毕业设计
学生姓名________________ 学号__________________ 系（部） __________________________________ 专业机电一体化技术
题目_____________ 火灾报警器毕业设计___________
指导教师________________________________________
（姓名）（专业技术职称/学
位）
（姓名）（专业技术职称
/学位）
2017 年9 月摘要：随着现代家庭用火、用电量正在逐年增加，家庭火灾发生的频率越来越高，火灾烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发了
这一火灾烟雾报警系统。论文中主要烟雾报警器系统各个组成部分进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。
关键词：报警器，80C51,声光传感器
目录
1 绪论 (3)
1.1声光报警器的发展及现状 (3)
1.2 论文研究的目的及意义 (4)
1.3 论文内容 (4)
2基于C51单片机的声光报警的设计方案 (5)
2.1 任务分析 (5)
2.2 设计方案 (5)
3系统硬件实现 (6)
3.1 主控电路设计 (6)
3.2 外围接口电路设计 (10)
3.3 总电路设计 (16)
4 软件实现 (18)
4.1 编程KEIL环境介绍 (18)
4.2 程序流程 (18)
4.3 程序 (19)
5 调试 (21)
5.1 调试的步骤 (21)
5.2调试过程中遇到的问题及解决方法 (22)
结论 (24)
致谢 (25)
参考文献 (26)
1绪论
1.1 声光报警器的发展及现状
1.1.1
火灾探测技术
火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安 全构成了极大的威胁。由此引发的重大安全事故比比皆是，所以人类一直也未停止过对它 的研究。
火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还
会受到许多外界的干扰，火灾一旦产生便以接触式 （物质流）和非接触式〔能量流）的形式 向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、 辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易 于处理的物理量。各种探测器对应的火灾物理参量及探测器如图 1-1所示。
I 炯雾形伏一图煤传愚器
i 气佯卢脚一吒牡传感器
燃烧音〔非按馳式）一向音传機器
图1-1各种探测器对应的火灾物理参量及探测器
1.1.2 火灾探测器的发展趋势
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MC 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。
近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各 种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是 一个微控制器或微处理器。［2］
由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到任何 电子系统中去，同样，它也可以广泛应用于报警技术领域，使各类报警装置的功能更加完 善，可靠性大大提高，以满足社会发展的需要。
1.2 论文研究的目的及意义
目的：随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高。家庭火灾 一旦发生，很容易出现扑救不及时、灭火器材缺乏及在场人惊慌失措、逃生迟缓等不利因 素，最终导致重大生命财产损失。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾 已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方， 也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。
火焰（菲接触
燃烧产物
耦射火炳探丽辭 毋狀一用
係援测器 喝度駁船传感器
f （称电探测器
一 M
子式
男烟探测器*
微粒
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，使好端端的幸福家庭眼间毁于一旦，有的导致家破人亡，而且一旦发生居民家庭火灾，处置不当、报警迟缓，是造成人员伤亡的重要因素。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。这就是我们研究声光报警器的目的。
意义：在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据您家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。声光报警器对防家庭火灾，减少火灾损失具有现实意义。
一系列火灾造成的惨痛损失也使全国各界意识到了声光报警器的必要性。据调查，在最近发生火灾的大多数房屋都没有安装报警器。所以，声光报警器在预防火灾发生上有着非常重大的意义。
1.3 论文内容
第一章绪论本章本主要介绍了声光报警器的发展史及发展趋势。对声光探测器进行了系统性的阐述。还有论文研究的目的和意义进行了简单的解释。
第二章基于C51单片机的声光报警的设计方案本章是根据论文的要求分析了论文的主要任务。继而概括出整个设计的主要思想和确定出设计方案。
第三章系统硬件实现本章针对的是系统硬件是设计。在对整个系统硬件设计时，我们主要从它的主控电路80C51 （单片机的复位电路、时钟电路）的设计和外围电路（声光报警电路、A/D转换电路）的设计来具体介绍。还有对在设计中用到的声光传感器进行了重点介绍。
第四章软件实现本章是论文的软件部分。其中，我们熟悉了整个程序设计的运行环境keil。还有程序的编写过程，对程序做了相应的注释。
第五章调试本章着重与软件的调试。在运行环境中我们调试的步骤以及在运行中出现的问题及解决的方法。
最后附上结束语（我的感想）、谢辞和参考文献。
2基于C51单片机的声光报警的设计方案
2.1 任务分析
单片机应用系统可以分为智能仪器表和工业测控系统两大类，无论哪仪类，都必须以市场需求为前提。所以，在系统设计前，首先要进行广泛的市场调查，了解该系统的时常应用概况，以分析系统当前存在的问题，研究系统的时市场前景，确定市场开发设计的目的和目标。简单地说，就是通过调研克服旧缺点，开发新功能。
根据论文的设计要求：
熟悉Keil编程环境；
熟悉有关探测器的理论知识；
给出设计方案；
此次的设计先从硬件设计上着手。先要整理出声光报警系统的整体思路。确定出方案设计中需要的硬件设备。我们在确定了大的方向基础上，就应该对系统实现进行规划。包括应该采集的信号种种类、数量、范围，输出信号的匹配和转换，传感器的选择，技术指标的确定等。
2.2 设计方案
2.2.1 方案设计思想
此次设计是针对于单片机原理及其应用展开的。其中包含了我们大学三年中所学到的相关知识，运用我们所学的电工技术，传感器技术，单片机技术去设计基于单片机的声光报警系统。80C51单片机好比一个桥梁，联系着传感器和报警电路设备。当周围的环境达到我们设定的数值时，声光传感器把被测的物理量作为输入参数，转换为电量（电流、电压、电阻等等）输出。物理量和测量范围的不同，传感器的工作机理和结构就不同。通常传感器输出的电信号是模拟信号（已有许多新型传感器采用数字量输出）。⑴当信号的数
值符合A/D转换器的输入等级时，可以不用放大器放大；当信号的数值不符合A/D转换器的输入等级时，就需要放大器放大。而我们选择前者，不需要用放大器，选择数值符合A/D 转换器的输入等级，这样就可以简化整个系统的设置。传感器将物理信号经过A/D转换器转化为可以利用识别的电信号给单片机，这里我们选择单片机的P1.0为输入方式，接收
到信号的单片机经过程序的设定会由P2.0作为单片机的输出直接启动报警电路。此时，
扬声器将发出高、低交替的2种叫声，同时二极管发光，这就达到了声光报警的效果。
2.2.2 总体框图
根据方案的设计思想，我们从中就可以得到了声光报警系统的总体框图如图2-1所示下:
图2-1声光报警系统的总体框图
使用80C51单片机，选用声光传感器作为敏感元件，利用AD574A转换器和声光报警
电路，开发了可用于家庭或小型单位火灾报警的声光报警器。整个设计由4大部分构成：
声光传感器、A/D转换电路、80C51单片机、声光报警电路。其中，声光传感器是将现场温度、声光等非电信号转化为电信号；转换电路是将完成将声光传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光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。
综合考虑各因素，本文选择NIS-09声光传感器用作采集系统的敏感元件。它灵敏度
