【《单片机火灾报警系统的开发技术与方案设计案例概述》2600字】

1绪论单片机火灾报警系统的开发技术与方案设计案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u5089单片机火灾报警系统的开发技术与方案设计案例概述 116121.1设计思路 1101851.2编译工具Keil简介 1321341.3逻辑实现语言的选择 182881.4总体方案设计 250061.5主控器的选择 338411.6系统设计原则要求 31.1设计思路软件的设计是本次系统实现的重要部分，在完成了硬件电路的设计后，下面进行的就是软件设计的方面。本次系统涉及多个功能的实现，所以软件设计的代码量并不少，如果采用整体化的设计方案，不仅会导致程序的结构变得复杂化，同时也增加了各功能代码的耦合性，非常不利于设计的调试和后续的扩展功能。因此本次软件的设计更倾向模块化的设计方式，该设计方式让整个程序的结构变得清晰明朗，方便设计者后期的阅读修改，极大程度提高了程序设计的效率，同时该方式降低了各功能设计的耦合性，在保证功能实现完整性的情况下，将一个大功能的实现最大化地分割成各小模块功能的实现，因此，当设计者在编辑一个功能模块的逻辑时，另外的功能模块也不会到影响，这保证了程序设计中的可靠性和高质量性。确定了设计的方式后，下来就是详细到系统各功能实现的方面，本次系统涉及到主程序的编写、数据采集程序的编写、数据传输的编写等，在设计的过程中要注意好同步定义到硬件连接的端口，当主程序调用不成功时，要从出现的错误日志中去寻找报错的地方，分析报错的原因，并寻求解决的方法。如果说硬件的设计是本次系统的骨架，那么软件设计就是本次系统的灵魂，其决定着本次系统的功能是否能实现，而设计者使用良好的设计方式去编写出结构优良的程序，不仅是对本次系统功能实现的重要保障，同时也方便了后期的扩展和移植，更是提高了设计者的设计经验。1.2编译工具Keil简介程序的设计是本次系统功能实现的基础条件，选择合适的编译工具可以大大缩减编程的时间，提高软件设计的效率。常用于单片机编译的工具包括Keil和IAR等，IAR是全球有名的嵌入式系统开发工具，集成了C/C++等编程语言的编译环境和调试环境，功能十分强大，但是其使用方式对初学者不是很友好。所以本次选择采用KEIL作为本次软件设计的编程环境；KEIL是微软公司推出的专门用于硬件编程调试的软件，可用于51单片机和32单片机等常用单片机的程序编译，经其编译过后的程序文件可被单片机高效地识别，让机器快速地判断我们定义的功能逻辑，从而高效地实现设计者设计的功能。1.3逻辑实现语言的选择关于硬件的程序语言选择，常用的有C语言和汇编语言两种，这两种语言都各有千秋，汇编语言是直接面向硬件操作的编程语言；使用汇编语言时，可以对计算机硬件和应用程序之间的连接和交互有着比较清晰的了解；但是这需要一定语言基础的积累和硬件知识及操作的经验，本次的研究提倡的是在办证质量的前提下高效地进行设计；所以本次编程语言选择采用C语言，C语言相对于汇编语言而言，其入门的门槛没有那么高，而且使用C语言设计功能逻辑时，有着层次清晰、可读性高，具备可迁移性等优点，满足代码开源和共享的要求，从某种程度上讲，也降低了代码的编写综合成本。不仅满足本次工作功能实现的需求，同时也为后续的调试和功能扩展等需求提供了重要保障。1.4总体方案设计本系统是利用Stm32单片机作为中央处理的智能火情报警系统，所用的电子器件功能分为两个部分，分别为系统硬件设计部分和软件设计部分。硬件设计部分包含五个模块，主要功能分别为系统通过按键模块设置参数，利用温度传感器检测当前环境中的温度，利用Mq2烟雾传感器检测当前环境中的烟雾浓度，采用Oled12864液晶显示模块显示数值信息，若传感器检测出的温度和烟雾参数大于事先设置好的参数时，单片机控制蜂鸣器产生报警，并通过Wifi模块发送到手机用户端，提醒人们火灾发生。各个模块相互合作，将为系统提供强有力的技术支撑。软件设计部分主要利用单片机灵活的性能和强大的功能，使各个模块部分正常工作，可以通过编写程序，使系统运行更加流畅，从而实现本系统预期功能。本次设计的总体结构图如图2-1所示：图2-1设计架构图1.5主控器的选择在此设计中，有两个选项可以选择主控制模块：方案一：使用STM32系列微控制器。该内核使用由ARM生产和开发的Cortex-M3内核，并且属于ARM系列，能够对各种微量信号进行处理，由于其特殊的处理芯片选择，能够对于各模块的具体操作进行高效的回应。ARM芯片有很多优点，其中最突出的是具有高效干扰保护能力，其次就是高稳定性。公司的发展很快，芯片利用率很高，在市场上非常受欢迎，非常适合开发人员。方案二：第二种类型的单片机是ZigBee网关模块。ZigBee现在有很多标准，但是该网关模块使用801.15.4标准，用来作为对等通信的基础。该标准是由ZigBee联盟制定，并且拥有开发和管理的权利，ZigBee具有自己独特的应用程序功能，拥有自己的核心处理芯片，同时可以集成多个模块，且以近距离传输优势，以及功耗和成本都极低的优势得到推崇。该网络结构有多种形式，拥有高度扩展性。从操作设计，性价比等方面考虑，STM32单片机比较符合我的设计要求，因此我采用第一个方案。1.6系统设计原则要求（一）快速反应:需要用检测器检测相应的数据信息，然后进行一定的数据处理，我们检测出来的硬件的反应能力能够影响到用户使用该设备时的体验感，然后从数据反应来设计合适的硬件模块，争取给用户打造一个完美舒适的体验效果。（二）依赖可靠:为了实现我们预期的功能，我们的整个方案设计都是围绕我们设计的目标来展开的，因此在设计实现产品功能的全过程中，我们以实现系统功能，满足用户体验效果为主要研发目的，包括各个模块的性能也是设计系统时的硬件检测开发过程中非常需要关注的指标检测。（三）方便后期排查:在设计实验来检测硬件功能时，在这次研发设计方案上，我们应该把用户的体验感放在首位来考虑，想想到底什么样子的产品才更受到用户的接受和喜爱，这些因素会影响产品在市场的占有度。运用简单的小提示来使用户了解工作的过程及我们设计方案的每一个具体的工作安排步骤。这些工作完成以后，能够让设计的流程更加清晰，让系统的工作反应更加清楚。关于软件编程，我们在能够实现系统功能的前提下尽量简单编写，尽最大可能实现简单编程就可以完成各个模块的封装化工作。（四）性价指数达标：随着科学技术飞速发展，我们的设备对于硬件的越来越高，我们的市场上出现了多种多样的令人眼花缭乱的产品。我们本次设计的系统在完成所有功能的基础上，需要选择一个合适的设计方案，主要以节省成本为目