作品基于单片机的烟雾报警器方案设计书.docVIP

 目 录 摘要 Abstract 1 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 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 基于单片机的烟雾报警器设计 /p-218063308.html  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。单片机好比一个桥梁，联系着传感器和报警电路设备。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。由于它功能齐全，体积小，成本低，因此它可以应用到所有电子系统中。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。而传感器作为信息技术系统的“感官”器件，如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高速度的控制系统。美国曾把二十世纪八十年代称为传感技术时代，日本更是把传感技术列为十大技术之首。所以，根据报警器功能的需要，选择合适、精确、经济的烟雾传感器和单片机芯片是至关重要的。在本论文中的最主要的设计是选AT89C51单片机和QM-N5半导体气体传感器AT89C51单片机兼容标准MCS-51指令系统，功能强大，可供许多高性价比的场合应用，能够灵活应用于各种控制领域。QM-N5半导体气体传感器现代建筑安装火灾自动报警系统。火灾自动报警系统是建筑物的神经系统，感受、接收着发生火灾的信号并及时报警，发出警报。它个称职的更夫，给居住、在中的人们以极大的安全感。QM-N5半导体气体传感器 图 2-1可燃烟雾报警器系统结构框图 该系统的工作由烟雾信号采集及放大电路将采集到的烟雾浓度信息转化为放大的模拟电信号。模数转换电路再将该模拟信号转换成单片机可识别的数字信号后送入单片机。单片机对该数字信号进行处理，并对处理后的数据进行分析。当输入A/D转换器的放大信号不为零时，启动报警电路。反之则为正常工作状态。 设计中为了方便检测与监控，使仪器测试人员及用户能够间接知道环境中的烟雾浓度，所以用数码管显示字符来指示报警状态。系统采用蜂鸣器声音报警和LED闪烁状态作为警报信号。这种报警方法是在声音报警基础上，加入光闪报警。因为变化的光信号可以引起用户和家庭邻居的注意，弥补了在嘈杂环境中声音报警的局限，使得报警装置更加完善。在报警启动的同时，单片机控制器还可以控制调节阀喷水灭火和换气扇排烟动作。 系统留有继电器接口，