基于单片机的火灾报警系统设计

本科论文目录摘要 IAbstract II引言 1第1章系统整体方案设计 31.1系统方案的选择 31.2系统方案设计 31.2.1系统概述 31.2.2系统框图 4第2章系统硬件设计 52.1单片机STC89C52 52.1.1最小系统电路 62.2显示电路 72.2.1显示方案的选择 72.2.21602液晶显示 72.2.3液晶显示模块电路 82.3烟雾检测模块 82.3.1烟雾传感器的选型 82.3.2烟雾检测模块电路 92.4温度传感器电路 102.4.1DS18B20简介 102.4.2DS18B20模块电路图 112.5按键输入模块 112.6报警模块 122.6.1蜂鸣器的介绍 122.6.2蜂鸣器报警电路 132.6.3发光二极管 132.6.4报警模块电路 14第3章系统软件设计 153.1程序流程图设计 153.1.1总体程序流程图设计 153.1.2液晶程序设计 153.1.3模数转换程序设计 163.1.4温度传感器程序设计 17总结 19参考文献 21附录：程序主函数 23致谢 25本科论文摘要随着科技的不断发展，各种新技术在各行各业不断的产生以及应用。例如各种新的材料的出现，提高了制造行业的发展水平，各种新型变换器的出现提高了电力的用途以及使用效率，各种计算机技术的兴起提高了工厂自动化的程度，这些方面的发展使得普通居民的生活水平得到了极大的提高，但同时也存在着一些负面的影响。例如各种电子产品的信息与普及以及各种装饰材料的丰富，每个家庭都会存在较大的安全隐患，随时可能发生大型的火灾。为了确保人们能够同时享受科技带来的福利，同时也尽量减少火灾带来的伤亡和损害，应当对火灾的预警和处理进行相关研究，尽量通过相关技术将火灾发生的可能性减少到最低，或者在火灾刚有苗头时就将其扑灭，从而保护人民的生命财产安全。根据上述的社会整体发展目标和要求，本文主要对如何进行火灾的智能处理系统进行了研究，研究过程中采用单片机为控制芯片能够实现对火灾现场的及时预警和处理。设计的预警系统中主要包含烟雾传感器，温度传感器和单片机控制芯片以及相关的外围电路和控制电路。系统通过不断的对周围环境的烟雾和温度等信号进行监测，并将相关信息传输到控制芯片中进行分析处理，从而产生及时的报警预警信号。本次设计的报警系统，采用简单的检测电路和控制电路以及信号发生电路，能够以较低的成本产生较为可靠的信号，具有一定的研究以及实际应用价值。关键词：烟雾；温度；报警器；传感器；单片机AbstractWiththecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology,allkindsofnewtechnologiesareproducedandappliedinallwalksoflifeForexample,theemergenceofvariousnewmaterialshasimprovedthedevelopmentlevelofthemanufacturingindustry,theemergenceofvariousnewconvertershasimprovedtheuseandefficiencyofelectricity,andtheriseofvariouscomputertechnologieshasimprovedthedegreeoffactoryautomation.Thesedevelopmentshavegreatlyimprovedthelivingstandardofordinaryresidents.However,itsnegativeeffectalsowillbehighlighted,suchasliquefiedpetroleumgas,allkindsofelectronicproducts,somecommonsuppliesaroundusareoftenexposedtoflammabledecorationmaterialssuchasfireburiedahugerisk.Peoplearenotsubjecttothethreatofpotentialfirewhentheyareenjoyingtheconveniencebroughtbyscienceandtechnology.Inordertoavoidtheso-calledFireandwaterhavenomercy.,firesandreducefirelosses,makepeople'slifemorepeaceful,thecruelrealityandshockinglessonwemustdesignandimprovementofautomaticfirealarmsystem,improvethelevelofearlywarningandtreatmentoffire,thefirewillbenippedinthebud,tominimizethelossofsocialwealth.Accordingtotheoveralldevelopmentgoalsandrequirementsoftheabovesociety,thispapermainlystudieshowtoconductintelligentfiretreatmentsystem.Intheresearchprocess,SCMisadoptedasthecontrolchiptorealizethetimelyearlywarningandtreatmentofthefiresite.Thisdesigntakestheresistancetypesmokesensor,thetemperaturesensorandthesinglechipmicrocomputertechnologyasthecoreandthecombinationwithotherelectronictechnology,thedesignofabetterleveloffirealarm.Thesmokeconcentrationsignal,thealarmisconstantlycollectingintheenvironmentcandeterminetherealprocessofgasconcentrationandtemperaturesignals,oncehigherthanthesetalarmthreshold,thenstartalarmreminder.Thedesignofthealarmsystem,theuseofsimpledetectioncircuitandcontrolcircuitandsignalgenerationcircuit,canproducemorereliablesignalsatalowercost,hasacertainresearchandpracticalapplicationvalue.Keywords:Smoke;temperature;alarm;sensor;singlechipmicrocomputer引言目前对公共安全和消费者具有最大的以及最频繁发生的灾难事故就是火灾，当火灾发生时人们通常对其束手无策，只能等待专业的消防救援部队到来进行扑灭。而在等待过程中就很有可能发生使人民生命财产受到损失的事故。它的破坏力极强，造成的损失大约是地震的五倍，仅次于干旱和洪水灾害。由瑞士保险公司所调查的报告中可以看出，在1970年到1985年期间，世界平均每周就会发生3起火灾，在这15年中全球共有150万人受难，全世界共有5000万人无家可归。如果人类共同面对的天敌是自然灾害，那么在不发达国家中，自然灾害和人为灾害同等重要，火灾的隐患也越来越严重。火灾给人们造成的严重后果，使人们逐渐意识到防止火灾发生的重要性。火灾的早期发现和预警变得越来越重要，人们迫切需要解决的问题就是寻找一种能够提前预防火灾的方法。采用能够快速检测周围信号以及及时产生报警信号的系统可以帮助人民及时的做出反应，从而将损失降低到最小，因此为了保证普通居民的日常生活和财产安全，智能火灾报警系统的研发是具有必要性的。根据人们需求其自身的技术发展水平在结构和功能等方面上都有着很大的提升。研究的系统可以及时的检测周围环境的烟雾温度，可燃气等信号，并将检测的数据传输到控制系统，从而产生及时的报警信号。系统可以在周围环境的变化被人们发觉前就进行及时的报警，从而为人们应对和逃跑提供充足的反应时间，降低火灾对生命和财产的威胁。由于目前的相关建筑逐渐增高以及复杂化，当火灾发生时，人们难以及时的，从很高的楼层或者较为复杂的布局建筑中逃跑出来。也正因为此，火灾的数量以及产生的相关损失也在逐年增加，因此现阶段全球市场急切需要高效能优质便于使用和推广的火灾报警系统。同时社会对于报警系统的要求以及产量也随着人们对安全意识的提高而逐年增加，因此本文主要开发一种可以实时监测并能够有效降低火灾次数的智能火灾报警系统。从以前的高误报率，复杂的安装和狭窄的监视范围到现在的更精确的测量，简单的安装，广泛的监视范围等，火灾报警系统的开发也经历了由单一品种发展到多样化的过程。从开发过程的角度来看，能够分为几个阶段：第1阶段从1840年至1940年期间，火灾报警系统刚刚引起人们的兴趣关注，人们逐渐开始研究它在应用的过程中能够带来的效果，所采用的检测器主要对温度进行检测。系统通过检测周围环境的温度与提前设定的温度范围进行比较，当检测温度超过设定范围时，则判定着火进行警报。由于系统只对环境的温度进行检测，因此容易受到其他因素的影响，同时系统的检测速度也很慢，不能满足人们对于报警系统的要求。第2阶段为1940年后期，由于媒体研究的电离烟雾探测器被逐渐发展和应用瑞士物理学家EMST，开始对电离烟雾探测器进行了更加深入的研究和应用，因此大量的电离烟雾探测器被应用于火灾报警系统中，取代了温度探测器的位置。在1975年由于光电技术的发展和普及，系统中大多采用光电烟雾检测作为系统的输入信号，并有较好的发展趋势，光离烟雾探测器具有抗干扰能力强，使用寿命长，无电离问题的特点。在此阶段的发展过程中，火灾的报警系统较多采用多线布局，系统开发的瓶颈是布线、调试和系统可靠性。第3阶段是在1980年后期，火灾报警系统通过总线式信息传输，减少了系统的接线复杂度以及设备的整体复杂度便于系统进行安装和后期维护，同时能够对不再发生位置产生更加准确的检测。在这一发展阶段，火灾系统仍然通过有线连接进行信号检测以及报警信号的发生。第4阶段是从1985年至今的发展过程。由于计算机技术和通信技术的不断发展，电力电子技术和集成电路，被大量用于报警系统中，因此用通信连接，就能得到火灾发生的详细信息和情况，这种智能化和无线化提高了智能火灾报警系统的准确性和安全性，这在火灾报警系统的发展史上具有及其重大的意义。第1章系统整体方案设计1.1系统方案的选择方案一：将DSP作为系统控制器。DSP（Digital

