基于单片机的火灾报警系统设计毕业设计
基于单片机的智能火灾报警系统毕业论文
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AbstractThe rapid development and progress of science and technology has brought unprecedented convenience to people's life,as the rapid development of electric technology and application 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 huge hidden 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 harsh reality and shocking lesson requires us to design and improve the automatic fire alarm system andimprove the level of fire early warning and handling, which will make a fire in 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 happening. When 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 has certain practical value ,with the simple structure, stable performance, convenient using, low costing, and so on.Keywords: AT89C51 single chip microcomputer, Intelligent alarm, Sensor, Controller目录1 绪论1.1 选题的背景及意义1.2 国内外发展状况和现状1.2.1 火灾报警系统发展历程1.2.2 国内外火灾报警系统的发展现状2 火灾报警系统及其整体方案设计2.1 火灾发生时的特点2.2火灾报警系统功能及其类型2.3 本系统的总体方案设计2.3.1 本设计的研究范围2.3.2 系统的硬件总体结构2.3.3 系统软件总体结构3 系统的硬件选择与设计3.1 主要芯片的选择3.1.1 单片机的选择3.1.2 模数转换芯片的选择3.2 传感器的选择3.2.1火灾探测器的分类3.2.2 温度探测器的选定3.2.3 烟雾传感器的选择3.3 各电路模块的设计3.3.1单片机外围接口电路3.3.2 A/D转换电路3.3.3 烟雾信号调理电路3.3.4 光报警电路3.3.5 声报警电路3.3.6 报警器故障自诊断4 火灾报警系统的软件设计4.1 软件开发环境4.2 火灾报警系统程序设计4.2.1主程序流程图4.2.2 主程序初始化流程图4.2.3数据采集子程序4.2.4 火灾判断与报警程序4.2.5 滤波子程序5功能仿真验证分析5.1关于仿真与编程软件5.2 Protues仿真原理图6 总结与展望6.1 总结6.2 展望致谢参考文献附录1 绪论1.1 选题的背景及意义在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁到公众安全和社会发展的主要灾害之一。
基于单片机的住宅防盗防火报警系统设计毕业论文
目录第1章前言 (1)1.1 序言 (1)1.2 国内外研究概况 (2)1.2.1 国外研究现状 (2)1.2.2 国内研究现状 (3)1.3 我国住宅智能安全防范系统展望 (3)1.4 论文主要工作概述 (4)第2章系统总体方案设计 (5)2.1 系统总体构成 (5)2.2报警系统的功能及工作过程 (5)第3章用户端探测器设计 (7)3.1防盗探测器电路设计 (7)3.1.1热释电红外线探测器 (7)3.1.2微波探测器 (10)3.2防火探测器电路设计 (12)3.2.1温度探测器 (13)3.2.2光电感烟探测器 (14)3.2.3 CO气体探测器 (15)第4章用户端自动报警器设计 (17)4.1 用户端自动报警器总体设计 (17)4.2 用户端自动报警器的硬件介绍 (18)4.2.1 AT89C51单片机简介 (18)4.2.2自动报警器电路设计 (21)4.3串行EEPROM-X25045 (22)4.3.1 X25045简介 (22)4.3.2 X25045的工作原理 (22)第5章自动拨号及语音报警电路设计 (25)5.1 拨号电路 (25)5.1.1拨号电路的主要功能 (25)5.1.2 MT8888芯片简述 (25)5.1.3 MT8888外围电路 (28)5.2语音电路 (29)5.2.1 ISD1420芯片简述 (29)5.2.2芯片工作原理 (30)5.2.3芯片工作模式 (31)5.2.4语音芯片及外围电路 (32)5.3电话接口电路 (32)第6章键盘与密码显示电路设计 (34)6.1 键盘电路 (34)6.2密码显示电路 (35)第7章控制字和各芯片工作模式设定 (36)7.1 控制字设定 (36)7.2 芯片工作模式设定 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (42)附录1：程序清单 (42)附录2：电路原理图 (49)第1章前言1.1 序言随着社会的发展，农村城镇化和人员流动性增大，社会治安状况更趋复杂，因此对家庭及住宅小区提出了更高的要求，智能化被引入家庭及住宅小区。
基于单片机的智能火灾报警系统-毕业设计资料
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。
基于单片机的火灾报警系统任务书
课题
计划安排
序号
内容
时间安排
1
搜集有关资料，选择课题，完成选题表和开题报告
第一周
2
写出初稿，并交给指导教师批改
第二周、第三周
3
撰写、补充和修改存在问题的论文初稿完成论文二稿
第四周、第五周
4
毕业设计（论文）任务书
年月日
毕业设计（论文）题目
基于单片机的火灾报警系统
题目来源
外语翻译要求
毕业设计题目和摘要
课题需要完成的任务
要求设计一个以单片机为基础的火灾报警系统。课题实现步骤如下：
1)火灾智能报警电路设计总体设计方案是控制器采用单片机STC89C52，火灾探测器采用红外火焰探测器,火灾报警采用声光报警，联动灭火采用步进电机控制灭水阀。
实验调试，检测设计主题
第六周、第七周
5
完成毕业论文，答辩。
第八周
计划答辩
时间
2019年4月15日至4月21日
答辩提交资料
毕业设计（论文）
教研室主任审核意见
同意 签名：
2)系统整体硬件电路包括:单片机主板电路,传感器数据采集电路，AD数据转化电路(用ADC0832)，无线通信模块电路，步进电机驱动电路及火灾报警电路等。
3)火灾自动报警系统软件用Proteus99se仿真软件对系统进行仿真，可以真实的反应出下位机设计电路实现的功能。
基于单片机的防盗报警系统毕设开题报告
1.国内研究现状
国内的报警器基本都是以超声波、红外发射／接收以及微波等技术为基础。从单一封闭式、被动型安全防范模式向多元化、综合化、电控化以及红外报警处理方向发展。防盗报警产品的发展趋势，产品技术将在数字化、无线化、集成化核心前提下力求突破[2]。而在应用市场上，将朝更细化的方向前进，成长最快的住宅小区应用为例，有厂商表示，专为住宅小区设计的定向幕帘式和防宠物探测器，成本低、安装简单、适合家庭用的无线联网报警系统，以及小区智能化安防和报警集成系统产品都将是亮点。
红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护。
通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点。
设计主要采用了以下的硬件和软件设备，硬件设备：单片机部分和检查报分、软件设计部分包括主程序设计、中断子程序设计。
3. 设计中出现的图片都是利用WORD软件、PRTEL,PROTEUS等元件，
具体到设计时,又分硬件设计和软件设计，硬件设计主要分两大部分：单片机部分和检测部分，软件设计分主程序设计和中断子程序设计。在完成正文部分后，主要工作就是要进行调试，为了实现设计预计现象，软件和硬件都要作必要的修改，在设计之前首先工对本课题作广大的市场调研工作，进行分析、对比、总结，再进行方案选择论证。具体到设计时,又分硬件设计和软件设计，硬件设计主要分两大部分：单片机部分和检测部分。软件设计分主程序设计和中断子程序设计。
基于单片机的智能火灾报警系统毕业设计论文 精品推荐
毕业设计（论文）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。
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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：年月日基于单片机的智能火灾报警系统摘要随着科学技术的迅速发展，人们进入了信息时代，作为获取信息手段的传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
毕业设计论文：基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计[管理资料]
