火灾报警器电路设计

题目火灾报警器电路设计

班级计科

学号

姓名

指导

时间

景德镇陶瓷学院

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电工电子技术课程设计任务书姓名：班级：指导老师

设计课题：火灾报警器电路设计

设计任务与要求设计一个感兴趣的电路，要求电子元件超过30以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：

1.画出系统结构框图；

2.画出电路原理图；

3.写出详细说明书，要求书写工整，原理叙述正确，计算主要元器件的一些参数，并进行元器件选择；

4.画图要求：画图规范化，画图清晰，符号要求采用国标统一，线条均匀，提倡用计算机画图；

5.写出元器件明细表。

设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；

2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；

3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；

4、列出标准的元件清单；

5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；

6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。

参考文献【1】李广弟.中一片机基础LMJ.北京:北京航空航人大学出版社

【2】王福瑞，单片机测控系统大全，北京：航空航天大学出版社

【3】张毅坤.中一片微型计算机原理及应用LMJ.西安:西安电子科技大学出版社，1998.

【4】王曙霞，单片机实验与实训指导。西安：西安电子科技大学出版社，2007

【5】及力，Protel 99 SE原理图与PCB设计教程。北京：电子工业出版社，2007

【6】张毅刚，MCS-51单片机应用设计。哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社

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目录

1、总体电路总体框图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

2、80C51的基本结构. . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . .. .5

3、80C51单片机的封装与引脚 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

4、AD574A简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..7

5、声光报警电路 . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . .8

6、总电路图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .9

7、元件清单. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

8、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

9、实验设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .12

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一、总体电路总体框图

我国的火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼、宾馆等场所大型火灾报警系统的研发，他们采用集中区域报警方式，其系统复杂、成木较高。而在居民住宅区、机房、办公室等小型防火单位，需要设置一种区域联网、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的火灾报警器是非常必要的。根据方案的设计思想，我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：

UI1 UI2差分放大电

路

单线电压比

较器

声光报警器

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。

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）。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。

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二、主控电路设计一：80C51的基本结构80C51的结构图：

时钟电话RCM

RAM

串行接口

并行接口定时/计数器中断系统

CPU

T0T1

LNT0LNT0

TXD RXD

由图可见，80C51单片机主要有一下几个部分组成：

（1）CPU系统

8位CPU，含布尔处理器；时钟电路；总线控制逻辑。

（2）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。

（3）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）

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。

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：

ATMEL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、W77C51系列高速低价单片机；

LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机。

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。

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