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基于单片机的室内烟雾报警系统的设计.doc
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基于单片机的室内烟雾报警系统的设计.doc
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基于单片机的室烟雾报警系统的设计
摘 要
随着社会和经济的开展,在日常生活中做好火灾预防工作显得越来越重要了。因
此,我们设计一种构造简单、经济实用的家庭烟雾报警器来满足市场的需求。基
于供家庭使用的烟雾报警器应该具备的根本要求和功能,设计了一种比拟合理适
用的烟雾报警器。
该设计以单片机 STC89C52 和传感器 MQ-2 作为烟雾报警器的核心元器件,
并配合其它元器件来实现声音报警等功能。设计中选用 STC89C52 单片机作为控
制器,选用 MQ-2 型半导体可燃气体敏感元件传感器来实现烟雾的检测。烟雾报
警器主要由单片机控制电路、声音报警电路、烟雾信号采集及前置放大电路、平
安保护电路等构成,设计比拟合理并且价格低廉、简单易懂。论文主要针对烟雾
报警的各个功能以及组成局部进展详细的介绍和说明,并对其外围设备电路和主
控电路之间的接口连接方式,以及系统软件设计进展了重点的讲解和分析。
关键字: 烟雾报警器;单片机;传感器
The Design of Indoor Smoke Alarm System Based on MCU
Abstract
With the social and economic development, fire prevention in daily life to do more
and more important. Therefore, we design a simple structure, economical and practical
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family smoke alarm to meet the needs of the market. Based on the basic requirements
and functions of smoke alarm for home use, a reasonable and applicable smoke alarm is
designed.
The design of single-chip STC89C52 and MQ-2 sensor smoke alarm as the core
ponents, and with other ponents to achieve the voice alarm and other functions. The
design of STC89C52 microcontroller as a controller, the choice of MQ-2 type
semiconductor bustible gas sensor sensor to achieve smoke detection. Smoke alarm by
the single-chip microputer control circuit, sound alarm circuit, smoke signal acquisition
and preamplifier circuit, safety protection circuit, etc., the design is reasonable and
inexpensive, easy to understand. In this paper, the functions and ponents of smoke alarm
are introduced and explained in detail, and the connection mode between the peripheral
circuit and the main control circuit and the design of the system software are mainly
explained and analyzed.
1 绪 论
1.1 课题背景
由于科技的开展以及工农业生产,越来越多的隐患也将随之而产生。为了早期发
现和通报火灾,减少和防止火灾危害,防止火灾引起的燃烧和爆炸等事故,造成
严重的人员伤亡以及经济损失,以及影响社会主义现代化建立。
为了预防和减少该事故的发生,那就一定要采用先进可靠的仪表进展平安检
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测,实时检测烟雾的浓度,才能及早地发现隐患,随之采取强有力的措施,从而
防止该类事故的发生,这样才能保证家庭及工业生产的平安。因此,智能烟雾检
测系统将成为一个重要的研究领域。
1.2 设计概述
烟雾报警器系统的两大核心:单片机及烟雾传感器。单片机在传感器和报警
器中起着桥梁枢纽作用,在工农业生产及人们的日常生活中已深入应用,随着社
会的开展需求,各种类型的单片机应运而生。单片机传感器和报警电路设备的桥
梁作用,其实是器件级计算机系统,也就是微控制器和微处理器。由于单片机本
钱低而且体积也较小,所以绝大数的电子系统中都有单片机的存在。同时,单片
机也可以用在报警检测系统中,及时发现隐患,让人们有足够的时间来采取相应
措施,因此智能烟雾报警器在生活已经工业生产中起到了至关重要的作用。传感
器好比人的鼻子,是信息时代的感官器件,“鼻子〞的灵敏度直接导致了系统的
反响速度。20 世纪 80 年代曾被美国成为传感器时代,而在日本,传感器被称为
十大技术之一。因此,根据烟雾报警器的需求,选择一款经济实用,反响灵敏的
单片机和传感器是至关重要的。在该论文中,STC89C52 单片机和 MQ-2 半导体
气体烟雾传感器是本设计的两大核心器件。
1.3 设计任务分析
本篇论文是烟雾报警器的设计:
(1) 对系统进展整体规划和构造设计。
(2) 以 STC89C52 单片机为中央处理器,对硬件电路进展设计和改良,让其功能更
加完善。系统硬件电路主要分为数据收集、声音报警电路、状态指示灯电路等局
部。
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(3) 系统的软件编制。按照软件实现的功能,主要分为主程序、初始化子程序、
浓度显示子程序、报警子程序、报警限值设置子程序。在程序的编写过程中,为
了方便后期的改良及维护,因此加了详细的注释。
(4) 硬件电路和软件的综合调试
2 系统总体方案设计
烟雾报警器是能够检测出环境中的烟雾浓度过高时,并具有平安报警功能的仪器。
该烟雾报警器的根本组成局部应包括:字符显示电路、单片机控制电路、信号采
集模数转换电路、平安保护电路和声光报警电路等局部组成。
为了适应工业和家庭等场所对易爆易燃等平安性的要求,设计出来的烟雾报警器
应该具有明显的报警作用。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。该设计包括软件和硬件两个局部。
从设计的要求来分析该设计须包含如下构造:烟雾检测局部、STC89C52 单
片机主控局部、报警局部三大局部。电路总题框图如图 2.1 所示:
处理器是采用的 51 系列单片机 STC89C52。整个系统都是在系统软件控制下
工作的。烟雾检测探头能将检测到的烟雾变成电信号,然后送出模拟信号,再给
AD 采集电路采集。在单片机,经软件查询、识别判决等环节实时发出烟雾报警
状态控制信号。驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。
2.1 烟雾传感器的介绍
烟雾传感器就是一个能将空气中的烟雾浓度变量转换成有一定对应关系的
输出信号的装置。而烟雾传感器就是通过监测环境中烟雾浓度来实现火灾防的。
当烟雾探头接触到烟雾或者其他特定的气体时,烟雾探头部阻值发生变化,产生
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