基于单片机的智能楼宇火灾报警系统设计.pdf

目 录

一、设计思路

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1.1 系统的设计目的

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1.2 设计的任务

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2.2 硬件设计

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2.3 软件设计

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2.4.遇到的问题以及解决方案

三、设计成果简介

3.1 性能特点

3.5 待解决的问题

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3.6 心得体会

3.7 资料截图

四、致谢

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五、参考文献

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的装置以防止火灾引起燃烧、爆炸等事故，造成严重经济损失，甚至危及生命安全。

本设计的任务在于设计一款智能设备进行现场烟气实时检测，采用先进可靠的安全检测

仪器，密切监测环境中烟气浓度，尽快发现事故隐患，采取有效措施避免事故发生，确保工

业安全和家庭生命安全。因此，设计一款火灾烟雾报警，进行推广已经成为工业社会以及家

庭必备的设备。

1.2 设计的任务

(1)针对现代家庭以及工业生产部门火灾频发的现状进行整体规划和结构设计一款火灾

报警系统。

(2)硬件上以 STC89C51 单片机为 CPU，设计电路以及制作实物，达到实现火灾报警的功

能。系统主要能实现烟雾浓度的检测，温度的检测，蜂鸣器的报警，以及参数的设置和当前

1.3 系统采取的技术方案

首先设计一款火灾报警器是检测环境中烟雾浓度并具有报警功能的仪器，报警系统最重

要的组成部分应包括：用于信号采集的模数转换电路、带芯片的微机电路、字符显示电路、，

声光报警器和安全开关。

为了满足工业和工业对易燃易爆烟雾的安全要求，设计的方案必须由烟雾报警和具有报

警状态指示功能，而且要能设置报警的上限，能够实现将烟雾探测器采集到单片机

STC89C51

核心，同时选用 Mq-2 型半导体气体传感器采集烟气浓度信息，烟雾探测器系统由外围电路

组成，包括硬件和软件设计。

从设计要求到分析，本设计必须包括以下结构：STC89C51 单片机主控部分、报警部分、

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模数转换：模拟信号经 A/D 转换器（ADC）转换成数字信号后，才能由软件进行处理。

与模数转换相对应的是数模转换，是模数转换的逆过程。本设计预计采用 adc0832 芯片对烟

雾的模拟量进行采样然后输出给单片机。

数据显示：本设计预计使用数码管显示当前烟物浓度和温度值，数码管具有显示亮度高，

价格廉价的特点，三极管具有放大电流的作用所以预计采用三极管驱动数码管显示。

基本功能：大部分的电子产品都有上电复位功能，所以本次设计需要有复位电路以及手

动复位电路、同时需要给单片机提供时钟周期，我使用晶振搭建震荡电路。

报警功能：本设计采用蜂鸣器和 led 灯实现设备的报警功能，我们设计当检测到浓度超

标时，蜂鸣器和发光二极管会发出声光报警。

参数设置功能：报警的上限值要具有可调节的功能。

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且速度更快。STC89C51RC 系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容 8051 内核单片机，是

高速/ 低功耗的新一代 8051 单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成 MAX810 专

用复位电路。

模数转换芯片，在工业控制和智能工具领域，通常需要进行实时控制和数据处理，计算

机智能处理数字量信号，检查或测量的参数如果是模拟量，例如光照、烟雾浓度、压力等则

相应的电信号是模拟信号，类似的数据很难存储和处理，不适合远距离传输，易受干扰，在

一般工业应用系统中，传感器将模拟的非电信号转换成相应的模拟信号，再通过模数转换电

路将模拟信号转换成相应的数字信号，送入单片机中实现模数转换，这就是我们说的 adc

电路，本次设计就是使用了 adc0832 芯片作为模拟量采样的数字信号。

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2、数码管

根据 LED 单元的连接方式，可分为普通阳极混合管和普通阴极射线管，共阳极数码管是

指将所有 LED 的阳极连接到一个公共阳极（COM）上的数码管。如果使用公共阳极数码管，

公共阳极应连接到+5V。如果 LED 场的阴极为低电平，则相应场将启用。如果一个场的阴极

为高电平，则相应的场将不启用。共阴极数码管是指连接所有发光二极管的阴极以形成一个

果 LED 场的阳极处于高电平，则相应的场将接通，如果场的阳极处于低电平，则相应的场将

不接通。

引脚功能说明：

图 2-4 共阳极数码管字符码显示图

3、蜂鸣器

蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器，有源蜂鸣器使用高低电位驱动，无源蜂鸣器使用

工作频率，如图 2-3 所示：