报警器课程设计.docVIP

一·设计的总方案 （1）用单片机控制一个检测报警系统，与以往用数字逻辑电路组成的控制统相比，用单片机组成的检测报警系统，应具有更大的灵活性，功能也更强，并具有智能性, 在实际工作中是一种行之有效的方法因此，从理论上分析是可行的。 2·工作原理 单片机工业现场报警器主要由气体传感器、信号调理、A/D模数转换器、80C51单片机和闪光响铃报警等几部分构成。八种有害气体分别对应八个气体传感器，气体传感器对有害气体的浓度进行测量，从而转换成电压量。将气体传感器的输出端接到A/D模数转换器的IN0至IN7端，作为A/D模数转换器的输入。再将A/D模数转换器的输出端D0~D7接到80C51单片机的P0口，将闪光响铃报警电路接到80C51单片机的P3.7口，从而构成气体检测报警系统。当气体传感器检测的浓度值大于或等于所设定的气体浓度值，通过A/D模数转换成高电平送到80C51单片机的P0口，从而使P3.7=0，闪光响铃就启动了，从而完成了气体的检测。 三·系统模块设计 1·气体浓度信号采集模块 要准确地进行报警，选择合适的传感器是准确报警的前提。综合考虑各因素，本文选择集成气体传感器TGS202用作采集系统 TGS202气体传感器能探测CO2，CO，甲烷、煤气等多种气体，他灵敏度高，稳定性好，适合于火灾中气体的探测。如图4所示，当TGS202探测到CO2或CO时，传感器的内阻变小，VA迅速上升。选择适当的电阻阻值，使得当气体浓度达到一定程度(如CO浓度达到0.06%)时，VA端获得适当的电压(设为3?V)。 2·信号调理模块 为信号调理电路，将传感器输出的电信号进行调理(放大、滤波等)，使之满足A/D转换的要求 A/D转换电路采用了常用的8位8通道数模转换专用芯片ADC0809，电路如图5所示。传感器的输出分别接到ADC0809的IN0IN7。ADC0809的通道选择地址A，B，C分别由89C51的P0.0～P0.2经地址锁存器74LS373输出提供。当P2.7=0时，与写信号WR共同选通ADC0809。图中ALE信号与ST信号连在一起，在WR信?号的前沿写入地址信号，在其后沿启动转换。图中ADC0809的转换结束状态信号EOC接到89C51的INT1引脚，当A/D转换完成后，EOC变为高电平，表示转换结束，产生中断。在中断服务程序中，将转换好的数据送到指定的存储单元。 4·单片机时钟电路 单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的。在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路。 电路中电容C1和C2对振荡频率有微调作用，通常的取值范围为（20—40）pF。晶振这里选择12MHz。 5.复位电路 单片机的RST管脚为主机提供一个外部复位的信号输入端口。复位电平是高电平有效，高电平持续的时间是应为2个机器周期以上。 单片机的复位方式有上电复位和手工复位两种。下图所示是51系列单片机常用的上电复位和手工复位组合电路，只要电源上升时间不超过1ms，它们都能很好的工作。复位以后，单片机内各部件恢复到初始状态。 6.光报警系统 声光报警电路在单片机P1口的控制下，可以根据不同情况发出不同的声光报警信号。声音信号由专用语音芯片提供。通过给语音芯片的S1和S2端输入不同的逻辑电平(00，01，10，11)，便可以获得4种不同的声音信号。由单片机的P1.0和P1.1控制。另外该芯片还需要一个选通信号，由P1.3提供。只有当该信号为高电平时，芯片才会根据S1和S2端的控制信号发出不同的报警声，否则不会发声报警。　　由P1口的P1.4～P1.7分别控制4个发光二极管，予以光报警，如图6所示P1.4～P1.7控制的灯依次为绿色(正常信号灯)、黄色(故障信号灯)、红色(信号灯)和红色(火灾信号灯)。当这些输出端输出低电平时，对应的信号灯便会发光报警。 四.系统程序流程图 系统复位后，首先要进行初始化，包括对各个控制用寄存器的初始化、设置中断服务程序的入口地址、设置堆栈等。程序流程图如图所示。 五·调试步骤与说明 将程序写入WAVE程序编辑界面进行调试。调试步骤如下： 1. 设置好程序入口00H，因为程序要用的单片机的INT0中断，所以要设置中断程序入口0013H。 2.设置入栈指针SP,初始化R0,R7,赋值外部数据指针DPTR。开放INT0和CPU中断。 3. 运行主程序loop。 4. 当主程序在运行时，当有外部中断时，程序进入中断服务程序,再重新设置初值，开放CPU和int0中断完后程序返回。 控制的可燃气体有毒气体的浓度进行声光报警，并控制相应设备进行工作，以达到安全保护的作用。系统的气体传感器每时都对气体的浓度进行采集。将采集的浓度信号传A/D模数转换器转换成相应的数字信号，送于单片机系统判断。当所采集的有害气体的