多用报警电路的设计

IIIPAGE摘要多用报警电路的设计与制作主要描述关于家庭安全的防火防盗报警。防火智能化报警系统，已经保证针对于防盗监测和火警报警24小时性，也就是报警器全天都处在工作状态，当有烟雾或者火灾等可检测的事物发生时，报警器会自动报警与此同时发出一种人们所能接收到的信息。文章分为两部分，主要针对软件和硬件以及对自动检测在一个封闭的智能系统是如何表达的，自动报警系统在具体路径中的一些功能进行所方面的分析与考究。在设计系统中的中央处理器主要是由单片机STC89C52来处理实现的，文中介绍了所选单片机的型号及一些具体的功能，还阐述了烟雾报警系统对外界所产生的信号是如何进行安排与解析，从而实现烟雾、火灾等现象的监测。文章介绍了方案的选择与论证，还介绍了不同传感器的不同功能，不同部件组成的同一报警器既具有相同性，也具有差异性。分别介绍了单元电路的设计，烟雾传感器与温度传感器以及热释电红外线传感器在此次设计中的使用，以及软件的程序设计与整机工作原理与调试。随着单片机技术的发展。在人们的日常生活中起到的用也越来越大，大大提高了人们的生产和生活安全，为我们日常和财产安全确立的一定保障。同时在这个科技飞速发展的时候，人们对物质需求的更高要求已经不仅仅停留在五六十年代的那作个水平，所以创新已经成为当今时代的主题，单片机面临的挑战也日益严峻，为了不断适应时代的发展，单片机技术也应不断提升。关键词：单片机；智能防火；智能防盗；报警系统AbstractThedesignandmanufactureofmulti-purposealarmcircuitmainlydescribesthefire-proofandanti-theftalarmaboutfamilysafety.Thefire-proofintelligentalarmsystemhasensuredthe24-hourperformanceoftheanti-theftmonitoringandfirealarm,thatis,thealarmisintheworkingstateallday,andwhenthedetectablethingssuchassmokeorfireoccur,Thealarmwillautomaticallyalertandissueamessagethatonecanreceive.Thispaperisdividedintotwoparts,mainlyforsoftwareandhardwareandhowtoautomaticallydetecthowtheautomaticalarmsystemisexpressedinaclosedintelligentsystem.indesignsystemThecentralprocessingunitinthepaperismainlyrealizedbythesingle-chipmicrocomputerSTC89C52.Themodelandsomespecificfunctionsoftheselectedsingle-chipcomputerareintroduced,andhowthesignalgeneratedbythesmokealarmsystemtotheoutsideisarrangedandanalyzed,soastorealizethesmoke,Monitoringoffireandotherphenomena.Thispaperintroducestheselectionanddemonstrationofthescheme,andalsointroducesthedifferentfunctionsofdifferentsensors.Thesamealarmcomposedofdifferentcomponentsisnotonlythesame,butalsodifferent.Thedesignofunitcircuit,theuseofsmokesensor,temperaturesensorandpyroelectricinfraredsensorinthisdesign,aswellastheprogramdesignofthesoftwareandtheworkingprincipleanddebuggingofthewholemachineareintroducedrespectively.Withthedevelopmentofsinglechipmicrocomputertechnology.Itplaysamoreandmoreimportantroleinpeople'sdailylife,whichgreatlyimprovesthesafetyofpeople'sproductionandlife,andestablishesacertainguaranteeforourdailyandpropertysafety.Atthesametime,atatimeofrapiddevelopmentofscienceandtechnology,Thehigherdemandformaterialdemandhasnotonlystayedatthelevelof1950sand1960s,soinnovationhasbecomethethemeofthetimes,andthechallengesfacedbysingle-chipmicrocomputerarebecomingmoreandmoreserious.inordertoadapttothedevelopmentofthetimes,thetechnologyofsingle-chipmicrocomputershouldalsobecontinuouslyimproved.Keywords:singlechipmicrocomputer；intelligentfireprotection；intelligentburglaralarm；alarmsystem

目录摘要 IAbstract II目录 III第1章绪论 11.1课题背景 11.2研究课题的目的及意义 11.3课题研究内容及技术指标 2第2章方案的论证与设计 22.1系统方案论证 22.2方案的确定 32.3方框图的设计 3本章小结 4第3章单元电路设计 53.1单片机最小系统 53.1.1单片机时钟电路 53.1.2单片机复位电路 63.2烟雾检测电路的设计 63.3模数转换电路的设计 73.4LCD显示电路的设计 73.5声光报警电路的设计 83.5.1灯光提示电路 83.5.2声音提示电路 83.6温度采集电路的设计 93.7按键电路的设计 103.8热释外采集电路的设计 103.9防盗撬窗报警电路 11本章小结 12第4章软件程序设计 124.1烟雾传感器子程序设计 124.2温度传感器子程序设计 134.3LCD显示部分程序设计 144.4Keil4软件介绍 154.5系统程序的设计 15本章小结 16第5章整机电路工作原理及调试 165.1整机电路原理 165.2电路安装 165.3系统调试及遇到的问题 175.3.1LCD1602显示调试 185.3.2烧录程序调试 18本章小结 19结论 19PAGE23PAGE23PAGE23PAGE23第1章绪论现如今，居民一般采用防盗门窗等防范举措。虽然防盗作用也是具有一定的，但是在突发灾害降临的情况下，使逃生成为一个难题。另外，小区安全措施不足；居民安全意识有待增强；安全防范系统也急需普及。在中国境内，随着国力的日益强盛，生活水平也相应的提高，智能化已经进入人们的生活，成为衡量人们生活水平的一个标准。