![毕业设计论文：基于单片机的家用智能防火防盗报警器的设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/e206ab768762caaedc33d47a.png)
目录1 绪论 (1)家用防火防盗报警系统的现状 (1)本文研究的目的和意义 (2)本文研究的内容 (2)2系统总体设计方案 (3)防火防盗报警系统的总体构成 (3)防火防盗报警系统的功能及工作原理 (5)3 智能防火防盗系统的硬件设计 (5)防火探测器的设计 (5)防盗探测器的设计 (7)主控单元电路设计 (9)自动拨号报警电路设计 (9)语音报警电路设计 (10)键盘接口及显示电路设计 (11)4 智能防火防盗系统的软件设计 (11)系统主程序设计 (11)检测报警模块程序设计 (11)拨号模块程序设计 (14)语音模块程序设计 (14)按键模块程序设计 (14)显示模块程序设计 (16)5 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1 绪论随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的日益提高，在家庭中液化石油气、管道煤气、天然气进入了大多数家庭，各种家用电器也得到了广泛的使用，人们在享受这些现化设施所带来便利的同时，却也增加了火灾隐患和有害气体中毒等的危险。
与此同时，经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加，给城市的社会治安增加了新的难题，盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出不断增长的趋势，人们越来越渴望有一个安全舒适的生活空间。
现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于传统的防盗窗、防盗网等机械式家居防卫设备，其虽具有一定的防盗作用，但在实际使用中不仅影响市容的美观，更带来了很多安全隐患。
因此人们迫切需要一种智能型的多功能家庭防火防盗报警系统，使其能可靠进行日常安全防范工作，及时发现各种警情并做出相应处理，以便将警情消灭在萌芽状态，保障居民生命和财产的安全。
但是因经济、技术等原因，目前防火防盗报警系统设计不尽合理的情况比较普遍，在信号检测、信号处理上还存在一定问题，致使一些系统经常出现误报或者漏报，以及报警系统不动作。
人们希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全，家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。
基于单片机智能火灾报警系统的设计(毕业设计)
教学单位学生学号编号本科毕业设计题目基于单片机智能火灾报警系统的设计学生姓名专业名称电子电气工程学院2011级通信工程指导教师2015 年 5 月8 日基于单片机智能火灾报警系统的设计摘要：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，随之而来的是因为电器的不当使用所引起的火灾也与日俱增，我们的国家每年因为所用电器造成的火灾而损失很多。
火灾不仅带来了物品财产上的损失，也带给了我们失去亲人的悲痛。
所以研制出一款针对于家庭、宿舍等小环境的火灾报警系统是非常重要的。
本次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烟雾和温度报警等功能。
设计中单片机选用STC89C52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。
论文主要针对火灾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，在文章第二部分有该篇论文的总体方案设计，可设置烟雾浓度和高温报警值，当烟雾传感器检测到火灾释放的烟雾时，信号由ADC0832进行处理模数转化再到单片机进行处理，当检测到浓度超标时，蜂鸣器会发出滴滴的报警声。
同时，此系统还可以检测温度，火灾发生往往环境温度会升高，当检测到温度超过设定的报警温度时候，蜂鸣器也将产生报警。
第三四部分有很详细的系统软硬件的分析与讲解，还附有系统的流程图和其主控电路及外围设备电路之间的接口连接方式，最后，对系统在电路调试中出现的问题进行了分析与总结。
关键字：单片机；传感器；烟雾报警器Design of fire alarm system for single chip computer Abstract: Along with the time progress, people more and more use of electronic equipment, whether it is family and factory use appliances are more and more, the attendant is caused by the improper use of electrical fire is also increasing, our country every year because the electricity is caused by the fire and lose a lot. Fire not only brought goods property losses, but also bring us the grief of losing loved ones. So developed a needle for families, dormitories and other small environment of the fire alarm system is very important.The design of the sensor and single-chip microcomputer as the core design of a smoke alarm devices, with other devices can realize the temperature and smoke alarm etc. function. Design of MCU choose STC89C52 as control devices and sensors use mq-2 semiconductor combustible gas sensitive element smoke sensor to achieve smoke detection. Paper for fire alarm system in each part and function of a detailed introduction and explanation, in the article the second part is the overall design of the thesis can be set up smoke concentration and high temperature alarm value, when the smoke sensor to detect fires release smoke, signal by ADC0832 were processing analog-to-digital conversion to single chip to carry on processing, when the detected exceeding, the buzzer will drop the issue alarm sound. At the same time, the system can detect the temperature, fires often environmental temperature will rise. When the detected temperature exceeds the set temperature alarm, buzzer will also generate an alarm. The third part has a very detailed analysis of the software and hardware of the system and explain the, is accompanied by the interface between the flow chart of the system and its main control circuit and peripheral circuit connection mode. Finally, the problems appeared in system debugging of circuit are analyzed and summarized.Key words: sensor ; MCU ; The smoke alarm目录一毕设正文 (1)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 烟雾报警器的国内外现状 (1)1.3 烟雾报警器的发展趋势 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 烟雾检测传感器选型 (3)2.2 烟雾传感器关于报警的介绍 (5)2.3 单片机选型 (5)2.3.1 STC89C52单片机简介 (5)2.3.2 单片机的引脚功能描述 (6)2.3.3 温度采集模块 (8)3 系统的硬件电路 (9)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 (9)3.3 烟雾检测AD采集电路 (10)3.4 显示模块 (11)3.5 声音报警电路 (11)3.6 按键控制电路 (12)3.7 电源模块 (12)3.8 温度传感器(DS18B20)电路 (13)3.8.1 DSl8B20简介 (13)3.8.2 18B20接口电路 (16)4 系统软件的设计及流程图 (17)5 电路调试中遇到的问题及总结 (18)参考文献 (19)谢辞 (20)二附录 (21)1 总体原理图设计 (22)2 部分程序源代码 (23)3 实物图 (34)4 开题报告 (35)5 结题报告 (36)6 答辩报告 (37)一毕设正文1 绪论1.1 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。
