基于单片机的火灾报警系统设计 - 图文

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西安工程大学本科毕业设计(论文)

所以本设计中方案二中的LCD1602液显示屏作为显示模块。

2.3温度检测模块的选型和论证

方案一:

AD590是美国ANALOG DEVICES公司的单片集成两端感温电流源,其输出电流与绝对温度成比例。在4 V至30 V电源电压范围内,该器件可充当一个高阻抗、恒流调节器,调节系数为1 μA/K。片内薄膜电阻经过激光调整,可用于校准器件,使该器件在298.2K (25°C)时输出298.2 μA电流。由于该芯片输出为模拟量还同时需要AD转换器对其进行采集。因此不适用于本设计。 方案二:

DS18B20数字温度传感器接线方便,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。

因此本设计采用方案二中的DS18B20芯片进行温度采集。

2.4 无线传输模块的选型和论

方案一:

NRF905是美国Nordic VLSI公司设计而成,体积小,传输距离远,同时抗干扰能力强,通信稳定,且为微功率模块。 方案二:

NRF24L01具有NRF905基本特点,并且成本更低,编程更加容易。 因此本设计选择方案二中的NRF24L01模块进行无线传输。

2.5系统整体设计概述

本系统以单片机为控制核心,对系统进行初始化,主要完成对火光、烟雾信号的采集、液晶显示、测温且由无线收发模块传输采集数据等功能的控制,起到

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总控和协调各模块之间工作的作用。

根据以上设计需要,系统拟采用以下技术方案,系统的结构框图如下图所示。

图2-1 发送侧系统结构框图

图2-2 接收侧系统结构框图

系统由STC89C52,LCD1602,火焰传感器,烟雾传感器, DS18B20等组成,系统由两部分组成分别是火灾检测部分和火灾报警部分,通过调整烟雾传感器的灵敏度来控制烟雾浓度的上限值,通过程序设定温度值的上限,当超过浓度后,或者温度超过后,单片机会进行声光报警。

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第3章 系统硬件电路设计

3.1主控模块

主控模块模块在整个系统中起着统筹的作用,需要检测键盘,时间检测、烟雾浓度检测、语音报警等功能,同时驱动液晶显示相关参数,在这里我们选用了51系列单片机中的STC89C52单片机作为系统的主控芯片。

51系列单片机最初是由Intel 公司开发设计的,但后来Intel 公司把51 核的设计方案卖给了几家大的电子设计生产商,譬如 SST、Philip、Atmel 等大公司。因此市面上出现了各式各样的均以51 为内核的单片机。这些各大电子生产商推出的单片机都兼容51 指令、并在51 的基础上扩展一些功能而内部结构是与51一致的。

STC89C52有40个引脚,4个8位并行I/O口,1个全双工异步串行口,同时内含5个中断源,2个优先级,2个16位定时/计数器。STC89C52的存储器系统由4K的程序存储器(掩膜ROM),和128B的数据存储器(RAM)组成。

STC89C52单片机的基本组成框图见图3-1。

图3-1 STC89C52单片机结构图

3.1.1 STC89C52单片机主要特性

1. 一个8 位的微处理器(CPU)。

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2. 片内数据存储器RAM(128B),用以存放可以读/写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据等,SST89 系列单片机最多提供1K 的RAM。

3. 片内程序存储器ROM(4KB),用以存放程序、一些原始数据和表格。但也有一些单片机内部不带ROM/EPROM,如8031,8032,80C31 等。目前单片机的发展趋势是将RAM 和ROM 都集成在单片机里面,这样既方便了用户进行设计又提高了系统的抗干扰性。SST 公司推出的89 系列单片机分别集成了16K、32K、64K Flash 存储器,可供用户根据需要选用。

4. 四个8 位并行I/O 接口P0~P3,每个口既可以用作输入,也可以用作输出。

5. 两个定时器/计数器,每个定时器/计数器都可以设置成计数方式,用以对外部事件进行计数,也可以设置成定时方式,并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。为方便设计串行通信,目前的52 系列单片机都会提供3 个16 位定时器/计数器。

6. 五个中断源的中断控制系统。现在新推出的单片机都不只5 个中断源,例如SST89E58RD 就有9 个中断源。

7. 一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O 口,用于实现单片机之间或单机与微机之间的串行通信。

8. 片内振荡器和时钟产生电路,但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率为12MHz。SST89V58RD 最高允许振荡频率达40MHz,因而大大的提高了指令的执行速度。

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