AT89S52芯片的火灾报警系统设计与制作
AT89S52芯片的火灾报警系统设计与制作[20200128191233]
【摘要】
本文介绍一种基于AT89S52系统的设计。该设计通过烟雾传感器检测室内烟雾浓度，把检测到的烟雾的浓度所转换的电信号通过A/D转换器送到单片机进行处理。该系统由控制器模块、检测模块、声音报警模块和LED显示模块等四个模块构成。全文前半部分主要对系统的设计思路和不同方案进行比较论述，后半部分详细介绍了系统硬件设计、软件设计及各模块功能的实现。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,报警,烟雾传感器,LED
一﹑引言 1
二﹑设计要求 1
（一）功能设计 1
（二）性能要求 2
三﹑设计方案 2
（一）方案的比较及确定 2
（二）元器件的选择 4
1﹑主控芯片单片机 4
2﹑烟雾传感器的选择 5
3﹑温度传感器选型 6
四﹑ 硬件电路的设计 7
(一) 原理图整体框图 7
(二) 单片机最小工作系统电路 8
（三）防火端检测电路 8
1﹑烟雾传感器检测与A/D转换电路 8
2﹑温度检测电路 9
（四）报警控制电路 9
1﹑数码管显示电路 9
2﹑声音警示电路 10
3﹑状态指示灯 10
（五）控制按键电路 11
五、软件设计 12
（一）主程序设计及流程图 12
（二）子程序设计及流程图 13
1﹑ADC0832型A/D转换器子程序 13
2﹑显示温度的调节子程序 14
六﹑ PCB设计与实物制作 15
（一） PCB图 15
（二）实物制作 17
参 考 文 献 19
致 谢 20
附录1 电路总图 21
附录2 元件清单 22
附录3 源程序 23
正 文
一﹑引言
几十年前，在中国只要你进入任意一户中国家庭的房间，你都不会发现一样东西那就是报警器不管是烟雾报警器还是防盗报警器，这可能是人们的生活水平的问题，那时候普通家庭还没有现在各式各样的电器，所以很少有人家发生火灾。进入21世纪，现在人的生活水平有了很大幅度的提高，电视冰箱，厨房里的微波炉，煤气灶等各式各样的现代生活用具几乎每个普通家庭都会有的，随之而来的问题也就会有很多，所以现在家庭更加注重家庭防火防盗，会在家里安装一个或者多个的防盗报警器和防火报警器，这可以有效的防止火灾、盗窃等情况的发生，可以保护自己的财产以及生命安全。有需求就有市场，现在的做相应防盗防火产品的公司也如雨后春笋般，一夜之间出现了很多。但市场还没有规范，公司没利润，产品就没质量，缺乏高端产品，技术上我国与外国同行存在较大的差距。
基于成熟的技术，以及当下严峻的住宅防火的形势，本人设计了一款住宅防火系统，本设计所运用到的知识都是本人三年大学生活所积累的，以及日常生活的经验。本设计工作过程是这样的，当烟雾报警器检测到险情，会把信号送到A/D转换器，然后再送到单片机进行检测和识别，火情一被确定，蜂鸣器将会工作，发出声音进行示警，以此同时温度传感器也会工作，并且在显示端显示室温。本设计在设计以及制作的过程中，需要丰富的电子方面的专业知识以及很强的电路分析以及设计能力，在硬件的设计制作过程中要克服对各个电子实物型号以及电路的焊接，调试等困难，实物制作，调试，最后圆满完成本次毕业设计！
二﹑设计的功能
（一）对功能进行设计
设计之初，设计理念是要操作简单、价格便宜，并且能够被不同年龄段的人们所使用的系统。这个设计所依据的基本原理也并不复杂，对于有点电子知识的同学而言是非常容易理解的，并且有兴趣的也可以自己尝试做一个，这可以很好的巩固自己的电子方面的知识，也可以锻炼自己的动手能力。那么我这个设计的思路是：用烟雾传感器检测室内烟雾浓度，浓度一旦超过，蜂鸣器将立即示警，同时我这个设计也增加了一个温度传感器，这可以帮助我们检测室内温度，对于这一点我是非常看好的，能给我们带来方便结合LED显示器显示室温，如果发生火情，蜂鸣器会发出超分贝的响声来示警，让我们住户采取措施。