1.1课题背景随着社会的发展，人们的经济水平和生活水平也日益提高，随之而来，计算机开始普及并且信息技术得到迅猛发展，在这时，旧时的居住环境对于人类来说已经得不到满足，对居住的房子也有了一定的要求，不仅仅停留在交通便利，居家舒适，这些浅显地方，在我们的日常生活中，偷盗，入室抢劫，火灾等日常安全隐患的问题还依然存在，为了保障人身安全，财产安全，人们对家庭的安全系数也有了新的追求。恰恰就在这个时候，在这个时候，系统的智能化就自然而然的进入了人们的视线，带领人们走进了智能化的新时代，人们不这方面取得的进步日益增多，带给这个社会的利益也越来越大，并把这一时代性的进步扩展到全世界，使智能化科技带来的好处深入人心，从而走进千家万户。就目前而言，对于评价一个住宅区是否安全，智能系统是否存在已经成为了一个必不可少的衡量标准。随着智能系统在我们家庭中的加入，大大提高了家庭安全系数，使生活的到了很大的保障，本文对防火报警系统的智能进行主要设计，从而尽可能实现可监测危害的自动报警。1.2研究课题的目的及意义当今时代大多数国家都投入大量的人力物力进行单片机智能系统的研发，比如简简单单的学习和适应等功能就是通过神经网络加以研发，从而形成智能火灾探测系统，进而提高检测火灾的准确率，是系统在一定程度上更加可靠。目前就国内而言，智能报警系统已成为住宅保障的核心。建设部有关规定指出，包括防盗、消防等在内的一系列内容。此次设计的系统是一个安全系数比较高的系统，利用可视对讲为基础，进一步弥补主机功能的不足，分别在室内、室外开设多个监测点，进行对温度，烟雾，红外线的一系列检测。多用报警系统应从实际，并且有助于消防人员展开工作为前提，一方面为设计智能报警器的研发创立了一个统一合理的依据，另一方面也为有关部门的检测和监控提供了很大一部分的便力。他就像恪尽职守的看门狗，给忙碌中无暇顾及隐患和危险的人们带来安全，再而言之，烟雾报警系统的产生可以提防人们及时注意，有效避免财产和各类经济损失。1.3课题研究内容及技术指标主要以单片机为核心，通过温度传感器检测现场环境温度变化、烟雾气体传感器检测环境中气体浓度、人体红外感应模块来识别有人经过或停留、触控开关监测是否有人撬动门窗来构成多用报警系统。技术指标：1.当环境温度超过55°时，声光报警；2.当烟雾浓度超过10%时，声光报警；3.有人撬动门窗时，声光报警；4.有人在人体传感器视角（90°×120°的球面立体角，高度1.2m）内停留5min以上或进行频繁移动，声光报警；第2章方案的论证与设计2.1系统方案论证多用报警电路的设计与制作设计主要是在防火防盗上时能够有一个很好的提早发现并且控制，根据设计的要求有以下两个方案：方案一：利用可编程逻辑器件CPLD,它具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、标准产品无需测试等特点，可实现较大规模的电路设计。但是，该器件主要依赖于软件设计，缺少硬件的配合，致使程序设计复杂，难以使用，运算速度太快。方案二：通过单片机控制，利用温度传感器和烟雾传感器作为火灾的检测、触控开关对是否有人敲窗进行监测以及热释电红外线传感器对人体进行监测，用蜂鸣器和发光二极管作为报警元件，这样价格较便宜，易于实现。2.2方案的确定通过多方面考虑和实用性，精确度，单片机进行处理，具有低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点，故选择方案二。主要运用单片机检测传感器所发出的信号以此来判断防火还是防盗，并且作出相应的回应，以达到能时时预防在意外发生的时候作出及时的防范措施。设计由两个部分组成：信号监视部分和信号处理部分。信号监视部分根据设计任务的要求，主要是用于防火的温度传感器。温度传感器设定有一个极限值，当温度超过这个上限时，系统检测电路就会输出一个低电平的温度信号。