高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。A/D转换器选用AD574A专换器
3系统硬件实现
3.1 主控电路设计
硬件设计中最核心的器件是单片机80C51,它一方面控制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汇编语言对单片机80C51实现其控制功能。
3.1.1 80C51 系列
80C51系列单片机产品繁多，主流地位已经形成。多年来的应用实践已经证明，80C51
的系统结构合理，技术成熟，许多单片机芯片倾力于提高80C51系列产品的综合功能，从而形成了80C51的主流产品的地位，近年来推出的与80C51兼容的主要产品有：ATME公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机；
Philips公司推出的80C51 80C552系列高性能单片机；
华邦公司提出的W78C51 W77C5系列高速低价单片机；
ADI公司推出的Ady C8x x系列高精度ADO片机；
LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；
Maxim公司推出的DS89420高速(50MIPS)单片机；
Cygnal公司推出的C8051F系列高速单片机。
由此可见，80C51已经成为事实上的单片机主流系列，所以，本次设计选择80C51单片机。
3.1.2 80C51 的基本结构
80C51的基本结构如图3-1所示
图3-1 80C51 的基本结构
由图可见，80C51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
4KB 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
I/O 口和其他动能单元
4个并行I/O 口； 2个16位定时/计数器；1个全双工异步串行口；中断系统(5个中 断源，2个优先级)
3.1.3 80C51单片机的的封装和引脚
80C51 系列单片机采用双列直插式(DIP ) .QFP44( Quad Flat Pack )和 LCC( Leaded Chip Caiier )形式封装。这里仅介绍常用的总线型 DIP40封装。如图3-2所示。
40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O 引脚
电源：
VCC -芯片电源，接+5V;
VSS -
接地端；
时钟:XTAL1、XTAL2 -晶体振荡电路反相输入端和输出端。 控制线:控制线共有4根，
ALE/PROG 地址锁存允许/片内EPRO 编程脉冲
ALE 功能：用来锁存P0 口送出的低8位地址
PROG 功能：片内有EPRO 的芯片，在EPRO 编程期间，此引脚输入编程脉冲 PSEN:外 ROM 读选通信号。
RST/VPD:复位/备用电源。
RST( Reset )功能：复位信号输入端。
VPD 功能：在Vcc 掉电情况下，接备用电源。 EA/Vpp:内外ROM 选择/片内EPRO 编程电源。
EA 功能：内外ROM 选择端。
Vpp 功能：片内EPROI 的芯片，在EPRO 编程期间，施加编程电源
Vpp 。
I/O 线
80C51共有4个8位并行I/O 端口： P0、P1、P2、P3 口，共32个引脚。 P3 口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）
M 0 —I r: ] —? PL 2 —5 PL 3—4 FL 4—5
5 —i PL C —7 FL 1 —S
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图 3-2 80C51
3.1.4 80C51 单片机的时钟
振荡器和时钟电路
80C51内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器，但要形成时钟脉冲，外部还需附加电路。80C51的时钟产生方法有以下两种。
a内部时钟方式
利用芯片内部的振荡器，然后在引脚XTALI和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接送入内部时钟电路。外接晶振时，C和C2的
值通常选择为30pF左右；C、C2对频率有微调作用，晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在1.2MHz?12MHz之间选择。为了减小寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚XTALI和XTAL2靠近。
图3-3 80C51时钟电路接线方法
b外部时钟方式
此方式是利用外部振荡脉冲接入XTALI或XTAL2 HMOS口CHMO单片机外时钟信号接入方式不同。
3.1.5 80C51 单片机的复位
在整个声光报警系统中，要进行实验，必须对整个系统先复位。复位是单片机的初始
化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要先复位。其作用是使CPU和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。
复位电路设计
单片机的外部复位电路有上电复位和上电和按键均有效的复位两种。我们在设计单片机复位时，选用上电复位。
上电复位
上电复位利用电容器的充电实现。图3-4是80C51单片机的上电复位电路。图中给出了复位电路参数。图3-5是80C51单片机的上电+按键复位电路。
上电要求接通电源后，单片机实现自动复位操作。上电瞬间RST引脚获得高电平，随
着电容的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间
（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。该电路典型的电阻值和我电容参数为:
晶振为12MHZ电容值为10uF,电阻值为8.2K
图3-4上电复位电路图3-5上电+按键复位电路
复位状态：
初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R旷R7的状态，复位后80C51片内各特殊功能寄存器的状态如表所示，表中“ x”为不定数。
寄存器复位状态寄存器复位状态
PC0000H TMOD00H
ACC00H TCON00H
B00H TH000H
BSW00H TL000H
SP07H TH100H
DPTR0000H TL000H
P0?P3FFH SCON00H
IP xx000000B SBUF xxxxxxxxB
IE0x000000B PCON0xxx0000B
复位时，ALE和成输入状态，即ALE^T = 1,片内RAM不受复位影响。复位后，P0?P3 口输出高电平且使这些双向口皆处于输入状态，并将07H写入堆栈指针SP,同时
将PC和其余专用寄存器清0。此时，单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。所以，单片机运行出错或进入死循环时，可使其复位后重新运行。
3.2夕卜围接口电路设计
3.2.1 NIS-09 声光传感器简介
在设计中我们之所以选用NIS-09声光传感器，是因为它的输出模拟量与我们所用的A/D转换器输入等级相符合。（NIS-09声光传感输出电压是5.6+0.4V , A/D转换器的输入量程是0?+10V
声光传感器主要有以下两种：
散射式
在发光管和光敏电阻之间设置遮光屏，无声光时光敏元件接收不到信号，有声光时使
光敏元件发出信号。
离子式
用放射性同位素镅Am241放射出微量的a射线，使附近空气电离，当平行平板电极间有直流电压时，产生离子电流Ik。有声光时，微粒将离子吸附，而且离子本身也吸收a射线，其结果是离子Ik减小。
若有一个密封装有纯净空气的离子室作为参比元件，将两者的离子电流比较，就可以排除外界干扰，得到可靠的检测结果。
在本次设计中，我们选用NIS-09声光传感器。它是离子式烟雾传感器，是日本NEMOTO 公司专为检测延误而精心设计的新型传感器。⑻
检测方式：离子型，一源两室。
放射参数：电源电压是DC 9v,输出电压是5.6+0.4V
电流损耗是27+3pA，灵敏度是0.6+0.1v。
特性参数如下表所示：a灵敏度特性（根据UL217标准风速0.1M/秒）b电源电压特性（25C 60 % RH
c温湿度特性温度特性（温度60% d温度特性（温度25T）源：放射元素是媚241，
放射量是平均33.3KBq.=0.9uCi （29K37KBQ。
工作环境：电源电压是DC6.0-18.0V，最大24V;温度是0-50 C,最大-10-60 C,温度95%。保存温度-25-80 C,温度95%。
典型特性：
表3-3特性参数
（a）灵敏度特性（b）电源电压特
性
(C)温度特性
长期稳定性测验如下表所示:
表3-4 长期稳定性测验
3.2.2 AD574A 简介
