本科生毕业论文(毕业设计)_答辩稿精选_2_基于单片机的火灾报警系统研究.ppt

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1、2012届届本科生学位论文答辩本科生学位论文答辩 指导老师：毕业论文题目：基于单片机的火灾报警系统研究基于单片机的火灾报警系统研究 答辩人 ：班 级 ：一、摘要一、摘要vv 火灾报警系统一般火灾报警系统一般火灾报警系统一般火灾报警系统一般是是是是由火灾由火灾由火灾由火灾探测器、区域报警器和集中报警探测器、区域报警器和集中报警探测器、区域报警器和集中报警探测器、区域报警器和集中报警器组成设置在建筑中或其他重要器组成设置在建筑中或其他重要器组成设置在建筑中或其他重要器组成设置在建筑中或其他重要场所的一种自动消防设施，它具场所的一种自动消防设施，它具场所的一种自动消防设施，它具场所的一种自动消防设施

2、，它具有早期发现和通报火灾的功能，有早期发现和通报火灾的功能，有早期发现和通报火灾的功能，有早期发现和通报火灾的功能，为人们及时采取有效措施，控制为人们及时采取有效措施，控制为人们及时采取有效措施，控制为人们及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，保护人民生命和国和扑灭火灾，保护人民生命和国和扑灭火灾，保护人民生命和国和扑灭火灾，保护人民生命和国家、人民财产的安全起到了重要家、人民财产的安全起到了重要家、人民财产的安全起到了重要家、人民财产的安全起到了重要的作用，是人们同火灾作斗争的的作用，是人们同火灾作斗争的的作用，是人们同火灾作斗争的的作用，是人们同火灾作斗争的有力工具有力工具有力工具有力工具。

3、本设计的火灾报警系统主要有三大模块：本设计的火灾报警系统主要有三大模块：一、温度传感器模块。二、烟雾传感器模块。三、电子万年历一、温度传感器模块。二、烟雾传感器模块。三、电子万年历 二、系统的总体框图二、系统的总体框图 LCD1602LCD1602液晶液晶显示模块显示模块DS1302时钟时钟模块模块声光报警电路声光报警电路按键模块按键模块DS18B20DS18B20温度温度传感器传感器MQ-2MQ-2烟雾传感器烟雾传感器电源电源主控主控芯片芯片AT89C51三、系统总电路图三、系统总电路图总体功能描述总体功能描述v 本设计主要分成三大模块：第一，基于单片机AT89C51，通过DS18B20温度

4、传感器及LCD1602将数据显示，并预设警报温度，超过预警值则通过蜂鸣器报警并伴随着红灯的闪烁。第二，通过烟雾传感器MQ-2检测空气中烟雾浓度，由LCD1602将数据显示，检测烟雾浓度是否超出预警，并通过蜂鸣器报警和闪烁红灯。第三，DS1302时钟模块给整个系统提供了系统时间，通过LCD1602将数据显示进行实时时间的显示。DS18B20温度传感器模块温度传感器模块 DS18B20温度传感器只温度传感器只有三根外引线：单线数据传有三根外引线：单线数据传输总线端口输总线端口DQ，外供电源，外供电源线线VCC，共用地线，共用地线GND。DS18B20供电方式是供电方式是采用电采用电源供电方式，此时

5、源供电方式，此时DS18B20的的1脚接地，脚接地，2脚作为信号线，脚作为信号线，3脚接电源脚接电源。主要功能：温度传感器主要功能：温度传感器DS18B20一直处于数据接收状一直处于数据接收状态，不断地将收集的温度数据发送到单片机上，单片态，不断地将收集的温度数据发送到单片机上，单片机通过数据的处理并将温度显示在液晶显示屏上面。机通过数据的处理并将温度显示在液晶显示屏上面。MQ-2烟雾传感器模块烟雾传感器模块 半导体可燃气体传感器半导体可燃气体传感器MQ-2所所使用的气敏材料是在清洁空气中电使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传。当传感器所处环境中

6、存在可燃气体时，感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。浓度的增加而增大。主要功能：主要功能：传感器器模块电路是为了将浓度信息转换成传感器器模块电路是为了将浓度信息转换成易测量的电压信号，然后采用易测量的电压信号，然后采用ADC0808转换芯片将电压转换芯片将电压信号转换为数字信号输入单片机，单片机对数字信号进信号转换为数字信号输入单片机，单片机对数字信号进行滤波处理，将电压值转换成对应的浓度，通过行滤波处理，将电压值转换成对应的浓度，通过LCD显显示当前浓度。示当前浓度。LCD液晶显示模块液晶显示模块vLCD1602液晶模块

7、显示实时时间、温度、烟雾液晶模块显示实时时间、温度、烟雾浓度。信息均以英文字母和数字呈现出来。浓度。信息均以英文字母和数字呈现出来。主要引脚主要引脚 ：RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。时进行写操作。E端为使能端，当端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。液晶模块执行命令。模数转换模块模数转换模块vADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转

