智能火灾报警系统的设计
摘 要本论文主要设计了一款智能火灾报警器，实现了对家庭或者公共场所进行火灾快速检测，不但解决了火灾检测灵敏度和准确度的问题，还降低了成本，能够通过单片机的控制实现发生火灾时液晶屏显示报警代码并进行声音报警。本系统以AT89C51单片机作为主控芯片，外围电路包括液晶显示电路、报警电路和火焰检测电路，软件代码采用C语言编写。经过大量实验测试，此智能火灾报警系统在火灾安全防范领域具有一定的推广价值。
目录
一、 引言
（一） 火灾报警系统的发展背景
（二） 火灾报警系统的国内外发展现状
（三） 主要内容
二、 方案设计及元器件选择
（一） AT89C51单片机简介
（二） LCD1602液晶显示器简介
（三） 有源蜂鸣报警器简介
（四） 火焰传感器简介
（五） 机械按键介绍
三、 系统硬件设计
（一） 智能火灾报警器系统框图设计
（二） 最小系统电路设计
1. 晶振电路设计
2. 复位电路设计
（三） 火灾信息显示电路设计
（四） 火灾报警电路设计
（五） 火灾检测电路设计
（六） 系统参数设置设计
四、 系统软件设计
（一） 火灾报警系统的主程序流程设计
（二） LCD1602液晶屏驱动流程设计
1. 写数据的操作
2. 写指令的操作
（三） 报警器驱动流程设计
（四） 火灾检测流程设计
五、 仿真系统设计
六、 实物安装
总结与展望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
附录四 程序
引言
火灾报警系统的发展背景
随着现代科技的发展工业生产以及人们的日常生活而出现越来越多的安全隐患，其中火灾给人们带来的损失更加巨大。为了防止和减少 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
这类事故的发生，保护人身和财产安全就必须对易发生火灾的场所进行实时监测，及时发现事故地点采取有效措施减少火灾造成的损失。因此火灾报警系统在人们生活中必不可少。由于老式智能火灾报警器系统在使用过程中容易出现不灵敏的问题，当发生火灾时老式智能火灾报警系统因为灵敏度不高而无法进行及时的发出警报，给人们的人身财产造成很大损失。研究人员正在不断探究解决这些问题的有效措施和可行办法，其中使用主控处理器等微处理器来当作控制器的智能火灾报警器系统是最为妥善的一种办法，较早期的智能火灾报警器控制系统全部选用技术含量低的模拟技术或者机械结构作为主要架构，无法定期对系统进行优化，而单片机芯片的可更新程序特点则解决了这一无法优化的问题。智能火灾报警器系统使用了AT89C51作为主控核心部分，通过软硬件系统的设计，实现了一种能够实现可靠火灾检测报警的智能系统，以微处理器实现的智能火灾报警器系统是对传统系统的一种革新换代，如果在运行过程中出现紊乱，只需要对软件代码进行改进优化而且重新烧写就行了，在灵敏度和精确度上都有提升。通过该款AT89C51来完成智能火灾报警器控制系统，以高效的软件执行流程来对数据进行运算，并以人机交互体验感较佳的界面来实现使用者和系统之间的交流。
火灾报警系统的国内外发展现状
智能火灾报警器系统研究的重点是如何降低功耗、提升灵敏度，国内外的许多相关企业和高校研究小组都正在投入大量精力进行研究，现如今高性能的智能火灾报警器系统已经实现了普及而且成本实现了大幅度下降。现如今国际上对智能火灾报警器控制系统的研发虽然取得了一定的成果，但在系统运行过程中精度还不是很高，要获得高精度火灾报警系统，仍然需要不断的去探索研究。
主要内容
通过对当今市场上的智能火灾报警器产品进行了调查后，提出使用性价比较高的AT89C51作为主控核心，结合LCD1602、有源蜂鸣器和火焰传感器等器件，完成智能火灾报警器控制系统设计，以下为主要任务指标。
1.使用AT89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块实现火焰快速检测、火警报警；
2.系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
3.能够实时检测火焰信号的发生；
