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1、 本科生毕业设计 题目（中文）： 火灾报警器的设计 系 部： 信息工程与科学系 专业年级： 指引教师： 职 称： 副专家 目 录 第1章 绪论11.1设计概况11.1.1设计背景1 1.1.2 烟雾报警器的国内外现状1 1.1.3 烟雾报警器的发展趋势21.2 设计任务分析3第2章 总体方案设计42.1 烟雾检测传感器选型42.2.1 烟雾传感器的简介52.2.2 MQ-2半导体气体烟雾传感器82.2 单片机选型92.2.1 STC89C52单片机简介102.2.2 单片机的引脚功能描述102.3 温度采集模块12 2.3.1 DS18B20简介12第3章 系统的硬件电路173.1 单片机最小
2、系统173.2 单片机的时钟电路与复位电路设计173.3 烟雾检测AD采集电路183.4 显示模块193.5 声音报警电路193.6 按键控制电路203.7 电源模块203.8 温度传感器(DS18B20)电路21第4章 系统软件的设计224.1 系统主程序设计及流程图22 4.3 MQ-2烟雾传感器子程序流程图23 4.4 按键子程序流程图24 4.5 报警子流程图25 第5章 调试265.1 硬件调试265.2 软件调试26总结27道谢28参照文献29 附录30附件一：总体原理图设计30附件二：程序30火灾烟雾报警器的设计 摘要：从古到今，防火工作始终都很重要，特别是随着家庭用电量的急剧增
3、长，有必要研制一种构造简朴、经济实用的家庭烟雾报警器以适应需求。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，配合其他器件即可实现声光报警的功能。在本设计中，单片机选用STC89C52作为核心控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器和DS18B20温度传感器。该火灾烟雾报警器设计合理、简朴易懂、易于操作，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充足应用，具有很大的使用价值。在论文中，具体简介了烟雾报警系统中的各个构成部分及功能，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分析和解说。核心字：烟雾报警器 STC89C52 MQ-2 DS18B20T
4、he design of fire smoke alarmAbstract：To fire prevention work has always been very important, especially with the rapid increase of family power consumption, it is necessary to develop a simple structure, economical and practical family smoke alarm to adapt to the demand. This design by sensor and s
5、ingle chip microcomputer as core components of smoke alarm design, sound and light alarm function can be realized in combination with other device. In this design, micro controller STC89C52 chosen as the core control device, sensor selection of MQ - 2 type semiconductor gas sensitive element smoke s
6、ensors and DS18B20 temperature sensor. The design of fire smoke alarm is rational, simple, easy to operate, make SCM are fully applied in the smoke alarm system control, are of great use value. In the thesis, detailed introduces the various components of the smoke alarm system and function, and the
7、main control circuit and the interface between the peripheral circuit connection mode, as well as the system software design are analyzed and explained.Key words: smoke alarm STC89C52 MQ - 2 DS18B20第1章 绪论1.1设计概况1.1.1设计背景现代社会的高速发展，使得人们在平常生活和工业生产中对于火灾的防备越来越重要。火灾，就是失去控制的燃烧所引起的灾害。它对人类生命财产和社会安全构成了极大的威胁。为