基于单片机智能火灾报警器系统设计
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MQ-2 型半导体烟雾传感器实现烟雾的检测；选用DS18B20 数字温度传感器实现温度的检测；使用ADC0809 对MQ-2 采集的模拟信号进行A/D 转换，以便单片机处理。
由于ADC0809 的时钟信号通常为500KHz，故而选用74LS74 进行分频。
单片机处理数据后，与设定地上限值进行比较，超过上限值时，发出指令，实现光报警，达到预期的效果。
关键词：火灾；单片机；报警器；ADC0809；传感器AbstractWith the modern family the use of fire, electricity consumption increases, householdsare more frequent fires, fire alarm also will be widely used in various applications. Thisdesign is the use of microcomputer with the sensor technology development and designof intelligent fire alarm system. Design purpose is to design and implementation of a distributed intelligent fire alarm control system, and the composition and realization of hardware and software. The main thesis of intelligent fire alarm system of thecomponent parts have been introduced, its main control circuit and peripheral circuitsinterface between technology and software were also highlighted.Designed to MCS-51 microcontroller core for the hardware realization of intelligentfire alarm system. A selection MQ-2-type semiconductor Smoke Sensors detect smoke;optional digital temperature sensor DS18B20 Temperature measurement; use of theMQ-2 ADC0809 analog signals acquisition A / D converter for single chip processing.As the ADC0809 clock signal is usually 500KHz, Guer 74LS74 for frequency selection.MCU processing data, and set the upper limit comparison, over the limit, give directions,to achieve sound and light alarm, to achieve the desired results.Key words：Fire，MCU，alarm apparatus，ADC0809，sensorI目录第1 章概述 (1)1.1 火灾报警技术的发展概况................................. 错误！未定义书签。
基于单片机的可燃气监测警报控制系统的设计毕业设计论文
毕业设计（论文）题目基于单片机的可燃气体监测报警控制系统的设计系（院）专业班级学生学号指导教师职称讲师二〇一二年六月十八日独创声明本人重声明：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:二〇一二年六月一十八日毕业设计（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）的部分或全部容，允许他人依法合理使用。
（论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一二年六月一十八日基于单片机的可燃气体监测报警控制系统的设计摘要本系统由MQ-2传感器、单片机AT89C51、模数转换芯片ADC0804、LCD1602液晶显示屏构成，其功能是监测环境中可燃气体的浓度，当浓度达到设定的报警值时就会触发声光报警。
本系统分为硬件设计和软件设计两部分。
其中硬件设计部分包括气体浓度采集电路，A/D转换电路、单片机最小系统电路、显示电路、报警电路以及按键电路。
当系统工作时，信号采集电路将气体浓度转换为模拟电压，通过ADC换器器转换为数字信号送入单片机，单片机部建立浓度与电压的关系，然后将结果送入LCD进行显示。
如果可燃气体的浓度达到报警值时会触发声光报警，同时无线控制模块触动阀门打开排气扇。
当发生未知危险时还可手动进行报警以及手动取消报警。
软件部分通过KEILC51编程实现，通过PROTEUS仿真，系统实现了预期的功能。
关键词：MQ-2传感器；AT89C51单片机；ADC0804芯片；LCD液晶显示；无线发射接收模块Design of Ignitable Gas Alarm Detector andController Based on MCUAbstractThe system consists of MQ-2 sensor, the single chip microcomputer AT89C51 analog to digital converter chip, the ADC0804, the LCD1602. Its function is to monitor the concentration of combustible gases in the environment, when the concentration reaches the alarm set value, the system will trigger sound and light alarm. The system is divided into hardware and software. Hardware consist of the acquisition circuit of the gas concentration, the A / D conversion circuit, the smallest system of AT89C51, circuit, display circuit, the alarm circuit and the key circuit. When the system is working, the signal acquisition circuit convert the gas concentration to analog voltage, then the analog voltage is converted by ADC converter device to digital signal and then send into the microcontroller, The cpu establish the relationship between concentration and voltage, then the result is dispiayed by 1602LCD .If the combustible gas concentration reaches the alarm set value, the system will trigger sound and light alarm, at the same time RF transceiver /receiver module touches the valve to open the exhaust fan.When an unknown risk happen, the system can also control to open the function of manually alarm and manually cancel the alarm. The programming is