AD574A型快速12位逐次比较式A/D转换器为美国模拟器件公司产品。一次转换时间为25卩s，转换速率为40MSPS分辨率12位，非线性误差小于土1/2LSB。采用28脚双立直插式封装，各引脚功能如图3-6所示，图3-7是其管脚
图3-6 D574A引脚功能
+ 5Vj
&
R/C —
CE*
RT?FOU T2L
REFIN-L2
R1POFF 22
(d )温度特性
AD5T*A
srs DHL
I
DR10
DRQ
DBS
DB7
DM
DBS
D04
DBS
t>P2 W\
DRO
12/ & AO CE
I' J*■-■■"■■~1■"*■■—-―F
4-5 V R 控利宅刎 AG ajporr RFFfN RLIOUT AD574A引脚功能： DB1仁DB0:12位数据输出线。DB11为最高，DB0为最低，它们可由控制逻辑决定是输出数据还是对外成高阻状态。 12/8 :数据模式选择。当此引脚输入为高电平时，12为数据并行输出；当此引脚为低电平时，与引脚A0配合，把12位数据分两次输入。应该注意，此引脚不与TTL兼容，若要此引脚为高电平，应直接按脚1;若要此引脚为低电平，应接引脚15. A0:字节选择控制。此引脚有两个功能，一个功能是决定方式是12位是8位。若A0=0, 进行全12位转换，转换时间为25us；若A0=1,仅进行8位转换，转换时间为16us，另一个功能是决定输出数据是高8位还是低4位。若A0=0,高8位数据有效；若A0=1，低4 位有效，中间4位为 “ 0”，高4位为高阻状态。因此，低4位数据读出时，应遵循左对齐原则（即：高8位+低4位+中间4位的‘ 0000'）。 CS:芯片选择。当CS=0寸，AD574A被选中；否则AD574A不进行任何操作。 R/C:读/转换选择。当R/C=1时，允许读取结果；当R/C=0,允许A/D转换。 CE芯片启动信号。CE=1时，允许读取结果，到底是转换还是读取结果与R/C有关。 STS状态信号。STS=1表示正在进行A/D转换，STS=0表示转换已完成。 REFOUT+10V基准电压输出。 REIN 准电压输入。只有此脚把从“ REFOU ”脚输出的基准电压引入到 AD574A 内部的 12位DAC(AD565)才能进行正常的A/D 转换。 BIPOFF 双极性补偿。此引脚适当连接，可实现单极性或双极性输入。 10VIN : 10V 量程模拟信号输入端。对单极性信号为 10V 量程的模拟信号输入端，对双 极性信号为土 5V 模拟信号输入脚。 20VIN ： 20V 量程输入端。单极性信号为20V 量程模拟信号输入端，对双极性信号为土 10V 量 程模拟信号输入脚。 DG 数字地。各字电路(译码器、门电路、触发器等)及“ +5V'的电源地。 AG 模拟地。各模拟器件(放大器、比较器、多路开关、取样保持器等)地及“ +15V 和“-15V ”电源地。 VLOG 逻辑电路供电输入端，‘ +5V'. VCC 正电源端，VCC=+1 Z +15V 。 VEE 负电源端，VEE=-1A-12V 。 AD574A 的单极性和双极性输入如图 3-8所示 图3-8 ( a )单极性输入 单极性输入电路：如图(a )所示是AD574A 系列的模拟量单极性输入电路。当输入电 压为VIN=0 ?+10V 时，应从引脚10VIN 输入，当VIN=0?20V,应从20VIN 输入。数字量D 为无符号二进制码，计算公式为D=4096VIN/VFS 图中电位器RP1用于调零，即保证在VIN=0 时，输出数字量D 为零。 双极性输入电路：电路图如图3-8 (b )所示。图中RP2用于调整增益，其作用与图(a ) 中RP2的作用相同。图中RP1用于调整双极性电路输入零点。如果输入信号VIN 在-5?=5V 之间，应从10VIN 引脚输入；当VIN 在-10?=10V 之间，应从20VIN 引脚输入。 根据声光传感器所输出的电压量，故选用单极性输入。 3.2.3 AD574A 与80C51单片机接口电路 AD574A 系列的所有型号和功能因脚和排列都相同，因而它们与单片机借口也相同。 AD574A 所有型号都有内部始终电路，不需要任何外接器件和连线。图 3-9为AD574A 与80C51单片机的接口电路。该电路采用双极性输入方式。根据声光传感器输出电压是 16 TT 24 辿 27 J 4~ 5 住 2 icon (b ) 双极性输入 Rt! IN ECM ) I BIPOFJ Ail Ri/C Ct STS 12R 20 5 loo tn LOO Q V L v V EE AOND DGND 10 呢 AGND REFIN kEFQU T BIPOFF 1叫 p ； 20u 12 ——-5+ V —-10—10 V §_ 十 3 V [00L1 图3-9 AD574A 与80C51单片机的接口电路 当AD574A 与 80C51单片机配置时，由于 AD574A 俞出12位数据，所以当单片机读取 转换结果时，应分两次进行：当A0=0时，读取高8位；当A0=1时，读取低4位。图中AD574A 的STS 与80C51的P1.0线相连，故采用查询方式读取转换结果。 3.2.4 声光报警电路 声光报警电路由单片机P2.0 口控制，输出报警信号（高低电平间隔1 s 的脉冲信号）， 驱动声光报警电路，直至按复位键 RESETS 开关键。 声光报警电路由555定时器、扬声器和普通发光二极管组成，电路图如图 3-10所示。 其中555定时器接成了一个低频多谐振荡器，其控制电压出入端 5脚与单片机80C51 的P2.0端相连，受P2.0脚输出的脉冲信号控制。由电容 C4的充冲放电作用，当P2.0 = 1 时，555输出脉冲的振荡频率较低，当 P2.0 = 0时，555输出脉冲的振荡频率较高。该脉 冲信号经隔置电容C2加到扬声器上，扬声器将发出高、低交替的 2种叫声，同时P2.0脚 输出的高低电平间隔1 s 的脉冲信号经电阻R1加到发光二极管LED 上, LED 将闪烁发光， 达到声光同时报警的效果。 5.6+0.4V ，在设计时我们选用单极性输入方式 [4] ALE 8OC5t RESET yCC THIG DICKJIG < VCH.I .]□￥ P OL I 4 1 肋, fro 74LS373 hi: REFI% 2OY!\ W.I 1OV]\ itum BIPOFF "I I ot r CjND 3.3 总电路设计 根据要求，设计中我们选用80C51单片机。80C51单片机的主控电路包括时钟电路、 复位电路。两电路的接法在3.1.4和3.1.5中分别做了详细的介绍，这里不再赘述。 而传感器是将非电量需要转换成与非电量有一定关系的电量。当今信息时代，随着电子计算机技术的非速发展，自动检测，自动控制技术显露非凡的能力，而大多数设备只能处理电信号，也就需要把被测，被控非电量的信息通过传感器转换成电信号。可见，传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。没有传感器对原始信息进行精确可靠的捕捉和转换，就没有现代自动检测和自动控制系统。 没有传感器就没有现代科学技术的迅速发展。 设计中，传感器我们选择的是NIS-09声光传感器。必须利用微粒的特点检测。而NIS-09声光传感器它的性能参数是我们选择它理由。声光传感器连接在A/D转换器的输入接口。 我们将主控电路和外围接口电路（80C51与A/D转换器的接口电路、80C51与声光报警电路）连接起来，就得到了基于80C51的声光报警总电路图。 当外部环境达到一定值时，声光传感器就会产生模拟电压，将它作为输出的模拟信号经AD574A 专换器转换为80C51单片机所能识别的数字电压量。通过P1.0检测信号。当有信号输入时，经程序设定就会驱动80C51单片机的P2.0。而P2.0是与声光报警电路相连 接的。 综上所述，得出总电路图如图3-11所示： 声光报警系统总电路图laaasB aisa a 誰 -…-爲理士注 3 93 ZfECfEEXUZECEffEICtiJ ￡ ￡ 5 f e I ￡￡ t￡ CE ￡1^ ￡ 图3-11 4软件实现 4.1 编程KEIL环境介绍 Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。 Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标 代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。KEILC51标准C编译器为80C51微控制器的软件开发提供了C语 言环境，同时保留了汇编代码高效，快速的特点。C51编译器的功能不断增强，更加贴近CPU 本身，及其它的衍生产品。C51已被完全集成到uVision2的集成开发环境中，这个集成开发环境包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器。uVisio n2 IDE 可为它们提供单一而灵活的开发环境。 C51 V7版本是目前最高效、灵活的8051开发平台。它可以支持所有8051的衍生产品，也可以支持所有兼容的仿真器，同时支持其它第三方开发工具。因此，C51 V7版 本无疑是8051开发用户的最佳选择。 