8、了更早地发现和通报火灾，减少火灾危害，保护人身和财产安全，火灾探测器的研究和设计越来越显得重要。 单片机及烟雾传感器是本设计的两大核心。单片机好比一种桥梁，联系着传感器和报警电路设备。近几年来，单片机已逐渐进一步应用到生产及人们生活的各个方面。单片机是器件级计算机系统，事实上它是一种微控制器或微解决器。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
9、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。因此，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。在本论文中的最重要的设计是选STC89C52单片机和MQ-2半导体气体烟雾传感器为核心器件。 目前，现代建筑都会有选择地安装不同功能的烟雾自动报警系统。由于烟雾自动报警系统是建筑物的神经系统，它可以感受、接受着发生火灾的初期信号并及时报警，发出警报同步告知顾客和周边居民。它就像是一种个称职的更夫，给居住、忙碌或是休息在家庭中的人们以极大的安全感。在火灾的初期阶段，精确的探测到火情并迅速报警，对于及时组织有序迅速疏散、积极有效地控制火灾的蔓
10、延、迅速灭火和减少火灾对居住人群的损失都具有重要的意义。 1.1.2 烟雾报警器的国内外现状 国外从20世纪30年代开始研究及开发烟雾传感器，且发展迅速，一方面是由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒服性规定提高；另一方面是由于传感器市场增长受到政府安全法规的推动。据有关记录，美国1996年到烟雾传感器年均增长率为27%到30%。随着传感器生产工艺水平逐渐提高，传感器日益小型化、集成度不断增大，使得烟雾检测仪器的体积也逐渐变小，提高了烟雾检测仪器的便携性，更加利于生产、运送及市场推广。 1963年5月，日本开发完毕第一台接触燃烧式家用燃气泄漏报警器，次年12月其改良产品问世，改良的报警器可
11、以检测燃气、一氧化碳等气体，可以安装在浴室或者采用集中监视。 在70年代初期，国内开始研制烟雾报警器。虽然获得了很大的进步，但重要是在引进国外先进的传感器技术和生产工艺基本上，进一步的研究和发展。近年来，在烟雾选择性和产品稳定性上也有很大进步。燃气报警器可分为民用火灾烟雾报警器、工业用烟雾报警器、 有毒有害烟雾报警器三大系列产品。(1)民用火灾烟雾报警器 民用火灾烟雾报警器为居民家庭用的火灾报警器,一般安装在厨房，遇到火灾产生的烟雾时时，报警器可发出声光报警，或同步伴有数字显示，同步联动 外部设备。有的报警器可自动启动排电扇，把烟雾排出室外 (2) 工业用烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器 工业用
12、烟雾报警器及有毒有害烟雾报警器只是检测探头有差别，而在原理和应用中都很相近。工业用燃气报警器及有毒烟雾报警器根 据检测环境的不同，也可分为检漏仪、控制器和探测器。 检漏仪可随身携带，重要应用于燃气管理的查漏与巡检。若有泄漏，则会声光报警，同步数字显示烟雾浓度，可以在短时间内采用安全措施。控制器与探测器结合使用，可长期监测烟雾的浓度。探测器可在防爆现场安装，控制器壁挂在值班室等有人值守的地方。当燃气被探测器探测后，通过屏蔽电缆线可以将信号传到控制器，则控制器会发出声光报警，排风装置启动或电磁阀切断气源被关闭，以保证安全。 1.1.3 烟雾报警器的发展趋势面对人类社会经济与技术急速发展的时代，随着
13、这电子、计算机、通讯和现代控制技术的迅速发展，现代火灾自动报警应用技术发展趋势正在向着全总线制、软件编程、网络化、智能化、多样化、小型化、社区化、蓝牙技术无线化、高敏捷化、综合化等方面发展。目前烟雾自动报警系统存在许多的局限性，例如通讯合同不一致，系统浮现误报，智能化限度较低，网络化限度较低，等某些特殊恶劣环境较为突出的现象下，提出了采用统一、原则、开放的通讯合同。通过对系统方案、设备选型的优化，对新技术、新工艺、新材料的应用研究，改善烟雾自动报警系统的工作性能、减少维护费用和规定，向着更高可靠性、敏捷性、和低误报率，以及系统网络化、技术智能化方向发展，为更好的避免和遏制火灾提供了强有力的保障
14、，从而使国家和人民的生命、财产安全得到更好的保护。1.2 设计任务分析本篇论文是烟雾报警器的研制：(1)对系统进行整体规划和构造设计。(2)以STC89C52单片机为中央解决器，对硬件电路进行设计和改善，使其功能更加完善。系统硬件电路重要分为数据收集、声音报警电路、状态批示灯电路、数码管显示电路部分。 (3)系统的软件编制。按照软件实现的功能，重要分为主程序、初始化子程序、浓度显示子程序、报警子程序、报警限值设立子程序。在程序的编写过程中，加入了具体的文字注释，便于后期的改善与维护。 (4)硬件电路和软件的综合调试。 第2章 总体方案设计 烟雾报警器是可以检测环境中的烟雾浓度，并具有报警功能的仪器。该报警系统的最基本构成部分应涉及：信号采集模数转换电路、单片机控制电路、字符显示电路、声光报警电路等部分构成。 为适应家庭和工业等场合对可燃性易爆烟雾安全性规定，设计的烟雾报警器具有显示报警状态。报警器采用延时的工作方式，烟雾检测报警器以STC89C52单片机为控制核心，选用MQ-2半导体气体烟雾传感器采集烟雾浓度信息，配合外围电路构成烟雾报警系统。本设计涉及硬件和软件设计两个部分。从设计的规定来分析该设计须涉及如下构造：烟雾检测部分、STC89C52单片机主控部分、
