基于单片机温度报警器

基于单片机温度报警器（精选6篇）

基于单片机温度报警器 篇1

基于单片机的温度报警系统报告

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随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本次主要设计一个基于89C52单片机的数字温度传感器开发测温系统，重点掌握对传感器下在单片机的硬件连接，软件编程以及各个模块系统流程的详尽分析，提高电路设计的技巧。该系统可以方便的实现温度的采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适用于我们的日常生活。该系统结构简单，抗干扰能力强，有广泛的应用前景。

在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、速度和开关量都是常用的主要被控制参数、其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常遇到的控制问题。

在传统的温度测控系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免的遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题，而其中任何一环节处理不当，就会造成整个系统性能的下降。采用数字温度传感器与单片机组成的温度检测系统进行温度检测、数值显示和数据储存，体积减小，精度提高，抗干扰能力强，并可组网进行多点协测，还可以实现实时控制等技术，在现代工业中应用越来越广泛。

传统的温度测控系统设计往往是热电阻、adc转换器和控制器的搭配，再加上人机互动操作操作设备这样就会增加系统的成本和系统软件设计的负担，传统的温度测控系统软件设计不仅要控制温度采集、adc的转换、数据的处理、显示和按键功能。制温度采集、adc的转换、显示和按键功能相对简单一些，但是adc采集数据不是现成的温度数据还要控制器处理器对数据处理进行处理，热电阻是反映温度和电压的关系，常用的有正温度和负温度电阻，而且大多数不是正比例而是指数型，这样的数据处理函数可想而知有多复杂，还要考虑电压在传输时的损耗。

本设计就采用以52单片机为核心，和单总线数字式温度传感器模拟出一温度测控系统。

方案：

采用AT89C52单片机，温度传感器，液晶显示屏，设计能设定温度上下限。当温度低于下限值或高于上限值是能进行报警，能显示实际的温度值，显示精度为±1°本方案主要利用硬电路连接，通过软件编程，显示出温度。

重要元器件1：AT89C52 AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用位

中央处理器和Flash存储单元，功能强的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。具有低电压供电和体积小等特点。

重要元器件2：DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20数字温度传感器接线方便，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。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。

本温度计采用一种智能温度传感器DS18B20作为检测元

件。该元件测温范围为-55~125度，最高分辨率为0.0625度，完全满足本设计中分辨率为0.1度的要求!考虑到下载程序的方便和一些条件的限制我选了STC89C52RC这款单片机作为控制器。

报警方面，当温度超过警界最高温度时，报警，红色发光二极管打开;当温度低于最低温度报警时，报警，红色发光二级管打开。为使电路的简化，其温度报警值已预设在程序中，可以通过修改程序中的预设值改变报警温度!主要实现：在基于52单片机的情况下进行，实时温度测量以及显示，超出温度范围声光报警，上下限温度可设定等功能。

电路图：

总结：

从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。并且做每一件事都要认真严谨去完成，否则，一个小小的问题都会让你付出更多的时间和代价。

总的来说，自己从这次独立的课程中收获了一些的知识与经验，一些从书本中学之不来的东西。

基于单片机温度报警器 篇2

1)能检测温度;

2)温度显示功能:利用LED数码管显示温度;

3)报警功能:当温度超过设定的上下限温度,报警灯闪烁,且发出不同频率的声音报警。

2 硬件设计

电路主要由AT89C52单片机、上拉电阻、DS18B20温度传感器、LED数码管、蜂鸣器和两个LED灯组成。利用Proteus仿真软件搭建硬件电路如图1所示。在设计中利用温度传感器DS18B20测取温度信息,通过单片机与传感器进行通信、读取温度信息并写入控制信息(温度上下限)。利用单片机的P0口控制LED数码管来显示温度,当温度超过设定的上下限温度时,利用单片机的P3.7控制蜂鸣器发出报警声,同时报警灯会亮。各部分组成说明如下。

1)单片机

采用AT89C52,AT89C52是51系列单片机的一个型号,它是ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,具有较高的性价比。

2)DS18B20温度传感器

DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1-Wire式单总线器件,具有线路简单,体积小的特点,用它组成的温度测量系统线路非常简单,只要求一个端口即可实现通信。其温度