C51工具包的整体结构，uVision 与Ishell 分别是C51 for Windows和for Dos 的 集成开发环境（IDE），可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件（.OBJ）。目标文件可由LIB51创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件（.ABS）。ABS文件由0H51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPRO中。⑸ 4.2 程序流程 在整个程序流程中，经常要控制一部分指令重复执行若干次，以便简短的程序完成大量的处理任务。这种按某种控制规律重复执行的程序称为循环程序。循环程序有先执行后判断何先判断后执行两种基本结构。而我们要选用的是先判断后执行。⑹ 因为声光传感器的输出电压量为 5.6?6.0v之间。根据单极性输入的转换关系 D=4096VIN/VFS计算出它的数字量最小值：D仁4096X 5.6/10=2294;最大值D2=4096X 6/10=2458. 然后把它们的数字量转化为二进制数。D1、D2转换为二进制数分别是100111110110 100110011010= 由于AD574A俞出12位数据，所以当单片机读取转换结果时，应分两次进行：当A0=0时，读取高8位；当A0=1时，读取低4位。AD574A的STS与80C51的P1.0线相连，故采用查询方式读取转换结果。 我们将A/D转换器读取结果存入17H 18H 19H 20H单元中。其中17H存入的是较小数D1的高八位10011111，18H存入的是较小数D1的低四位0110; 19H存入的是较大数的高八位10011001, 20H存入的是较大值的低四位1010。 将数值存入单元以后，接下来就是比较。当被测的数值经计算机的转换在比较范围内，经程序设定80C51单片机的P2.0就会输出脉冲启动报警电路程序。程序流程图如图4-1 所示。 4.3 程序 ORG 0000H START: MOV DPTR, # 0FFF8H MOVX @DPTR, A SET P1.0 LOOP: JB P1.0, LOOP INC DPTR MOVX A, @DPTR MOV41H, A INC DPTR INC DPTR MOVX A, @DPTR MOV40H, A MOV17H, #10001111B MOV18H,#0110B MOV19H, #10011011B MOV20H,#1010B MOV AL, 40H MOV AH, 41H 01: CMP AH,17H JA LP1 JBE LP2 LP1: JMP 03 LP2: JMP 01 02: CMP AL,18H ;送端口地址入DPTR ;启动AD574A ;置P1.0为输入方式 ;检测P1.0 口 ;使R/C为1 ;读取高8位数据 ;高8位内容存入41H单元 ;使R/C、A0均为1 ;读取低4位 ;将低4位内容存入40H单元 ;将比较的数值存入单元中 ;将40H的内容存入AL单元中;将41H的内容存入AH单元中;比较最小数值的高八位 ;比较最小值的低四位 源文件的建立：使用菜单 “File-New ”或者点击工具栏的新建文件按钮，即可在项 目窗口的右侧打开一个新的文本编辑窗口，在该窗口中输入汇编语言源程序（ 4.2小节所 示）。保存该文件，加上扩展名（.asm 或a51），这里将文件保存为examl1.asm 。 建立工程文件：点击“ Project-New Project ”菜单，出现以个对话框，要求给工程 起一个名字，我们输入 examl1,不需要扩展名，点击保存按钮，出现第二个对话框。这个 对话框要求选择目标CPU （即我们所使用的芯片型号80C51）点击ATME 前面的“+”号， 展开该层，点击其中的 80C51,然后点击确定按钮。回到主界面，此时，在工程窗口的文 件页中，出现了 “Targ et1 ”，前面有“ +”号，点击“ +”展开，可以看到下一层的“Source GroupT ,这时的工程还是一个空工程，里面什么文件也没有，需要手动把刚才编写好的 源程序加入，点击“ Souce Group ”使其反白显示，然后，点击鼠标右键，出现一个下拉 菜单。选中其中的“ Add file to Group ” Souce Group1”，对话框，要求寻找源文件， 注意该对话框下面的“文件类型“默认为 C Souce file （*c ）,也就是以C 为扩展名的文 件，而我们的文件是以asm 为扩展名的，所以在列表框中找不到 examl1.asm,要将文件类 型该掉，点击对话框中”文件类型’后的下拉列表，找到并选中“ Asm Souce File （*.asm,*.a51） ”，这样，在列表框中就可以找到 examl1.asm 文文件了。双examl1.asm 文件，将文件加入项目，注意，在文件加入项目后，该对话框并不消失，等待继续加入其 他文件，但初学时常会认为操作没有成功而再次双击同一文件，这时会出现对话框，提示 JA LP3 JBE LP4 LP3: JMP 01 LP4: JMP 04 03: CMP AH,19H JA LP5 JBE LP6 LP6: JMP 03 LP5: JMP 01 04: CMP AH ,20H JA LP7 JBE LP8 LP8: JMP 01 LP7: JMP 04 05: SET P2.0 ;比较最大值的高八位 ;比较最大值的低四位 DEL: MOV R7,#200 DEL1: MOV R6,#123 NOP DEL2: DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET END 5调试 5.1 调试的步骤 ;报警 ;延时50ms ;返回 ;结束 1课题的研究内容 可燃气体报警器，主要检测可燃气体和烟雾，再通过单片机控制相应的声光报警。通过数码管显示当前的烟雾值，通过按键设定相应的阀值。 该项目主要是为了完成任务，包括： ⑴硬件部分：包括传感器的选择，显示模块的选择，烟雾信号转换电路的设计，报警驱动电路的设计。 （2）软件部分：包括微处理器控制程序的编制和原理图的绘制。 （3）系统的综合调试与分析：在软硬件完成以后，要对系统进行综合的测试与实验，分析系统的可靠性与实用性，调整系统的不足。 2 可燃气体报警器的总体方案设计 本课题主要是实现烟雾报警和火灾发生时的报警及控制，下面分别对系统功能要求、系统技术要求及系统实现方案总体阐述。 2.1系统的功能要求 本系统的研制主要包括以下几项功能： (1)可燃气体探测功能：为了提高报警的准确性和及时性，报警系统需要使用各种方法进行气体探测。在实际使用中，根据不同的防火场所，用户可以选用温度探测法、可燃气体检测法及烟雾探测法等合适的火灾探测方法，来有效的探测火灾； (2)灯光报警功能：当室内烟雾浓度过大、有火情产生、故障等异常情况发生时，报警器要进行灯光报警。当烟雾超过最大设定值时，可以驱动火灾控制负载工作。 2.2 系统的技术要求 在了解这个系统的工作原理以及功能之后，我们就可以基本确定系统的技术要求。系统采用的单片机处理器成本都比较低，可以满足批量生产和各类工程的需求。对于完整的一个系统而言，为提高市场的竞争力，这个系统应符合体积小、功耗低、数传性能可靠和成本低廉等技术要求。具体指标和参数如下: (1)体积小：探测器的体积要尽可能的小，这样占用的空间才能减少，使用和更换才会方便； (2)功耗低：系统可以采用三节5号干电池供电或5v电源供电。 (3)可靠性高:由数码管显示，可以灯光报警，也可以声音报警，二者同时进行。提高报警可靠性。 毕业设计 学生姓名学号 系(部) 专业机电一体化技术 题目火灾报警器毕业设计 指导教师 （姓名）（专业技术职称/学位） （姓名）（专业技术职称/学位） 2017 年9 月 摘要：随着现代家庭用火、用电量正在逐年增加，家庭火灾发生的频率越来越高，火灾烟雾报警器也随之被广泛应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发了这一火灾烟雾报警系统。论文中主要烟雾报警器系统各个组成部分进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。 关键词：报警器，80C51，声光传感器 目录 1 绪论 (3) 1.1声光报警器的发展及现状 (3) 1.2论文研究的目的及意义 (4) 1.3论文内容 (4) 2 基于C51单片机的声光报警的设计方案 (5) 2.1任务分析 (5) 2.2设计方案 (5) 3 系统硬件实现 (6) 3.1主控电路设计 (6) 3.2外围接口电路设计 (10) 3.3总电路设计 (16) 4 软件实现 (18) 4.1编程KEIL环境介绍 (18) 4.2程序流程 (18) 4.3程序 (19) 5 调试 (21) 5.1调试的步骤 (21) 5.2调试过程中遇到的问题及解决方法 (22) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26) 1 绪论 1.1 声光报警器的发展及现状 1.1.1 火灾探测技术 火灾作术为一种在时空上失去控制的燃烧所引发的灾害，对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。