单片机的居室安全报警系统研究
目 录
一、绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
二、 智能安防报警系统CPU最小系统选择与设计 1
2.1 CPU的选择及功能 1
2.2 数据存储器的选择 3
2.3 复位电路的设计 4
三、 探测器的选择与设计 5
3.1离子感烟探测器的选择与设计 5
3.2 可燃气体探测器的选择与设计 6
3.3 热释红外探测器的选择 6
四、 系统检测和控制电路的设计 7
4.1 烟雾感应借接口的设计 7
4.2 声光报警电路的设计 7
五、 软件的设计 8
5.1 主程序的流程图 8
5.2 相对应情况处理流程图 9
六、 总结 10
七、 附录 10
一、绪论
本节主要介绍了这个课题的选择背景和它所拥有的意义，使读者们能够了解到有关这个课题方面的知识。
1.1 选题背景及意义
对于如今的人来说生活物质的方面已经有了很大的改善，而现在人们所关注的问题就是有关安全方面的。对于古时候人们所说的“夜不闭户”我们已不敢奢望，只希望人们能够遵守道德遵守法律。并且，随着生活水平的不断变高，家家户户都用上了天然气，煤气，各类家用电器也是纷纷出现。虽然这给生活带来了便利但是也增加了安全隐患。新闻媒体无不频繁报道过火灾和煤气中毒事件。因此，新的生活理念出现了，那就是居家的安全以及对于火灾和煤气的预防很重要。
本课题所论述的家居安全报警系统可以做到对于煤气泄露，火灾发生，偷盗的报警。它是有防煤气泄漏系统，火灾报警系统和防偷防盗报警系统组成的。能够对于外来侵入和内在隐患做到报警作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
用。该系统的探测器有：离子感烟探测器，可燃气体探测器，热释红外探测器。用单片机来实现蜂鸣器的警报提示功能。
二、智能安防报警系统CPU最小系统选择与设计
2.1 CPU的选择及功能
CPU是整个电路的核心，所有的控制和命令都是由它完成的。一个好的CPU能够使得设计更加的完美。使得各个部件之间的配合更加的好。
在使用一个芯片的时候就要去了解它的引脚功能和内部组成。在对比了一些单片机芯片之后，选择了89C52。
该芯片主要有以下特点：
1) 内有8K掩摸ROM；
2) 字长8位；
3) 2个定时器；
4) 128B读写存储器；
5) 32条I/O口线；
89C52引脚及功能介绍：
1) 主电源引脚VCC和VSS
VCC（40）对EPROM编程，验证接+5V电源和正常操作。
2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
图2.1 89C52芯片管脚图
XTAL2（18）接外部晶体的一端，它是一个振荡电路反相放大器的输入端，晶体振荡频率也就是振荡电路的频率。晶体频率有1.2-12MHz的，越高的频率可以使单片机的速度更快。综合考虑下本设计采用了12MHz的频率。本设计的晶振电路是由外接的C1和C2电容与晶体一起构成的。振荡频率是由C1和C2电容来起微调作用的。
图2.2 晶振电路
3) 引脚RST/V,ALE/PROG,PSEN介绍。
RST/V（9）复位输出端。连续两个机器周期以上高电平的输入就能够完成复位。
ALE/PROG（30）ALE可作为锁存扩展地址的低位字节的控制信号。
PSEN（29）输出负脉冲作为存储器选通信号。
4) I/O引脚P0.0-P0.7，P1.0-P1.7,P2.0-P2.7,P3.0-P3.7。
P0是一个双向I/O口。P0能够一吸收电流的方式来驱动8个LSTTL输入。
P1接收低8位的地址，在对于EPROM编程和程序的验证时。P1可以驱动4个LSTTL输入。
P2也是双向I/O口，能够在访问外存储器时输出高8位的地址。
P3除了普通使用外，还有第二功能。
P3.0-P3.7第二功能：
口线 替代的功能
P3.0 RXD (串行输入口)
P3.1 TXD (串行输入口)
P3.2 INT0 (外部中断0)
P3.3 INT1 (外部中断1)
P3.4 T0 (定时器0的外部输入)
P3.5 T1 (定时器0的外部输入)
