单片机的自动报警器的设计
目录
一、绪论 6
（一）课题背景 6
（二）设计概述 6
（三）烟雾报警器的国内外现状 6
（四）烟雾报警器的发展趋势 6
二、总体方案设计 6
（一）烟雾检测传感器选型 7
1 烟雾传感器的介绍 7
2 MQ-2半导体气体烟雾传感器 7
（二）单片机选型 7
1 AT89C51单片机简介 8
2 单片机的引脚功能描述 8
3 温度采集模块 8
三、系统的硬件电路 8
（一）单片机最小系统 8
（二）单片机的时钟电路与复位电路设计 9
（三）烟雾检测AD采集电路 9
（四）显示模块 10
（五）声音报警电路 10
（六）按键控制电路 11
（七）电源模块 11
（八）温度传感器(DS18B20)电路 11
1 DSl8B20简介 12
2 DSl8B20具体参数及工作方式 12
四、系统软件的设计 13
（一）系统主程序设计及流程图 13
五、硬件调试及调试中遇到的问题 13
六、总结评价 13
致谢 15
参考文献 16
附件一：总体原理图设计 ...17
附件二：PCB图 18
附件三：实物图 19
附件四：部分程序代码 21
附件五：元件清单表 36
一、绪论
（一）课题背景
因为现在电子产品的市场越来越广泛了，由于电子产品器件造成火灾的安全问题也就更加多了，就要对温度和烟雾进行实时检测，则需要正规的检测表来检测安全性，这样就能避免惨剧发生，才能确保人们的生活安全。
警惕火灾的最佳方法之一就是安装烟雾报警系统，采取这样的方式是最快速、比较有效的。
（二）设计概述
单片机是本设计的核心，它就像是一座桥，两端架着的是自动报警和传感器,所以我在设计中选用单片机AT89C51和烟雾传感器MQ
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
火灾的安全问题也就更加多了，就要对温度和烟雾进行实时检测，则需要正规的检测表来检测安全性，这样就能避免惨剧发生，才能确保人们的生活安全。
警惕火灾的最佳方法之一就是安装烟雾报警系统，采取这样的方式是最快速、比较有效的。
（二）设计概述
单片机是本设计的核心，它就像是一座桥，两端架着的是自动报警和传感器,所以我在设计中选用单片机AT89C51和烟雾传感器MQ-2。
（三）自动烟雾报警器的国内外现状
在外国这方面的专家很早很早就实验研发烟雾报警器了，在他们的努力钻研下技术飞速发展 ，所以在国外的很多国家，很多家庭、办公大楼、医院和娱乐场所都安装了烟雾报警器。
中国在近现代开始研发烟雾自动报警器，后来研发各式各样的型号，但重点是在国外的努力成果之上，自己再研究发明更好的，适合我们自己国家的烟雾报警器。
（四）烟雾报警器的发展趋势
由于烟雾自动报警系统存在的着通信标准不一致、环境恶劣的烟雾探测报警抗干扰等问题，所以我国提出了正规的使用统一、开放的通信标准。
二、总体方案设计
总体设计框图如下图1所示：
（一）烟雾检测传感器选型
烟雾传感器结构如下图2所示：
1 烟雾传感器的介绍
由于MQ-2半导体传感器相比较TLC1543模数转换芯片而言成本低廉，使用外围广泛，所以我在本设计中使用MQ-2半导体气体烟雾传感器。
2 MQ-2半导体气体烟雾传感器
在本设计自动报警时只是使用了简单的电路输出信号，烟雾传感器有短时间恢复能力强，强力抗干扰、输出信号大和工作稳定等优点。其技术指标如表1。
表1 MQ-2的技术指标
加热电压（Vh）
AC或DC 5±0.2V
回路电压（Vc）
负载电阴（Rl）
清洁空气中电阻 （Ra）
灵敏度（S=Ra/Rdg）
响应时间(trec)
恢复时间(trec)
元件功耗
检测范围
使用寿命
最大DC 24V
2KΩ
≤2000 KΩ
≥4(在1000ppmC4H10中)
≤10S
≤30S
≤0.7W
50—10000ppm
2年
但是在我设计时要注意的一点是，在气敏元件通电时，因为它的内阻非常小，所以需要一小段时辰来恢复稳定状态，所以，在使用传感器之前需要先预热几分钟，这样可以能够被用，否则会产生错误的信息。
（二） 单片机选型
单片机是本设计自动报警系统的核心，不仅需要价格便宜还要较小的体积，还有自动报警器的精准性及抗干扰性要强，成本要低，体积要小，51系列的单片机满足这些要求。
1 单片机的简介
AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。AT89C51具有以下标准功能：4kB Flash，128B RAM，32 位I/O 口线，两个16位计数器和时钟电路等。
2 单片机的引脚功能及简介
如表2所示是单片机的引脚功能：
表2 引脚功能
引脚
第二功能
P3.0
RXD （串行输入口）
P3.1
TXD （串行输出口）
P3.2
INT0（外部中断0）
P3.3
INT1（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0外部中断）
P3.5
T1（定时器1外部中断）
P3.6
WR（外部存储器写选通）