由此引发的重大安全事故比比皆是，所以人类一直也未停止过对它的研究。 火灾的发生和发展是一个非常复杂的非平稳过程，它除了自身的物理化学变化以外还会受到许多外界的干扰，火灾一旦产生便以接触式(物质流)和非接触式〔能量流)的形式向外释放能量。接触式形式包括可燃气体、燃烧气体和烟雾、气溶胶等。非接触式如声音、辐射等。火灾探测技术就是利用敏感元件将火灾中出现的物理化学特征转换为另外一种易于处理的物理量。各种探测器对应的火灾物理参量及探测器如图1-1所示。 图1-1 各种探测器对应的火灾物理参量及探测器 1.1.2 火灾探测器的发展趋势 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。 近几年来，单片机已逐步深入应用到工农业生产各部门及人们生活的各个方面。各种类型的单片机也根据社会的需求而开发出来。单片机是器件级计算机系统，实际上它是一个微控制器或微处理器。[2]由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到任何 电子科技大学 《模拟电路基础》电子线路应用设计报告 设计题目： 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 2017-1-6 一仿真目的 火灾报警器设计电路 二指标要求 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。 ?正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。?当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 三电路原理 放大微弱电压信号----判断是否需要报警—报警指示 放大微弱电压信号-----判断是否需要报警----------报警指示 一，温度传感电路 以二极管作为温度传感器，将温度变化转化为输出电压u i 。 ? 用恒定电流驱动二极管 ? 输出电压u i 等于二极管的正向电压 ? 温度上升时，二极管正向电压下降，输出电压下降。 二．电压放大电路 发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV ，根据后级的比较电压（可选）确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较电压。 )(I1I2f O u u R R u -?= 三．单限比较器 差分电路输出的电压从A2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电压U T 进行比较。 ? u o1U T 时，u o2=U oH 。 稳压管 运放输出端可以用稳压管限幅，根据稳定电压和稳定电流、负载电流 可以计算限流电阻。 CC T V R R R U ?+=4 34 四．声光报警电路 当A2输出为高电平时，发光二极管导通，发光。 根据稳定电压和发光二极管的导通电压（）、工作电流（10-20mA）可以计算电阻R5。 放大电路 当A2输出为高电平时，晶体管T导通，蜂鸣器鸣叫。 根据选择的基极电流（I B）和稳定电压计算基极电阻R6。 本 科毕业设计 （自然科学） 题 目：火灾报警系统的设计（偏硬） Hebei Normal University of Science & Technology 专业：电气工程及其自动化 学号：93110070121 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： 独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二〇一〇年九月二十日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 二〇一〇年九月二十日 毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此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文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者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学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 摘要 随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高，火灾报警器也随之被广泛的应用于各种场合。本设计是利用单片机结合传感器技术而开发设计的智能火灾报警系统。设计目的是设计和实现一种分布式智能火灾报警控制系统，实现系统软硬件的组成和实现。论文中主要针对智能火灾报警器系统中的各个组成部件进行了介绍，对它的主控电路和外围设备电路之间的接口技术，还有软件方面进行了重点介绍。 设计以MCS-51单片机为硬件核心实现智能火灾报警系统的设计。文中选用 电子科技大学 课程设计报告 学生姓名：李星村学号：2013040203027 指导教师：张雅丽 一、课程名称：模拟电路基础 二、课程设计名称：火灾报警器电路 三、课程设计目的： 1.了解火灾报警器基本工作原理 2.理解火灾报警器电路 3.学习运用Multisim仿真软件对电路进行仿真 四、课程设计内容： 计算火灾报警器电路个原件参数并用Multisim进行电路仿真，观察报警器工作情况。 五、课程设计步骤： 1. 查看资料书籍了解火灾报警器工作原理：正常情况下，即无火情时，两个温度传感器产生的电压相等，即u11=u12，发光二极管不亮，蜂鸣器不响；有火情时，u11不等于u12，即产生电压差，使得发光二极管发亮，蜂鸣器鸣叫报警。故可用函数发生器产生0V信号表示正常情况，用有幅度的信号代表火灾发生时两输入端产生的电压差。 2.设计出总体框图以及电路图总体图 3.设计各个部分电路具体参数： 选取Ｒ１＝200Ω，Ｒ２＝400Ω，从而，通过一级运放后的输出电压Ｕ１＝Ｒ２·（ＵＩ１－ＵＩ２）／Ｒ１ 第二级运放有门限电压ＵT＝VCC·Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）可以选Ｒ３＝100Ω，Ｒ４＝２00Ω，从而ＵT＝4V。当Ｕ１＇＞ＵT时，ＵＯＨ＝ＵＺ。 发光二极管ＵＤ＝２．５Ｖ，ＩＤ≦２０ｍＡ。由ＩＤ＝（ＵＯＨ－ＵＤ）／Ｒ５，可以得出Ｒ５＝1.2KΩ。 三极管的基极电流ＩＢ＝（ＵＯＨ－ＵＢＥ）／Ｒ６，ＵＢＤ＝０．７Ｖ，ＩＢ约为几毫安，因此Ｒ６可以选1.8ＫΩ。 蜂鸣器电流即集电极电流ＩＣ＝βＩＢ 电源为直流电源，加在运放上的为１２Ｖ，具体位置参看电路图。 4.对电路进行初步测试并进行修改调试：在进行初步调试是发现LED两端电压过大，在实际情况中很容易烧坏二极管，故采用在其两端接入稳压二极管，是发光二极管正常工作。最 终得到实际电路如图. 唐山师范学院本科毕业论文 题目：火灾报警器的设计 学生：22222 指导老师：姜丽飞讲师 年级：08级 专业：电子信息科学与技术 系别：物理系 唐山师范学院物理系 2012年5 月 郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师姜丽飞的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 2012年月日 目录 火灾报警器的设计 (1) 摘要 (1) 1.序言 (1) 2.硬件设计 (1) 2.1 DS18B20温度传感器 (2) 2.1.1 DS18B20的特性 (2) 2.1.2 DS18B20内部结构及DS18B20的管脚排列 (2) 2.1.3 DS18B20使用注意事项 (2) 2.2.ＭＱ－２烟雾传感器 (3) 2.2.1 MQ-2的特性 (3) 2.2.2 MQ-2的结构 (3) 2.2.3 MQ-2的原理图 (4) 2.3有线通信 (5) 2.4.比较器LM339 (6) 2.4.1电压比较器LM339简介 (6) 2.4.2应用范围 (6) 2.4.3引脚配置 (6) 2.4.4 LM339的特点和一些参数 (7) 3．软件设计 (7) 3.1程序流程图 (7) 参考文献 (12) 致谢 (13) 外文页 (14) 附录： (15) 火灾报警器的设计 宁波 摘要随着现代家庭用火、用电量的增加，家庭火灾发生的频率越来越高，从而导致生命财产的重大损失。火灾自动报警系统是为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。报警系统主要是通过传感器自动检测，产生报警信号，从现场发出报警信号或通过专门电缆近距离报警，从而引起人们的警觉。本设计实现了火灾报警器的小型化和智能化，使仪器具有结构简单、性能稳定、体积小、成本低等优点，具有一定的实用价值。 关键词温度传感器烟雾传感器电压比较器串口通信 1.序言 本设计具有一定的实用价值。本设计实现了仪器的小型化，和智能化。使仪器具有结构简单、性能稳定、体积小、成本低等优点。具有一定的使用价值。