便携式火灾报警器的设计论文

便携式火灾报警器的设计
摘要:本文基于STC89C52 单片机设计了一种既能够在大型场合适用，也能够在家庭中适用的便携式火灾报警器。

本火灾报警器以传感器和单片机为核心器件，配合其它外围控制显示电路实现声光报警、实时温度显示和烟雾浓度显示等功能。

设计中采用了STC89C52单片机作为控制器件，运用MQ-2烟雾传感器实现对烟雾浓度的检测和温度传感器18B20实时对温度的检测。

火灾报警器主要由烟雾传感器对烟雾信号的采集和温度传感器对温度信号的实时采集、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路构成。

本设计价格低廉，具有一定的实用价值。

实验证明，设计的火灾报警器可以实现火灾的报警，证明了设计的有效性和可行性。

关键词：火灾报警 STC89C52 单片机 MQ-2烟雾传感器
Design of portable fire alarm
Abstract:Based on STC89C52 microcontroller design a can be used in large occasions, portable fire alarm can also be applied in the family.The fire alarm sensor and single-chip microcomputer is as the core device, with other peripheral control circuit to achieve sound and light alarm, real-time display of temperature and smoke concentration display function.The design uses STC89C52 MCU as the control device, the use of MQ-2 smoke sensor on the smoke concentration detection and temperature sensor 18B20 real-time detection of the temperature.Fire alarm is mainly composed of smoke sensor signal acquisition and the temperature sensor to the temperature real-time signal acquisition, analog-to-digital conversion circuit, single-chip microcomputer control circuit, display circuit, alarm circuit. This design has the advantages of low price, has a certain practical value.Experimental proof, fire alarm design can realize the fire alarm, proves the validity and feasibility of the design.
Key words: Fire Alarm STC89C52 MCU MQ-2 smoke sensor
目录
1 绪论 (1)
1.1设计火灾报警器的目的与意义 (1)
1.2火灾报警器的现状以及发展趋势 (1)
1.2.1火灾报警器的现状 (1)
1.2.2火灾报警器的发展 (2)
2基于51单片机的火灾报警器的整体设计方案 (3)
2.1火灾产生原理及过程 (3)
2.2火灾报警器的总体设计方案 (3)
2.2.1火灾报警器设计方案 (3)
2.2.2系统硬件框架 (4)
2.2.3火灾报警器软件整天构架 (5)
2.3烟雾传感器的选择 (5)
2.3.1烟雾传感器介绍 (5)
2.3.2烟雾传感器的选定 (6)
2.3.3 MQ-2烟雾传感器的工作原理 (6)
2.3.4MQ-2烟雾传感器的主要参数及特性 (7)
2.4温度传感器的选择 (9)
2.4.1温度传感器的分类 (9)
2.4.2温度传感器的选定 (9)
2.4.3 DS18B20温度传感器工作原理 (9)
2.4.4 DS18B20温度传感器的特性 (10)
3火灾报警器硬件实现 (11)
3.1 STC89C52RC构成与原理 (11)
3.1.1 STC89C52RC构成 (11)
3.1.2 STC89C52RC管脚作用 (11)
3.2 ADC0804构成与原理 (13)
3.2.1 ADC0804构成 (13)
3.2.2 ADC0804芯片参数特性 (13)
4火灾报警器的硬件设计 (15)
4.1模数转换电路 (15)
4.2 ADC0804与单片机接法 (15)
4.3显示电路 (16)
4.4报警电路 (17)
5火灾报警器的软件设计 (19)
5.1 STC89C52RC单片机调试及开发工具 (19)
5.2检测火灾报警器软件流程及设计 (19)
5.3 调试中遇到的主要问题 (20)
6总结 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录一 (24)
附录二 (25)
1 绪论
1.1设计火灾报警器的目的与意义
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转眼间毁于一旦,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,是造成人员所以说,人们应该积极了解家庭火灾的主要起因,掌握防止发生火灾的知识和万一发生火灾时保护自己的方法,及时消除火灾所到指定危害。

