毕业设计（论文）-住宅智能报警系统设计.pdf

-I-住宅智能报警系统设计住宅智能报警系统设计住宅智能报警系统设计住宅智能报警系统设计摘要摘要摘要摘要随着信息的飞速发展以及人们生活水平的大幅度度提高，人们对住宅的需求已从追求简单的生存空间向着追求质量、功能、服务等多重需求过渡。住宅智能报警系统得到广泛地应用，成为必不可少的安全保障系统。本文介绍了一种集防火、防盗功能于一体的住宅智能报警系统的设计方法和未来的发展方向；本系统可实现自动检测和网络报警等功能。自动检测是指由红外探测与微波探测器构成的双鉴探测器实现盗情检测，同时由温度传感器、感烟传感器组成的复合式火灾探测器完成火情检测。多传感器的应用实现了低误报率，增强了系统的可靠性。当检测到有火情或盗情时，由单片机控制产生声光报警，并将报警信号通过串行口传输给上位机PC机，主机可以通过网络，将信号发送给各个与其联网的PC机，实现火灾网络报警。本系统同时还具有自动诊断功能，出现故障能自动进行处理。系统从硬件和软件两方面进行了抗干扰设计，使其具有较好的抗干扰能力，完成系统可靠工作。关键词自动报警系统；单片机；防火防盗；AD转换器哈尔滨理工大学学士学位论文-II-DesignDesignDesignDesignofofofofthethethetheintelligentintelligentintelligentintelligentsystemsystemsystemsystemforforforforresidentialresidentialresidentialresidentialareaareaareaareaAbstractAbstractAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofcommunicationtechniqueandgreatimprovementofstandardofpeopleslivingtheneedofhousehasbeenchangedfromonlythelivingspacetomultineedsofqualityfunctionserviceandsoon.Automaticwarningsystemwidelyappliesthefiretoallkindsofthebuildingsbecometheessentialsecuritysystem.ThistexthasintroducedthedesignandautomaticapplicationanddevelopmentinsociallifeofwarningsystemofthissystematfirstCarryonsoftwaredesignaccordingtothefunctionthatwillrealizefinally.Itcanperautomaticdetectionandautomaticdial.PyroelectricinfraredsensorandMicrowavesensorcombinedareusedfortheft-proofsoastorealizeautomaticdetection.Temperaturesensorandphotoelectricsmokesensorsareintegratedtoacompounddetectorforfireproof.Multi-sensorsmaketheleastfalsealarmandenhancethereliabilityofsystem.WhenthesensoroffireproofingorburglarproofdetectsanyoffnormalsignalaninterruptrequestissenttotheMCU.NexttheMCUcontroltoproducesoundandlightwarningandsentthemessagetothePCbyserialinterface.ThisPCcansentthesignaltoeachotherPConnetwork.Peringautomaticwarningofnetworkdefinitefunctionssuchasalarminationqueryuser-infomanagementandoperatorsinfomanagementcanberealized.Thesystemisdesignedbyconsideringtheanti-interferenceinthesideofthehardwareandsoftware.Itcanworkwithhighreliability.KeywordsKeywordsKeywordsKeywordsautomaticwarningsystemOne-chipcomputerthief-proofandfireproofADconvert哈尔滨理工大学学士学位论文-III-目录目录目录目录摘要.IAbstract.II第1章绪论.11.1序言.11.2国内外研究概况.21.3住宅智能报警系统的发展趋势.3第2章系统总体设计方案.52.1系统组成.52.2系统原理.52.3系统特点.6第3章住宅智能报警系统的硬件设计.73.1自动报警控制器.73.1.1单片机AT89C51芯片介绍.73.1.2单片机复位电路设计.93.1.3时钟电路.123.2防火探测部分设计.133.2.1感烟探测器设计.133.2.2火灾检测电路设计.153.2.3温度探测器设计.193.2.4多路开关电路设计.203.2.5信号放大电路设计.213.3防盗探测部分设计.243.3.1热释电红外线探测器.243.3.2微波探测器设计.273.4声光报警电路设计.283.4.1LED信号显示电路.283.4.2音频报警电路.293.5PC与单片机多机通讯设计.303.5.1多机通讯原理.303.5.2多机通讯接口电路设计.34第4章住宅智能报警系统的软件设计.364.1看门狗初始化程序设计.364.2主程序.374.2.1系统初始化程序.394.2.2声光报警控制子程序.39哈尔滨理工大学学士学位论文-IV-4.2.3AD转换器与单片机通讯程序.394.3多机通讯软件设计.394.3.1软件协议.394.3.2从机的串行口通讯软件设计.414.3.3PC机通讯程序设计.41结论.45致谢.46参考文献.47附录一.48附录二.49哈尔滨理工大学学士学位论文-5-第第第第1111章章章章绪论绪论绪论绪论1.11.11.11.1序言序言序言序言伴随着计算机和信息技术的不断发展、人们生活水平的不断提高，人们已不满足于传统的居住环境，对住宅提出了更高的要求，智能化被引入住宅小区，并迅速在世界各地发展起来。智能化体现在住宅不仅要便利、舒适而且要更安全。现代建筑的特点是楼层不断加高，这主要是从缓解城市用地紧张的角度出发的，同时还便于集中供电、供热、供气，便于集中控制和管理。如今液化石油气、管道煤气进入了更多人的住宅，各种家用电器也得到了广泛的使用，但是，人们在享受这些现代化设施带来的便利之余，却也大大增加了火灾的隐患。现在，不论民用住宅还是高级宾馆，都日益重视防火和安全技术的普及应用。因为其楼层多、人员密集，如果发生火灾，疏散困难，扑救也困难，势必会造成严重的人员伤亡和财产损失。与此同时在社会信息化进程日益发展的今天，信息技术应用已渗透到人类生存、活动的各个领域，在建筑领域，人们的现代生活、工作对居住和办公的建筑环境不仅要求舒适健康、安全可靠、高效便利，同时还要适应信息化社会运用科技手段和设备的要求。但是经济的发展也带来了相当大的负面影响。城乡收入差距、区域收入差距进一步拉大，以及流动人口的迅速增加，社会保障制度的不健全，盗窃、抢劫等刑事案件也呈现出了增加的趋势。人们越来越渴望有一个安全生活的空间。犯罪分子的作案手段越来越高明，甚至采用一些高科技的作案手段，使得以往那种以人防为主的防范方式越来越不能满足人们日常防范的要求。因此，人们在日常安防工作中，也引入了一些高科技手段，我们称之为技术防范。因为技术防范能够及时发现各种案情，并为案件的破获提供有力的证据，所以受到了人们的高度重视。综上所述，为了保障住宅建筑安全可靠，必须设计出具有可靠性高、实时性好的住宅智能报警系统，其基本要求是：(1)当有火情或盗情发生时，能以最快的速度检测报警，并能检测火情或盗情发生的具体地点（特定的地址编码）；(2)经查实确认后，能及时的通报消防部门或公安部门；(3)系统本身应有自身故障检测的功能，如系统欠电压报警和自检功能等，保证自动报警系统功能完好；(4)具有较高的系统抗干扰能力，防止系统发生误报警。