implemented by KEIL C51, and the system is simulated by PROTEUS. System achieved the desired function.Key word: MQ-2 sensor；AT89C51；ADC0804；LCD；RF transceiver /receiver module目录引言 (1)第一章报警器的概述 (2)1.1报警器的研究背景 (2)1.2报警器的研究意义 (2)1.2.1气体传感器的分类 (2)1.3系统整体方案及硬件设计 (3)第二章主要元件介绍 (3)2.1 AT89C51单片机 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 引脚及最小系统 (5)2.1.3 时钟电路 (8)2.1.4 复位电路 (9)2.2模数转换芯片ADC0804 (10)2.2.1概述 (10)2.2.2 引脚介绍 (10)2.2.3 A/D性能参数 (11)2.2.4 A/D转换的方法和原理 (12)2.2.5 连接方式 (12)2.3 MQ-2传感器 (12)2.4 LCD液晶屏 (14)2.4.1 1602引脚功能 (15)2.5 无线发射接收模块 (16)第三章模块电路设计 (19)3.1 可燃气体信号采集部分电路 (19)3.2 显示部分电路 (19)3.3 A/D转换部分电路 (20)3.4 报警显示部分电路 (21)3.5 最小系统及按键 (22)第四章整体电路 (24)4.1 系统整体电路图 (24)4.2 系统软件设计 (24)4.2.1 软件设计流程图 (24)第五章系统仿真实现 (26)5.1 编程软件简介 (26)5.2 仿真软件简介 (27)5.3 仿真测试 (28)结论 (32)参考文献 (33)辞 (34)附录 (35)引言煤矿爆炸、厂房起火、工人中毒、家庭煤气泄漏等此类新闻报道层出不穷。
基于单片机的火灾报警器设计毕业论文.doc
基于单片机的火灾报警器设计毕业论文目录1 绪论 (2)1.1概述 (2)1.2 火灾报警器技术现状及发展趋势 (3)1.3毕业设计任务及要求 (3)2 火灾报警器总体设计 (5)2.1 火灾报警器组成 (5)2.2 火灾报警器工作原理 (6)3 烟雾传感器选型及烟雾检测电路设计 (7)3.1 烟雾传感器的选型 (7)3.2 MQ-2传感器 (8)3.3 基于MQ-2的可燃气体检测电路设计 (10)4 温度检测电路设计 (11)4.1 温度传感器选型 (11)4.2 DS18B20温度传感器 (12)4.2 基于DS18B20的温度检测电路设计 (14)5 报警显示电路设计 (15)5.1 报警电路设计 (15)5.2显示电路设计 (15)6 数据通信模块 (17)6.1数据通信模块选型 (17)6.2 NRF24L01工作原理 (17)7 软件流程图及软件设计 (19)7.1系统软件流程图 (19)7.2软件程序设计 (19)8 系统调试与改进 (19)结论 (24)参考文献 (25)附录1 (27)附录2 (28)附录3 (29)致谢 (57)1 绪论1.1概述近年来，全国可燃气体泄漏事故频繁发生，造成了巨大的人员伤亡和物力损失，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。
探讨家庭火灾的特点及防火对策，针对多起气体泄漏事故的分析，排除监测系统老化等因素外，气体泄漏监测系统精度不高、响应慢、稳定性能不好都是事故发生造成损失的重要原因。
无线传感器网络是由大量体积较小、能源受限，具有一定计算、存储和无线通讯能力的传感器节点组成的网络，其综合了传感器、嵌入式、无线网络、分布式信息处理等技术。
NRF24L01无线模块是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据传输速率、低成本的单向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备中。
基于单片机的家庭防火防盗系统
长春工业大学毕业设计、毕业论文题目基于单片机地家庭防火防盗系统学校长春工业大学人文信息学院专业班级电子信息工程 090311班指导教师李珉姓名周梦2013年月日摘要目前市面上主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见地报警器都存在一些缺点.本系统采用了热释电红外传感器，它地制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠.这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现.同时它地信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理. 本设计主要包括硬件和软件设计两个部分.硬件部分包括单片机控制电路、红外检测电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成.处理器采用51系列单片机AT89S51.整个系统是在系统软件控制下工作地.软件部分可以划分为以下几个模块：数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数.关键词单片机红外传感器数据采集报警电路AbstractNowadays, there are many kinds of alarms, such as Pressure trigger anti-theft alarm, Switch electronic anti-theft alarm, Stress shielding trigger anti-theft alarm, which are the most popular in the market. However, all of these quite common alarms apparatuses have several shortcomings. This system used has hotly released the electricity infrared sensor, its manufacture simple，cost low, installs the antijamming ability strong, the sensitivity high, safe was reliable. This kind of security installment hiding, was not easily discovered by the bandits and thieves. Simultaneously its signal after monolithic integrated circuit system processing the convenience and P the C machine correspondence, is advantageous for the multiuser unification management. This design designs two parts including the hardware and software. The hardware partially including the monolithic integrated circuit control circuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuation execution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partial compositions. The processor uses 51 series monolithic integrated circuits AT89S51, the overall system is works under the system software control. For certain of these system programs can be divided into several modules as following: Data acquisition, Keyboard control, Feedback, and demonstration sub functions.Keywords Single chip Monolithic integrated circuit Infrared sensor data acquisition Alarm circuit目录第1章绪论 (1)1.1 防火防盗报警系统地概述 (1)1.2 研究地目地和意义 (1)第2章系统地总体设计 (1)2.1 总体设计思想 (1)2.2 系统总机构 (2)2.3 系统设计原理图 (2)第3章检测信号放大电路设计 (3)3.1 热释电红外传感器典型电路 (3)3.2 热释电红外传感器控制电路芯片地选择 (5)3.3 菲涅尔透镜原理 (7)第4章单片机接口电路设计 (7)4.1 AT89S51地主要功能特性 (7)4.2 AT89S51地内部结构及管脚 (8)第5章温度检测电路 (10)5.1 温度传感数据采集电路 (10)5.2 DS18B20温度传感器引脚功能 (11)第6章键盘电路 (12)第7章显示电路 (13)第8章软件设计 (15)8.1 程序框图 (15)参考文献 (16)第1章绪论1.1 防火防盗报警系统地概述防盗控制广泛可应用于工厂、家庭、汽车等场合.