P3.6 WR (外部数据存储器写选通)
P3.7 RD (外部数据存储器写选通)
本设计就利用到了第二功能
2.2 数据存储器的选择
本次选择的是Intel 2864 ，它的供电是+5V的，工作电流最大为160mA，可持续的最大电流为60mA。能够完全兼容6264。其引脚图如下：
图2.3 2864 芯片管脚图
74LS373是8D锁存器。其引脚图如下：
图 2.4 74LS373
靠引脚C发出脉冲信号来控制D触发器的锁存。C为高电平是I/O端状态一样，C端电平处于下降沿时，I端数据被锁进Q0-Q7中。OE为使能端，OE低电平，三态门导通，Q0-Q7可输出。
89C52与2864的连接如图：
图 2.5 89C52与2864连接
2.3 复位电路的设计
复位电路
所谓的复位电路就是能够在系统死机的状态下使单片机能够重新启动。复位就是确定一个正确的状态，让所有部件都能够从这个状态开始工作。
复位电路图如下：
图 2.6 复位电路图
三、探测器的选择与设计
3.1离子感烟探测器的选择与设计
空气隔离是离子感烟探测器的火灾探测方法，探测器分为电离室，开关电路，场效应管几个部分。核心传感器是电离室。当有火灾发生的时候，烟雾粒子进入外电离室，正负离子被烟雾粒子吸附，使得相互的中和增加，由此可以显示出烟雾浓度的大小，从而来检测火灾。
离子感烟探测器的原理图如下所示：
图3.1 离子感烟探测器原理图
此次采用的F732型感烟探头数据如下：
静态电流：100uA
工作电压：DC24V
报警电流：10mA-100mA
报警电压：7V-10V
3.2 可燃气体探测器的选择与设计
所谓的可燃气体是指煤气，天然气，烷一类的气体。当这类气体的浓度达到一定程度的时候，一遇到明火就会爆炸，会给人身安全造成隐患。吸入煤气这类的气体也会导致人中毒。通过可燃气体探测器对气体浓度的探测可以即时的发出警报，从而来快速的灭掉源头。所以可燃气体探测器对于居室安全系统是不可缺少的。
图 5.2 险情分类处理流程图
六、总结
一、绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
二、 智能安防报警系统CPU最小系统选择与设计 1
2.1 CPU的选择及功能 1
2.2 数据存储器的选择 3
2.3 复位电路的设计 4
三、 探测器的选择与设计 5
3.1离子感烟探测器的选择与设计 5
3.2 可燃气体探测器的选择与设计 6
3.3 热释红外探测器的选择 6
四、 系统检测和控制电路的设计 7
4.1 烟雾感应借接口的设计 7
4.2 声光报警电路的设计 7
五、 软件的设计 8
5.1 主程序的流程图 8
5.2 相对应情况处理流程图 9
六、 总结 10
七、 附录 10
一、绪论
本节主要介绍了这个课题的选择背景和它所拥有的意义，使读者们能够了解到有关这个课题方面的知识。
1.1 选题背景及意义
对于如今的人来说生活物质的方面已经有了很大的改善，而现在人们所关注的问题就是有关安全方面的。对于古时候人们所说的“夜不闭户”我们已不敢奢望，只希望人们能够遵守道德遵守法律。并且，随着生活水平的不断变高，家家户户都用上了天然气，煤气，各类家用电器也是纷纷出现。虽然这给生活带来了便利但是也增加了安全隐患。新闻媒体无不频繁报道过火灾和煤气中毒事件。因此，新的生活理念出现了，那就是居家的安全以及对于火灾和煤气的预防很重要。
本课题所论述的家居安全报警系统可以做到对于煤气泄露，火灾发生，偷盗的报警。它是有防煤气泄漏系统，火灾报警系统和防偷防盗报警系统组成的。能够对于外来侵入和内在隐患做到报警作 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
用。该系统的探测器有：离子感烟探测器，可燃气体探测器，热释红外探测器。用单片机来实现蜂鸣器的警报提示功能。
二、智能安防报警系统CPU最小系统选择与设计
2.1 CPU的选择及功能
CPU是整个电路的核心，所有的控制和命令都是由它完成的。一个好的CPU能够使得设计更加的完美。使得各个部件之间的配合更加的好。