下面让我来给大家介绍一下，我所设计的这个住宅防火报警系统他都有哪些特色，为什么我要设计这么一款防火报警器还有的就是这个设计它由那几个部分组成，首先它是采用我们当下流行的模块化设计，这种设计方式现在运用的非常广泛，能够节省很多制作成本。这个设计中的元器件—烟雾传感器主要是用来检测室内烟雾浓度的，当浓度超过我所设定的值就会报警，不会因为你在室内抽烟就发生报警，把你吓的一跳。元器件温度传感器主要是检测室温的，能够让我们实时的了解室内温度，提醒你是不是应该开空调了，它同时也能够准确地检测到火情，当温度超高时你也可以看一看了解一下你现在所处的环境，是不是后悔没买保险。当真的发生火灾时，烟雾传感器这时候就要开始工作了，它的工作流程如下，现在仔细看好，首先它要检测烟雾浓度，把检测到的烟雾浓度，呵呵你也知道的我们的ADC0832是无法接收烟雾浓度的，必须把他呀的转换成我们所熟悉的电压信号并且将其经过一轮的放大处理，放大后的电压信号被送入ADC0832，ADC0832主要起到模拟信号到数字信号的转换、将转换后的数字信号送入单片机进行相应浓度的比较，判断当前室内烟雾浓度值是否超出报警的设定值，当浓度低于报警值，灯L1长亮，当烟雾浓度超出设定值时，蜂鸣器报警同时灯L2亮。同时要注意一点，烟雾传感器需要加热一段时间才能工作，所以当室内温度越高，其反应时间越短，为提高响应的精准度，保证传感器工作的稳定性，需要时刻向烟雾传感输出一个5V的电压。与此同时温度传感器进行环境温度采集和转化，再送到单片机进行处理，送到LED显示电路，显示出室温。温度超限则灯L3亮。
（二）性能要求
本系统采用了烟雾传感器和温度传感器，A/D转换器，AT89S52芯片等元器件，这些元器件比起同种作用的其他元器件而言价格对于我们学生而言还是可以接受的、操作起来容易上手，对于现阶段的水准还是能够驾驭的，同时这些元器件，有一个共同点，不容易出现故障，性能也很好，检测的精度很准确等优点。
本设计采用是半导体烟雾传感器。具有反应速度快、抗干扰性能良好、灵敏度高、维护成本低廉等优点。所以经过性价比，使用性等各方面比较，本设计采用半导体烟雾传感器，主要负责室内烟雾浓度的检测。同时我们本设计所使用的烟雾传感器的型号是MQ-2型，这种型号的烟雾传感器具备精度高、性能优异，同时性价比高，使用操作以及安装都非常的方便等优点。
设计完成时要能实现烟雾报警，和对室温的检测，功能按键同时也能与增大，减小键配合，实现对温度限值的调节，避免应季节的变化产生误报的情况。
三﹑两种比较方案
（一）选择哪种方案
我这个设计也很简单进行多种比较也没多大意义，在这里主要就进行两种比较。
比较一；按照基本功能的实现我这火灾报警系统很简单，元器件烟雾报警器负责监测室内烟雾浓度，温度监测元件主要监测室温，他们中间各个信息的交流主要由单片机负责，还有一些例如LED灯，蜂鸣器等示警设备。
我们的监测元器件主要是烟雾探测器，我选择它作为我的主要元器件检测元件，主要它价格够便宜，性能很是稳定，使用方便。选择AT89S52作为我的主要处理cpu看中的也是它强劲的功能，稳定的性能，公道的价格。报警蜂鸣器主要也是市场上通用的报警手段，高端的有点贵，例如一些报警器都可以发短信到手机上提醒你，你家着火了，赶紧打119报警、其他有一些按钮和开关控制一些参数的调节、还有一写指示灯等。
比较二；参考其他人做的类似报警设备，我选择了一款进行比较，这款主要用了光电感烟报警器加手机短信通知功能，比较高端，本人水平有限无法设计与制作。
防火探测器是由温度探测器、报警器构成。主要存在反应灵敏度低，容易产生误差，成本高昂，不利于安装以及使用。
至于选择哪个方案作为我的毕业设计，我肯定选择第一个设计方案，这个方案更适合我，价格便宜，使用简单，制作难度不高，容易完成。
图1防火系统总体框图
（二）元器件的选择
1﹑主控芯片单片机
AT89S52是低功率，低电压，高性能的8位单片机，同时其本身系统自带Flash 存储器。与其他系列的单片机兼容，例如80C51 单片机片。同时本身携带的Flash存储器允许编程在系统中，相当于一个常规的编程器。单片机的构造上，主要有8 位CPU，可编程Flash存储器，晶振电路，时钟电路，寄存器等组成。具有性价比高，实用，便宜方便等优点，使得AT89S52单片机芯片在许多嵌入式控制应用系统中所采用。引脚图如图2.