4.当火焰发生时，火焰传感器立即输出电平信号传送给51单片机，单片机接收到这一电平信号后，驱动蜂鸣器模块发出报警信号，并显示；
5.具有显示功能，采用LCD1602液晶屏进行报警参数显示。
主要元器件介绍
AT89C51单片机简介
本智能火灾报警器系统的高效运行离不开高性能控制器的作用，对于大多数智能系统来说，核心处理器的品质高低是决定其产品成败。该智能火灾报警器系统的控制核心部分是AT89C51单片机。此单片机有40引脚，其中包括32个通用I/O口，1个复位引脚，2个时钟脉冲引脚，3个外部存储器控制引脚2个电源引脚。AT89C51单片机的存储空间是由其主控芯片集成的存储空间，也可以使用外围设备为89C51单片机提供额外的存储空间。ROM大小为4KB，RAM为128B，外接存储器最大为64KB；有2个16位计数器，5个中断源。全静态工作频率范围为0Hz24Hz。
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图1 AT89C51
LCD1602液晶显示器简介
LCD1602液晶屏也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。如图2所示，由于智能火灾报警器系统的设计中有进行参数显示的需求，所以需要1602液晶屏电子元器件配置在硬件系统中，良好的显示智能火灾报警器系统的参数。.其内部含有复位电路，并且提供各种控制命令比如：清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示位移等功能。在数据控制上，控制器内部设有一个数据地址指针，可以通过他们来访问内部的80字节RAM。LCD1602液晶屏显示质量高，由于在每一个点接收到信号后就恒定保持当前的色彩和亮度，画质高的同时也不会发生闪烁。相对而言它的耗损主要消耗在其内部的电极和驱动IC上因此耗电量比其他显示屏少很多。内部结构可以分为三部分：控制器、驱动器、显示装备。因为它具有显示字母和数字方便的及成本低的优点，所以很受欢迎。
LCD1602的基本操作为四种：
1.读状态：输入RS=0,RW=1,E=高脉冲。输出：D0D7为状态字。
2.读数据：输入RS=1,RW=1,E=高脉冲。输出：D0D7为数据。
3.写命令：输入RS=0,RW=0,E=高脉冲。输出：无。
4.写数据：输入RS=1,RW=0,E=高脉冲。输出：无。
目录
一、 引言
（一） 火灾报警系统的发展背景
（二） 火灾报警系统的国内外发展现状
（三） 主要内容
二、 方案设计及元器件选择
（一） AT89C51单片机简介
（二） LCD1602液晶显示器简介
（三） 有源蜂鸣报警器简介
（四） 火焰传感器简介
（五） 机械按键介绍
三、 系统硬件设计
（一） 智能火灾报警器系统框图设计
（二） 最小系统电路设计
1. 晶振电路设计
2. 复位电路设计
（三） 火灾信息显示电路设计
（四） 火灾报警电路设计
（五） 火灾检测电路设计
（六） 系统参数设置设计
四、 系统软件设计
（一） 火灾报警系统的主程序流程设计
（二） LCD1602液晶屏驱动流程设计
1. 写数据的操作
2. 写指令的操作
（三） 报警器驱动流程设计
（四） 火灾检测流程设计
五、 仿真系统设计
六、 实物安装
总结与展望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
附录四 程序
引言
火灾报警系统的发展背景
随着现代科技的发展工业生产以及人们的日常生活而出现越来越多的安全隐患，其中火灾给人们带来的损失更加巨大。为了防止和减少 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