火灾好像离我们都很远，但是我们的一个不小心就有可能导致火灾的发生，那时候说什么都迟了。

火灾是每天每时每刻都会发生，不是在地球这边就是在地球那边。

所以每个家庭甚至每个人都得注意以避免火灾。

根据有关部门统计，现在家庭火灾已经占火灾中大部分，所以家庭火灾也是值得重视，发生火灾的原因也是无法预测的。

火灾报警器是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或者警示我们应当采取某行动的电子产品[5]。

因此设计一种结构简单、价格低廉、实用并且适用市场需求的火灾报警器是具有一定的必要性。

1.2火灾报警器的现状以及发展趋势
如今，随着科技的发展，我们预防火灾的方式也逐渐从被动变为了主动。

每当火灾来临时，火灾报警器则毫不夸张的成为我们的救命稻草。

因而，也被我们视为最后的生命线。

1.2.1火灾报警器的现状
如今的火灾报警器已经不是单一的报警器，有些已经是一个系列的产品，它包括火灾探测设备、报警设备、自动传输信息设备等。

一个火灾报警器不仅可以检测到火灾，还能够自动联系119报警，而且还能够自动连接消防设备灭掉火源。

随着人类技术的发展，火灾报警器也是越来越智能化越来越人性化,有些引入了无线电通信技术，利用无线通信方式代替传统的有线通信方式，将大多的电器装置通过无线连接方式进行信息传输与控制，适用于各类建筑和场所。

无线火灾自动报警系统起初仅用于特殊场合，如博物馆、名胜古迹等不宜布线的场合[1]，而且其价格也比较高，但是伴着火灾报警器的发展，小型灭火器渐渐被忽视，然而家庭的火灾却在逐渐变多，所以设计一种小型而且适合家庭使用的火灾报警器是
必要的。

1.2.2火灾报警器的发展
二十多年前，中国的消防报警产品刚刚起步，无论产品技术含量、产品系列完整性、使用性，还是社会影响程度都是相当低的。

国外的产品和品牌一统天下，占领中国的大部分市场。

由于中国的建设正在飞速发展，中国企业抓住了机遇，顶住了挑战，先是一批国家的科研院所，后是一批国营企业、民营企业，业内也吸引和凝聚一大批国内的技术和管理精英，花了十多年时间，通过几次产品更新换代，就使自己的产品紧紧跟上了国际水平，并且夺回了大部分国内市场，这是典型的自力更生，走自己的路。

当然目前而言，我们基本占据的是国内市场，对外还刚启动。

中国企业正虎视眈眈，准备进军海外市场。

2基于51单片机的火灾报警器的整体设计方案
2.1火灾产生原理及过程
火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧造成的灾害。

燃烧是可燃物与氧化剂发生的一种氧化放热反应，通常伴有光、烟、或火焰。

燃烧的三要素：可燃物、氧气、达到着火点。

从物理学角度讲只要将燃烧的三要素控制一个就能不发生火灾，但是燃烧的三要素在日常生活中是无法避免的。

首先，氧气是人类赖以生存的条件，没有氧气人类是无法存活的，所以氧气是无法控制的；第二个是可燃物，生活中很多生活必需品还有日常用品都是可燃物，要想断绝可燃物也是行不通的；第三是达到着火点，正常在一个大气压下着火点是100摄氏度，日常温度正常在30摄氏度，因此控制温度是有可能不让发生火灾的。

人类的一些生活习惯有可能导致局部温度变高，例如播放的电视机旁的温度比正常温度高，此时旁边再放一些物品，温度就有可能达到100摄氏度，导致火灾。

因此在日常生活中应该避免这些问题的发生。

要想减少火灾造成的危害，首先得做好防火灾的措施，次之当发生火灾时，能够及时有效的扑救。

一旦发生火灾，将对人的生命和财产造成极大的危害[2]，有了火灾报警器我们才能够更加及时知道火灾的发生，减小火灾造成的损失[3]。

2.2火灾报警器的总体设计方案
2.2.1火灾报警器设计方案
方案一：利用ADC0809芯片可以转换多路模数转，同时转换由NIS-09C的烟雾传感器输出的烟雾信号和温度传感器LM94022输出的温度信号，由74ls373
锁存器锁存数据，再利用STC89C52RC单片机控制输入信号进行声光报警。