Signal

Processor）是一种独特的微处理器，它使用数字信号来处理大量信息。DSP对元件值的容差不敏感，而且环境和温度等其他因素也不会对它造成较大的影响。DSP很容易实现集成，并且能够进行实践复用和共享处理器。DSP在调整处理器的系数十分便易，同时可以实现高频和低频信号复用，满足不同的功能单元对于频率的不同要求。但是由于DSP，在外围辅助电路较为复杂，需要通过各个芯片进行搭建，同时还需要较为耗电的有源设备构成。方案二：单片机作为中央处理器，能够处理接收到的输入信号，同时具有小损耗，低电压，低成本等特点，因此收到了嵌入式设备的广泛欢迎。单片机本身可以实现较为复杂的运算，同时支持多种变成环境和语言，为研究者的开发过程提供了大量的便利。有可以用于计时和计数的计时器和计数器，它具有低功耗，小尺寸，计数成熟和低成本的优点。DSP硬件电路相对复杂且昂贵，单片机STC89C52具有8k的闪存空间，同时特殊器具有稳定的存储能力和方便的改写能力，每个控制芯片都配备8位的CPU和编程闪存，使该芯片成为大多数嵌入式应用系统产品的首选。因此通过综合考虑，本次研究采用方案二即STC89C52单片机作为系统的中央处理器。1.2系统方案设计1.2.1系统概述本次设计的报警系统主要包含环境检测单元，控制单元，信号报警单元以及A/D转换单元。系统中采用传感器作为检测单元的主要设备采用单片机作为控制单元的抓处理器。火灾报警系统可以实时收集和检测室内和室外的烟雾和温度，如果在测量过程中，火灾报警系统发现温度和烟雾浓度高于预警值时火灾报警器系统自动报警。系统采集的温度和烟雾浓度信号可以通过检测装置产生的电压信号被调节电路转换为数字信号，将相关数据传入到中央处理器中。不同的电压信号会被调节电路调制成在一定电压范围内的电压信号，然后通过单片机输入端口的比较器被转换为数字信号，并且调节电路还会产生模拟信号的滤波。单片机在接收到数字信号后会获得相关数据，将相关数值与提前设阈值进行比较，则能够得到目前是否应当发出报警信号的质量。系统框图1.1系统框图本次设计的系统采用STC89C52单片机作为主要处理器进行数据的接收运算以及报警信号的输出。系统中还配备着信号检测单元，报警单元和A/D转换单元。其中信号检测单元采用MQ-2型烟雾传感器进行周围环境原物质浓度的检测，当检测装置产生的电压信号会被模数转换芯片ADC0832构成的调节电路调制成在一定电压范围内的电压信号，然后通过单片机输入端口的比较器被转换为数字信号，并且调节电路还会产生模拟信号的滤波。其中温度传感器采用DS18B20型这一传感器，直接与单片机相连。单片机会将采集的温度直接显示在1602液晶屏上。因此最终液晶屏上会对周围环境的烟雾，浓度，温度等信息进行显示。报警单元采用LED灯和蜂鸣器进行报警，其中LED灯可以对烟雾和温度进行分别报警，当任意一个条件达到设定值时，蜂鸣器都会进行报警。第2章系统硬件设计2.1单片机STC89C52(1)概述STC89C52单片机具有8k的闪存空间，以及512字节的RAM存储空间，它本身只需采用3.3V电压进行驱动，同时可以进行复杂的运算逻辑和数字计算，同时单片机与51指令相兼容，装处理器为8位通用型，因此可以通过单片机实现较为复杂的控制过程。单片机本身具有40个引角，其中具有32个输入输出型引脚，两个中断引脚以及3个16位编程计数器引脚和两个全双工串行通信引脚。(2)8051单片机的引脚功能8051单片机具有40个引脚，其相关设置如图2.2所示。图2.2STC89C52引脚图管脚说明：STC89C52单片机外部有32个端口可供用户使用，其部分引脚功能如表2.1所示：表2.1STC89C52并行I/O接口2.1.1最小系统电路如图2.3所示为单片机的晶振电路，复位电路和电源电路。其中晶振电路主要包含晶振和外围电容。晶振电路的主要作用是产生固定的系统工作频率，作为单片机不同单元的工作频率基准。通过晶振和电容能够产生，写着同时由于电容采用30pF以及12M的晶振型号，因此系统的工作频率已经被固定，当晶振值取值越高时固定频率则会越高。因此需要根据单片机不同功能单元的需求频率进行晶振电路的参数设计。复位电路主要是用于在系统产生故障时或完成工作后对系统进行重置。例如当系统跑飞或进入死循环使则可以通过复位电路中的按键进行系统的复位。通常研究人员在系统开始工作时，也会按下复位键，确保系统能够重新开始运行。复位电路中主要包含电容和电阻，由于电容电压不能产生突变，因此在系统的电源电路通电时，其中RESET引脚则会出现高电平，高电平的导通时间由系统电路的时间常数决定，也就是电容和电阻值所决定，在单片机中设置，如果RESET的引脚保持高电平，在两个工作周期以上则系统程序则会自动进行复位设置。因此通过复位电路的电容电阻值设置，能够确保系统进行可靠的复位。电源电路采用5V的电压直接输入，同时有电压调理电路，对输入的电压信号进行稳压和滤波功能。图2.3单片机最小系统2.2显示电路2.2.1显示方案的选择方案一：利用LED数码管进行显示。