这类事故的发生，保护人身和财产安全就必须对易发生火灾的场所进行实时监测，及时发现事故地点采取有效措施减少火灾造成的损失。因此火灾报警系统在人们生活中必不可少。由于老式智能火灾报警器系统在使用过程中容易出现不灵敏的问题，当发生火灾时老式智能火灾报警系统因为灵敏度不高而无法进行及时的发出警报，给人们的人身财产造成很大损失。研究人员正在不断探究解决这些问题的有效措施和可行办法，其中使用主控处理器等微处理器来当作控制器的智能火灾报警器系统是最为妥善的一种办法，较早期的智能火灾报警器控制系统全部选用技术含量低的模拟技术或者机械结构作为主要架构，无法定期对系统进行优化，而单片机芯片的可更新程序特点则解决了这一无法优化的问题。智能火灾报警器系统使用了AT89C51作为主控核心部分，通过软硬件系统的设计，实现了一种能够实现可靠火灾检测报警的智能系统，以微处理器实现的智能火灾报警器系统是对传统系统的一种革新换代，如果在运行过程中出现紊乱，只需要对软件代码进行改进优化而且重新烧写就行了，在灵敏度和精确度上都有提升。通过该款AT89C51来完成智能火灾报警器控制系统，以高效的软件执行流程来对数据进行运算，并以人机交互体验感较佳的界面来实现使用者和系统之间的交流。
火灾报警系统的国内外发展现状
智能火灾报警器系统研究的重点是如何降低功耗、提升灵敏度，国内外的许多相关企业和高校研究小组都正在投入大量精力进行研究，现如今高性能的智能火灾报警器系统已经实现了普及而且成本实现了大幅度下降。现如今国际上对智能火灾报警器控制系统的研发虽然取得了一定的成果，但在系统运行过程中精度还不是很高，要获得高精度火灾报警系统，仍然需要不断的去探索研究。
主要内容
通过对当今市场上的智能火灾报警器产品进行了调查后，提出使用性价比较高的AT89C51作为主控核心，结合LCD1602、有源蜂鸣器和火焰传感器等器件，完成智能火灾报警器控制系统设计，以下为主要任务指标。
1.使用AT89C51单片机作为主控芯片，结合其他模块实现火焰快速检测、火警报警；
2.系统采用直流正5V电压进行供电，具有较低的功率消耗；
3.能够实时检测火焰信号的发生；
4.当火焰发生时，火焰传感器立即输出电平信号传送给51单片机，单片机接收到这一电平信号后，驱动蜂鸣器模块发出报警信号，并显示；
5.具有显示功能，采用LCD1602液晶屏进行报警参数显示。
主要元器件介绍
AT89C51单片机简介
本智能火灾报警器系统的高效运行离不开高性能控制器的作用，对于大多数智能系统来说，核心处理器的品质高低是决定其产品成败。该智能火灾报警器系统的控制核心部分是AT89C51单片机。此单片机有40引脚，其中包括32个通用I/O口，1个复位引脚，2个时钟脉冲引脚，3个外部存储器控制引脚2个电源引脚。AT89C51单片机的存储空间是由其主控芯片集成的存储空间，也可以使用外围设备为89C51单片机提供额外的存储空间。ROM大小为4KB，RAM为128B，外接存储器最大为64KB；有2个16位计数器，5个中断源。全静态工作频率范围为0Hz24Hz。
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图1 AT89C51
LCD1602液晶显示器简介
LCD1602液晶屏也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。如图2所示，由于智能火灾报警器系统的设计中有进行参数显示的需求，所以需要1602液晶屏电子元器件配置在硬件系统中，良好的显示智能火灾报警器系统的参数。.其内部含有复位电路，并且提供各种控制命令比如：清屏、光标闪烁、字符闪烁、显示位移等功能。在数据控制上，控制器内部设有一个数据地址指针，可以通过他们来访问内部的80字节RAM。LCD1602液晶屏显示质量高，由于在每一个点接收到信号后就恒定保持当前的色彩和亮度，画质高的同时也不会发生闪烁。相对而言它的耗损主要消耗在其内部的电极和驱动IC上因此耗电量比其他显示屏少很多。内部结构可以分为三部分：控制器、驱动器、显示装备。因为它具有显示字母和数字方便的及成本低的优点，所以很受欢迎。
LCD1602的基本操作为四种：
1.读状态：输入RS=0,RW=1,E=高脉冲。输出：D0D7为状态字。
2.读数据：输入RS=1,RW=1,E=高脉冲。输出：D0D7为数据。
3.写命令：输入RS=0,RW=0,E=高脉冲。输出：无。
4.写数据：输入RS=1,RW=0,E=高脉冲。输出：无。
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