住宅智能化在国际上至今也没有一个明确的定义，一般认为，现代化住宅内综合采用微机、自动控制、通讯与网络等技术，组成的“三合一”系统，称之为住宅智能系统。国家建设部规定，目前住宅小区应实现六项智能化要求，其中包括实行安全防范系统自动化监控管理；住宅的火灾、有害气体泄漏实行自动报警；火灾报警系统应是以烟、温及可燃性气体探测器为主体；防盗报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；系统应能与计算机安全综合管理系统联网；计算机系统能对报警系统进行管理和控制。哈尔滨理工大学学士学位论文-6-本文所介绍的住宅智能报警系统，正是在智能化住宅蓬勃发展的背景下，为了满足用户对安全的强烈要求，而设计开发的。在防火部分主要采用感烟、感温传感器测量现场数据，在将数值传给单片机，通过比较阈值来判断是否有火灾发生。防盗部分采用红外或微波探测器来判断是否有盗情的发生，如有，将信号传到单片机，控制产生声光报警。同时还可将信息通过串口传送给计算机作记录、打印处理或是通知有关部门，实现案情网络报警。1.21.21.21.2国内外研究概况国内外研究概况国内外研究概况国内外研究概况现代安防监控系统已有了新的概念，通常称为安全自动化SAS(SecurityAutomationSystem)并与防火自动化系统FAS(FireAutomationSystem)共同构成智能建筑系统最底层的系统。目前国外发达国家已逐渐形成一个集安防、消防、医疗救护为一体的安全保障行业。早在上个世纪50年代到70年代美国和英国等国家就出现了像ADEMCO（安定宝）；VICON（维康）；CHUBO（集宝）AMERICADYNAMIC等报警产品。60年代视频图像技术、70年代计算机数字技术、80年代生物识别技术以及90年代国际互联网技术的应用，使安防行业得到快速发展。西门子楼宇科技公司针对住宅及分散型小型建筑安全防范的实际情况，最先推出了GuartoEasy新型安全防范系统。它将视频监控、音频对讲监听、防盗报警、火灾报警、危险气体探测和多种警告方式（声光，无线，拨号）结合起来，对住宅或小型建筑进行全方位的安全防范。该系统通过适配器可以接入各种信号（电压，触点等）可以连接防盗探测器、震动探测器、气体探测器、火灾探测器紧急按钮、门禁触点等。在线路上可以接入中继器实现探测线路的延长，从而更好的适应环境。现今世界各国都在致力于研究和开发能早期预报火灾、盗情的探测方法和设备，如利用神经网络所具有的自学习和自适应的特点，就可以组成智能探测系统，提高探测系统的检出率，增进系统的可靠性。近年来，在我国由于计算机和通讯技术的普及应用，消防事业得到了蓬勃发展，使消防设施的自动化，智能化水平不断提高，消防技术实现了火灾自动检测、自动报警过程。经过多年来我国科研人员的不懈努力，已经研发出了不少优秀产品，不仅开发出了火灾检测报警系统，还开发出集成了多种红外及微波探测报警、有毒气体探测报警于一身的新型智能报警系统。如深圳中联科技有限公司生产的“天下无贼无线智能报警系统”、北京大科世纪电子有限公司生产的“现代综合性小区智能化报警系统”和杭州佳适美科技开发有限公司生产的“智能化家庭安全防护报警系统”等都得到了广泛的应用。现如今在我国，以北京、深圳、上海、广州等较发达的城市为龙头形成了一股智能化住宅热。目前，公安部、建设部均要求智能化住宅小区必须具有安防系统。其中大连市华乐环海花园在这方面做的尤其突出，他们的全部住宅均设计有国内一流的家居安防系统，其安防系统包括四部分功能：幕帘式电子栅窗、智能报警、紧急呼救和误报自解除功能。该系统采用独立的不间断电源供电。当住户家居安防系统断电时，自检系统会自动向保安中心报警，室内安哈尔滨理工大学学士学位论文-7-有红外微波双鉴报警头（可以检测室内是否有人），可以实现声光报警或把报警信号通过电话线送到110。系统中还配备了8Ah的充电电池，以保证在断电或电源被破坏时系统正常工作。由此可见，住宅智能报警系统将成为本世纪建筑业的发展主流。也将成为衡量住宅智能化的重要指标。1.31.31.31.3住宅智能报警系统的发展趋势住宅智能报警系统的发展趋势住宅智能报警系统的发展趋势住宅智能报警系统的发展趋势所谓智能报警系统中的智能的关键就在于它能将从探测器上获取的代表环境变化的信息与报警器中已存储的真实案情特性参数、误报的模拟量参数和不同的干扰参数加以对比，来判断案情的真伪。