红外发射器发出特定频率的红外信号经过传播传递给红外接收器，对于大多数情况来说，发生器、接收器两者之间是并不存在物体阻隔的，接收器接到的信号就是连续的，而当它中间有物体阻碍时，接收器接到的信号就会出现一个信号跳变，与此同时接收器输出低平信号给单片机表示有信号输入该区域。信号处理部分是为承接上下两部分而存在的，它的工作是对单片机接受监视部分发过来的信号来做相应的处理，并调用相应部分的程序来处理突发情况。2.3方框图的设计方框图的论述：电路方框图如图2-1所示，采用单片机作为系统的主控芯片，利用LCD显示屏实时显示被测当前的烟雾浓度、温度值，人体检测，系统设置3个报警值，烟雾浓度和温度值（其中上下限值需要按键任意设定），如果烟雾超过上限的时候红灯和蜂鸣器组成声光报警，如果温度超过上限的时候红灯和蜂鸣器产生声光报警。如果同时超过限值也报警。烟雾的检测就是把电信号输出给AD转换芯片进行转换，主要将模拟信号转换成数字信号能够让单片机读懂然后进行相应的处理。LCD显示电路LCD显示电路单片机最小系统热释外采集电路声光报警电路烟雾采集电路温度采集电路门窗触控开关电路模数转换电路图2-1整机方框图通过每个单元器件的独立连接，使电路硬件更加简洁。通过各模块与单片机的协作，实现了本设计的要求。烟雾传感器主要用于检测烟雾浓度、气体泄漏等问题；霍尔传感器检测是否有人撬窗户，热释电传感器检测是否有人闯入以确保家居环境安全，；温度传感器的使用检测周围的温度。通过将这些检测单元反馈给单片机进行响应，从而达到本设计的目的。本章小结本章主要介绍这次毕业设计的方案选择，对两种方案的分析，最终确定以单片机为核心的数控稳压源，并对所选方案设计及原理给予分析。在下一章节当中，将对该课题中各单元电路的具体设计方案、元器件的选择作进一步论述。第3章单元电路设计3.1单片机最小系统单片机最小系统是整个系统的核心控制部分，以STC89C52单片机为核心，配以外围电路：时钟电路、复位电路、电源电路构成。单片机要工作就一定要有时钟电路，时钟电路在单片机最小系统中起到了给单片机运行提供基础时钟节拍的作用。如果单片机没有时钟电路就无法正常的运行。3.1.1单片机时钟电路单片机需要时钟电路支持才可以运行，就像汽车中的引擎一样。如果没有时钟电路产生时钟驱动单片机，单片机就不能执行程序。时钟电路是单片机的心脏，起着十分重要的作用。时钟电路为单片机提供时钟参考。单片机的所有操作都是在时钟脉冲的作用下进行的。没有时钟，就像没有引擎的汽车。这部分电路的原名可以理解为给单片机提供一个基本时间，因此它的每个步骤都是在这个电路的控制下进行的，以便为系统提供一个合适的和稳定的工作脉冲。它可以理解为整个系统的驱动程序。时钟电路图如图3-2所示。时钟电路：单片机正常工作时需要的时钟控制信号由时钟电路产生，主要是与内部的放大器共同组成构成振荡电路，其输入端是XTAL1，输出端是XTAL2。时钟振荡电路决定着整个系统是不是稳定。芯片外部这两个引脚分别接晶体振荡器两端并上启动电容C2和C3，这样就完成了稳定的自激振荡器，能够向XTAL1和XTAL2引脚输入3V左右的正弦波，振荡电路就由此形成。图3-2STC89C52时钟电路3.1.2单片机复位电路按键复位电路一般构成的元器件包含：微动开关S4、10K的电阻R1和1K的电阻；10μf的电解电容C1构成。当需要手动复位的时候，通过按下微动开关S4，接通两个电阻实现分压，这样呢复位端口输出就会获得一个高电压。如此就可以实现单片机复位，当松开手的时候，复位断开分不到电压就是低电压，低电压就不会复位单片机。如图3-3所示。图3-3STC89C52复位电路3.2烟雾检测电路的设计烟雾检测电路采用的是MQ-2半导体烟雾传感器作为烟雾浓度采集部分的主要核心，如图3-4所示，主要是两个模块组成，主要是MQ-2烟雾传感器检测烟雾，将电压信号给ADC0832，模数转换电路将模拟信号转换成数字信号给单片机，单片机再读取相应的数值和处理，将测得的浓度及温度值送入液晶显示器。需要注意的是，通电后要等烟雾传感器稳定一会才可以测量。