【摘要】
本文介绍一种基于AT89S52系统的设计。该设计通过烟雾传感器检测室内烟雾浓度，把检测到的烟雾的浓度所转换的电信号通过A/D转换器送到单片机进行处理。该系统由控制器模块、检测模块、声音报警模块和LED显示模块等四个模块构成。全文前半部分主要对系统的设计思路和不同方案进行比较论述，后半部分详细介绍了系统硬件设计、软件设计及各模块功能的实现。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】单片机,报警,烟雾传感器,LED
一﹑引言 1
二﹑设计要求 1
（一）功能设计 1
（二）性能要求 2
三﹑设计方案 2
（一）方案的比较及确定 2
（二）元器件的选择 4
1﹑主控芯片单片机 4
2﹑烟雾传感器的选择 5
3﹑温度传感器选型 6
四﹑ 硬件电路的设计 7
(一) 原理图整体框图 7
(二) 单片机最小工作系统电路 8
（三）防火端检测电路 8
1﹑烟雾传感器检测与A/D转换电路 8
2﹑温度检测电路 9
（四）报警控制电路 9
1﹑数码管显示电路 9
2﹑声音警示电路 10
3﹑状态指示灯 10
（五）控制按键电路 11
五、软件设计 12
（一）主程序设计及流程图 12
（二）子程序设计及流程图 13
1﹑ADC0832型A/D转换器子程序 13
2﹑显示温度的调节子程序 14
六﹑ PCB设计与实物制作 15
（一） PCB图 15
（二）实物制作 17
参 考 文 献 19
致 谢 20
附录1 电路总图 21
附录2 元件清单 22
附录3 源程序 23
正 文
一﹑引言
几十年前，在中国只要你进入任意一户中国家庭的房间，你都不会发现一样东西那就是报警器不管是烟雾报警器还是防盗报警器，这可能是人们的生活水平的问题，那时候普通家庭还没有现在各式各样的电器，所以很少有人家发生火灾。进入21世纪，现在人的生活水平有了很大幅度的提高，电视冰箱，厨房里的微波炉，煤气灶等各式各样的现代生活用具几乎每个普通家庭都会有的，随之而来的问题也就会有很多，所以现在家庭更加注重家庭防火防盗，会在家里安装一个或者多个的防盗报警器和防火报警器，这可以有效的防止火灾、盗窃等情况的发生，可以保护自己的财产以及生命安全。有需求就有市场，现在的做相应防盗防火产品的公司也如雨后春笋般，一夜之间出现了很多。但市场还没有规范，公司没利润，产品就没质量，缺乏高端产品，技术上我国与外国同行存在较大的差距。
基于成熟的技术，以及当下严峻的住宅防火的形势，本人设计了一款住宅防火系统，本设计所运用到的知识都是本人三年大学生活所积累的，以及日常生活的经验。本设计工作过程是这样的，当烟雾报警器检测到险情，会把信号送到A/D转换器，然后再送到单片机进行检测和识别，火情一被确定，蜂鸣器将会工作，发出声音进行示警，以此同时温度传感器也会工作，并且在显示端显示室温。本设计在设计以及制作的过程中，需要丰富的电子方面的专业知识以及很强的电路分析以及设计能力，在硬件的设计制作过程中要克服对各个电子实物型号以及电路的焊接，调试等困难，实物制作，调试，最后圆满完成本次毕业设计！
二﹑设计的功能
（一）对功能进行设计
设计之初，设计理念是要操作简单、价格便宜，并且能够被不同年龄段的人们所使用的系统。这个设计所依据的基本原理也并不复杂，对于有点电子知识的同学而言是非常容易理解的，并且有兴趣的也可以自己尝试做一个，这可以很好的巩固自己的电子方面的知识，也可以锻炼自己的动手能力。那么我这个设计的思路是：用烟雾传感器检测室内烟雾浓度，浓度一旦超过，蜂鸣器将立即示警，同时我这个设计也增加了一个温度传感器，这可以帮助我们检测室内温度，对于这一点我是非常看好的，能给我们带来方便结合LED显示器显示室温，如果发生火情，蜂鸣器会发出超分贝的响声来示警，让我们住户采取措施。