8、换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。主要主要引脚功能如下：引脚功能如下：1、IN0IN7：8路模拟输入，通路模拟输入，通过过3根地址译码线根地址译码线ADDA、ADDB、ADDC来来选选通一路。通一路。2、D7D0：A/D转换后的数据输转换后的数据输出端，为三态可控输出，故可直接和出端，为三态可控输出，故可直接和微处理器数据线连接。微处理器数据线连接。3 3、ADDA、ADDB、ADDC：模拟通道选择地址信号。4、ALE：地址锁存允许信号，高电平有效。5、START：A/D转换启动信号，正脉冲有效。6、EOC：A

9、D转换结束信号，高电平有效，A/D转换过程中为低电平。7、OE：数据输出允许信号，输入高电平有效。DS1302时钟模块DS1302时钟芯片采用时钟芯片采用SPI三线接口与单片机进行同三线接口与单片机进行同步通信。引脚说明：步通信。引脚说明：RST：复位复位/片选端片选端，在读写数据期，在读写数据期间，间，必须为高电平。必须为高电平。I/O：串：串行据输入行据输入/输出端（双向）输出端（双向），SCLK：串行时钟输入端：串行时钟输入端。上升沿数据写入有效，下降上升沿数据写入有效，下降沿读出有效。沿读出有效。DS1302时钟模块给整个系统提供了系统时间时钟模块给整个系统提供了系统时间，实时时间，实

10、时时间年、月、日、时、分的显示年、月、日、时、分的显示的显示以的显示以DS1302提供的时间作提供的时间作为基准。为基准。声光报警电路声光报警电路v当温度或烟雾浓度值超过报警限设定值时，P23管脚由有高电平变成低电平，红灯闪亮；P27管脚由低电平变成高电平，蜂鸣器发声，以提示操作人员采取安全对策或自动控制相关安全装置，从而保障生产安全，避免火灾或爆炸事故的发生。按键模块按键模块v主要功能：时钟的调整主要功能：时钟的调整按键按键功能功能：S1：SET键，移动键，移动LCD1602的光标，每按下的光标，每按下一次光标右移一位。一次光标右移一位。S2：ADD键，主要用于调整时钟数值加键，主要用于调整

11、时钟数值加1。S3：RED键，主要用于调整时数值减键，主要用于调整时数值减1。四、四、系统的软件流程图系统的软件流程图v主程序主要完成了主程序主要完成了对函数的初始化。对函数的初始化。包括初始化传感器，包括初始化传感器，初始化标志位初始化标志位，主主程序和按键扫描判程序和按键扫描判断和显示。断和显示。初始化调用温度DS18B02测量开始调用DS1302时钟程序键盘子程序LCD1602显示烟雾测量是否报警执行报警是否 DS1302时钟程序流程图时钟程序流程图v流程图分析：流程图分析：vDS1302开始计时时，首先进行初始化，当有中断信号时，读取时钟芯片的数据送入液晶屏显示。这时若有设置键按下时，

12、进行时间修改，完成后将数据送入时钟芯片；若没有按键按下，则直接存入EPROM，送入液晶屏显示。开始初始化开中断读时钟芯片送显示设置键是否有按下是否修改当前时间送EPROM送时钟芯片是否是否LCD显示程序流程图显示程序流程图v 流程图分析：流程图分析：v首先对1602显示屏进行初始化（初始化大约持续10ms左右），然后检查忙信号，若BF=0，则获得显示RAM的地址，写入相应的数据显示；若BF=1，则代表模块正在进行内部操作，不接受任何外部指令和数据，直到BF=0为止。开始对1602初始化写入显示设置命令延时5ms检查忙信号BF=0？获得显示RAM地址延时5ms写入相应的数据结束数据显示完毕？是否

13、是否温度程序流程图温度程序流程图v流程图分析：流程图分析：v开始进入初始化DS18B20，就是通过主机拉低单线产生复位脉冲然后释放该线，如果有应答脉冲，即发起ROM命令当成功的执行操作命令后，就使用Convert T命令即开始温度转换，当转换完后，又初始化DS18B20是否有应答脉冲，若有，就发起Read Scratchpad（读取暂存器和CRC字节）命令，既同时读出第1，2个字节，即为温度的数据初始化DS18B20开始应答脉冲发起SkipRom命令发起Convert T命令延时1s等待温度转换完成初始化DS18B20应答脉冲读取第1，2字节即为温度数据发起Read Scratchpad命令否

14、是是否五、总结五、总结 本设计采用本设计采用A AT89C5T89C51 1、DS18B20DS18B20、MQ-2MQ-2、DS1302DS1302、LCD1602LCD1602、ADC0808ADC0808等主要元器件实等主要元器件实现了火灾报警和电子万年历的功能。现了火灾报警和电子万年历的功能。v不足之处：不足之处：v第一，温度和烟雾浓度的上下限阈值不能通第一，温度和烟雾浓度的上下限阈值不能通过按键调整；过按键调整；v第二，未能实现闹铃以及语音整点报时；第二，未能实现闹铃以及语音整点报时；v第三，硬件仿真的时候采用了直插封装，这第三，硬件仿真的时候采用了直插封装，这对于系统的模型设计有很大的不利。对于系统的模型设计有很大的不利。