火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能的装置组成火灾报警系统按钮的火灾报警系统。它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。 2.硬件设计 原理如图1： 图1 本科毕业设计题目基于单片机的智能火灾报警系统 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 目录 目录 (1) 摘要 (3) 1引言 (1) 2火灾自动报警系统概述 (2) 3建筑概况 (3) 3.1建筑物概况 (3) 3.2系统保护对象分级 (3) 3.3报警区域和探测区域的划分 (4) 4火灾自动报警系统设计 (6) 4.1火灾自动报警系统基本形式选择 (6) 4.2火灾报警控制器的确定 (6) 4.3火灾探测器的确定及布置 (7) 4.4火灾自动报警系统的线制 (8) 4.5火灾自动报警系统的配套设备 (10) 4.5.1手动报警按钮 (10) 4.5.2火灾事故广播 (10) 4.5.3消防专用电话设置 (11) 4.5.4火灾自动报警系统常用模块 (11) 4.6消防联动系统 (12) 4.7供电与接地 (12) 5主要设备清单 (14) 6总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 摘要 火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控火和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。为建筑物的安全提供了有力的保证。 本文对沈阳市某酒店进行了火灾自动报警系统设计。首先介绍了建筑概况，划分防火分区，根据规范进行了系统保护对象分级，划分了报警区域和探测区域，然后选择了火灾自动报警系统基本形式，确定了火灾报警控制器的型号，通过计算与校验，合理的布置了火灾探测器，确定了火灾自动报警系统的线制，进行了火灾自动报警系统的配套设备的选择，然后介绍了消防联动系统，确定了系统供电与接地装置，最后绘制了火灾自动报警系统平面图。 关键词：探测器；探测区域；火灾探测器；火灾报警控制器 摘要 本论文是针对龙华里和顺园旧楼改造的火灾自动报警系统设计，对高层建筑的火灾报警及联动控制系统的一些学习心得。 随着我国经济建设的迅速发展，人民生活水平不断提高，城市用地日益紧张，促使建筑物正朝着高层化、密集化方向发展。高层建筑的特点决定其火灾的危险性和高层建筑的火灾自动报警系统的重要性，一套完整的火灾自动报警系统是高层建筑发生火灾时人们生命财产的有利保障，是能否快速准确地发现火情，把火灾扑灭在萌芽状态的关键所在。文章通过消防设计，论述了火灾自动报警及消防联动系统。除了这一大系统中所包括的编码感温探测器、编码感烟探测器、火灾紧急报警电话、地址式报警按钮、报警指示灯、手动报警按钮等外，水流指示器、带监视信号的检修阀、防火卷帘门等。 关键词：火灾自动报警；联动控制；火灾探测器；高层建筑 ABSTRACT This thesis is just for the Automatic Fire Alarming System of The Building of rebuild of Long hua li he shun yuan. Along with the quick economic development of our country and continuous increasing of the people’s life level, the city is increasingly nervous with the ground, urging the buildings just develop in the direction of high and density. The architectural characteristics of high buildings decides the risk of fire and the importance of the automatic fire alarming system. A set of integrity automatic fire alarming system is the beneficial guarantee of the people’s life and property when a high building fire occurs and it’s the key of if people can discover the fire quickly and accurately to put it out at the embryotic place of the appearance of fire. The project design for fire protection that mainly was consisted autoalarm of fire and fire control link the system. Add to designing the code temperature sensing detector that includes in these two major systems, the sense cigarette detector of the code , urgent alarm call of fire , address type alarm button , warning indicator lamp , manual alarm button , for instance: Rivers indicator,overhaul valve of monitoring signal, fire prevention rolling screen door etc. Keywords : Automatic fire alarming system; detection devices of automatic fire alarming system; risk; high buildings 基于单片机的智能火灾报警系统 前言 目前，随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活得四周到处潜伏着火灾隐患。为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，我们必须按照“隐患险于明火，防患胜于救灾，责任重于泰山”的概念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。 本系统可安装在各防火单位，它负责不断地向所监视的现场发车巡检信号，监视现场的温度、浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当发生火灾时，可实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一定的实用价值。 1 基于单片机的智能火灾报警系统介绍 1.1 选题背景及意义 火灾是可燃物在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，是威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。火，在给人类带来文明进步、光明和温暖的同时也在其失去控制之时给人类造成了巨大的灾难。据统计，我国70年代火灾平均损失不到2.5亿元，80年代火灾平均损失接近3.2亿元。进入90年代，特别是1993年以来，火灾造成的直接损失上升到年均十几亿元，年均死亡2000多人。 严峻的事实证明，随着社会和经济的发展，社会财富日益增加，火灾给人类、社会和自然造成的危害范围不断扩大，它不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接威胁生命安全，给人们的心灵造成极大的伤害。残酷的现实让人们逐渐认识到监控预警和消防工作的重要性，良好的监控系统和及时的报警机制可以大大降低人员的上网，为社会减少不必要的损失。 随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。 1.2设计要求 石家庄铁道大学电气与电子工程学院 模拟电子技术课程设计 火灾报警器 班级 姓名 学号 2016.01.01专业 电气工程及自动化 题目 日期 题目：火灾报警器 摘要：生活中难免遇到火灾的发生，为了在火灾来临之前防患于未然，因此一个火灾报警器是十分必要的，因而我模拟设计了火灾报警电路。它包括了温度传感器、放大器、电阻、模拟电路实验箱、发光二极管、蜂鸣器等等。其中温度传感器是个热敏电阻，它通过感知温度的变化来改变电路中电流的大小，并影响电路中二极管和蜂鸣器中所通过的电流，使其产生变化。而后通过MultisimlO.O软件仿真的实现来使二极管发光以及使蜂鸣器报警，从而来实现预防火灾及减小火灾危害的作用。 目录1?摘要: 2.原理框图: 3.火灾报警电路总体说明: 4.