图3-4烟雾探测电路3.3模数转换电路的设计模数转换模块采用的是ADC0832。ADC0832则是一个8位分辨率两个通道的A/D模数转换芯片。其体积小，兼容性强，性价比高所以很受欢迎，其到现在为止已经很普及了。失实测电压U=5A/B.系统中测得固定电阻的电压U后，总电压是5V，则被测光敏电阻的电压就是5V。ADC0832是一个由8路模拟开关、地址锁存与译码器、A/D转换器以及三态输出锁存器所组成的器件。其引脚为D0-D7为八位数字量输出引脚；IN0-IN7为八位模拟量输入引脚，引脚图如图3-5所示。图3-5ADC0832引脚图3.4LCD显示电路的设计采用LCD1602显示屏，LCD1602显示屏在使用单片机对其进行控制时，一般使用单片机的P0口来作为数据传递的端口。如果想对显示显示屏写入一个指令或读出一个指令时，都必须向其使能端发送一个下降沿的脉冲，从而可以实现单片机控制器显示测量数据。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单。如图3-6所示。图3-6液晶显示电路设计多用报警电路的设计与制作设计的显示电路为并口形式，数据端接单片机的P0口，通过单片机向液晶的工作时序而工作，该显示器显示的内容为第1行显示温度数据，并显示实测温度信息，第行显示烟雾浓度值信息，并显示实时监测到的烟雾值。3.5声光报警电路的设计3.5.1灯光提示电路如图3-7所示。LED指示灯电路主要由发光二极管D3串联一个1K的限流电阻R9即可，限流电阻的选用是根据不同颜色LED灯而选择，选用1K电阻作为限流。电路设计是以正极共电，负极通过单片机输出低电平信号来控制，设计简单方便，成本低廉，还能够实现具体功能。图3-7灯光提示电路发光二极管是把电能转换成可见光的半导体器件。LED具有寿命长、光效高、辐射小、功耗低等特点。它被称为本世纪最绿色的能源。采用LED发光二极管作为光电提示电路，LED连接时需接入限流电阻，以保证不会因为电流过大而烧毁二极管。3.5.2声音提示电路蜂鸣器是由直流供电的电子扬声器，广泛应用于计算机、定时器等电子产品设备中。蜂鸣器主要有两种类型：有源式蜂鸣器和无源式蜂鸣器。故采用的是有源式蜂鸣器，操作简单，仅需以单片机控制P2.0电平输出，用Q1三极管放大电流即可实现控制。图3-8声音报警电路声音提示电路如图3-8所示：主要由PNP型三极管Q1、有源蜂鸣器BEEP1、加一个1K电阻R2组成，电路采用的是有源蜂鸣器，其好处就是它不用像无源蜂鸣器需要脉冲信号来使蜂鸣器发出响声，只需要像图3-8所示这种接法，利用单片机编程序使此管脚输出低电平即可驱动蜂鸣器（同样也可以给高电平信号但需换一种电路接法），使用方便灵活，也很广泛。当温度值和烟雾浓度超过设定的限值时，报警器BEEP1则发出长鸣声。3.6温度采集电路的设计多用报警电路的设计与制作采用检测温度的电子元件是DS18B20。DS18B20结构简单，不需要额外连接电路，用一根I/O数据线就可以供电还能数据传输，在温度-10~+85范围内，误差则是±0.5，很高分辨率，安全性、重复性和可靠性好。温度传感器主要是负责进行温度的采集，然后通过单片机进行分析处理检测到的信息。温度采集电路如图3-9所示。引脚1GND为接地端，引脚2DQ为数据传输管脚接单片机的P1.1口，既可以输入信号也可以输出信号，外接4.7K上拉电阻R8后，正常情况下是高电平。引脚3VCC是接电源端。图3-9温度采集电路温度检测电路采用的是DS18B20传感器，这是一款非常常用的，设计上应用很多，本身它采集的就是数字量，不需要外接A/D转换芯片，设计使用上很方便灵活，反应灵敏，设计简单，更加容易控制。同时伴有温度报警，当温度超限值的时候，会进行报警。电路调试也比较方便。3.7按键电路的设计按键的开关的电路设计是把按键一端共同接地，另一端接单片机的I/O口，只要按下按键就会给单片机一个信号，对应运行哪个功能。