实现无接触、智能化报警是防盗控制系统目前地发展方向.目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见地报警器都存在一些缺点：压力触发式防盗报警器由于压力板安装在垫子内，当主机停止工作，很容易失报和误报，其可靠性低.开关式电子防盗报警器一般只有一个定点，有效范围小，而且各种开关也易坏，失报和误报率就高，不可靠.遮光式触发防盗报警器在受到太阳光照射就会引起误报，同时若遮住了光也会引起误报，所以这种报警器地可靠性也不高.还有，就闭路监控电路防盗系统而言：它地安装线路复杂，而且技术要求比较高，价格也比较昂贵，不利于广泛利用.本系统采用了热释电红外传感器，它地制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠.这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现.1.2 研究地目地和意义随着微电子技术与网络技术地飞速发展，人们对于居住环境地安全、方便、舒适提出了越来越高地要求，因此智能化住宅随之出现，也随着改革开放地深入和市场经济地迅速发展、提高，带来许多不安定因素，刑事案件特别是入室盗窃、抢劫居高不下，因此家庭智能安全防范系统是智能化社区建设中不可缺少地一项，而以往地做法是安装防盗门、防盗网，但普遍存在有碍美观，不符合防火要求，而且不能有效地防止犯罪分子对住宅地入侵，故利用高科技地电子防盗报警系统也就应运而生. 目前家庭住宅地主要防范措施是利用防盗门，商店地防盗措施主要是监控器和出门口地红外报警器.随着人们认识地深入，利用智能防盗、防火、防煤气将成为人们地首要选择，智能安防也是安防行业地发展趋势.第2章系统地总体设计2.1 总体设计思想以AT89S51单片机为控制中心，外部传感器为检测元件，通过按键控制其报警温度与传感器地开关，输出由LED显示数码管与声光报警电路组成，其中温度传感器使用数字化地一线总线技术地传感器DS18B20作为检测器件，烟雾传感器作为烟雾气体地检测器件，红外传感器作为人体热释电检测器件，单片机I/O口通过接收各个传感器地返回状态值来判断是否进行报警，报警电路由单片机控制输出信号，蜂鸣器产生蜂鸣，对应报警指示灯点亮，且数码管可以显示实时温度，整个系统设计简单合理，通过单片机控制其外围器件，更加简单可靠，防盗控制系统地总体设计框图如图2-1所示：图2-1 防火防盗报警总体设计框图2.2 系统总机构为了实现设计要求地基本功能，本系统必须包含四个基本功能模块：单片机控制模块、传感器模块、报警模块、显示模块.其中单片机控制模块主要用于回应传感器信号和进行显示程控；传感器模块主要用于感应是否有物体通过，并形成电平信号输出；报警模块主要用于报警声响提示；显示模块主要用于显示实时温度. 为完善系统地功能同时能够达到系统地设计指标，本系统必须包含以下功能模块：复位电路：实现单片机地复位控制；时钟电路：提供单片机所需地时钟频率.2.3 系统设计原理图图2-2 基本原理框图系统基本原理如图2-2所示，由以上系统基本原理框架图可以看出，本系统地外围电路相对比较简单，功能地实现主要是从外部获取控制信号之后在单片机中进行数据处理，数据处理完毕之后单片机便将控制信号输出到报警电路进行报警，将显示数据输出到显示电路进行显示.系统基本原理利用单片机监控传感器信号来判断防火以及防盗事务发生并做出相应地反映，以到达时刻预防意外发生并在乎外发生时作出及时地调停办法.设计分为三个部门：信号监视部门，信号处理部门以及调停实行部门.信号监视部门有分离地小部门，有用于防火地烟雾传感器和温度传感器，有用于防盗地红外线发生器以及吸收器.设计简单但很实用.第3章检测信号放大电路设计3.1 热释电红外传感器典型电路红外技术已经成为先进科学技术地重要组成部分，他在各领域都得到广泛地应用.本章节主要介绍利用热释电红外检测报警地电路并由此得出检测信号放大电路.热释电红外传感器是利用红外辐射和红外测温地原理来探测地.红外测温处于非接触式测温，是测温技术中主要地手段，其特点是测温范围广，影响速度快和不明显破坏被测对象温度场，因而广泛被应用.非接触红外测温有以下几个优点：(1)测量不干扰被测温场，不影响温场分布，从而具有较高地测温准确度；(2)测温范围宽；(3)探测器地响应时间短，反应熟速度快，易于快速与动态测量；(4)不必接触被测物体，操作方便；(5)可以确定微小目标地操作.热释电红外传感器主要由高热系数地锆钛酸铅系陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘钛等配合滤光镜片窗口组成，它能以非接触形式，检测出物体放射出来地红外能量变化，并将其转换成电信号输出.金属、塑料封装热释红外传感器，内装有变换阻抗用地场效应晶体管，输出阻抗一般为10～47kΩ，顶端或侧面装有滤光镜片，用来选择接收不同波长地热释红外线.人体辐射地红外线中心波长为9～10µm,而这种探测元件地波长灵敏度特性在0.2～20µm,范围几乎是稳定不变地.在硅片表面上截止波长7～10µm地滤光片,使波长超过7～10µm地红外线通过,而小于7µm 地红外线被吸收,于是就得到只对人体敏感地热释红外线.如果用菲涅耳透镜配合放大电路，将检测出来地红外信号放大60～70dB，则可检测出10～20m处人地行动.热释电红外传感器地文字符号为AT.图3-3为热释电红外传感器地典型应用电路.若AT为双元件热释电红外传感器其内部电路见图3-1，其接收波长为6.5～14µm，适用于防盗报警系统，输出阻抗为10kΩ；若AT为单元件热释电红外传感器其内部电路如图3-2所示，接收波长为1～20µm，适用于温度遥测，但同样亦可用于防盗及自动控制系统.图3-1 双元件热释电红外传感器图3-2 单元件热释电红外传感器图3-3中，当AT接收到人体信号时，输出一个微弱地低频信号，其频率约为0.3～3Hz.经晶体管VT1和运算放大器A1组成地两级放大器将信号放大至70～75dB.由A2等组成地电压比较器，设定一个参考电压.在无目标进入时，末级无输出；一旦有目标进入探测范围，AT则有信号输出，经放大后，电压高于比较器设定电压时，A2输出高电位，VT2导通，继电器K 吸合，其触点接通报警电路或控制电路，实现热释电红外探测之目地.图3-3 热释电红外传感器典型电路3.2 热释电红外传感器控制电路芯片地选择3.2.1 电路运算放大器集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻地多极直接耦合器放大电路，它地类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，结构有差分放大极、电压放大极、输出极和偏置电路组成.输入级一般是差分式放大电路，利用它地对称特性可以提高整个电路地共模抑制比和其他方面地性能，它地两个输入端构成整个电路地反相输入端和同相输入端.电压放大级地主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成，输出级一般由电压跟随放大器或互补电压跟随器组成，以降低输出电阻，提高带负载能力.偏置电路是为各级提供合适地工作电流.3.2.2 低功耗、双运算放大器LM358低功耗、双运算放大器LM358内部包括有两个独立地、高增益、内部频率补偿地双运算放大器，适合于电源电压范围很宽地单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐地工作条件下，电源电流与电源电压无关.它地使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电地使用运算放大器地场合.LM358引脚图如图3-4：图3-4 LM358引脚图LM358地特性：(1)内部频率补偿；(2)直流电压增益高(约100dB)；(3)单位增益频带宽(约1MHz)；(4)源电压范围宽：单电源(3～30V)；双电源(±1.5～±15V)；(5)低功耗电流，适合于电池供电；(6)低输入偏流；(7)低输入失调电压和失调电流；(8)共模输入电压范围宽，包括接地；(9)差模输入电压范围宽，等于电源电压范围；(10)输出电压摆幅大(0至Vcc-1.5V）.3.3 菲涅尔透镜原理目前人体验知系统中地光调制器一般都采用多元阵列式菲涅尔透镜，它起到红外辐射收集器和调制器地双重作用.热释电传感器只有与菲涅尔透镜配合使用才能发挥最大作用.加装菲涅尔透镜可使传感器地探测半径从不足2m提高到至少8m范围.菲涅尔透镜实际是一个透镜组，每个单元一般都只有一个不大地视场，且相邻地视场既不连续，也不交叉，都相隔一个盲区.这样，当人体在装有菲涅尔透镜地传感器监控范围内运动时，人体辐射地红外线通过菲涅尔透镜传到传感器上，形成一个不断交替变化地盲区和亮区，使得敏感单元地温度不断变化，传感器从而输出信号，或者说，人体在监控范围内活动时，进人一个视场后，又走出这个视场，再进人另一视场对传感器而言，相当于一会儿看到人，一会儿又看不到人，人体地红外线辐射不断改变传感器地温度.使之有一个又一个相应地电信号.菲涅尔透镜不仅可以形成亮区和盲区，而且还有聚焦作用，其焦距一般在5cm左右.菲涅尔透镜一般由聚乙烯塑料片制成，呈乳白色半透明状.需要说明地是:在每次接通电源时，传感器要有几秒到十几秒地“预热”时间，在这段时期内该传感器不起作用.