火灾报警电路原理分析: (1)温度传感器: (2)比例运算电路: (3)单限电压比较器: (4)声光电报警电路: 5.主要元器件选择及参数计算: 6.电路仿真: 7.组装调试过程: 8.结果分析: 9.课程设计评分标准: 10.附件: 火灾报警电路原理图 1?温度传感器 温度传感器是检测温度的器件，温度传感器一般分为接触式和非接触式两大类。所谓接触式就 是传感器直接与被测物体接触进行温度测量，这是温度测量的基本形式。而非接触式是测量物体热 辐射而发出的红外线从而测量物体的温度，可进行遥测，这是接触方式所做不到的。接触式温度传 感器有热电偶、热敏电阻以及铂电阻等，利用其产生的热电动势或电阻随温度变化的特性来测量物 体的温度。 此次设计采用的是热敏电阻这一接触式温度传感器。 、原理框图 1. 2. 3. 4. 火灾报警电路总体说明 温度控制电路有热敏电阻的水温度的的变化电阻减小而控制必列运算电路的输入电压。 比 例运算实现电压差。并用输出控制单限比较器。 不同的电压使单限比较器输出不同的电平。使二极管和晶体管导通，控制报警电路。 导通 后二极管亮，蜂鸣器发声报警。 火灾报警电路原理与分析 课程设计 设计题目：基于单片机的火灾报警器设计 课程设计任务书 专业：电子信息工程学号:4091426 学生姓名（签名）： 设计题目：基于单片机的火灾报警器设计 一、设计实验条件 微机实验室 二、设计任务及要求 1.根据题目要求进行资料收集及监测方案设计； 2.主要功能要求：（1）实时检测至多8个监测点的环境温度、烟雾浓度等因素变化， 以判断是否出现火警；（2）判定某监控点出现火警时进行声光报警，并显示此监控点编号；（3）能手动报警和取消报警；（4）能手动进行系统检测；（5）监控点数目可以通过键盘设置。 3.撰写课程设计说明书； 三、设计报告的内容 1.设计题目与设计任务（设计任务书） 2.前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3.设计主体（各部分设计内容、分析、结论等） 4.结束语（设计的收获、体会等） 5.参考资料 四、设计时间与安排 1、设计时间：2周 2、设计时间安排： 熟悉实验设备、收集资料： 2 天 设计图纸、实验、计算、程序编写调试：9天 编写课程设计报告：2天 答辩：1天 目录 1 绪论 (1) 1.1 课题研究的背景和意义 (1) 1.2 国内外的研究现状 (2) 1.3 本文内容的结构安排 (3) 2 火灾报警系统整体方案设计 (4) 2.1火灾产生原理及过程 (4) 2.2系统总体方案设计 (6) 2.2.1 系统硬件总体构架 (6) 2.2.2 系统软件总体构架 (6) 2.3系统主要器件的选择 (8) 2.3.1 火灾探测器的选择 (8) 2.3.2 单片机的选择 (15) 3 火灾自动报警系统硬件设计 (16) 3.1 复位电路与晶振电路 (16) 3.1.1晶振电路 (16) 3.1.2 复位电路 (16) 3.2 传感器信息采集电路 (17) 3.3 声光报警显示电路 (18) 3.4 系统控制电路 (19) 4 火灾报警系统程序设计 (20) 4.1软件开发环境 (20) 4.2火灾报警系统程序设计 (21) 4.2.1数据采集子程序 (22) 4.2.2火灾判断/报警子程序 (23) 4.2.3控制系统子程序 (25) 5 总结 (26) 5.1 总结 (26) 0编号： 毕业设计说明书 题目：火灾报警控制器 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称： 题目类型：理论研究实验研究√工程设计工程技术研究软件开 引言 人类对火使用技能的不断提高使火灾成为各国最有破坏性质灾害之一，其危害人类生存安全，提醒人们需加大防火措施。在我国科技与生活水平不断提高下各式各样消防设备相继出现，让我们可以在发生火灾时尽可能减少损失，保护生命财产不受损害，能对火灾发出警报的仪器开始应运而生。 火灾报警系统是对可以对环境进行勘探后就实际情况进行警报、灭火措施的设备。在整个系统中火灾报警控制器的地位至关重要，作为中心器件其可回收现场探察信息，可对整个设计供电，还能启动后方广播警报响应。近年来人们还将无线通讯加入报警控制器中，改变只能有线传送报警信息这一缺点。 无线传输信息能改变多线制传输造成的线路混杂、发生故障排除困难等问题，从而减少火灾报警控制器传输成本，体现系统技术在不停提升。 建筑物的不断增多使火灾报警系统的重要地位逐渐升高，在科技飞速进步的社会生活中对火灾报警消防系统要求会不断提升，火灾报警系统在慢慢成为专家社会的研究对象，很多专业生产机构以及公司都在不断出现。 1 火灾报警控制系统概述 1.1 选题背景及意义 1.1.1设计研究的目的及意义 火是生活中不可缺少、人类社会不断进步的产物，人们居住、工作环境的改善使楼房越建越高，大型综合高层建筑也越来越多，火灾的发生变成生活中的常事。火灾发生数量和火灾发生损失概率都在逐年上涨，宾馆、饭店、影院、住宅、办公楼这些公用民用建筑的不断增加，在房屋建设中火灾报警系统成为不可或缺部分,对火灾进行预防与救助起到重要作用。 连年来我国火灾报警技术有很快进展，但在生活使用中火灾报警技术还是存存留着一些缺陷：（1）系统可使用范畴小；（2）系统智能运用程度低；（3）系统部件连接繁琐；（4）系统错误报警较多；（5）系统创新程度低。 我国启动发展以计算机操作为主的新生产力,，科技研究里把信息化技术运用至生活中可以更好提高人们生活质量。火灾报警技术不断发展，已经开始趋近智能控制，将探测系统尽可能接近人脑设计，对环境中发生的各种情况（如温度高低、烟雾浓度、火焰亮度等）来判断是否有火情发生。根据这些情况的收集传输使用计算机进行处理、判断来精确播报火灾的发生。 火灾误报问题一直存在于火灾报警系统中，火灾误报情况存在阻碍着火灾报警技术发展，是一项需要大家更努力去解决的难题。由于各种技术不断进步，火灾误报问题已经开始慢慢减少，概率降低为以后可以采取更好的消防措施打下铺垫。 1.1.2火灾报警控制器的作用 火灾报警系统主要由探查、控制、警报以及电源部分组成，火灾报警控制器为系统最重要的部分。火灾报警控制器由于用处的差异，能分成区域火灾报警控制器、集中火灾报警控制器和通用火灾报警控制器三种基本类型[1]。探测器将信号传输给控制器再转换成报警信号发送至后台，发出广播与声光报警来警示人们，并向显示屏上传输各种报警信息，如发生火灾地点、时间等。 火灾报警控制器功能如下： （1）控制器获取火灾信息后开始判断并发出声光警报。 （2）监控系统的当前状态，发生火灾可快速做出反应。 （3）在收到报警信号之后可以发出联动信号控制消防设备，如消防栓、广播、洒水喷头等。 烟雾报警器课程设 计 成绩评定________ 检测与转换技术 课程设计 题目：烟雾报警器 院系：电子工程学院 专业：电子信息工程技术 姓名：疯狂的大驴子 年级： xxxxxxx 指导教师： xxxxx 12月 目录 1. 设计任务与要求 (3) 2. 设计目的 (3) 3. 设计方案 (4) 4. 设计框图 (5) 5. 工作原理 (5) 6. 设计总结 (7) 参考文献 (9) 1. 设计任务与要求 （1）在此设计中采用了较为冷门的STC系列单片机，熟悉STC 系列芯片如何控制外围电路。 （2）了解MQ-2烟雾传感器的工作原理，设计数据采集模块来完成数据的采集。 （3）将采集后的烟雾浓度模拟信号进行A/D转换后送至单片机存储、处理。 （4）设置键盘模块，以便能够在不同要求下更改浓度阀值。 （5）当所测的烟雾浓度超标时，红色LED灯闪烁报警，蜂鸣器报警。 (6 ) 完成电子元器件的焊接和相关调试工作。 (7 ) 功能完全调试成功后，撰写相关实训报告。 （8）在学完了《电子设计与制作》课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。 （9）熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的逻辑功能及使用方法了解面包板结构及其接线方法，了解其的组成及工作原理（10）培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。 （11）培养书写综合设计实验报告的能力 2.设计目的 烟雾报警器就是经过检测烟雾的浓度来实现火灾防范的，烟雾感应器内部采用例子是烟雾传感，是一种技术陷阱，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，性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。 本系统采用AT89C51单片机，选用温度传感器MQ-2，利用多传感信息融合技术科用于小型环境的简单烟雾报警。 为了能切实保障人们的生命安全及财产安全不受火灾的影响，我们设计出一种能够在火灾刚刚发生时或者有可燃气体堆积引起的火灾隐患或人员安全时就能报警，而且自动打开喷水阀灭火的装置，就能极大地减少不良后果的发生。做到防患于未然，使人们及早得知火情，将火灾扑灭在萌芽状态。 3. 设计方案 方案一： 以LM324集成电路核心构成的报警电路。整个电路分为电源、检测、定时报警输出三部分。电路结构较为简单。其核心元件是烟雾传感器和LM324集成电路。