一、绪论 6
（一）课题背景 6
（二）设计概述 6
（三）烟雾报警器的国内外现状 6
（四）烟雾报警器的发展趋势 6
二、总体方案设计 6
（一）烟雾检测传感器选型 7
1 烟雾传感器的介绍 7
2 MQ-2半导体气体烟雾传感器 7
（二）单片机选型 7
1 AT89C51单片机简介 8
2 单片机的引脚功能描述 8
3 温度采集模块 8
三、系统的硬件电路 8
（一）单片机最小系统 8
（二）单片机的时钟电路与复位电路设计 9
（三）烟雾检测AD采集电路 9
（四）显示模块 10
（五）声音报警电路 10
（六）按键控制电路 11
（七）电源模块 11
（八）温度传感器(DS18B20)电路 11
1 DSl8B20简介 12
2 DSl8B20具体参数及工作方式 12
四、系统软件的设计 13
（一）系统主程序设计及流程图 13
五、硬件调试及调试中遇到的问题 13
六、总结评价 13
致谢 15
参考文献 16
附件一：总体原理图设计 ...17
附件二：PCB图 18
附件三：实物图 19
附件四：部分程序代码 21
附件五：元件清单表 36
一、绪论
（一）课题背景
因为现在电子产品的市场越来越广泛了，由于电子产品器件造成火灾的安全问题也就更加多了，就要对温度和烟雾进行实时检测，则需要正规的检测表来检测安全性，这样就能避免惨剧发生，才能确保人们的生活安全。
警惕火灾的最佳方法之一就是安装烟雾报警系统，采取这样的方式是最快速、比较有效的。
（二）设计概述
单片机是本设计的核心，它就像是一座桥，两端架着的是自动报警和传感器,所以我在设计中选用单片机AT89C51和烟雾传感器MQ
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
火灾的安全问题也就更加多了，就要对温度和烟雾进行实时检测，则需要正规的检测表来检测安全性，这样就能避免惨剧发生，才能确保人们的生活安全。
警惕火灾的最佳方法之一就是安装烟雾报警系统，采取这样的方式是最快速、比较有效的。
（二）设计概述
单片机是本设计的核心，它就像是一座桥，两端架着的是自动报警和传感器,所以我在设计中选用单片机AT89C51和烟雾传感器MQ-2。
（三）自动烟雾报警器的国内外现状
在外国这方面的专家很早很早就实验研发烟雾报警器了，在他们的努力钻研下技术飞速发展 ，所以在国外的很多国家，很多家庭、办公大楼、医院和娱乐场所都安装了烟雾报警器。
中国在近现代开始研发烟雾自动报警器，后来研发各式各样的型号，但重点是在国外的努力成果之上，自己再研究发明更好的，适合我们自己国家的烟雾报警器。
（四）烟雾报警器的发展趋势
由于烟雾自动报警系统存在的着通信标准不一致、环境恶劣的烟雾探测报警抗干扰等问题，所以我国提出了正规的使用统一、开放的通信标准。
二、总体方案设计
总体设计框图如下图1所示：
（一）烟雾检测传感器选型
烟雾传感器结构如下图2所示：
1 烟雾传感器的介绍
由于MQ-2半导体传感器相比较TLC1543模数转换芯片而言成本低廉，使用外围广泛，所以我在本设计中使用MQ-2半导体气体烟雾传感器。
2 MQ-2半导体气体烟雾传感器
在本设计自动报警时只是使用了简单的电路输出信号，烟雾传感器有短时间恢复能力强，强力抗干扰、输出信号大和工作稳定等优点。其技术指标如表1。
表1 MQ-2的技术指标
加热电压（Vh）
AC或DC 5±0.2V
回路电压（Vc）
负载电阴（Rl）
清洁空气中电阻 （Ra）
灵敏度（S=Ra/Rdg）
响应时间(trec)
恢复时间(trec)
元件功耗
检测范围
使用寿命
最大DC 24V
2KΩ
≤2000 KΩ
≥4(在1000ppmC4H10中)
≤10S
≤30S
≤0.7W
50—10000ppm
2年
但是在我设计时要注意的一点是，在气敏元件通电时，因为它的内阻非常小，所以需要一小段时辰来恢复稳定状态，所以，在使用传感器之前需要先预热几分钟，这样可以能够被用，否则会产生错误的信息。
（二） 单片机选型
单片机是本设计自动报警系统的核心，不仅需要价格便宜还要较小的体积，还有自动报警器的精准性及抗干扰性要强，成本要低，体积要小，51系列的单片机满足这些要求。
1 单片机的简介
AT89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。AT89C51具有以下标准功能：4kB Flash，128B RAM，32 位I/O 口线，两个16位计数器和时钟电路等。
2 单片机的引脚功能及简介
如表2所示是单片机的引脚功能：
表2 引脚功能
引脚
第二功能
P3.0
RXD （串行输入口）
P3.1
TXD （串行输出口）
P3.2
INT0（外部中断0）
P3.3
INT1（外部中断1）
P3.4
T0（定时器0外部中断）
P3.5
T1（定时器1外部中断）
P3.6
WR（外部存储器写选通）
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