第4章单片机接口电路设计4.1 A T89S51地主要功能特性AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP (In-system programmable)地可反复擦写1000次地Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司地高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大地微型计算机地A T89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比地解决方案.AT89S51具有如下特性：(1)8位中央处理器（CPU）；(2)数据存储器(128B RAM)；(3)程序存储器（4KB flash ROM)；(4)4个8位可编程并行I/O口（P0口,P1口，P2口，P3口）；(5)1个全双工地异步串行口；(6)2个可编程地16位定时器、计数器；(7)1个看门狗定时器；(8)中断系统具有5个中断源，5个中断向量；(9)特殊功能寄存器(SFR)26个；(10)低功耗节电模式有空闲模式和掉电模式.(11)3个程序加密锁定位.4.2 A T89S51地内部结构及管脚AT89S51管脚说明：(1)VCC：供电电压；(2)GND：接地；(3)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P0口地管脚第一次写1时，被定义为高阻输入.P0能用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址地低八位.在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻.(4)P1口：P1口是一个由内部提供上拉电阻地8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收和输出4TTL门电流.P1口管脚写入1后，被内部拉高，将用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉地缘故.在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收.(5)P2口：P2口为一个内部上拉电阻地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口地管脚被外部拉低，将输出电流.这是由于内部上拉地缘故.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口输出地址地高八位.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地内容.P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号.(6)P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻地双向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（ILL）这是由于上拉地缘故.P3口也可作为AT89S51地一些特殊功能口，如下表4-1所示，P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号.表 4-1(7)RST：复位输入端口.当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期地高电平时间.(8)ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许地输出电平用于锁存地址地低位字节.在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲.在平时，ALE端以不变地频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率地1/6.因此它可用作对外部输出地脉冲或用做定时器.然而要注意地是：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地输出可在SFR8EH地址上置0.ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用.另外，该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态地ALE禁止，置位无效.(9)/PSEN：外部程序存储器地选通信号.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，这两次有效地/PSEN信号不会出现.(10)/EA（VPP）：当/EA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.但是在加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部为程序存储器.在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP).(11)XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器地输入端.(12)XTAL2：片内振荡器反相放大器地输出端.AT89S51管脚图如图4-2：图4-2 AT89S51内部结构图第5章温度检测电路5.1 温度传感数据采集电路传感器是检测系统中地必要工具，处于检测系统地输入端，是检测系统地第一环节，通常是检测系统与被测量对象间地接口，我们将自动检测装置中最初感受被测量并将其转换为可用信号输出地器件称为传感器，它由敏感元件，转换原件和其他辅助部分组成，传感器地工作特点具有高精度，低成本，高灵敏度，稳定性好，工作可靠，抗干扰能力强，动态特性良好，结构简单，便于维护，功耗低等.基本功能如下：(1)它是一种测量装置，具有一定精度，能完成检测任务；(2)其输入量是某一被测量，或是物理，化学，生物；(3)其输出量是一种物理量，这种量便于传输，转换处理，显示等；(4)传感器地输入量与输出量是已知地.本电路温度传感器数据采集部分由温度传感器DS18B20和电阻R14等器件组成.DS18B20支持一线总线接口，测量温度范围为–55℃～+125℃.可直接将被测温度转化成串行数字信号，以供单片机处理，通过编程DS18B20可以实现9～12位地温度读数，信息经过单线接口送入DS18B20读、写和执行温度变换所需地电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源.由于DS18B20温度传感器要求，R14为上拉电阻，选R14=4.7K.如图5-1所示:图5-1 温度传感数据采集电路5.2 DS18B20温度传感器引脚功能温度传感器选用达拉斯公司地单线数字温度传感芯片DS18B20(8引脚SOIC封装)，其引脚分布如图5-2所示：图5-2 DS18B20引脚分布图DS18B20引脚功能说明如下：(1)NC(1、2、6、7、8脚)：空引脚，悬空不使用；(2)VDD(3脚)：可选电源脚，电源电压范围3～5.5V.当工作于寄生电源时，此引脚必须接地；(3)DQ(4脚)：数据输入/输出脚.漏极开路，常态下高电平.DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出地一种改进型智能温度传感器，与传统地热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单地编程实现9～12位地数字值读数方式.DS18B20地性能特点如下：(5)独特地单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；(6)多个DS18B20可以并联在惟一地三线上，实现多点组网功能；(7)无须外部器件；(8)可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5Ｖ；(9)零待机功耗；(10)温度可以实现9～12位数字值读数方式；(11)用户可定义报警设置；(12)报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)地器件；(13)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作.第6章键盘电路按键分为独立式按键与行列式按键，两种按键都可以与单片机I/O口直接相连，但是两种按键地工作方式大不相同，独立按键地每一个按键都需要一根独立地I/O口使用，而矩阵按键是成阵列排列地，用行扫描控制地I/O口与列扫描控制地I/O口地个数相乘地个数即为按键地个数.所以在使用多按键地设计中，大多选用矩阵按键作为键盘地输入部分，而在本设计中使用了8个按键作为按键输入，所以选用矩阵按键作为键盘地部分，其电路图如图6-1所示：图6-1 键盘电路图使用单片机地P1.0口与P1.1口作为行控制口，使用P1.4～P1.7作为列控制口，单片机通过软件编程控制其按键值地判断，在判断中我们采用编程扫描地方式，也就是在无中断产生时，不断地扫描按键程序，判断过程为：先将P1.0与P1.1置0进行行扫描，判断是否有列值按下，其判断时对P1口赋值0XF0，如果有按键按下，行列将会有一处交点，相当于对两个I/O短路，则另一个列I/O口也被强制下拉为低电平，该值中地高8位将会有某一列全部为0，有按键按下，则将该列编码值保存，然后将P1口赋值0X0F；进行全列扫描，判断行是否有为0地状态，然后将这个行编码值保存，最后将行列值地编码值进行或运算，就组成按键地原始编码值，完成了按键地扫描.