电源部分是由变压器、电桥、CW7805集成电路、CW7805集成电路几部分构成的。电路检测部分是由烟雾传感器和一个电位器组成，报警电路是由LM324 建筑自动消防系统设计说明书 题目教学楼3区1层火灾自动报警系统设计学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级28040502 学生姓名李琛 学号2804050105 12月22日至12 月28日共1周 指导教师(签字) 郎禄平 系主任(签字) 2008 年12 月28日 目录 任务书 (2) 一、设计概况 (5) 二、系统设计 (5) A、系统设计原理 (5) B、智能二总线火灾自动报警系统 (5) C、火警电话和疏导照明系统设计 (9) D、火灾紧急广播系统设计 (10) 三、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统平面设计图（附图） 四、智能二总线火灾自动报警和紧急广播系统图 (11) 五、元件明细表 (13) 六、结束语 (13) 七、参考资料 (13) 课程设计任务书 题目教学楼3区1层火灾自动报警系统设计 学院(部) 电子与控制工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气28040501～02 学生姓名 学号 1月15日至12 月21日共1周 指导教师(签字) 郎禄平 系主任(签字) 2008 年12 月5 日 一．设计概况： 此设计是针对南京工业职业技术学院仙林校区图书馆的火灾自动报警系统，该楼包括电子阅览室，图书阅览室，收藏室，借阅室，服务大厅，卫生间等。其中收藏室放有贵重资料，电子阅览室放有大量电气设备，其它教室放有大量图书。而且该图书馆作为本校的主楼，楼内来往人员较多，是人数较密集的区域，所以一定要做好防火工作，保证人身安全。根据《高层民用建筑设计防火规范》规定可知该图书馆为一类建筑，防火等级为一级。图书馆的火灾报警控制系统，集火灾报警于一体，通过设置感烟探测器、手动报警按钮，火警电话等达到火灾报警的目的，然后通过设置的消防广播扬声器通报火灾情况，并通过疏散指示灯和应急照明灯指示人员疏散。系统的设计依据为《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116—98），《民用建筑设计防火规范》（GB 50045—95）。 二．系统设计 A. 系统的工作原理 安装在保护区的探测器不断的向所监视的现场发出巡测信号，监视现场的烟雾浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接收的信号与内存的正常整定值比较、判断确定火灾。当火灾发生时，发出声光报警，显示烟雾浓度，显示火灾房号的地址编码，并打印报警时间、地址等。同时向火灾现场发出警铃报警，在火灾发生楼层的上下相邻层或火灾区域的相邻区域也同时发出报警信号，以显示火灾区域。各应急疏散指示灯亮，指明疏散方向。 如图所示火灾自动报警系统的工作原理图： B、火灾自动报警系统设计 火灾自动报警系统是建筑智能化系统的一个子系统，它由火灾探测器，区域报警控制器， 摘要 科学技术的飞速发展与进步给人们的生活带来了前所未有的便利，如电力技术的迅猛发展与应用，合成材料的诞生，新能源的不断涌现，自动化程度的不断提高等等，使人们的衣食住行条件得到了极大的改善。然而其负面的作用也随之凸显出来，如液化石油气，各种电子产品，易燃装饰材料等我们身边经常接触到的一些普通生活用品，为火灾的发生埋下了巨大的隐患，人们在享受科技带来的便利之外无时不在受到潜在的火灾的威胁。所谓水火无情，为了避免火灾以及减少火灾造成的损失，让人们的生活更加安宁，残酷的现实以及触目惊心的教训要求我们必须设计和完善火灾自动报警系统，提高火灾的预警与早期处理水平，将火灾消灭在萌芽状态，最大限度地减少社会财富的损失。基于此，本文从生活中的实际情况着手，设计了一种适用于多种公共场所的基于单片机的火灾智能报警系统。该火灾报警系统是以AT89C51单片机作为控制中心，接受、处理火灾探测器输出的烟雾浓度信号、温度信号，并进行声光报警。它通过不断的向现场发射巡检信号来监视现场的温度、烟雾浓度等，并不断反馈给报警控制器，控制器将接到的信号与内存的正常整定值比较、判断确定是否有火灾的发生。当现场烟雾或者温度发生异常，或者发生火灾时，可实现声光报警、烟雾浓度、温度报警限设置、故障自诊断、延时报警等，是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾传感器，具有一 定的实用价值。 关键词：AT89C51单片机，智能报警，传感器，控制器 Abstract The rapid development and progress of science and technology of composite materials, the constantly emerging of the new energy, the constant improvement of the degree of automation, etc. make people's food and clothing live line conditions improved greatly. However, its negative effect also stands out, some ordinary articles for daily use such as liquefied petroleum gas (LPG), all kinds of electronic products, flammable decorative materials around us, buried the trouble for the beginning of the fire, people enjoying the convenience from technology constantly under the threat of potential fire. So-called water ruthless, in order to avoid fire and reduce fire losses, make people's life more peaceful, the requires us to design and improve the automatic fire alarm system and improve the level of fire early warning and the bud, to minimize the loss of wealth of society.Based on this, this text set about from the actual situation in life, we design a kind of intelligent fire detection and alarm system suitable for a variety of public places of based on single chip microcomputer. The fire alarm system based on AT89C51 as the control center, accepts and treats the signal of smoke concentration and temperature of the smoke fire detector, alarming with sound and light. Through sending inspection signal to the site inspection, it monitors the temperature and smoke concentration, and constantly feedbacks to alarm controller, the controller will receive the signal compared with the normal setting value of the memory and judgment whether there is a fire the smoke temperature anomalies, or there is a fire, it can realize sound and light alarm, the setting of smoke concentration and temperature alarm limit, fault self-diagnosis, delayed alarm, etc.It's a kind of intelligent smoke sensor,which practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.烟雾报警器设计论文
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