测量范围在-55℃～125℃之间,数字温度计的分辨率可从9～12位选择,内部还有温度上、下限报警设置。

3)LED显示电路

由7段4位共阴数码管和上拉电阻组成,用于显示温度,采用动态显示方式实现温度显示。

4)蜂鸣器

主要用于报警,当温度超过设计的上下限温度时,利用P3.7定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。

5)报警灯

LED灯D1、D2分别为下限、上限温度报警灯,当温度超过设计的下限或上下温度时,利用P3.1、P3.0分别控制报警灯闪烁。

3 软件设计

3.1 软件设计思路

本程序由主程序、读取温度子程序、显示温度子程序和报警子程序组成。主程序负责系统的初始化,然后读取温度并显示,同时判读温度是否超过设定的上下限,若超过则进入报警程序。主程序的流程图如图2所示。

3.2 程序代码

限于篇幅,下面给出部分程序代码

4 电路仿真

软件的编写在Keil软件环境下进行,芯片的型号选择AT89C52,编写C程序并保存,之后利用Keil编译器编译调试,编译成功后生成HEX文件。程序经Keil软件编译通过后,就可利用Protues软件进行仿真了。在图1绘制好的仿真电路中,用鼠标左键单击单片机,弹出“Edit Commponent”对话框。在“Programe File”中载入已经生成的HEX文件,然后单击“OK”按钮保存设计,最后单击运行按钮即可进行功能仿真。

运行时,LED数码管将显示DS18B20所测量的外部温度,调节DS18B20模拟改变外界温度时,新的温度将刷新显示在LED数码管上。当温度超过设定的上下限时,会发出不同频率的报警声。

5 结束语

本文介绍了基于单片机的温度报警器,能检测温度同时当温度超过设定的上下限时报警。同时采用Proteus和Keil结合进行仿真,实现了设计所要求的功能。

参考文献

[1]李广第,朱月秀,冷祖祁.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

[2]来清民.传感器与单片机接口及实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008.

基于单片机的防盗报警器设计研究 篇3

【关键词】单片机 防盗报警 报警系统

现在越来越多的人意识到防盗报警系统的重要性，但是市场上销售的防盗报警器价格相对较高，并且体积比较大，运行时可靠性比较低，这样想要在整体上提高防盗报警器应用效果，就需要对从实际需求出发，从多个方面进行分析，选择用有效的措施来提高其运行可靠性。基于单片机防盗报警器的设计，即以单片机为主要元件，降低电路结构设计的复杂程度，在提高其运行可靠性的基础上降低设计与应用成本，实现其所具有的防盗报警功能。

一、智能报警系统概述

智能报警系统的应用以满足人们生命安全需求为目的，利用各种新型技术，对设定区域进行检测，一旦出现危险情况，系统自动完成报警。就我国防盗报警器设计情况来看，主要以声波、红外线接收等技术为基础，并且智能技术的应用，使得报警器逐渐由传统的封闭式、被动式等安全模式转变为综合化、多元化以及电控化模式。随着更多新型技术的出现以及应用，防盗报警器在设计上，将会朝着数字化、无线化以及集成化方向发展，不断提高系统运行的稳定性与可靠性。

二、单片机防盗报警器设计要求

单片机已经被广泛的应用到众多领域中，对改善生活质量，提高工作水平具有重要意义。现在人们对生活工作的安全性与隐私性要求更高，更多的人选择设计安装报警系统，但是现在市场上报警器性价比比较低，运行稳定性达不到要求，虽然能够起到一定作用，但是在整体上来看依然是存在比较多的缺陷，因此在基于单片机设计防盗报警器时，应提高其运行的稳定性与可靠性。通过设计使得报警器可以对区域空间进行全面检测，能够检测到人体发出的红外线，在人们进入到报警器监视区域内后，系统就会发出报警声，可以将此类报警器应用在办公室、家庭以及仓库等场合。对于单片机报警器的设计，应从实际需求出发，以农村防盗来说，人流量比较大并且相对集中，如果选择上述报警器管理过程相对麻烦，而传统的门窗防盗方式不但会影响建筑外观，在某些情况下甚至还会为违法人员提供逃脱的便利。因此，在基于单片机进行防盗报警器设计时，用从整体出发，采用数字化、智能化以及集成化等技术，对传统报警器外观进行改善，不断提高其运行的可靠性，形成真正的数字化、集成化以及无限化的防盗报警系统。