简单实用。在该系统中用到3个按键K1、K2、K3进行控制，单片机的3个I/O口接3个独立式按键即可，再利用软件编程消除抖动，就实现了设置选择要改的限值，按加键或者减键即可调整。硬件电路如图3-10所示：图3-10按键电路3.8热释外采集电路的设计红外光是一种不可见光源，普通人体发射出特定波长约为10μm的红外线，这种红外线可以通过热释电传感器检测到。当人体发散的红外线照射到传感器上时，经过电路检测和处理，产生可以的控制模拟信号。热释电红外传感器结构如图3-11所示。图3-11热释电红外传感器结构图热释电红外探测器，可以检测生物或人体的温度传感器，其检测芯片与环境温度相同，当人在检测窗口水平移动时，芯片的信号电压发生变化。电压由运算放大器的放大，继电器开关最终放大。可用于人体光学开关、防盗报警等。探测范围示意图如图3-12所示。图3-12热释电红外传感器探测方向示意图在热释电红外传感器前面安装菲涅尔透镜，利用其特殊的光学效果以增强热释电传感器探测的范围。体红外辐射接近，确保传感器只接收人体发出的红外光，避免了误报的情况发生。与单片机接口设计如图3-13所示。热释电红外传感器J1的引脚1接电源端，引脚2与单片机P1.6口相接，3号引脚接地端。R1是47K为偏置电阻，C4为滤波电容。图3-13热释电红外传感器设计3.9防盗撬窗报警电路 霍尔传感器是一种将磁场变换转换输出电压的传感器。霍尔传感器用于接近开关、位置测量、速度测量和电流测量等设备中霍尔传感器引脚如图3-14所示。图3-14霍尔传感器引脚图霍尔传感器用于接近开关、位置测量、速度测量和电流测量等设备中。霍尔传感器在工作模式下可以称之为开关。常见的如打印机，传感器以监测纸张短缺和开封，手机上的皮套设计也应用了该传感器。霍尔传感器被封装在探针中。晶体平面垂直于探头的底部，探头采用非铁磁性材料制作，避免了对其影响。本章小结本章主要对该设计中所用到的模块以及模块电路做了详细介绍和分析，一些用途和内部结构等。以及各部分所发挥出来的作用。包括STC单片机芯片，单片机最下系统的介绍，显示电路，温度检测电路，在对于开始整体设计之前，对于熟知各个功能元件与主要模块电路的相应工作原理对实现设计指标是至关重要的，从而避免在接下来的实验过程中无从下手。第4章软件程序设计4.1烟雾传感器子程序设计烟雾传感器部分，首先进行的是初始化程序，调用温度读取函数，调用初始化显示函数，对当前检测的烟雾值与设定值进行对比，若大于设定值则警报若小于则关闭警报，如果没有那么重新进入初始化程序。其烟雾传感器程序流程图如图4-1所示。Y开始Y开始初始化判断烟雾是否高于设定值警报并开启风扇结束烟雾检测N图4-1烟雾传感器程序流程图4.2温度传感器子程序设计温度传感器部分，首先进行的是初始化程序，初始化步骤包括先获取温度值并减去温度误差，然后进入到温度的读操作，最后将读出来的数据转化成温度值。利用DS18B20温度传感器来获取相应的温度，当DS18B20获取到温度时，其内部进行数据转化，转换后的温度以二进制补码形式存放在高速暂存存储器中。首先进行的是初始化程序，然后进入到温度的读操作，最后将读出来的数据转化成温度值。如果没有那么重新进入初始化程序。如果没有那么重新进入初始化程序。其温度传感器程序流程图如图4-2所示。YYYNN开始初始化温度设定温度采集温度显示判断当前温度是否高于设定值判断当前烟雾是否高于设定值结束声光警报声光警报图4-2温度传感器程序流程图利用DS18B20温度传感器来获取相应的温度，当DS18B20获取到温度时，其内部进行数据转化，转换后的温度以二进制补码形式存放在高速暂存存储器中。首先进行的是初始化程序，然后进入到温度的读操作，最后将读出来的数据转化成温度值。如果没有那么重新进入初始化程序。如果没有那么重新进入初始化程序。