下面让我来给大家介绍一下，我所设计的这个住宅防火报警系统他都有哪些特色，为什么我要设计这么一款防火报警器还有的就是这个设计它由那几个部分组成，首先它是采用我们当下流行的模块化设计，这种设计方式现在运用的非常广泛，能够节省很多制作成本。这个设计中的元器件—烟雾传感器主要是用来检测室内烟雾浓度的，当浓度超过我所设定的值就会报警，不会因为你在室内抽烟就发生报警，把你吓的一跳。元器件温度传感器主要是检测室温的，能够让我们实时的了解室内温度，提醒你是不是应该开空调了，它同时也能够准确地检测到火情，当温度超高时你也可以看一看了解一下你现在所处的环境，是不是后悔没买保险。当真的发生火灾时，烟雾传感器这时候就要开始工作了，它的工作流程如下，现在仔细看好，首先它要检测烟雾浓度，把检测到的烟雾浓度，呵呵你也知道的我们的ADC0832是无法接收烟雾浓度的，必须把他呀的转换成我们所熟悉的电压信号并且将其经过一轮的放大处理，放大后的电压信号被送入ADC0832，ADC0832主要起到模拟信号到数字信号的转换、将转换后的数字信号送入单片机进行相应浓度的比较，判断当前室内烟雾浓度值是否超出报警的设定值，当浓度低于报警值，灯L1长亮，当烟雾浓度超出设定值时，蜂鸣器报警同时灯L2亮。同时要注意一点，烟雾传感器需要加热一段时间才能工作，所以当室内温度越高，其反应时间越短，为提高响应的精准度，保证传感器工作的稳定性，需要时刻向烟雾传感输出一个5V的电压。与此同时温度传感器进行环境温度采集和转化，再送到单片机进行处理，送到LED显示电路，显示出室温。温度超限则灯L3亮。
（二）性能要求
本系统采用了烟雾传感器和温度传感器，A/D转换器，AT89S52芯片等元器件，这些元器件比起同种作用的其他元器件而言价格对于我们学生而言还是可以接受的、操作起来容易上手，对于现阶段的水准还是能够驾驭的，同时这些元器件，有一个共同点，不容易出现故障，性能也很好，检测的精度很准确等优点。
本设计采用是半导体烟雾传感器。具有反应速度快、抗干扰性能良好、灵敏度高、维护成本低廉等优点。所以经过性价比，使用性等各方面比较，本设计采用半导体烟雾传感器，主要负责室内烟雾浓度的检测。同时我们本设计所使用的烟雾传感器的型号是MQ-2型，这种型号的烟雾传感器具备精度高、性能优异，同时性价比高，使用操作以及安装都非常的方便等优点。
设计完成时要能实现烟雾报警，和对室温的检测，功能按键同时也能与增大，减小键配合，实现对温度限值的调节，避免应季节的变化产生误报的情况。
三﹑两种比较方案
（一）选择哪种方案
我这个设计也很简单进行多种比较也没多大意义，在这里主要就进行两种比较。
比较一；按照基本功能的实现我这火灾报警系统很简单，元器件烟雾报警器负责监测室内烟雾浓度，温度监测元件主要监测室温，他们中间各个信息的交流主要由单片机负责，还有一些例如LED灯，蜂鸣器等示警设备。
我们的监测元器件主要是烟雾探测器，我选择它作为我的主要元器件检测元件，主要它价格够便宜，性能很是稳定，使用方便。选择AT89S52作为我的主要处理cpu看中的也是它强劲的功能，稳定的性能，公道的价格。报警蜂鸣器主要也是市场上通用的报警手段，高端的有点贵，例如一些报警器都可以发短信到手机上提醒你，你家着火了，赶紧打119报警、其他有一些按钮和开关控制一些参数的调节、还有一写指示灯等。
比较二；参考其他人做的类似报警设备，我选择了一款进行比较，这款主要用了光电感烟报警器加手机短信通知功能，比较高端，本人水平有限无法设计与制作。
防火探测器是由温度探测器、报警器构成。主要存在反应灵敏度低，容易产生误差，成本高昂，不利于安装以及使用。
至于选择哪个方案作为我的毕业设计，我肯定选择第一个设计方案，这个方案更适合我，价格便宜，使用简单，制作难度不高，容易完成。
图1防火系统总体框图
（二）元器件的选择
1﹑主控芯片单片机
AT89S52是低功率，低电压，高性能的8位单片机，同时其本身系统自带Flash 存储器。与其他系列的单片机兼容，例如80C51 单片机片。同时本身携带的Flash存储器允许编程在系统中，相当于一个常规的编程器。单片机的构造上，主要有8 位CPU，可编程Flash存储器，晶振电路，时钟电路，寄存器等组成。具有性价比高，实用，便宜方便等优点，使得AT89S52单片机芯片在许多嵌入式控制应用系统中所采用。引脚图如图2.
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