三、单片机防盗报警器设计措施

（一）硬件设计

1.主机

主机是整个系统设计的核心部分，主要由单片机与其他外围电路组成，可以选择用STC89C52单片机，具有比较丰富的内部资源，片上集成EEPROM，可以用其来完成用户密码的储存，具有与外接EEPORM芯片相同功能，可以释放对IO口的占用，并且简化了软件设计的复杂性，节省了程序存储空间。在进行设计时，单片机系统时钟为12MHZ，可以通过串口直接进行系统编程。其中，按键与LCD构成人机交互电路，用户可以通过按键来实现对报警系统的操作，常见的按键主要包括向上、向下、设置、确定、设防以及撤防等。另外，还需要通过设计来显示系统工作状态，STC89C52单片机将128×64LCD可以显示4行字符，并且带有汉字字库，可以完全满足系统运行状态的显示。

2.红外传感器

红外传感器可以有效侦测到人体发射的红外线，这样在防盗报警器监测的区域内一旦检测到人体入侵的红外信号，就会立即报警。对于传感器模块的设计，主要是将红外传感器、信号处理电路以及放大电路集成在一个PCB上，增加使用的方便性。本文所述防盗传感器工作电压为4.5V～20V，在装置正常工作时，数据线输出高电平，待检测到人体移动红外线后数据线输出低电平。即数据输出为LVTTL电平，输出高电平为3.3V，低电平为0V，但是如果将单片机设计为5V供电，则只能完成对TTL电平的识别，要想完成对所有电平的识别，就需要设置光电耦合器件来完成电平转换。

（二）软件设计

单片机防盗报警器软件设计，重点实现撤防、设防、设置以及报警等，保证各模块之间能够顺利完成跳转。即系统在接通电源后，装置进入撤防模式，系统不会对红外传感器的状态进行检测，即便是有人进入传感器感应区域也不会发生报警。利用正确的密码对设置键进行操作，可以完成系统日期、时间、密码、开机自动设防/撤防以及时间，或者是关机自动设防/撤防等，完成内容设置后按设置键即可返回撤防模式。在按下设置键或者自动设防时间到时，系统会延迟5min进入设防模式，用户应在预留的5min中内离开防区。当系统进入设防模式后，系统将会定时轮询所有红外传感器的运行状态，一旦检测到P1任何一个引脚传输为高平时，就可判断有人员入侵，系统自动进入报警模式启动声光报警器并发出报警信号。另外，在系统进入报警模式后，主要通过设置键输入正确的密码就可以消除警报。并且，在系统设防模式下也可以通过撤防键操作，或者等到自动撤防时间到后，系统将自动返回撤防模式。

四、结束语

防盗报警器的应用对提高区域内财产安全具有重要作用，但是现在市场存在的报警器总体上应用效果比较低，需要结合实际需求来对其进行更进一步的研究。基于单片机防盗报警器的设计，需要从多个方面着手，对其进行不断优化，争取提高装置运行的稳定性与可靠性。

参考文献：

[1] 周亦，屈长青.基于单片机的家居防盗报警器设计[J].湖南科技学院学报，2011，12：81-83.

[2] 王建珍.基于单片机的防盗报警器的设计[J].电子技术与软件工程，2013，21：145-146.