第7章显示电路数码管显示地工作原理:八段LED显示器由8个发光二极管组成.基中7个长条形地发光管排列成“日”字形，另一个点形地发光管在显示器地右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母.LED显示器有两种不同地形式：一种是8个发光二极管地阳极都连在一起地，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管地阴极都连在一起地，称之为共阴极LED显示器.如图7-1所示：图7-1 数码管引脚图在选用共阴地LED时，只要在某一个发光二极管加上高电平，该二极管即点亮，反之则暗.而选用共阳极地LED时，要使某一个发光二极管发亮，则需加上低电平，反之则暗.为了保护各段LED不受损坏，需要外加限流电阻.为了要显示某个字型，则应使此字形段地相应点二极管点亮，也即送一个不同地电平组合代表数据来控制LED显示地字型，此数据称为字符地段码.共阴和共阳结构地LED显示器各笔划段名和安排位置是相同地.当二极管导通时，相应地笔划段发亮，由发亮地笔划段组合而显示地各种字符.8个笔划段Dpgfedcba对应于一个字节(8位)地D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二进制码就可以表示需要显示地字符地字形代码.本电路采用共阴极接法.数码管显示有两种方式：静态显示与动态显示；由于设计为了简化电路，降低成本，以此选用动态显示方式.静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存地功能,单片机将要显示地数据送出后就不再控制LED，直到下一次显示时再传送一次新地数据.只要当前显示地数据没有变化，就无须理睬数码显示管.动态扫描用分时地方法轮流控制每个显示器地COM端，使每个显示器轮流点亮.在轮流点亮过程中，每位显示器地点亮时间极为短暂，但由于人地视觉暂留现象及发光二极管地余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描地速度足够快，给人地印象就是一组稳定地显示数据.图7-2 显示电路其电路图如图7-2所示，图中SRD2为上拉电阻排，电阻值为10K，驱动芯片用74HC573作为驱动使用，U2为位选驱动，U3为段码驱动，单片机地P0口接LED地段码驱动，单片机地P2口接LED地位选码驱动，该器件驱动电流可以达到100mA，而LED数码管全亮时，最大电流可以达到32mA，如果全部驱动输出会将数码管烧坏，所以在程序中使用PWM输出地控制，在消隐时，也就是禁止数码管地输出，之后加上一段时间地延时，要确保加入地时间。
基于单片机的火灾报警装置系统设计与实现(开题报告)
本科生毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的火灾报警系统的设计与实现姓名：学号：指导教师：班级：所在院系：电气与信息工程毕业设计（论文）开题报告表本科生毕业设计（论文）开题报告考核一、指导教师对开题报告的评语：指导教师200 年月日二、开题报告答辩评语及成绩:成绩答辩小组负责人200 年月日陕西科技大学毕业设计（论文）任务书电信学院电子信息工程专业08 班级学生：题目：基于单片机的火灾报警系统的设计与实现毕业设计（论文）从2012 年2 月20 日起到2012年6月8 日课题的意义及培养目标：火灾早已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一。
随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加，火灾发生的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。
研发火灾报警系统就是要能够完成发现早期火灾隐患，以便控制和扑灭火灾，减少损失，保障生命安全的功能。
火灾探测器主要分为感烟探测器、感温探测器和光辐射探测器三大类。
本设计中可按照功能分为探测器模块、控制器模块和报警模块三部分，探测器模块能够有效识别火灾信息，减少误报；主控单片机实现对火灾情况进行实时、准确、快速的控制；报警模块可以完成火灾报警和显示相关信息功能。
因此该火灾报警系统能有效地防止和减少火灾危害，为社会发展提供安全保障，其完成对保护人身安全和财产安全具有现实意义。
设计（论文）所需收集的原始数据与资料：1.胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社，2006.2.三恒星科技.MCS-51单片机原理与应用实例「M].北京:电子工业出版社，20073.王殊等.火灾探测及其信号处理技术[M].武汉:华中理工大学出版社，19984. 缪顺兵，熊光明，李永萍，鲁霞.自动火灾报警系统设计与研究[J].装备制造技术，2006第4期5. 公安部消防局天津警官培训基地.火灾自动报警与联动控制系统[M].北京:中国人民公安大学出版社，20066. 韩敬.火灾报警系统及发展[J].山西建筑，2002(7)7.吕津.一种新颖的火灾自动报警控制器的硬件设计:(硕士学位论文)[D].成都:四川大学，2003.课题的主要任务（需附有技术指标分析）：1.熟悉火灾探测器的具体种类，并且了解并比较感烟探测器、感温探测器和光辐射探测器三大类火灾探测器具体特点及应用场合;2.设计一套简单实用、抗干扰能力强、性价比高的火灾报警系统；3.报警及单片机外围接口电路设计。
基于单片机的智能家居防火防盗报警系统毕业设计
表4.1 P3口的第二功能
端口引脚
第二功能
P3.0
RXD（串行输入口）
P3.1
TXD（串行输出口）
P3.2
INT0（外中断0）
P3.3
INT1（外中断1）
P3.4
T0（定时/计数器0）
P3.5
T1（定时/计数器1）
P3.6
In this design ,the intelligent family- house control system includes this function : indoor information intelligent monitoring , the input and real-time display ,sound and light alarm, and so on .The design is a fire and security system, which combines sensor technology with microcontroller. This design adopts the DYP-ME003 human body infrared sensor module,18b20 temperature sensor and MQ_2 smoke sensor to detection signal. These sensor send the signals to microcontroller.The microcontroller process these signal and drive alarm circuit to achieve sound and light alarm .The fir temperature and smoke concentration are initialized in this system.,and are displayed in the LED display .The system has the advantages of simple structure ,stable performance ,conventional operation ,low price ,and has a certain practical value .
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基于单片机的火灾报警系统设计毕业设计目录摘要...............................................................错误！未定义书签。
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第1章绪论 (1)1.1 课题的背景 (1)1.2 电子万年历的发展 (1)1.3 电子万年历设计 (1)第2章设计要求与方案论证 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 方案论证 (3)2.2.1 控制部分方案设计 .......................................... .32.2.2 显示部分的设计 ........................................... ..42.2.3 单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.4 时钟芯片的选择方案和论证 (4)2.2.5 温度传感器的选择方案和论证 (5)2.2.6 电源的选择方案 (5)第3章硬件设计 (6)3.1 电路的设计框图 (6)3.2 主要单元电路的设计 (6)3.2.1 单片机主控电路设计 (6)3.2.2 时钟振荡电路设计 (8)3.2.3 复位电路设计 (9)3.2.4 温度传感器电路设计 (9)3.2.5 时钟电路设计 (12)3.2.6 显示电路设计 (13)3.2.7 按键电路设计 (16)3.2.8 报警电路设计 (16)第4章软件设计 (17)4.1 程序流程图 (17)4.1.1 主程序流程 (17)4.1.2 时间调整程序流程图 (18)4.1.3 时钟芯片读写程序流程 (20)4.1.4 温度测量元件控制程序流程 (20)4.1.4 公历转换成农历的基本原理 (21)4.2 操作与调试 (22)4.2.1 软件调试 (22)4.2.2 万年历实物 (23)总结与展望 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录一：系统硬件原理图 (29)附录二：元器件清单 (30)附录三：设计程序 (31)第1章绪论1.1 课题的背景随着社会的发展和科技水平的提高，人类获得和计算时间的方法，历经观天阳、摆钟到现在电子钟，经过不断发展和创新，计时的精度越来越准确。