LED数码管本身具有价格成本低，能够显示相关数字以及便于跟单片机连接的特点。但是LED数码管在显示时需要通过74LS164寄存器进行数据的移位，这一芯片的引入会增加较多的数字电路，同时会影响与DSP的连接，因此对整个系统造成麻烦。方案二：通过LCD液晶显示屏进行数据和报警信号的显示。LCD液晶显示屏可以显示相关的文字和图形，同时具有较大的内容量，在本次研究过程中，一块显示屏即可将相关信息进行全部显示，因此本文采用LCD1602显示屏作为显示模块的主体。2.2.21602液晶显示LCD1602显示屏可以进行总共两行16个字符的显示显示内容包含数字字母，符号等，同时也可以通过程序设置进行少量的中文显示。本次研究系统采用了LCD1602显示屏，本身的价格较低，同时只需一块屏幕即可对全部信息进行展示，因此在工业的自动化控制和显示过程中广受欢迎。他工作的原理是将接收的数字信号进行ASCII码的转换。当编程人员，利用LCD1602进行汉字显示时需要首先得到汉字的转换库，利用转换库则可以根据显示屏点阵的构造进行汉字字体的显示。第二步是将中文子模块数据存储在LCD存储器中。2.2.3液晶显示模块电路液晶屏的相关外围电路如图2.4所示，其中1，2引脚分别与电路的地和电源进行连接。通过1，2引脚的连接能够确保液晶屏得到有效的电源输入。3引脚则通过一个10k的电阻进行GND的连接，这个音效可以通过电压信号的不同，对液晶的不同对比度进行显示。4引角主要通过单片机p27引脚的连接来进行计算器控制。5引脚是用于控制液晶屏的读写功能。6引脚是对液晶屏进行使能。7~14引脚，用于进行液晶屏的数据输入和输出。1516引脚则为液晶屏的背光电源引脚与系统的电源和地直接相连。图2.4液晶模块连接图2.3烟雾检测模块2.3.1烟雾传感器的选型烟雾传感器主要是通过检测装置中的化学材料将周围环境的气体信号转换为电压或者电流信号。这种转换器能够通过化学材料的粒子的变化进行气信号与电信号之间的转换，然后利用传感器中集成的模拟与数字量转换电路将电路信号转换为数字信号并传输到单片机中。单片机根据得到的数字信号进行，注意环境信息的判断以及报警信号的输出。传感器的灵敏度以及稳定性，直接决定了整个系统的稳定性和工作性能。烟雾传感器通常可以被分成三种，首先是物理化学性质的烟雾传感器，其次是物理性质的烟雾传感器，最后是只具有电化学性质的烟雾传感器。烟雾传感器不仅可以进行周围环境的检测，并将其转化为电信号，同时还可以具备其他的检测功能。通过相关电路的集成传感器可以实现，除了周围环境气体的检测外的其他检测功能。因此目前对于烟雾传感器的要求通常为：能够对周围环境的特定气体信息进行检测，同时不会影响其他气体的含量；对设定的检测气体具有高的灵敏度，并且能够保证在设定范围内进行烟雾浓度的准确测量；具有较快的检测反应以及信号的持续输出；具有高的检测成功率以及长时间的工作时间；具有较低的应用成本和高效的维护方式。根据不同环境下报警系统对于不同气体检测的要求，因此需要采用不同的传感器来检测不同的气体通常一种传感感器只能对1~2种气体进行检测。图表2-2为研究的各种传感器以及对应的气体检测类型。表2-2各种烟雾传感器可检测的烟雾种类半导体烟雾传感器能够更加及时的检测环境中产生的烟雾信号，同时不会受到周围磁场电场的干扰，并且具有很快的响应速度，而且随着目前技术的发展，其应用和维护成本也逐渐降低。所以本次研究过程中，半导体烟雾传感器成为整个报警系统的核心装置，设计过程中MQ-2型传感器具有格外的高灵敏性、低损耗因此被作为此次的应用型号。2.3.2烟雾检测模块电路下图2.5所示即为系统烟雾检测模块电路，由于MQ-2输出的是模拟量，因此需要把检测结果通过芯片ADC0832转换为数字量，然后传送到单片机进行处理。ADC0832芯片属于典型的串行接口8位A/D转换器，设计生产厂商为美国国家半导体公司，具备经济实用、结构简单、低功耗等诸多优点，在便携式智能仪器领域得到了大规模的应用。该转换芯片最高支持256位分辨率，能够很好的满足绝大多数情况下的模拟量转化需求，并且兼具双数据输出功能，可对数据进行校验，有效的确保了数据的准确性，数据转换效率及工作稳定性也都远超同类芯片。再加上独立芯片的使用极大降低了多设备连接和处理器控制难度，di数据输入的模式也为通道选择提供了便利。图2.5烟雾检测模块电路图2.4温度传感器电路2.4.1DS18B20简介(1)概述DS18B20是全球首款支持“一线总线”功能的温度传感器，生产设计厂商为美国DALLAS半导体公司。自面世之后基于其微型化、高性能、抗干扰、低功耗及较强的实用性在各大设备传感器领域得到了广泛的应用。其温度测量范围宽达-55~125℃，在极端条件下仍能保持0.5℃的测量误差，可编程分辨率涵盖9~12位，分别对应0.5℃、0.25℃以及0.125℃、0.0625℃。能够直接将温度信息转换为数字信号并传递给处理器，和传统热电偶传感器相比测温精度具备明显优势。下图2.6即为其实物图。