基于单片机温度报警器 篇4

学生姓名：

指导教师：

所在学院：信息技术学院

专业：电气工程及其自动化

中国·

2012年05月

毕业设计工作总结

通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。

当开题报告定下来之后，我最终确定的题目是粮库温度检测报警设计，之后我便立刻在学校的图书馆着手资料的收集工作中，当时面对众多网络资料库的文章真是有些不知所措，不知如何下手。我将这一困难告诉了指导老师，在韩静老师的细心的指导下，终于使我了解了应该怎么样利用学校的浩瀚的资源找到自己需要的资源，找了大概100篇左右相关的论文，认真的阅读，总结笔记，为自己的论文打好基础。主要是为了发现论文中的设计思想。在搜集资料后，我在电脑中都进行分类的整理，然后针对自己不同部分的写作内容进行归纳和总结。尽量使我的资料和论文的内容符合，这有利于论文的撰写。然后及时拿给老师进行沟通，听取老师的意见后再进行相关的修改。老师的意见总是很宝贵的，可以很好的指出我的资料收集的不足以及需要什么样的资料来完善文章。

毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的最后一次执手训练。其次，毕业设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。

毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。

总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。

基于单片机的安全报警器设计 篇5

1.1 设计概述

随着电子技术的发展, 人们自身的安防意识也在逐渐增强。此类装置设计的要点:其一是能有效判断是否有儿童接近窗户;其二是尽可能大地增加防护范围。利用热释电人体红外传感器和单片机的设计, 对传感器微弱的信号进行放大的放大电路设计。当儿童接近窗子至0.5 m时, 警报响起且防护网自动弹出。据儿童的身高体重标准表, 我们设定1.2 m为我们的检测范围。

该报警器能探测人体发出的红外线, 当人进入报警器的监视区域内, 即可发出报警声。本设计是利用热释电红外线传感器探测人体辐射出的红外线信号原理设计出来的人体红外线感应报警器。

该报警器主要由热释电红外传感器及其检测电路、报警电路组成。热释电红外传感器是报警器设计中的核心器件, 它可把人体的红外信号转换为电信号以供信号处理部分使用。检测电路主要是把传感器输出的微弱电信号进行放大、滤波、延迟、比较, 从而实现报警功能的灵活应用。

1.2 设计任务与要求

1) 该设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为数据采集、单片机控制、报警等模块。

2) 本安全报警系统由热释电红外传感器、报警器、单片机控制电路及相关的控制管理软件组成。用户完成信息采集、处理、数据传送、功能设定、本地报警等功能。终端由中央处理器、输入模块、输出模块、通信模块、功能设定模块等部分组成。

3) 系统可实现功能。当儿童接近窗子至0.5 m时, 警报响起且防护网自动弹出。据儿童的身高体重标准表, 我们设定1.2 m为我们的检测范围。

热释电红外传感器将探测到动作, 设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号, 经放大电路、比较电路送至门限开关, 打开门限阀门送出TTL电平至AT89C51单片机, 经单片机处理运算后驱动执行报警电路使警号发声。并且防护网自动弹出, 保护儿童安全, 以防坠落。

当然, 系统工作的稳定性和可靠性也是追求的重要指标。至于报警可采用声光信号。

4) 该安全报警器的总体设计框图如图1。

2 安全报警器各功能模块简介

2.1 热释电红外传感器原理

热释电红外线传感器是20世纪80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。探测距离 (实测) :0.1 m~10 m是一种能检测人体发射的红外线而输出电信号的传感器, 它能组成防入侵报警器或各种自动化节能装置。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化, 并将其转换成电压信号输出。将这个电压信号加以放大, 便可驱动各种控制电路。在电子防盗、人体探测器领域中, 被动式热释电红外探测器的应用非常广泛, 因其价格低廉、技术性能稳定而受到广大用户和专业人士的欢迎。

本设计所用的热释电红外线传感器就采用这种双探测元的结构。其工作电路原理及设计电路如图2所示, 在VCC电源端利用C1和R2来稳定工作电压, 同样输出端也多加了稳压元件稳定信号。当检测到人体移动信号时, 电荷信号经过FET放大后, 经过C2, R1的稳压后使输出变为高电位, 再经过NPN的转化, 输出OUT为低电平。图2为热释电红外传感器原理图。

2.2 报警电路模块

所谓报警系统的主要目的是为了在出现危急时给人以警示和提醒, 从而进行相应的应急处理, 进而达到避免意外事件发生和减少发生意外情况而带来的各种损失。报警系统是整个系统的重要组成部分, 所以本设计在报警方面用单片机程序来设计。触发可以用单片机触发, 具体电路此处省略。