方案二：利用ADC0804转换烟雾传感器MQ-2输出的烟雾信号，温度信号直接由温度传感器18B20输入单片机，再由单片机出来输入的烟雾与温度信号，控制声光报警。

方案三：直接利用ADC574转换烟雾传感器输出的信号，再由单片机读取信号控制声光报警。

最终我们选择了方案二，原因是方案一中NIS-09C资料太少，而且驱动电源是9V，最重要的一点是NIS-09C的输出引线应悬空连接一般情况下用特氟隆支
持引线因为普通的电路板会造成微小的漏电,使检测结果不准确。

方案三中直接就检测烟雾浓度来报警火灾是以点概线、以面概全，是不准确的。

因此我们选择了方案一，方案一简单易懂，所需器材相对较少，焊接调试比较容易。

2.2.2系统硬件框架
本文的火灾报警器主要由数据采集模块、单片机控制模块、声光报警模块组成。

图2.1为火灾报警器的结构框图[4]。

图2.1火灾报警器的结构框图
单片机是整个报警系统的核心，火灾报警器的工作原理是：首先烟雾传感器和温度传感器将烟雾和温度信号输出，A/D转换电路将烟雾信号转换成数字量，将转换后的数字量和温度直接输出的数字量直接传给单片机，单片机根据接受到的信号进行判断是否发生火灾。

如果发生火灾，系统以声光的形式报警。

本火灾报警器具有以下功能：
（1）正常工作时，工作指示灯亮；
（2）异常报警功能。

当环境出现异常（如烟雾过大或是温度过高）时，能发出异常报警信号引起人们的注意，尽可能的避免火灾的发生。

（3）火灾报警功能。

当环境出现异常（烟雾过大和温度过高）时，能发出声光火灾报警，并及时发现火灾减少损失。

（4）系统故障报警功能。

当系统出现硬件或者其他故障（两次采集的信号不相等）时，能够发出报警信号。

（5）显示实时温度与烟雾浓度。

2.2.3火灾报警器软件整天构架
为了便于检测每一模块功能的实现，采用了模块化程序设计方法，首先实现每个模块功能的实现，最后进行总体融合。

本系统主要包括数据采集、温度烟雾实时显示、火灾判断与报警等。

火灾报警器的程序流程图如下图2.2所示。

图2.2 流程图
为了降低误报率，系统采用了多次采集、多次判断的方法。

每两次采集系统就对采集的数据进行判断。

主程序是一个while死循环，其流程是：首先对芯片设置并初始化，然后是采集数据，判断数据，报警。

2.3烟雾传感器的选择
2.3.1烟雾传感器介绍
一、烟雾传感器分类
(1) 烟雾传感器的分类
烟雾传感器种类繁多，从检测原理上可以分为三大类：
(a)利用物理化学性质的烟雾传感器：如半导体烟雾传感器、接触燃烧烟雾传感器等。

(b)利用物理性质的烟雾传感器：如热导烟雾传感器、光干涉烟雾传感器、红外传感器等。

(c)利用电化学性质的烟雾传感器：如电流型烟雾传感器、电势型气体传感器等。

二、常见烟雾传感器可检测烟雾种类
由于烟雾的种类繁多，一种类型的烟雾传感器不可能检测所有的气体，通常只能检测某一种或两种特定性质的烟雾。

例如氧化物半导体烟雾传感器主要检测各种还原性烟雾，如CO、H2、C2H5OH、CH3OH等。

固体电解质烟雾传感器主要用于检测无机烟雾，如O2、CO2、H2、Cl2、SO2等。

气敏式烟雾传感器的典型型号有MQ-2气体传感器。

该传感器常用于家庭和工厂的气体泄漏装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。

2.3.2烟雾传感器的选定
离子烟雾报警器对小型的烟雾颗粒的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应；而前向式光电烟雾报警器对烟雾较大颗粒的感应较灵敏。