图2.6DS18B20图(2)特性◆1-Wire总线接口只需一个通信管脚即可满足通信功能；◆所有设备内部ROM均烧蚀单独的64位序列号作为区分；◆高效稳定的多路温度采集能力有效降低了分布式采集难度；多路采集能力使得分布式温度采集应用更加简单；◆不需单独配置额外的外围元件；无需外围元件；◆供电电压宽度3.0V-5.5V；◆系统温度检测：-55℃-+125℃（-67℉至+257℉）；◆-10℃-85℃的极端温度条件下精度仍能保持±0.5℃；◆自定义温度采集精度(9-Bits-12-Bits)；◆温度转换时间最高不超过750ms(转换精度12-Bits时出现)；◆温度报警设置可根据用户需求自定义且长期保持(3)管脚定义Pin1：(VDD)，可选电源引脚；Pin2：(DQ)，单线运用的数据输入/输出引脚；Pin3：(VDD)，接地端，电源负极。2.4.2DS18B20模块电路图DS18B20的模块电路图如图2.7所示：图2.7DS18B20模块连接图2.5按键输入模块键盘是系统人机交互的核心设备。从软件设计的角度上，单纯进行键盘扫描获取扫描时键盘状态是很难满足系统需求的。特别是在误操作及系统失控方面。单片机工程开发领域使用较多的是独立键盘和矩阵键盘两种类型的键盘，其优缺点都比较突出。独立键盘结构简单，软件程序设计也比较便捷，性能稳定，特别适用于硬件需求不高的简单电路上；矩阵键盘无论是软件还是硬件设计上都要比独立键盘复杂，但其能实现的功能也多，对端口资源占用也小，更适用于多按键电路应用。除此之外的另一个问题就是按键过程中“毛刺”现象的消除。本设计采用通用的延时重复扫描法来处理毛刺，其原理是系统出现“毛刺”的脉冲持续时间基本上都在10ms以内，而人执行按键动作的时间则远超该时间。因此单片机系统会在检测到按键脉冲后延时一定时间再次检测该电平是否处于保持状态，以此来区分是“毛刺”还是人为按键动作。若延时检测到电平保持则为按键动作执行，反之则不是。本文设计按键仅有“设置”、“加”、“减”三个，所以使用独立键盘。下图2.8所示即为连接图：图2.8按键电路2.6报警模块本毕设同时兼具检测和报警功能。系统可根据事先设定的烟雾及温度报警阀值来进行对比判断，超过阀值则蜂鸣器鸣叫，LED指示灯点亮，达到声光报警的效果。2.6.1蜂鸣器的介绍蜂鸣器属于直流供电的一体化电子讯响器，基于其高效稳定的性能和结构简单、经济实用的特性，在计算机、定时器、报警器等多个机电设备领域得到了大规模的应用，在其中承担重要的发声功能。现阶段市面应用较广的蜂鸣器包括压电式、电磁式两种。其中压电式蜂鸣器结构包括多谐振荡源以及压电蜂鸣片、共鸣箱、阻抗匹配器及外壳。在电源供电后，多谐振荡器开始振荡并输出频率为1.5-2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器则驱动压电蜂鸣片开始发声。另一种电磁式蜂鸣器的结构包括电磁线圈、振荡器以及磁铁、振动膜片、外壳等。系统通电后振荡器输出音频信号经电磁线圈转化为磁场，然后电磁线圈和磁场共同驱动震动膜片周期性震动发声。在考虑性能、结构、成本的前提下本文选择电磁式蜂鸣器。蜂鸣器的另一个重要区分就是震荡源的有无。若蜂鸣器内部自带震荡源，则只要对其供电就会开始工作发声，这种是有源蜂鸣器，另一种无源蜂鸣器则直流电信号无法驱动其鸣叫时，必须借助2-5K方波来驱动其鸣叫，稳定性较差，结构相对复杂。因此本设计选取有源蜂鸣器。2.6.2蜂鸣器报警电路下图2.9所示即为系统蜂鸣器电路图。考虑到系统单片机IO口输出电流难以直接带动蜂鸣器工作，因此借助三极管开关管功能实现蜂鸣器发音功能的控制。综合考虑性能、参数、成本等多方面因素，本文选定PNP型S8850三极管。本设计蜂鸣器为内置震荡电路的有源蜂鸣器，仅需单片机输出高或低电平就能驱动，无需连续发出高低电平，对程序及系统设计简化起到了极大作用。并且PNP型三极管不受单片机上电时IO口高电平影响，因此上电阶段不会触发蜂鸣器工作。图2.9蜂鸣器电路2.6.3发光二极管发光二极管主要成分包含镓（GA）、砷（as）、磷（P）以及氮（n）等多种化合物。其原理是带电粒子和空穴结合是发出可见光，广泛应用于电路和仪表领域做指示灯或组成文字、字符或图案显示，即LED。发光二极管属于典型的电能转化为光能的半导体二极管材料。多数情况下其在使用时需要和普通二极管沟通构成PN结，其具备明显的单向导电性，反向击穿电压一般不低于5V，具备较陡的正向伏安特性曲线，因此在工作过程中一定要串联限流电阻来对二极管进行保护。