4.3LCD显示部分程序设计对于显示屏的控制，分为两种，一种是给屏输入指令，让其显示状态和方式改变（游标是否闪烁、游标是否显示等屏幕参数）；另一种是给屏输入数据指令，把想要显示的数据输入到屏上指定的位置进行显示。单片机上电后其就进行初始化操作（包括一些信息的预显示等）。初始化完毕后就等待单片对其进行控制，当其单片机开始发送命令给屏幕时，就先判断其是指令命令还是数据写入命令，判断之后根据结果分别相应的操作。在对数据和命令进行写入的时候，在此次设计中都是按照并行通讯的方式进行的，所以其数据传送速度比较快。其LCD显示屏的程序流程图4-3所示。YN开始YN开始初始化是否输入数据命令向屏幕输入数据命令向屏幕输入指令命令结束图4-3LCD显示屏的程序流程图4.4Keil4软件介绍在2009年，Keil4增加了管理系统的功能，给使用者一种可以控制整个表面窗口的视觉感，简化了多项目工作区使得新用户界面屏幕空间更整洁干净。对于Keil4的使用，首先要双击进入Keil软件，然后在菜单栏选择Project菜单，在弹出下拉菜单中选择NewuvisionProject选项，弹出保存文件界面，在此界面先新建一个文件夹并输入一个工程文件名保存，跳出SelectaCPUDataFile界面，点OK后需要选择单片机型号，然后选择复制单片机的启动代码，接着选择File菜单，创建文本，在文本框输入源程序并保存，在Project窗口右键选择SourceGroup1，然后选择AddFilestoGroup，在程序编写完成后，进行编译和连接，选择Debug菜单下Start/StopDebugSession，进入仿真界面，然后再生成HEX文件。4.5系统程序的设计主函数作为整个系统的最重要的部分，其设计需要非常谨慎。在多次设计和修改后，最终呈现了以下程序。在单片机上电后先要进行的是初始化程序，先定义一些局部变量，然后初始化各个端口（防止上电时误动作），还需要初始化LCD屏的基本配置且显示预显示的内容，然后配置AD采集寄存器使对应的I/O口切换到AD采集模式。初始化完毕后就进入到主循环体中，主循环中首先进行的是AD采集对对应点的电压进行采集，并通过欧姆定律得到对应的功率。然后进入到烟雾、温度采集程序，并将采集到的烟雾系数、温度显示到LCD1602，且显示设定的烟雾系数、温度值。接下来进入到按键判断程序，判断按键是否按下，然后进入到对应的按键子程中。最后一个条件语句是，判断实时烟雾值、温度值是否大于设定的值。本章小结本章主要对主函数的程序进行分析且以流程图的形式展现出程序步骤和过程。然后对在主函数中调用到的子函数进行分析并得到相应的流程图。对各模块的软件程序分开进行简单介绍，通过绘制流程图，可以清楚地知道每个模块在电路中的作用，并且使得设计思路清晰易于理解。第5章整机电路工作原理及调试5.1整机电路原理本次设计师通过单片机与外围电路进行组合，使用的是LCD1602显示器，通过编写的单片机驱动LCD1602显示器的驱动程序进行驱动。首先实现了显示功能，在此基础上加入U2烟雾传感器，检测烟雾浓度通过U3模数转换器在LCD显示器上显示出当前环境的烟雾值，然后在前两者的基础上进行显示控制。通过单片机接受到的信号判断烟雾浓度，当烟雾浓度超过限值时，单片机P2.0口输出低电平驱动Q1三极管使得BEEP蜂鸣器发声，P2.1口输出低电平点亮LED，以此控制报警电路。利用U4温度传感器采集实时温度，通过DQ信号线传给U1单片机信号，然后再根据对比设定的温度值，超限值则声光报警（原理如上）。然后利用触控开关检测是否有人撬窗，然后根据检测结果判断是否驱动蜂鸣器及LED电路进行警报。J1热释电传感器当检测到有人时，利用OUT输出高电平，控制报警电路。5.2电路安装电路安装和调试是关键步骤，首先是在电路板上焊接最小系统板，在焊接芯片之前一定要先买一个芯片底座，先整齐摆放在万用板上，再按单片机第9管脚附近分布构成复位电路的元器件，再在18、19脚摆上构成时钟电路的元器件，然后由小到大、由矮到高的顺序焊接，芯片要先焊接芯片座，然后对应安上就可以了，否则电烙铁在焊接过程中温度会很高，容易烫坏芯片，还有电容、晶振、电阻，也不要加热时间过长，焊锡不要太多也别太少，以免造成焊点虚焊等，另外焊点要有光泽有亮度。