为了观测时间的同时，能够了解其他与人类日常生活密切相关的信息，比如星期、日期、温度、湿度等信息，电子万年历诞生了，它集时间、日期、星期等功能于一身，具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简单等诸多优点，符合电子仪器仪表的发展趋势，具有广阔的市场前景。
1.2 电子万年历的发展二十一世纪的今天，最具代表性的计时产品就是电子万年历，它是近代世界钟表业界的第三次革命。
第一次是摆和摆轮游丝的发明，相对稳定的机械振荡频率源使钟表的走时差从分级缩小到秒级，代表性的产品就是带有摆或摆轮游丝的机械钟或表。
第二次革命是石英晶体振荡器的应用，发明了走时精度更高的石英电子钟表，使钟表的走时月差从分级缩小到秒级。
第三次革命就是单片机数码计时技术的应用（电子万年历），使计时产品的走时日差从分级缩小到1/600万秒，从原有传统指针计时的方式发展为人们日常更为熟悉的夜光数字显示方式，更加直观明了，并增加了全自动日期、星期、温度以及其他日常附属信息的显示功能，电子万年历的出现带来了钟表计时业界跨跃性的进步。
如今电子万年历飞入了寻常百姓家，挂式、台式以及带装饰画面等丰富的电子万年历数不胜数，不但满足了精准的计时需求，还将计时带上了科技时尚的味道。
单片机技术所应用的功能控制芯片可进行多种功能的设置，如闹钟、报时、日历查询、语音等；并改善了很多原有石英钟不能解决的问题，例如：数字夜光显示、数据存储以及全自动温度检测等功能；这给传统计时消费带来了新的动力，越来越多的消费者选择了电子万年历。
1.3 电子万年历设计针对目前市场上销售的万年历设计的功能进行调研，确定本次毕业设计课题的主要功能应该具有：阳历日期显示、时间显示（精确到秒）、农历日期显示、星期显示、环境温度显示、定时闹铃和温度上下限报警等基本功能，设置功能应该具有时间修改和重设定，在修改时间的过程中，可以对月份的天数自动判断和纠错。
同时具有事件备忘记录和提醒功能。
在设计过程中首先要学习各种芯片的引脚基本功能，电路的连接和设计，尤其是其工作时序，这是实现系统的关键。
温度检测采用DS18B20，由于DS18B20是单总线温度传感器，所以，对其控制需要较严格的时序。
通过查阅资料和仿真掌握单总线数字温度传感器的时序要求和工作流程，该系统主要应用了DS18B20的跳过ROM匹配、温度转换、读取温度指令等。
时钟芯片采用DS12C887 ，DS12C887为24脚双列直插式时钟芯片，为了能够使其正常工作，要学习其中的寄存器格式、寄存器特殊位作用、读取时间寄存器数据、写入时间寄存器数据等。
DS12C887时钟芯片内部有集成备用电源，所以，有掉电保护作用，大概能用上十年之久。
显示器件选用12864液晶模块，由于液晶模块在写入指令或数据后，要经过一段时间才能完成内部动作，所以，对其读写控制时要有必要的延时，以等待液晶模块完成内部动作，才能使写入的数据或指令有效。
带字库型液晶模块有基本指令集和扩充指令集，本设计不需要显示图片，所以，采用基本指令集。
在时间设定环节，要有设定提示，本系统以游标闪烁方式提示用户当前所修改的数据。
第2章设计要求与方案论证2.1 设计要求基本要求：（1）具有显示年、月、日、星期、时、分、秒等功能；（2）万年历具有闰月识别显示功能，并能显示农历年，月，日，12生肖；（3）具备年、月、日、星期、时、分、秒校准功能和日期的查询功能；（4）具备节日提醒、闹钟功能；（5）具备温度显示功能；（6）具备温度上下限报警；2.2 方案论证2.2.1 控制部分方案设计一般针对万年历设计控制部分可采用编程逻辑器件。
如采用ALTERA公司的FLEX10K系列PLD器件。
这种设计结构清晰，各个模块的硬件上设计简单，控制与显示的模块间的连接也比较方便。
但是考虑到本设计的要求，EDA在功能扩展上比较受局限，而且EDA占用的资源也相对多一些。
，所以利用PLD器件对于未来功能的拓展受到较大的局限。
另一方案可以采用编程逻辑器件设计，但是成本较高，不适合家用市场的推广。
另外万年历的设计可以采用单片机设计，8位单片机有丰富的中断源和时基，方便设计。
它的准确度相当高，并且C语言和汇编兼容的编程环境也很方便来实现一些递归调用。
I/O口功能也比较强大，方便使用。
用8位单片机做控制器最有特色的就是它的可编程音频处理，可完成语音的录制播放和识别。
这些都方便对设计进行扩展，使设计更加完善。
成本也相对低一些，所以本次设计选用8位单片机设计。
2.2.2 显示部分的设计方案一：LED数码管动态扫描。
相对于液晶显示比较经济实惠，但液晶显示比数码管显示美观，LED数码管在操作上比较繁琐。
方案二：点阵式数码管显示。
点阵式数码管显示对于显示文字比较适合，如采用在显示数字显得太浪费，且价格也相对较高，所以也不用此种作为显示。
方案三：液晶显示方式。
采用液晶显示屏12864，显示功能强，效果直观，并且可以显示汉字，方便操作。
所以本次设计选择12864液晶显示屏。
2.2.3 单片机芯片的选择方案和论证方案一：采用AT89C52，片内ROM全都采用Flash ROM；同时也与MCS-52系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89S51的功能，且具有在线编程可擦除技术，但是在下载程序时要用专门的下载器，此下载器价格不菲，作为学生的我们为了节约成本，最好不要选用。
方案二：采用STC89C52芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有8KB ROM 存储空间，而且与MCS-52系列单片机完全兼容，且具有在线编程可擦除技术，能通过MAX232和串口对单片机下载程序，硬件简单，操作方便，经济实惠。
所以选择采用STC89C52作为主控制系统。
2.2.4 时钟芯片的选择方案和论证方案一：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒计数。
采用此种方案虽然减少芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大。
所以不采用此方案。
方案二：采用DS12C887时钟芯片实现时钟，DS12C887芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月、年以及闰年补偿的年进行计数，而且精度高，工作电压2.5V～5.5V范围内，具有掉电保护功能和闹钟识别。
所以本次设计采用DS12C887时钟芯片实现时钟。
2.2.5 温度传感器的选择方案和论证方案一：传统的温度传感器，读出来的数据要通过模数转换才能送入单片机内，硬件电路复杂，而且精度不高。
方案二：采用数字式温度传感器DS18B20，它是数字式温度传感器，具有测量精度高，电路连接简单特点，此类传感器仅需要一条数据线进行数据传输，使用P3.7与DS18B20的I/O口连接加一个上拉电阻,Vcc接电源,Vss接地。
所以本次设计采用数字式温度传感器DS18B20实现温度采集。
2.2.6 电源的选择方案单片机的电压范围是4V.0—6.0V；时钟芯片DS12C887，当电压输入为+5V 时，用户可以访问DS12C887内RAM中的数据，并可对其进行读/写操作；当电压输入小于+4.25V时，禁止用户对内部RAM进行读/写操作，此时用户不能正确获取芯片内的时间信息；温度传感器的电压范围是3.0V—5.5V，所以本次设计采用的是用三节七号干电池，提供4.5V电压，方便快捷，也减少板子的空间，方便设计。
第3章硬件设计3.1 电路的设计框图本设计的总体框架如图3.1所示，系统包括：主控制模块、时钟模块、显示模块、键盘操作模块和报警模块等六部分。
以下简单说明各部分的功能和选择的芯片采用STC89C52作为主控制系统，采用DS12C887提供时钟，采用12864液晶显示作为显示部分，DS18B20温度传感作为温度采集系统，采用四按键调整系统和蜂鸣器报警系统如。
图3.1电路的设计框图3.2 主要单元电路的设计本次电路设计主要包括以下几个模块：单片机主控电路设计；复位电路设计；晶振电路设计；温度传感器电路设计；实时时钟电路设计；显示电路设计以及按键系统设计。
3.2.1 单片机主控电路设计（1）STC89C52的简介STC89C52是一种低功耗，高性能的CMOS 8位微处理器，内部有8K字节的闪速PEROM ，与MCS-51系列的引脚及指令兼容，FLASH系列存储器为快速擦写存贮器。
相对于MCS-51系列芯片而言，其特点如下：●可擦写1000次●全静态操作：0Hz～33MHz●32根可编程I/O口线●内部RAM为256字节●两个16位的定时/计数器●8个中断源STC89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。