由电源对其施加正向电压的时候，P区注入N区空穴会和PN结附近几微米范围的N区电子结合，散发出自发性荧光，同样的N区注入P区的电子也会和PN结附近的空穴结合散发荧光。鉴于不同半导体材料内电子及空穴能态存在差异，不同材料的电子及空穴复合过程中释放能量大小不同，也就导致散发荧光颜色的不同。业界通常借助该特性来控制器二极管发光颜色。能量越高波长越短，因此砷化镓、磷化镓、碳化硅、氮化镓四种材料依次发射红、绿、黄、蓝四种颜色的光。发出红光，磷化镓发出绿光，碳化硅发出黄光，氮化镓发出蓝光。2.6.4报警模块电路LED报警模块电路如下所示，将LED正极串联阻值为1K的电阻后接入电源正极，负责直接和单片机IO口连接，只要LED灯接收到单片机IO口输出的低电平就可以点亮起到报警作用。图2.10LED灯电路第3章系统软件设计3.1程序流程图设计3.1.1总体程序流程图设计下图3.1所示即为本报警系统的整体软件流程图。系统开始工作后，首选对液晶功能及其显示内容进行初始化，然后对报警值进行初始化，将整个系统置于源点。之后则开始循环检测处理，将传感器检测到的烟雾浓度和温度值以此显示到1602液晶上，并对数值进行综合判定，对比报警值进行判断，若超过报警值则开始声光报警，然后检测设置按键是否被激活，是则重新调整报警值，否则归零继续重复检测、判断、报警。图3.1主函数流程图3.1.2液晶程序设计液晶程序内容显示的重要前提就是将内容显示位置确定并发送给液晶。也就是告诉液晶接下来准备在哪个位置开始显示内容，比如说第3行第6列，位置确定之后才能显示内容。需要注意的是，液晶内容显示只能一位一位进行，如字符串“world”，先显示第一个字符“w”，然后逐个显示直到最后一位“d”，数字同理。从第一次到最后一次显示完成，视为一次显示任务执行完毕。每次显示任务仅需在最开始进行定位，显示过程中间，即字符逐个显示的时候液晶会自动跳转无需再次定位。图3.2液晶显示流程图3.1.3模数转换程序设计读取ADC0832芯片的采集数据之前，单片机要先发一个起始信号给ADC芯片，由于ADC0832有两路AD转换通道，因此还需要发一个通道选择信号，告诉ADC芯片要选择哪个通道进行转换。之后就进行采集结果的读取，ADC芯片会返回2字节数据，第1字节是进行正向传输，第2字节是反向传输，之所以要进行两次的传输，是因为可以把这两字节数据进行校验，以判断传输是否出错。最后把读取的AD结果返回给主函数。图3.3模数转换流程图3.1.4温度传感器程序设计系统温度值读取功能的实现流程见下图3.4。在系统运行过程中首先对温度传感器执行初始化操作，即复位。鉴于本设计仅安装一个传感器，所以直接对其发布0xcc指令跳过ROM寻找即可，无需在系统中对传感器序列号进行区分和二次查找。传感器复位之后发送0x44指令开启温度转换功能，然后再次对传感器执行复位操作，并同样0xcc跳过ROM，之后以0xbe指令至读取传感器温度检测结果，结束一次温度读取流程。图3.4温度传感器程序流程图总结经过几个月的努力，本次毕业设计的任务——基于单片机的火灾报警系统已经完成。本次毕设的课题是一个成熟度很高的课题，尽管在创新性上面稍有不足，但其整体设计开发流程是十分完善的，能够让我自最开始的设计论证，到编程、制版，再到最后的调试验收全过程参与进行，这种系统性的开发设计经验是非常难得的，对我的提升也是全方位的。步入新世纪以来，基建行业的飞速发展再加上社会不断的发展进步，各行各业都认识到了防火的重要性，并随之诞生了一系列的设计和产品。但这些产品大多集中于公共场合和大型建筑物的防火报警，在私人场合和家庭防火方面有所欠缺。因此针对该类场合研发并制造一种结构简单、实用性强、成本较低的烟雾报警装置，能够很好的填补市场空白需求。本次毕设让我对单片机指令编程及传感器相关理论的认知更加深刻，对单片机内部结构等方面的了解也更加深入。通过本次毕设实践，让我从以往的被动学习吸收知识转变成现在的主动查阅资料、请教导师、收集资料，这种学习方式的改变给我带来的影响是十分深远的。真正的让我将理论知识转化为实践能力，提升了自己系统性处理问题的能力，攻克难关，活学活用。本次毕设系统性的将以往所学的单片机原理以及模拟电路、C语言基础等多门课程有机结合到一起，将书本中的知识整合成一个个实际的问题和案例，让我对这些知识的理解更加深刻。另一方面，也让我对单片机工程的系统设计流程有了初步认识，从最开始的需求分析、方案论证到接下来的模块功能划分、原理图设计完善以及PCB版制作、程序设计直到最后的软硬件联合调试，让我有了一定的实际设计经验。无论日后单片机工程的功能如何发展完善，但其核心原理是不会变的。本次毕设成品功能虽然简单，但“麻雀虽小五脏俱全”，对我的提升是全方位的。