还有火灾报警系统所用到光提示电路和报警电路，LED灯是长管脚是正极，需要指示灯的电路，必须要在LED灯的一段串接一个电路，起到限电流的作用，以免上电时间长烧坏二极管，报警电路中的三极管和蜂鸣器，其中三极管有集电极、基极、发射极，需要用万用表的测三极管档位检测，或者查一下三极管的使用资料说明，蜂鸣器就是长脚为正短脚为负，焊接时候必须要仔细。除了需要焊接的电路部分，其次就是模块化的东西，有些电路必须要用成品模块，原因就是电路元器件较多，自己焊接的话干扰会多，精度不行，使用过程中也不方便，有可能不能一直正常运行，因此利用成品的模块恰到好处，安装使用也方便，需要的引脚在出厂时就已经给用户引出，便于调试也容易开发，只需要用杜邦线进行与单片机I/O相连接即可。电路接线方法一般是走锡和跳线。本次设计的电路接线多数为走锡，避免干扰。“走锡”顾名思义就是用焊锡将焊盘逐个连接在一起，此种方法电路美观清晰、性能稳定，但要求焊接工艺较高，在焊接时拉一段铜丝或原件管脚会方便很多。跳线则没有太多技巧，尽量垂直或者水平走线整齐美观，减少跨线。5.3系统调试及遇到的问题单片机的检测在不下载程序时，焊接好最小系统，可以通过用示波器观察晶振两端及单片机29有无脉冲，如有脉冲单片机没有损坏，如果没有脉冲单片机可能损坏。本课题采用的是数字温度传感器DS18B20来检测温度数只得变化。DS18B20是数字温度传感器，以但总单总线方式实现对温度数据的读取。在调试过程中出现了经典的“85”现象，也就是DS18B20不能够正常的读取温度数据实现数据的采集。后来发现是对DS18B20的底层驱动延时不够照成的。改变了延时就能够很好的读取温度数据了。本次课题在调试LCD1602液晶显示时屏幕显示出了乱码，后来经过反复的检查其原因是我对LCD1602液晶显示的控制程序没有编写好，导致了出现乱码，重新调试后解决了问题。还有一个问题是LCD1602液晶显示不连贯出现了花屏的情况，显示不是一体的样式。后来发现是延时时间太长，由于1602液晶驱动的原理是扫描，因此延时长了就为照成显示不连贯的现象。最后更改了延时，1602液晶显示稳定了。按键控制反应迟钝。按键的识别一般采用程序识别，在按键按下的过程中，会有抖动现象，一般的处理是用延时的方滤除按键抖动。调试过程中按键反映迟钝的原因是延时过长，按下滤除按键抖动的时间太长就会照成按键不灵敏的现象，因此改变延时即可解决。对于软件调试，可以边写程序边测试性能的方法，也可以边编程边仿真，后者可以减少不必要的错误，仿真能通过的，实际制作过程中应该是可以实现的。如果仿真不能通过，实际中一定不能通过。调试过程中依据指标进行。利用keilC51软件进行。烟雾传感器在刚开始通电使用时烟雾值一直显示不稳定并且很高，搜集了很多的资料，而且还换了两个新的测试，才知道心的烟雾传感器器件第一次使用时要做老化，就是给烟雾传感器进行通电一段时间使其稳定。在解码程序的编写过程中，随着理解的深入也作了相应的修改。5.3.1LCD1602显示调试本次课题在调试LCD1602液晶显示时屏幕显示出了乱码，后来经过反复的检查其原因是我对LCD1602液晶显示的控制程序没有编写好，导致了出现乱码，重新调试后解决了问题。还有一个问题是1602液晶显示不连贯出现了花屏的情况，显示不是一体的样式。后来发现是延时时间太长，由于1602液晶驱动的原理是扫描，因此延时长了就为照成显示不连贯的现象。最后更改了延时，1602液晶显示稳定了。按键控制反应迟钝。按键的识别一般采用程序识别，在按键按下的过程中，会有抖动现象，一般的处理是用延时的方滤除按键抖动。调试过程中按键反映迟钝的原因是延时过长，按下滤