在使用一个芯片的时候就要去了解它的引脚功能和内部组成。在对比了一些单片机芯片之后，选择了89C52。
该芯片主要有以下特点：
1) 内有8K掩摸ROM；
2) 字长8位；
3) 2个定时器；
4) 128B读写存储器；
5) 32条I/O口线；
89C52引脚及功能介绍：
1) 主电源引脚VCC和VSS
VCC（40）对EPROM编程，验证接+5V电源和正常操作。
2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
图2.1 89C52芯片管脚图
XTAL2（18）接外部晶体的一端，它是一个振荡电路反相放大器的输入端，晶体振荡频率也就是振荡电路的频率。晶体频率有1.2-12MHz的，越高的频率可以使单片机的速度更快。综合考虑下本设计采用了12MHz的频率。本设计的晶振电路是由外接的C1和C2电容与晶体一起构成的。振荡频率是由C1和C2电容来起微调作用的。
图2.2 晶振电路
3) 引脚RST/V,ALE/PROG,PSEN介绍。
RST/V（9）复位输出端。连续两个机器周期以上高电平的输入就能够完成复位。
ALE/PROG（30）ALE可作为锁存扩展地址的低位字节的控制信号。
PSEN（29）输出负脉冲作为存储器选通信号。
4) I/O引脚P0.0-P0.7，P1.0-P1.7,P2.0-P2.7,P3.0-P3.7。
P0是一个双向I/O口。P0能够一吸收电流的方式来驱动8个LSTTL输入。
P1接收低8位的地址，在对于EPROM编程和程序的验证时。P1可以驱动4个LSTTL输入。
P2也是双向I/O口，能够在访问外存储器时输出高8位的地址。
P3除了普通使用外，还有第二功能。
P3.0-P3.7第二功能：
口线 替代的功能
P3.0 RXD (串行输入口)
P3.1 TXD (串行输入口)
P3.2 INT0 (外部中断0)
P3.3 INT1 (外部中断1)
P3.4 T0 (定时器0的外部输入)
P3.5 T1 (定时器0的外部输入)
P3.6 WR (外部数据存储器写选通)
P3.7 RD (外部数据存储器写选通)
本设计就利用到了第二功能
2.2 数据存储器的选择
本次选择的是Intel 2864 ，它的供电是+5V的，工作电流最大为160mA，可持续的最大电流为60mA。能够完全兼容6264。其引脚图如下：
图2.3 2864 芯片管脚图
74LS373是8D锁存器。其引脚图如下：
图 2.4 74LS373
靠引脚C发出脉冲信号来控制D触发器的锁存。C为高电平是I/O端状态一样，C端电平处于下降沿时，I端数据被锁进Q0-Q7中。OE为使能端，OE低电平，三态门导通，Q0-Q7可输出。
89C52与2864的连接如图：
图 2.5 89C52与2864连接
2.3 复位电路的设计
复位电路
所谓的复位电路就是能够在系统死机的状态下使单片机能够重新启动。复位就是确定一个正确的状态，让所有部件都能够从这个状态开始工作。
复位电路图如下：
图 2.6 复位电路图
三、探测器的选择与设计
3.1离子感烟探测器的选择与设计
空气隔离是离子感烟探测器的火灾探测方法，探测器分为电离室，开关电路，场效应管几个部分。核心传感器是电离室。当有火灾发生的时候，烟雾粒子进入外电离室，正负离子被烟雾粒子吸附，使得相互的中和增加，由此可以显示出烟雾浓度的大小，从而来检测火灾。
离子感烟探测器的原理图如下所示：
图3.1 离子感烟探测器原理图
此次采用的F732型感烟探头数据如下：
静态电流：100uA
工作电压：DC24V
报警电流：10mA-100mA
报警电压：7V-10V
3.2 可燃气体探测器的选择与设计
所谓的可燃气体是指煤气，天然气，烷一类的气体。当这类气体的浓度达到一定程度的时候，一遇到明火就会爆炸，会给人身安全造成隐患。吸入煤气这类的气体也会导致人中毒。通过可燃气体探测器对气体浓度的探测可以即时的发出警报，从而来快速的灭掉源头。所以可燃气体探测器对于居室安全系统是不可缺少的。
图 5.2 险情分类处理流程图
六、总结
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