本次毕设可以说是对我大学四年所学知识的一次系统性检验，提升了我理论联系实际的能力。在本次毕设中也暴露出了不少问题，特别是对不同学科的知识衔接方面，但这也是我未来工作学习中必将努力突破的一个点，以后我将结合此次毕设暴露出来的问题，理论结合实际，针对性的学习完善，为以后的工作和学习奠定坚实的基础。受限于笔者自身水平和时间因素，本次毕设难免有不足之处，但不足也是动力，必将驱使我们在以后不断完善提升。本设计可扩展的功能很多，比如加上自动灭火设备、短信通知、无线数据传输等，都可以提高本设计的适用范围。参考文献[1]王钊.智能型火灾报警系统的设计与研究[M].西安:西安理工大学,2009[2]孙健.基于ARM7的电气火灾自动报警控制器研制[J].浙江大学,2007[3]雍静,李北海,杨岳.建筑智能化技术[M].北京:科学出版社,2008[4]王忠民,郝静,张瑜.基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计[M].西安:西安邮电学院.2015[5]S.M.Lo,C.M.Zhao,M.Liu,A.Coping.Asimulationmodelforstudyingtheimplementationofperformance-basedfiresafetydesigninbuildings[J].AutomationsinConstruction8,2017(7):852~863[6]J.K.W.Wong,H.Li,S.W.Wang.Intelligentbuildingresearchareview[J].AutomationinConstruction,2005,14(1)143~159[7]张向亮.智能建筑火灾自动报警系统的设计与研究[M].武汉:武汉理工大学,2010[8]VaughnBradshaw.TheBuildingEnvironment:ActiveandPassiveControlsystems[M].JohnWiley&Sons2006[9]陈颖.基于C8051F单片机的火灾智能报警控制系统的设计[J].大连海事大学[M],2007[10]于智洋.浅析智能建筑中火灾自动报警系统的设计[J].潜江:江汉石油科技,2008,2:62^64[11]丁璐,李春华,杨戍.火灾探测技术的分析[J].煤矿现代化.2007(4):29~31[12]吴龙标,袁宏永.火灾探测与控制工程[M].合肥:中国科学技术大学出版社,1999.11:1~20[13]袁晓溪.基于单片机的LED显示系统[D].吉林大学,2015[14]范维澄.中国火灾科学基础研究概况[J].火灾科学,2005,6:57~62[15]孟立凡,蓝金辉.传感器原理与应用[M].北京:电子工业出版社,2007.8[16]胡显华.火灾探测器误报警的原因及改进方法[J].电脑开发与应用,2007,Vol.20,NO.11:60~62[17]陈悦,刁若菲,刘志伟等.烟雾检测火灾报警系统的设计[J].北京:微计算机信息,2007,23(8~2):93~95[18]李晓妮.单片机温度控制系统的设计[J].