基于这种想法，有人把智能化做了三个种类的划分：即抗干扰智能、监控智能和探测智能。以火灾报警为例，抗干扰智能是指利用软件和硬件抗干扰措施，使系统处于最佳运行状态。监控智能是指为了保证火灾报警系统处于最佳运行状态，必须对火灾探测器的信息传送、信息处理等正常工作进行有效监视，这既有利于及时发现探测器损坏、污染，又可发现环境变化引起的工作点漂移，以便用软件进行自动补偿。所谓探测智能实际上是在探测器制造和探测方法上实现创新。诸如无阈值探测器是在报警器中用软件设置阈值，它传送给报警器的是一个代表环境变化的连续模拟量，它采用数字一模拟混合通讯方式，这既和传统型探测器有很大的区别而且在探测器制造上创新，又为报警器利用绝对值法、上升速率法甚至用模型法进行对比，为判断和识别火灾真、伪创造了条件，同时也为系统对湿度、温度和灰尘污染等非火灾因素的影响进行自动补偿奠定了技术基础。目前已有一些国家正在大力研究无线火灾探测报警系统，随着时间的推移，未来这种产品将成为住宅安防的主流。正是由于智能火灾报警系统在抗干扰、监控和探测的方法上都与传统方式不同，它在对信息的处理、分析、判断和对非火灾因素进行补偿等方面采用了全新的方案，因此对解决“误报”和“漏报”问题和进一步提高报警准确度方面都做出了创造性的贡献，因此智能火灾报警系统是产品技术发展的必然趋势。随着微电子技术、自动控制技术、传感器技术的发展，未来的住宅智能报警系统将向着多功能、全方位、综合性的方向发展。目前已有一些国家正在大力研究无线防盗、防火探测系统。终有一天，会研发出一种集防盗、防劫、求助、防火、防可燃气体中毒、自动报警、远程监听、异地遥控、监控拍照、联网功能于一体新型智能报警系统。哈尔滨理工大学学士学位论文-8-第第第第2222章章章章系统总体设计方案系统总体设计方案系统总体设计方案系统总体设计方案2.12.12.12.1系统组成系统组成系统组成系统组成本系统主要由温度传感器、感烟传感器、红外微波双鉴探测器、火灾检测电路、防盗探测电路、报警控制电路以及与之相连的主机组成。系统设计总体框图如图2-1所示。123456789101112ABCD121110987654321DCBA温度传感器温度传感器感烟传感器感烟传感器多路开关温度信号放大烟量信号放大多通道AD转换器AT89C51从机1声光报警电路时钟电路看门狗复位电路热释电红外探测器微波探测器与非门RS-232串行通讯模块PC主机AT89C51从机N.图2-1系统设计框图2.22.22.22.2系统原理系统原理系统原理系统原理防火部分：离子式感烟探测器由一个放射源、外置的采样室和内置的离子参考样本室组成，当放射源照射空气中的物质时，一部分物质变成带正电的离子，另一部分物质变成带负电的离子。带正电的离子和带负电的离子在离子间力的作用下形成了一个电场。当烟雾进入采样室后与带电的离子结合，带电离子数量的减少使电场电压产生了变化，烟雾越多越浓电压变化就越大。然后，模拟量电压信号通过AD转换器转换成可被单片机识别的数字量信号，单片机将代表该信号的值与检测前置入单片机内存的参考电压值进行比较，若大于参考电压，则由单片机控制产生声光报警，同时应用热敏电阻作为温度传感器，采用电桥将热敏电阻的阻值转化成电压信号，该电压信号经放大、滤波、AD转换、光电隔离后送给单片机，达到一定温度后，由单片机控制产生声光报警。防盗部分：双鉴探测器工作时将探测到的红外和微波两种信号经过与非门哈尔滨理工大学学士学位论文-9-处理后送单片机，即只有同时检测到两个探测器输出端口为高电平信号时，自动报警器才会响应盗情报警信号，否则不报警。实验发现，在红外探测器中通过菲内涅尔透镜的分割方式的改变可以降低由于小宠物引起的误报，从而弥补了微波探测器监视面积较大的弱点；但红外探测器对环境温度的变化比较敏感，而微波探测器所检测的只是活动的目标，所以对于如果只是温度的变化引起的干扰并不会被自动报警器响应。通过这样双重的检测就进一步减少了外界的干扰，降低报警信号误报的发生率。单片机还可以将报警信号通过串行口传输给主机，主机可以通过网络，将信号发送给各与其联网的PC机，实现火情、盗情的网络报警。2.32.32.32.3系统特点系统特点系统特点系统特点(1)感烟传感器采用开关量型离子感烟探测器，有两种状态“正常”、“报警”，热敏电阻传感器用来检测现场温度，它们都以多线路形式与单片机IO口连接。