出，不经提示能准确陈述研究结果。

答辩过程中能准确回答主要问题。

论文所用材料翔实、恰当，掌握相关的背景和数据。

建议成绩：指导教师：答辩小组评语：建议成绩：答辩小组负责人：专业通信技术学号姓名 xxx课题名称：基于单片机的烟雾报警系统设计主要技术指标：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、MQ-2烟雾传感器、Proteus软件工作内容和要求：1. 了解烟雾报警系统研究现状，完成总体方案设计，主要是功能和组成；2. 了解其MQ-2烟雾传感器、ADC0832模数转换芯片、DS18B20温度传感器的基本结构和存储器配置等；3. 完成烟雾报警系统的硬件电路设计；4. 完成烟雾报警系统的软件设计并进行测试；5. 对整个设计工作进行全面的总结，指出存在的问题和不足。

主要参考文献：[1] 孙加存,王鹏,赵志强,陶志福.电子设计自动化.西安电子科技大学出版社,2008.[2] 张迎新,等著 .单片机原理及应用（第2版）.[3] 张毅坤.单片微型计算机原理及应用.西安电子科技大学出版社 , 1998.[4] 余锡存,曹国华.单片机原理及接口技术[M].陕西:西安电子科技大学出版,2000.7.[5] 雷丽文,等.微机原理与接口技术[M].北京：电子工业出版社，1997.2 .毕业设计（论文）开题报告专业通信技术学号 xxx 姓名 xxx设计（论文）题目基于单片机的控制交通灯设计1. 选题的背景和意义：火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。

人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。