火灾报警系统讲解

安徽工程大学机电学院电子设计大赛

安徽工程大学机电学院电子设计大赛技术报告

专业: 电子信息工程

队伍名称: 电信梦之队

设计项目：火灾报警系统

参赛队员：王徐庆

杨青

左忠武

仇夏莉

安徽工程大学机电学院电子设计大赛

火灾报警系统

摘要

火灾自动报警系统是由触发装置、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它辅助功能装置组成的，它能将燃烧产生的烟雾、热量、火焰等物理量，通过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、时间等，使人们能够及时发现火灾，并及时采取有效措施，扑灭初期火灾，最大限度的减少因火灾造成的生命和财产的损失，是人们同火灾做斗争的有力工具。本系统采用AT89C51作为控制器，选用温度传感器DS18B20、可燃气体传感器MQ-2作为火灾探测的敏感元件。采用声光报警的方式，设计出可以应用于家庭房屋、工厂等场所的简单实用的火灾探测报警器。单片机巡回检测温度、浓度并显示数据。当以上任一项发生异常时系统判断具体是哪项异常，再发出相应的声光报警信号，直到异常被排除，系统自动停止报警。

关键词:单片机；温度传感器；气体传感器；声光报警

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目录

1 设计背景及设计思路 (4)

2 系统硬件设计与实现 (5)

2.1 系统结构示意图 (5)

2.2 主要模块介绍 (6)

2.2.1单片机最小系统 (6)

2.2.2 蜂鸣器的工作原理. (7)

2.2.3 MQ-2系列模块 (8)

2.2.4温度传感器 (10)

2.3芯片介绍 (11)

2.3.1关于AT89C51 (11)

2.3.2数码管显示电路 (12)

2.3.3四线双极性步进电机 (13)

3 流程图 (15)

3.1 主程序流程图 (15)

3.2 系统流程图 (16)

4 软件系统设计 (16)

4.1 开发环境介绍 (16)

4.2 程序调试过程 (17)

5 性能测试与分析 (23)

5.1 性能可实现的功能 (23)

5.2成品实物展示 (24)

6 体会与前景 (24)

6.1 体会 (24)

6.2 项目前景 (25)

参考文献 (26)

附录 (27)

附录1系统电路图 (27)

附录2元器件清单 (28)

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1设计背景及设计思路

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。

采用气体传感器、温度传感器、AT89C51单片机以及LED显示灯模块设计了一种智能火灾报警器，可以实现声光报警、浓度显示、温度显示，报警限值设置。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。

我们团队制作的火灾报警系统该系统是采用ATMEL公司的AT89C51单片机作为处理器，主要完成以下工作：

(1) 基于AT89C51的火灾报警检测设计方案。

(2) 温度传感器DS18B20、气体传感器MQ-2、A/D转换芯片ADC0809与单片机的接口电路设计。

(3) LED数码管驱动芯片ICM7218A与单片机的接口电路及其与数码管的硬件连接。

(4) 设计主要软件程序模块，完成软件设计。

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2系统硬件设计与实现

2.1系统结构示意图

智能火灾报警系统的工作，首先通过周围温度采集，经A/D转换送到单片机控制中心，经过信息处理，转化为C51单片机能够处理的数字量。在STC90C51单片机中，采集并经过处理的数据要与系统所规定的相关上限值进行比较，如果超出了上限值，则说明周围环境异常，要报警，以便人们的正常生活和工作。把信息综合处理，根据实际的需要以及现场的环境，来发现和识别报警，构成智能化的监控系统，提高了系统工作的可靠性。

此系统的总体模块框图如下：

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2.2主要模块介绍

2.2.1 单片机最小系统

国产宏晶STC单片机以其低功耗、廉价、稳定性能，占据着国内51单片机较大市场。所以我们选用STC单片机系列。

单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机的最小系统一般包括：单片机、晶振电路、复位电路。

复位电路：当单片机系统在程序运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按键内部的程序自动从头开始执行。电路图如下：

晶振电路：振荡器产生时钟信号，电路图如下