(2)报警控制器采用了自动巡检技术，不断地对所有探测器、现场报警部件进行检测，一旦发现案情信号，产生实时声光报警。(3)对各单片机进行二进制地址编码，配以一固定地址，主机与各单片机之间采用异步串行通讯方式传输数据。也可扩展其功能，如在PC机上接上打印机，将火情、盗情发生的具体时间、地址进行实时记录。(4)以PC机为主机，多路单片机为下位机，实现远程监控，主机采用巡回检测方式，不断对各单片机进行寻址检测，一旦发现故障或案情，立即在计算机屏幕上显示。本设计采用RS-232标准通讯接口，实现PC与单片机的多机通讯。(5)现场模拟信号经多通道AD转换器转化成数字信号，在单片机内部进行数值比较，以判断是否有火灾发生，单片机对多路传感器进行循环检测。(6)采用专用的看门狗芯片X25165对单片机进行复位，提高了抗干扰能力。(7)系统本身具有一定的自诊断功能，如系统欠电压和自检功能。2.42.42.42.4本章小结本章小结本章小结本章小结对系统的总体方案进行设计设计，主要包括系组成、系统原理、以及系统的特点。系统的组成包括核心的控制器，外围的探测器，中间数据转换电路，报警电路和复位电路等；系统的原理介绍的是文章中用到的四种探测器的工作原理和什么情况下系统发出报警信息；本系统的特点主要有，一采用多种探测器，减少了系统的误报；二在硬件与软件方面都采用了抗干扰措施，增强了系统的可靠性。哈尔滨理工大学学士学位论文-10-第第第第3333章章章章住宅智能报警系统的硬件设计住宅智能报警系统的硬件设计住宅智能报警系统的硬件设计住宅智能报警系统的硬件设计3.13.13.13.1自动报警控制器自动报警控制器自动报警控制器自动报警控制器3.1.13.1.13.1.13.1.1单片机单片机单片机单片机AT89C51AT89C51AT89C51AT89C51芯片介绍芯片介绍芯片介绍芯片介绍本系统采用AT89C51型单片机作为自动报警控制器件。该系列单片机是ATMEL公司生产的一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)和128bytes随机数据存储器(RAM)的低电压，高性能的8位CMOS微处理器，该器件采用高密度、非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，AT89C51为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价格低廉的方案。并且它全部支持12时钟操作，时钟频率达24MHZ，芯片上的EEPROM允许在线(+5V)电擦除、电写入或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器进行重复编程。此外89C51还支持由软件选择的两种掉电工作方式-空闲模式和掉电模式，空闲模式冻结CPU，但RAM、定时器、串口和中断系统仍然工作。掉电模式保存RAM的内容，但是冻结振荡器，导致所有其它的片内功能停止工作，由于设计是静态的，时钟可停止而不会丢失用户数据，运行可从时钟停止处恢复。（一）AT89C51的主要特性1)与MCS-51兼容2)4K字节可编程闪烁存储器3)寿命：1000写擦循环4)数据保留时间：10年5)全静态工作：0Hz-24Hz6)三级程序存储器锁定7)1288位内部RAM8)32可编程IO线9)两个16位定时器计数器10)5个中断源其中包括两个外部中断源11)可编程UARL串行通道12)低功耗的闲置和掉电模式13)片内振荡器和时钟电路14)可直接驱动LED（二）AT89C51的主要参数主要参数如表格3-1所示：表3-189C51参数哈尔滨理工大学学士学位论文-11-型号存储器定时器IO串行口中断速度(MHz)其它特点EEPRPM89C51ROM4KRAM1282321624低电压（三）AT89C51的管脚功能介绍89C51的引脚排列和MCS-51系列单片机三个基产品8031、8051、8751的引脚排列相同。89C51的引脚排列如图3-1所示：图3-189C51引脚排列(1)电源及时钟引脚：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。