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在此我要向我的两位导师致以最衷心的感谢和深深的敬意！

在四年的大学学习期间，每位老师对我的学习、生活和工作都给予了热情的关心和帮助，使我的水平得到了很大的提高，取得了长足的进步。

在此，向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友表示由衷的谢意！最后，衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位老师。

电脑无法识别U盘该怎么办HYPERLINK电脑无法识别U盘怎么办?打开我的电脑上单击右键，在快捷菜单里，选择“管理”，打开“计算机管理”窗口。在计算机管理窗口里，选择“存储”下面的“磁盘管理”，如果看得到没有盘符的U盘，那么在这个U盘上按鼠标右键，选择“更改驱动器名称和路径”选项，就打开了“更改……的驱动器号和路径”对话框。再点击“更改”按钮，打开“更改驱动器号和路径”的对话框，在“指定以下驱动器号”的右边下拉列表里，选择你希望分配给U盘的驱动器号，尽可能靠后选择，比如X、Y、Z，选择好后，单击确定按钮，回到上一次“更改……的驱动器号和路径”对话框窗口，再一次单击确定，就回到“计算机管理”窗口。至此，如果一切正常，就给U盘单独设置了一个长久使用的驱动器号，并却，不受虚拟驱动器的影响了。建议将U盘插到电脑上，看任务栏中是否显示图标，如果显示，在我的电脑点右键查看属性——高级——硬件——设备管理器——查看里面是否有问号的设备，在问号设备上点右键——更新驱动程序然后下一步——否暂时不连接到网络——下一步自动安装软件（推荐）就可以了另外：系统不认U盘的几种处理方法1.禁用主板usb设备。管理员在CMOS设置里将USB设备禁用，并且设置BIOS密码，这样U盘插到电脑上以后，电脑也不会识别。这种方法有它的局限性，就是不仅禁用了U盘，同时也禁用了其他的usb设备，比如usb鼠标，usb光驱等。所以这种方法管理员一般不会用，除非这台电脑非常重要，值得他舍弃掉整个usb总线的功能。但是这种屏蔽也可以破解，即便设置了密码。整个BIOS设置都存放在CMOS芯片里，而COMS的记忆作用是靠主板上的一个电容供电的。电容的电来源于主板电池，所以，只要把主板电池卸下来，用一根导线将原来装电池的地方正负极短接，瞬间就能清空整个CMOS设置，包括BIOS的密码。随后只需安回电池，自己重新设置一下CMOS，就可以使用usb设备了。（当然，这需要打开机箱，一般众目睽睽之下不大适用~~）2.修改注册表项，禁用usb移动存储设备。打开注册表文件，依次展开"HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\usbehci”双击右面的“Start”键，把编辑窗口中的“数值数据”改为“4”，把基数选择为“十六进制”就可以了。改好后注销一下就可以看见效果了。为了防止别人用相同的方法来破解，我们可以删除或者改名注册表编辑器程序。提示：“Start”这个键是USB设备的工作开关，默认设置为“3”表示手动，“2”是表示自动，“4”是表示停用。3.在computermanagement里将removablestorage的使用权限禁止。computermanagement是一个windows管理组件，可以在控制面板——管理工具——计算机管理打开。在该工具窗口中storage——removablestorage——property中，general项，可以控制系统托盘是否显示security则可以管理移动存储设备的使用权限。在security中将普通用户的使用权限降低，就可以达到禁用u盘的目的。破解的方法也很简单，管理员降低普通用户移动存储设备的使用权限，但未必禁用computermanagement的使用权限。普通用户可以通过这个工具解除usb移动存储设备的使用权限限制。另外，值得一提的是，如果u盘插到电脑上后可以驱动，但是我的电脑里却没有盘符，很有可能是管理员改动了u盘的默认盘符，使得我的电脑不能识别。这种情况，可以在movablestorage中看到u盘驱动器。可以在u盘驱动器属性设置里为u盘重新分配一个盘符，再重新插拔一次u盘，就可以在我的电脑里看到u盘的盘符了。一、首先可以将该U盘换到别的机器上，看使用是否正常。如果排除了硬件损坏的可能，一般就是软件方面有问题。在WindowsXP+SP1操作系统下，有些USB2.0设备的确常常出现工作不稳定的问题，可以试试安装设备自带的USB2.0驱动程序。另外最好不要使用USB延长线，防止因为供电不足而造成不稳定现象。如果仍无效，可以在主板BIOS设定中，将USB接口强行设置为USB1.1传输速率。二、（适用于WIN98）启动计算机，进入主板BIOS设置，检查BIOS中USB的相关选项是否已经打开：OnChipUSB设定为Enabled；USBController设定为Enabled；PNPOSInstalled设定为Yes；AssignIRQForUSB设成Enabled。要正常使用USB设备首先要开启USB接口，在主板BIOS里可以进行此项工作，一般来说只需在BIOS中进入ChipsetFeatures设置，并将USBKeyborad/MouseLegacy选项设定为Enable，就能够保证在操作系统下使用USB键盘了。这些选项的作用是打开主板芯片组对USB设备的完全支持，为系统识别USB设备做准备工作。三、USB口接触不好处理办法：拔下，等十秒钟再插上USB口，使接触完好；五、闪存盘驱动程序没有安装完成(WIN98系统下)处理办法：鼠标点“我的电脑”，选择属性找到“通用串行总线”，删除其中的USBMASSSTORAGE项，再点击“刷新”，然后按照提示重新安装一次驱动程序。