当发生火灾时，有明火时：烟雾粒子较小；无名火时：烟雾颗粒较大。

而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分，所以在火灾探测方面，气敏式传感器性能并不如离子式传感器。

探测空气中可燃气体的含量。

有效地探测煤气、液化石油气、然气、一氧化碳等多种可燃性气体的微量泄漏。

适用于石油、化工、煤炭、电力、冶金、电子等工业企业，以及煤气厂、液化石油气站、氢气站等生产和贮存可燃性气体的场所。

因此，本设计采用半导体烟雾传感器作为报警器烟雾信息采集部分的核心。

而在众多半导体气体传感器中，本设计选用MQ-2型烟雾传感器，这种型号的传感器不但具备一般半导体烟雾传感器灵敏度高、响应快、抗干扰能力强、寿命长等优点。

2.3.3 MQ-2烟雾传感器的工作原理
半导体烟雾传感器包括用氧化物半导体陶瓷材料作为敏感体制作的烟雾传感器以及用单晶半导体器件制作的烟雾传感器。

按敏感机理分类，可分为电阻型
和非电阻型。

半导体气敏元件也有N型和P型之分。

N型在检测时阻值随烟雾浓度的增大而减小；P型阻值随烟雾浓度的增大而增大。

本设计中采用的MQ-2型烟雾传感器是由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层,测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。

封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。

可用于家庭和工厂的气体泄漏检测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等检测。

遇到可燃烟雾（如CH4等）时，原来吸附的氧脱附，而由可燃烟雾以正离子状态吸附在二氧化锡半导体表面；氧脱附放出电子，烟雾以正离子状态吸附也要放出电子，从而使二氧化锡半导体导带电子密度增加，电阻值下降。

而当空气中没有烟雾时，二氧化锡半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使电阻值升高到初始状态。

这就是MQ-2型燃性烟雾传感器检测可燃烟雾的基本原理。

MQ-2型传感器的结构图如图2.3所示，其外观如2.4所示。

图2.3 MQ-2传感器结构
图2.4 MQ-2外形
2.3.4MQ-2烟雾传感器的主要参数及特性
（1）MQ-2型传感器的一般特点
（a）MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感。

（b）MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。

初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。

（c）MQ-2型传感器具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息，例如酒精和烟雾等。

（d）电路设计电压范围宽，24V以下均可；加热电压5±0.2V。

（2）MQ-2型传感器的基本特性
（a）灵敏度特性
烟雾传感器在最佳工作条件下，接触同一种烟雾，其电阻值RS随气体浓度变化的特性称之为灵敏度特性，用K表示。

K=RS / R0 (2-1) 式中，R0为烟雾传感器洁净空气条件下的电阻值，RS为烟雾传感器在一定浓度的检测烟雾中的电阻值。

虽然对于不同的烟雾，器件灵敏度特性K的值也会各有差异，但是它们都遵循同一规律，log RS = m logC + n (2-2)式中，m为器件相对烟雾浓度变化的敏感性，又称烟雾分离能，对于烟雾，m值为1/2～1/3；C为检测烟雾的浓度。