VCC（40脚）：接+5V电源VSS（20脚）：接地XTAL1（19脚）：接外部晶体一个引脚，在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端。XTAL2（18脚）：接外部晶体的另一端，在单片机内部接至内部反相放大器的输出端。(2)控制引脚：PSEN、ALE、EA、RESET。RSTVPD（9脚）：复位输入。当振荡器运行时，在此引脚外加两个机器周期的高电平，将使单片机复位。ALE（30引脚）：当访问单片机外部存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲的负跳沿用于16位地址的低8位的锁存信号。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的16。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。PSEN（29脚，低电平有效）：此脚输出是单片机访问外部程序存储器的选通信号。哈尔滨理工大学学士学位论文-12-EA（31引脚，低电平有效）：当EA端保持高电平时，单片机访问内部程序存储器(0000H-1FFFH)，当EA保持低电平时，则访问外部程序存储器(0000H-FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。(3)IO口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位IO口的外部引脚。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向IO口，每脚可吸收8TTL门电流。P1、P2口：P1、P2口是一个内部提供上拉电阻的8位双向IO口，P1、P2口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P3口：P3口可作为AT89C51的一些特殊功能口。P3.0RXD（串行输入口），P3.1TXD（串行输出口），P3.2INT0（外部中断0），P3.3INT1（外部中断1），P3.4T0（记时器0外部输入），P3.5T1（记时器1外部输入），P3.6WR（外部数据存储器写选通），P3.7RD（外部数据存储器读选通），P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。为了避免上电时的“latch-up”效应，任意管脚Vpp除外上的电压任何时候都不能高于Vcc+0.5V，低于Vss-0.5V。3.1.23.1.23.1.23.1.2单片机复位电路设计单片机复位电路设计单片机复位电路设计单片机复位电路设计复位操作是使单片机的CPU以及系统各部分处于初始状态，并从这个状态开始运行。单片机在运行过程中可能受到外接的干扰使程序陷入死循环或“跑飞”，发生这种情况时需要将单片机复位，以重新启动运行。单片机复位电路设计的好坏，直接影响到整个系统工作的可靠性，本系统采用功能较强的看门狗型复位电路。为了让系统可靠地工作，CPU应在系统所有芯片都开始初始化后再开始对芯片的读写，即外部扩展电路的复位操作完成在前，单片机的复位操作在后。看门狗型复位电路主要利用CPU正常工作时，定时复位计数器，使得计数器的值不超过某一值；当CPU不能正常工作时，由于计数器不能被复位，因此其计数会超过某一值，从而产生复位脉冲，使得CPU恢复正常工作状态。复位操作将使大部分特殊功能寄存器SFR置成初始值。RST是复位信号的输入端口，高电平有效。这里选用专用复位芯片X25165。X25165芯片是美国Xicor公司生产的集看门狗、电压监控和串行EPROM三项功能于一体的集成电路产品。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，降低系统的成本，减少对电路板的空间需求，减少电气间干扰，增加系统的可靠性。（一）X25165芯片引脚介绍X25165的引脚排列如图3-2所示。