2.3 单片机控制模块

随着半导体集成工艺的不断发展, 单片机的集成度将更高, 体积将更小, 功能将更强, 本设计采用美国ATMEL公司生产的低功耗, 高性能CMOS8位单片机AT89C51, 其片内含有4 kbytes的可系统编程的Flash只读程序存储器。

2.4 电机驱动电路设计

L6203是专用驱动集成电路, 属于H桥集成电路, 其输出电流为2 A, 最高电流5 A, 最高工作电压48 V, 最高频率100 k Hz, 可以驱动感性负载, 如大功率直流电机, 步进电机, 电磁阀等, 尤其是其输入端可以与单片机直接相联, 从而很方便地受单片机控制。当驱动直流电机时, 可以直接控制步进电机, 并可以实现电机正转与反转, 借以控制防护网的开关。

3 安全报警器的软件设计介绍

3.1 主程序流程图

本系统的MCU使用了ATMEL公司的低功耗单片机AT89C51。主程序中仅完成了系统的初始化, 然后就进入待机模式。其他功能模块都在中断服务子程序中完成。当产生中断时, MCU被唤醒并执行相应的中断服务子程序, 从中断子程序返回后, 系统又进入到待机模式。整个程序的设计使系统在绝大多数时间都处于最低功耗状态。整个程序用C语言编写, 使用模块化的设计方法, 把各个模块相关的程序放在一个文件中, 便于分块调试和管理, 缩短了调试周期。

在主程序中, 首先关闭了看门狗和总中断, 避免了在初始化过程中看门狗或其他中断导致单片机复位, 使初始化无法完成。整个系统软件需要对热释电红外传感器、报警器、防护网控制系统进行管理。以上模块均在主程序中完成初始化过程, 系统流程图如图4。

3.2 电机控制系统

当传感器检测出儿童信号时, 电机正转, 警报响起且防护网弹出;当警报解除, 按下复位按钮, 电机反转, 防护网收回复位。

4 结束语

本设计研究了一种基于单片机技术的智能安全报警器。该报警器通过以AT89C51单片机为工作处理器核心, 外接热释电红外传感器, 能够以非接触方式探测出人体发出的红外辐射, 并将其转化为相应的电信号输出。

该设计是作为贵州师范大学2012~2013年科研项目来进行的。笔者参与了整个科研项目的设计实施过程, 所设计的安全报警器经过了现场使用实验, 运行效果证明实用性很强。同时, 该设计采用了模块化的设计思路, 使该报警器设计进一步的市场化和系列化, 具有较强的推广市场和应用价值。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2004.6:20-73.

[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社, 2006:79-85.

[3]李华.MCS-51系列单片机使用接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 1993:35-42.

[4]董爱华.检测与转换技术[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[5]赵德安.单片机原理与应用[M].第2版.北京:机械工业出版社, 2009.

[6]余成波.传感器与自动检测技术[M].第2版.北京:高等教育出版社, 2009.

[7]孙晓云.接口与通信技术原理与应用[M].北京:中国电力出版社, 2007.

基于单片机温度报警器 篇6

【摘 要】本文基于AT89S52单片机的家居型火灾自动报警系统，采用气体传感器、温度传感器以及LED显示灯模块，可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。

【关键词】单片机；火灾报警；传感器

【Abstract】This paper introduce the Automatic Fire Alarm System base on AT89S52 SCM. It use Gas sensors， temperature sensors and LED display light module which consist of this system. This system is able to making sound and light alarm， fault self-diagnosis， concentration display， alarm limit set， delay alarm set and serial communication with the upper machine， etc. Since of the Simple structure， stable performance， easy to use， low cost， intelligent control this Fire Alarm System is a practical system.