n为与检测烟雾，器件材料有关，并随测试温度和材料中有无增感剂而有所不同。

（b）初期稳定特性
半导体烟雾传感器在不通电状态存放一段时间后，再通电时，器件并不能立即投入正常工作。

这是因为烟雾传感器中的二氧化锡在不通电的状态下会吸附空气中的水蒸气，当再次通电时需要预热几分钟使水蒸气蒸发后，气敏电阻才能正常工作。

再通电工作时气敏电阻值达到稳定时所需要的时间，定义为初期稳定时间。

一般情况下，不通电时间越长，初期稳定时间也越长，当不通电存放时间达到15天左右时，初期稳定时间一般需要5分钟左右。

（c）加热特性
半导体烟雾传感器一般要在较高的温度(200～450°C)下工作，所以需要对其加热。

由于传感器一般工作在易燃易爆环境下，若加热丝直接与电源相接，当加热丝局部短路造成器件过热或放电时，可能引发事故。

所以必须使用传感器生产厂家推荐的加热电压，使其工作在较安全的范围内。

MQ-2型烟雾传感器加热
电压为5±0.2V，加热电阻为31±3?。

当加热丝断路时，由于热惰性缘故，烟雾传感器的气敏特性并不立即消失，此时检测必出现较大的误差。

为避免出现这种情况，并及时发现气敏元件的故障，需要设计加热丝故障诊断报警电路。

（3）MQ-2型传感器的特性参数
（a）回路电压：(Vc) 5～24V
（b）取样电阻：(RL) 0.1～20K
（c）加热电压：(VH)5±0.2V
（d）加热功率：(P)约750mW
（e）灵敏度：以甲烷为例R0(air)/RS (0.1%CH4)＞5
（f）响应时间：Tres＜10秒
（g）恢复时间：Trec＜30秒
2.4温度传感器的选择
2.4.1温度传感器的分类
温度传感器的分类很多，下面举例几个例子：
按照输出模式可以分为：数字式温度传感器，逻辑输出温度传感器，模拟式温度传感器。

根据测量温度的不同可以分为：热电偶和热电阻，低于200度用热电阻，高于200度用热电偶热电偶根据感温元件的材质不同而称为不同分度常见的是K分度、S分度等,热电阻根据感温元件的材质不同而称为不同型号，常见如PT100（铂0摄氏度时阻值100欧姆），CU50（铜0摄氏度时阻值50欧姆）。

2.4.2温度传感器的选定
由于家庭使用的特殊性，温度传感的选择也应该符合家庭使用。

因此，本文选择了DS18B20温度传感器，它接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。

主要根据应用场合的不同而改变其外观。

封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。

耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

2.4.3 DS18B20温度传感器工作原理
DS18B20温度传感器电桥一个桥臂用对温度敏感的材料做成,在温度改变的时候电阻随着改变,使得电桥失去平衡,达到测量温度的效果。

DS18B20温度传感器与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可以根据实际要求通过简单的编程实现9-12位的数字量读取方式。

具有独特的单线接口方式，它与微处理器连接时只需要一条端口线。

[7]
2.4.4 DS18B20温度传感器的特性
（1）全数字温度转换及输出
（2）先进的单总线数据通信
（3）最高12位分辨率精确度可以达到正负0.5摄氏度
（4）12位分辨率时的最大工作周期为750毫秒
（5）可选择寄生工作方式
（6）检测温度范围为-55℃- +125℃
（7）内置EEPROM，限温报警功能
（8）多样封装形式，适应不同硬件系统
3火灾报警器硬件实现
3.1 STC89C52RC构成与原理
3.1.1 STC89C52RC构成
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

STC89C52单片机的管脚如图3.1所示。

图3.1 STC89C52管脚图
3.1.2 STC89C52RC管脚作用
VCC（40引脚）：电源电压
VSS（20引脚）：接地
P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O
口。

作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。

在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。

此时，P0口内部上拉电阻有效。

在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。

验证时，要求外接上拉电阻。

P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。

P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。

此外，P1.0和P1.1还可以作为定时器/计数器2的外部技术输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体参见表3.1。

在对Flash ROM 编程和程序校验时，P1接收低8位地址。

P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。

P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。

P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。

对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。

P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。

在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。

[7] P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如表3.2所示：
表3.2 P3口复用功能
3.2 ADC0804构成与原理
3.2.1 ADC0804构成
ADC0804是用CMOS集成工艺制成的逐次比较型摸数转换芯片。

分辨率8位，转换时间100μs，输入电压范围为0~5V，增加某些外部电路后，输入模拟电压可为 5V。

该芯片内有输出数据锁存器，当与计算机连接时，转换电路的输出可以直接连接在CPU数据总线上，无须附加逻辑接口电路。

ADC0804芯片外引脚图如图3.2所示：
图3.2 ADC0804的引脚图
3.2.2 ADC0804芯片参数特性
工作电压：+5V，即VCC=+5V；
模拟输入电压范围：0～+5V，即0≤Vin≤+5V；
分辨率：8位，即分辨率为1/2=1/256，转换值介于0～255之间；
转换时间：100us（fck=640KHz时）；
转换误差：±1LSB；参考电压：2.5V，即Vref=2.5V；
ADC0804各个管脚的作用：
D0-D7：数字量输出端，输出结果为八位二进制结果；
CLK：为芯片工作提供工作脉冲，时钟电路如图所示，时钟频率计算方式是：fCK=1/(1.1×R×C）
CS：片选信号；WR：写信号输入端；RD：读信号输入端；
INTR：转换完毕中断提供端；其他管脚是供电和参考电压的管脚输入端。