哈尔滨理工大学学士学位论文-13-1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeOrcadADate:31-May-2006SheetofFile:G:DesignExplorer99SE1231.DdbDrawnBy:SO2SI5SCK6CS1VCC8VSS4RST7WP3图3-2X25165引脚排列图CS片选输入（低电平有效，也是看门狗复位输入）SO串行输出SI串行输入SCK串行时钟输入WPEEPROM写保护输入RESET复位信号输出Vss接地Vcc电源电压X25165使用简单的三总线串行外设接口(SPI)，对芯片进行操作的所有操作码、字节地址及写入的数据均从SI引脚输入，写入数据在串行时钟(SCK)的上升沿被锁存，从芯片读取的数据从SO引脚串行移出，并在串行时钟的下降沿输出数据。数据的输入输出都是高位在先。（二）X25165芯片的3种功能(1)电源电压监控：当电源电压Vcc降到4.5V以下时，RESET引脚立即自动产生高电平复位信号，并一直保护到电源电压恢复正常。在系统电源上电或掉电时，RESET引脚也立即自动产生一个高电平复位信号，并保持至少200ms，使CPU有效复位。(2)看门狗定时器：芯片内部状态寄存器的WD1、WD0是看门狗定时设置位，通过状态寄存器写指令WRSR修改这2个标志位，就能在3种定时间隔中进行选择或关闭定时器。对看门狗的复位由CS输入电平的下降沿完成。当系统发生故障时，只要看门狗定时器达到其可编程的超时极限，RESET引脚立即自动产生一个持续200ms的高电平复位信号。表3-4是WD1、WD0组合的含义。(3)串行EEPROM：X25165芯片内部有2k8位的串行EEPROM，每个字节可以擦写10万次以上，内部数据可以保存100年以上。（三）X25165指令系统X25165共有七条指令，见表3-2，对芯片的所有操作都需要通过对指令寄存器写命令来完成，所有的指令、地址、数据均以高位在前的方式(MSB)串行传送。表3-2X25165指令系统指令名指令格式操作哈尔滨理工大学学士学位论文-14-WREN00000110设置写使能锁存器，允许写操作SFLB00000000设置FLBVRDIRFLB00000100复位写使能锁存器复位FLB位RDSR00000101读状态寄存器WRSR00000001写状态寄存器READ00000011从指定的起始地址开始读数据WRITE00000010将数据写到指定的存储单元（四）X25165的状态寄存器X25165内有一个八位状态寄存器，在任何时候都可以通过RDSR指令来读取状态寄存器的内容，也可以通过WREN，SFLB，WRSR等指令来设置状态寄存器中的某些位。状态寄存器的格式如下表3-3：表3-3X25165状态寄存器76543210WPENFLBWD1WD0BL1BL0WELWIP(1)WIP：是一个只读位，用于指示芯片是否正忙于内部非易失性的写操作。(2)WEL：写使能，指示当前写使能锁存器的状态。(3)BL1、BL0：设置EEPROM的块保护地址范围，见表3-4。(4)WD0、WD1：选择看门狗的超时周期。(5)FLB：只读位，指示一个易失位的状态，可用SFLB和RFLB指令进行置位和清零，上电时该位自动清零。(6)WPEN：为非易失位，可用WRSR指令进行编程，该位和WP引脚配合使用能以编程方式实现对硬件的写保护。当WP引脚为低电平且WPEN位被置位时，所有状态寄存器的写操作被禁止。表3-4X25165的块保护范围及超时周期BL1BL0被保护的地址范围WD1WD0看门狗超时周期00无001.4秒010600-07FF01600毫秒100400-07FF10200毫秒110000-07FF11禁止（五）X25165与89C51单片机的接口电路接口电路如图3-3所示：哈尔滨理工大学学士学位论文-15-1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeOrcadADate:26-Jun-2006SheetofFile:G:DesignExplorer99SE1231111111MyDesign.ddbDrawnBy:EAVP31X119X218RESET9RD(P3.7)17INT0(P3.2)12INT1(P3.3)13T0(P3.4)14T1(P3.5)15P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALEP30TXD(P3.1)11RXD(P3.0)10VCC40VSS20WR(P