【Key words】single chip microcomputer； fire alarm；sensor

引言

家居型火灾报警系统主要由传感器、A/D转换器、串行通信、单片机、报警电路等组成【1】。系统通过传感器将检测到的烟雾浓度、温度等报警信号通过放大电路、A/D转换成数字信号，传送到单片机内，单片机经过识别、分析处理，若传感器检测到的数值超过预制值，将报警控制信号传送到报警显示电路，通过声音报警、浓度显示等及时通过串口通信与小区保安部门或者是物业部门、消防部门联系，及时报警，报警一段时间后系统可自动关闭报警，或者是通过按键，人工取消报警。家居型火灾报警系统整体电路的框图如图1所示。

1.系统硬件电路设计

在整体系统的设计中，AT89S52单片机是其核心控制部件。烟雾、温度传感器的输出端分别接到ADC0809的IN0和IN1作为输入端，AT89S52单片机的P0.6，P0.7引脚接收来自传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号，通过软件中断程序对这两种信号分别进行处理，以控制后续电路进行相应动作。AT89S52单片机与ADC0809接口电路如图2所示。

在报警系统中，传感器所采集的数据通过A/D转换成数字信号后，通过CPU传送到LED数码显示电路，能更直接地观察到相关测量数据。采用驱动芯片ICM7218A驱动，27、3、1、25、2、24、26脚分别接数码管的a、b、c、d、e、f、g，15、16、23、20脚为位选，分别连接4位数码管的COM端，数据线接单片机的P1口，WRITE、MODE是写控制位和模式控制位，分别接单片机P2.6、P2.7，当单片机写入模式控制字后，ICM7218以约定的方式接收显示数据并将数据写入静态显示RAM中【2】。数据接收结束，按设定的译码模式，以动态扫描显示方式向段显示驱动器和位控驱动器发出控制信号，直到下一个控制字写入前，不停地进行动态显示工作。其结构框图如图3所示。

2.系统软件设计

主程序初始化主要包括各种I/O输入输出状态的设定、所用到的寄存器进行初始化赋值、中断控制方式寄存器初始设置、报警限初值设置等。传感器进行预热，一般三分钟即可，同时采用软件方式检测传感器加热丝或电缆线是否断线或者接触不良，进行故障检测【3】。初始化程序完成后，传感器对气体浓度和温度进行采样，通过A/D转换成数字信号，进行平均值法滤波、线性化处理后，将检测值与初始设置的报警限进行对比，如果超出报警限，则执行报警子程序，启动相应报警执行电路，并且LED显示浓度；如果没有超出报警限，则直接显示浓度。主程序流程图如图4所示：

当传感器所测量的烟雾浓度或温度值超过报警限值时，蜂鸣器发出报警，对应通道的灯闪亮，以提示住户采取相应安全对策，从而保障家庭安全，避免火灾的发生。为了防止误报，在程序设计上，对烟雾浓度和温度两个测量值进行快速重复检测，以区别出厨房管道中烟雾的泄漏，防止误报。报警子程序流程图如图5所示。

3.结论

家居型火灾报警器可保障家庭生活的安全，避免火灾的发生。本文是在对烟雾浓度、温度传感器和智能报警技术进行深入研究的基础上，合理地确定系统的设计方案，并对仪器的整体设计和各个组成部分进行了详细的分析和设计。家居型火灾报警器是一种结构简单、性能稳定、使用方便、安装简便、价格低廉、智能化的火灾报警器，报警系统和物业、安保部门进行串行通信，有效保证家庭无人时或者只有小孩时能够及时发现火灾，减小财产损失，保障人员安全，具有一定的实用价值。本报警器电路结构简单、可维护性好，能广泛应用于居民家庭。

参考文献：

[1]黄凤娟.单片机火灾报警系统的设计.安徽电子信息职业技术学院学报，2010.

[2]樊明龙，任丽静.单片机原理与应用.化学工业出版社出版，2005.03.

[3]吴旗.传感器与自动检测技术.高等教育出版社，2008.

[4]余发山.单片机原理及应用技术.中国矿业大学出版社，2008.

[5]李玉峰.MSC-51系列单片机原理与接口技术.人民邮电出版社，2009.

[6]马忠梅.单片机外围电路设计.北京航空航天大学出版社，2005.

[7]宋文绪.传感器与检测技术[M].高等教育出版社，2004.

[8]董爱华.检测与转换技术.中国电力出版社，2007.

[9]黄智伟.传感器应用设计实例制作.电子工业出版社，2006.

作者简介：