[7]
4火灾报警器的硬件设计
4.1模数转换电路
由于本文所用烟雾传感器输出的是模拟量，不能够被单片机直接读取，因此要先转换成数字量。

连接电路如图4.1所示：
图4.1烟雾信号AD转换电路
4.2 ADC0804与单片机接法
ADC0804的八位转换值直接给单片机的P2口，WR、RD、CS分别接单片机的P3.7、P3.6、P3.5。

ADC0804将烟雾传感器输出的模拟量转换成数字量由DB1-DB7传给单片机的P2口，单片机再通过P2口读取数字量（由于单片机不能直接读取模拟量）。

ADC0804与单片机具体连接如图4.2所示：
图4.2 ADC0804与单片机连接图
4.3显示电路
液晶屏的RS接单片机的P1.2，RW接P1.1，EN接单片机的P1.0端口，数据段接单片机的P0口，运用P0口时必须接排阻（电路中没有画出）。

液晶屏可以显示实时的温度值和MQ-2温度传感器输出的电压模拟量。

液晶屏与单片机的连接具体如图4.3所示：
图4.3 lcd与单片机连接图
4.4报警电路
蜂鸣器接PNP型三极管集电极，接单片机P1.3，单片机P1.4—P1.7接四个
发光二极管。

蜂鸣器与发光二极管都是低电平工作。

具体连接如图4.4所示：
图4.4 报警显示电路
4.5 DS18B20接法
图4.5 DS18B20实物图
DS18B20实物图如图4.5所示。

1、GND为电源地；
2、DQ为数字信号输入/输出端；
3、VDD为外接供电电源输入端。

本文将DS18B20的1脚接地，3脚接电源，2脚接单片机的P3.2口。

5火灾报警器的软件设计
5.1 STC89C52RC单片机调试及开发工具
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语言更加简洁、紧凑，使用方便、灵活，语法限制不太严格，程序设计自由度较大，相对汇编可移植性好。

用过汇编语言后再使用C 来开发，体会更加深刻。

在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

5.2检测火灾报警器软件流程及设计
本文中，软件解决的主要问题是检测烟雾与温度信号，然后对烟雾信号进行AD转换，数字滤波，线性化处理，液晶温度浓度显示，以及报警器声光报警。

主程序是一个无限循环体，其流程是：首先在上电之后系统的各部分包括单片机输出输入端口的设置、数据存储电路、外围驱动电路等完成初始化，接下来执行火灾报警系统的数据采集程序、火灾判断、报警程序。

系统初始化后，STC89C52的P17、P13、P16和P15都为高电平，P14为低电平，所以刚开始时只有第一个指示灯亮。

主程序流程图如下。

首先要给传感器预热三分钟，因为MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器在不通电存放一段时间后，再次通电时，传感器不能立即正常采集烟雾信息，需要一段时间预热。

首先进行第一次采集温度与烟雾信号，紧接着第二次采集温度和烟雾信号，然后判断两次信号是否相等，当两次采集信号不相等时表示系统故障出现报警第四个指示灯亮，当两次采集相等时，进行温度信号和烟雾信号与预设的值比较，当温度超过预设值发出报警第三个指示灯亮，当烟雾超过预设值第二个指示灯亮，如果两个都都超过预设值表示有火灾报警并且第二个指示灯和第三个都亮，否则第一个正常工作指示灯亮[6]。

液晶显示屏第一行实时显示检测到的温度值，第二行显示烟雾传感器输出的电压量。

具体流程图如图5.1所示：。