3.6)16AT89C51SO2SI5SCK6CS1VCC8VSS4RST7WP3X25165R11KR21KC10.1uF+5V+5V图3-3X25165与单片机接口电路3.1.33.1.33.1.33.1.3时钟电路时钟电路时钟电路时钟电路89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是比较放大器的输入端和输出端，这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器和微调电容一起构成一个自激振荡器，它提供了单片机的时钟控制信号控制CPU的时序，对指令进行译码，然后发出各种控制信号，将各个硬件环节组织在一起，使它们有条不紊地一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响整个系统的稳定性。本系统使用内部时钟方式，微调电容C1、C2的值选择为30pF晶体为12MHz芯片内的时钟发生器是一个2分频触发器，振荡器的输出fosc为其输入，输出为两相的时钟信号，频率为振荡器输出信号fosc的12。状态时钟经3分频后为低字节地址锁存信号ALE，频率为振荡器输出信号fosc的16，经6分频后为机器周期信号，频率为fosc12。机器周期就是振荡器输出信号fosc经12分频后的信号周期。例如：当用12MHz晶体做主频率时，执行一条指令的时间，也就是一个指令周期为1S。电路如图3-4所示。哈尔滨理工大学学士学位论文-16-1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeOrcadADate:31-May-2006SheetofFile:G:DesignExplorer99SE1231.DdbDrawnBy:EAVP31X119X218RESET9RD(P3.7)17INT0(P3.2)12INT1(P3.3)13T0(P3.4)14T1(P3.5)15P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P0.039P0.138P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALEP30TXD(P3.1)11RXD(P3.0)10VCC40VSS20WR(P3.6)16AT89C51C130pFC230pF12MHz图3-4单片机时钟电路3.23.23.23.2防火探测部分设计防火探测部分设计防火探测部分设计防火探测部分设计3.2.13.2.13.2.13.2.1感烟探测器设计感烟探测器设计感烟探测器设计感烟探测器设计防火探测器是由感烟探测、温度探测构成的复合型火灾探测器。感烟探测器是住宅智能报警系统防火部分的现场探测部件之一，它的好坏直接关系到整个系统是否正常运行。它本质上属于传感器，当发生火灾时，把因火灾产生的各种非电量参数变成电量参数传送给控制器。其特点是模拟传输，跟随各种非电量参数变化而变化。根据探测火灾参数的不同，火灾探测器可分为不同种类其原理及功能各有不同，比较表3-5所示本设计选用JTY-LZNW8101型独立式离子感烟探测器。此传感器对火灾初期尤其明显，这一点弥补了感温传感器对初期火灾不敏感，响应速度慢以及不能区分有些烟雾究竟是火灾的烟还是烹饪蒸汽的烟雾的缺点。由于火灾初起的烟雾会在室内天花板下积聚，离子感烟探测器能够感知烟雾的存在，经电子线路处理后，由单片机控制发出声光报警，以使人们及早得知火情，将火灾扑灭在萌芽状态。为了提高火灾探测能力，尤其能使它对家庭住宅火情的准确探知。因此火灾信号检测应采取多传感器多判据的火灾检测技术，将探测器探测到的多元火灾探测信息经单片机综合判断，在软件设计中加入神经网络智能算法，仿真实现多元同步智能探测。表3-5探测器比较实验对照表实验火类型光电感烟探测器温差探测器离子感烟探测器离子和温差复合探测器哈尔滨理工大学学士学位论文-17-木材明火TF1不合适最佳最佳很合适木材热解火TF2最佳不合适合适最佳棉绳阴燃火TF3最佳不合适很合适最佳聚胺酯塑料火TF4很合适合适很合适很合适正庚烷火TF5很合适很合适最佳最佳无烟液体火TF6不合适最佳不合适很合适JTY-LZNW8101的性能介绍工作电压：DC9V工作电流：监视状态小于4