六、接其它USB设备(如扫描仪、打印机、数码相机)时可以正常使用，接优盘时闪指示灯不亮，不能够使用。1、检查优盘与电脑的联接是否正常，并换用其它USB接口测试。2、检查设备管理器，看是否出现”通用总线设备控制器”条目，如果没有，请将电脑主板BIOS中USB接口条目*激活(ENABLE)。3、如果电脑安装过其它类型USB设备，卸载该设备驱动程序，并首先安装优盘驱动程序。4、到其它电脑试用此优盘，确认是否优盘不良。七、启动型优盘在的电脑上无法实现启动，可能是主板型号不支持。如何判断一块主板是否支持闪存盘启动系统启动型优盘是采用模拟USB软驱和USB硬盘的方式启动电脑的。只要电脑主板支持USB设备启动，即BIOS的启动选项中有USB-FDD、USB-HDD或是其它类似的选项，就可以使用启动型优盘启动电脑。八、第一次在电脑上使用优盘，未出现提示发现新硬件的窗口，驱动程序无法安装的原因可能是：1、主板usbcontroller未启用解决办法:在电脑主板BIOS中启用此功能。2、usbcontroller已经启用但运行不正常解决办法:在设备管理器中删除”通用串行控制器”下的相关设备并刷新。3、优盘被电脑识别异常，在设备管理器中表现为带有黄色？或！的”其它设备”或“未知设备”。解决办法:删除此设备并刷新。九、大容量的U盘(例如兼具MP3播放器或录音功能的U盘)或移动硬盘在电脑上无法正常使用，虽然系统提示找到了未知的USB设备，但无法正确识别U盘或移动硬盘。原因可能是：1．USB接口供电不足:系统为每个USB接口分配了500mA的最大输出电流，一般的U盘只需要100mA的工作电流，因此在使用过程中不会出现什么问题。大多数移动硬盘所使用的是普通的2.5英寸硬盘，其工作电流介于500mA~1000mA之间，此时假如仅仅通过USB接口供电，当系统中并无其他USB设备时，那么还是可以勉强使用的，但如果电压不稳的话，就随时可能出现供电不足的问题。特别是使用支持USB2.0的移动硬盘时，情况最为严重。另外，如果你的笔记本电脑使用电池供电，那么USB接口所分配的电量就更小了。2．使用了外接的USB扩展卡:在笔记本电脑中使用USB2.0的U盘或移动硬盘时，如果笔记本电脑不支持USB2.0技术，一般必须通过PCMCIA卡转USB2.0的扩展卡来间接实现支持，这些扩展卡基本上都采用NEC公司的D720100AGMUSB控制芯片，少则提供两个USB2.0接口，多则提供五个USB2.0接口，对一般用户而言足够使用了。由于PCMICA接口提供的电源功率比板载USB接口要小，这样就会由于供电不足而导致移动硬盘工作的出现问题。解决方案:1.它从USB连接线上接移动硬盘的一端引出一根转接线，可以插入电脑背后的PS/2接口取电，这里可以比USB接口提供更大的电流输出。2.利用电源补偿线(也称“键盘取电线”)，如果U盘或移动硬盘的包装盒中提供了选配的电源适配器，你就可以直接使用外接电源，这样就可以从根本上避免供电不足的情况发生了前置USB线接错。当主板上的USB线和机箱上的前置USB接口对应相接时把正负接反就会发生这类故障，这也是相当危险的，因为正负接反很可能会使得USB设备烧毁。所以尽量采用机箱后置的USB接口,也少用延长线.也可能是断口有问题,换个USB端口看下.USB接口电压不足。当把<ahref="mobileharddisk">移动硬盘</a>接在前置USB口上时就有可能发生系统无法识别出设备的故障。原因是<ahref="">移动硬盘</a>功率比较大要求电压相对比较严格，前置接口可能无法提供足够的电压，当然劣质的电源也可能会造成这个问题。解决方法是<ahref="">移动硬盘</a>不要接在前置USB接口上，更换劣质低功率的电源或尽量使用外接电源的硬盘盒，假如有条件的话。主板和系统的兼容性问题。呵呵这类故障中最著名的就是NF2主板与USB的兼容性问题。假如你是在NF2的主板上碰到这个问题的话，则可以先安装最新的nForce2专用USB2.0驱动和补丁、最新的主板补丁和操作系统补丁，还是不行的话尝试着刷新一下主板的BIOS一般都能解决。系统或BIOS问题。当你在BIOS或操作系统中禁用了USB时就会发生USB设备无法在系统中识别。解决方法是开启与USB设备相关的选项。就是开机按F2或DEL键,进入BIOS,把enableusbdevice选择enable。拔插要小心,读写时千万不可拔出,不然有可能烧毁芯片。XP中任务栏中多出USB设备的图标，打开该图标就会在列表中显示U盘设备，选择将该设备停用,然后你再拔出设备，这样会比较安全。

其实判断软件硬件问题很简单,在别的机器或换个系统试试就可以了.有些小的问题不妨先用专门软件格式化下.还有提醒大家WINDOWS下格式化时要选择FAT,不要选FAT32。

提示无法识别的USB设备维修

故障提示如图：

无法识别的USB设备：UnknownUSBDevice.很多人都遇到过的一个问题，所谓“无法识别”对于操作系统来说，或者是驱动程度有问题，或者是USB设备出现了问题，或者是计算机与USB设备连接出现了故障，解决问题的方法也是从这几处着手。

对于不同的设备会有不同的处理方法，了解USB设备正常工作需要的条件以及一些可能影响USB设备正常工作的因素，会有助于解决问题。

下面是保证USB设备可以正常工作的一些条件：（1）USB设备本身没有任何问题——可以通过在其它计算机上进行测试，保证能正常工作；（2）USB接口没有任何问题——可以通过连接其它的USB设备在此接口上进行测试；（3）USB设备的驱动程序已经正确安装，如果有详细说明书的USB设备，一定要仔细查看相应的说明文件，按照说明安装相应的驱动程序