全自动火灾报警系统设计单片机

摘要

本论文研究了火灾报警器中的温度控系统。介绍了火灾报警器的

现状，进行以52单片机为核心的火灾报警器温度控制系统的设计。

论文首先介绍了基于AT89C52单片机的温度控制系统硬件设计。

硬件部分由系统电源电路、信号输出电路、前端控制电路、数模转换

电路、单片机及其周边电路、报警显示电路等组成。文中给出了电路

图，并介绍了系统的工作原理。单片机及其周边电路模块采用了

AT89c52作为微处理器；数模转换模块采用了ICL7135芯片；前端控

制模块采用了CD4052芯片；报警显示部分采用发光二极管。

软件部分由主程序、AD中断子程序、初始化子程序、显示子程序、

ADII算子程序等组成。论文给出了各程序模块的部分原程序代码。

关键词：温度控制；单片机AT89c52;ICL7135

设计任务：

1.画出系统结构框图

2.画出电路原理图

3.写出详细说明书，要求书写工整，原理叙述正确，计算主要元器

件的一些参数，并进行元器件选择

4.画图要求：画图规范化，画图清晰，符号要求采用国标统一，线条均

匀，提倡用计算机画图

5.写出元器件明细表，并附在说明书后面

目录

1.绪

论............................................................

................................................I

1.1.引

言............................................................1

1.2..................................................火灾报警器的现状.................................…….1

1.3....................................................本设计的实现过程.....................................…….

2

2.报警器温控系统的概

述.............................................…3

2.1.火灾探测器的分类和原理......................……..3

2.1.1感温式火灾探测器..................................

3

2.1.2感烟式火灾探测器..................................

3

2.1.3感光式火灾探测器管理方案论证......................4

2.1.4可燃气体探测

器..................................................4

2.1.5复合式火灾探测器.....................................

4

2.2.火灾报警器的选

择.......................................................5

3.系统硬件设计....................................5

3.1.系统的前端控制电路设

计............................................................5

3.1.1模拟采样电路的设计钟的设

定........................................5

3.1.2模拟开关4052概述、特

占…7

3.2.系统A/D转换电路设

计............................................................

7

3.2.1系统A/D转换电路及其工作原

理...............................…..7

3.2.2ICL7135概述、特

点............................................................

8

1.ICL7135主要特

3

8

2.ICL7135的管脚图及管脚说

明9

3.ICL7135的外围电

路............................................................

10

4.ICL7135与单片机的接

口............................................11

3.3.系统显示电路设

计

13

3.4.系统单片机电路设

计

13

3.4.1单片机电路图及其工作原

理13

3.4.2AT89C52结构简

况............................................................

14

1.性能参

数........................................................

15

2.AT89C52单片机的主要特

征...............................................15

3.4.3单片机的外围电

路........................................................

21

3.5.系统电源电路设

计........................................................

22

4.系统软件设

计........................................................

...........................24

4.1.主程序设

计........................................................

.........................24

4.2.定时与中断系统.....................................24

4.3.中断处理程序结构....................................24

5.程序设

计........................................................

.....................................25

5.1.流程图如图所

示

25

5.2.程序源代

石马............................................................

26

结束

语........................................................

.................................................................................31

致

谢........................................................

.............................................................................................32

参考文

献....................................

33

1绪论

1.1.引言

随着经济和技术的不断发展，城市高层、超高层建筑、地下

建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加。

现阶段火灾的特点是，由于人为因素导致火灾信息漏报、迟

报，报警设备出现故障没有及时恢复开通，造成火势蔓延，

酿成无法估量的损失。火灾报警器温控系统作为火灾自动报

警系统的核心电路，可以实现火灾的早期发现，能及时发

出火灾报警信号，并及时输出控制信号，以便启动减灾设

备和灭火设备，尽可能的减小火灾损失。

1.2.火灾报警器的现状

进入上世纪90年代后，我国经济步入高速发展的时期，城

市化建设不断加快，城市建筑也由分散式低密度向集中式

高密度过渡，林立的高层建筑成了城市的主要标志。居民住

进了高层塔楼，企业搬进了摩天CBD,高层建筑有效利用

空间，节约了城市中本就十分紧张的土地资源。任何事物的

发展都具有两面性，高层建筑中各种通讯线路、动力和照明

线路、以及各种BA系统中线路纵横交错，致使火灾的发生

概率也在大幅增加。加之现代建筑的密闭性较强，一旦发生

火灾，整幢大楼就像一个大的火炉，而楼梯道、各种通风管

道、线路竖井都是效果极佳的火筒，从而给灭火施救造成了

巨大的难度，对火灾发生后及时发现、及时控制的要求促使

了火灾报警产品应运而生。我国火灾报警产品起步较发达国

家晚几十年，从上世纪70年代我国才开始研制生产这类产

品。进入80年代后，国内主要厂家也多是模仿国外的产品,

或是引进国外技术进行生产，没有真正意义上的核心技术，

并且市场也刚刚开始发育。火灾报警产品真正发展是在90

年代以后，随着政府逐渐开放国门，国外企业开始大量进

入中国消防市场，带来先进技术的同时也不断催化着市场

的成熟。这时期我国的火灾报警企业大量出现，部分企业进

行了合资生产、技术合作，取得了不菲的成绩，也造就了现

今市场上许多有实力的商家，部分技术已接近或赶上了国

际水平。89c52单片机由于其较好的性能，低廉的价格而成

为主流产品。

1.3.本设计的实现过程

火灾报警器温控系统主要采用AT89C52作为微处理器，采用钳电

阻（PT100）作为温度传感器，采用了ICL7135芯片作为测温电路与单

片机的转换通道。报警显示部分采用发光二极管。系统接线少，价格

低廉，工程布线灵活性，安装调试简便，效率高，抗干扰能力强，而

且对远程开关的功耗、线阻、压降等等一些指标要求低。

本文设计的“火灾报警器温控系统”系统工作电源为正负5V,主

要功能是通过对现场探测器的实时检测，来控制消防减灾设备和灭火

设备。通过系统硬件部分的电源电路、信号输出电路、前端控制电路、

数模转换电路、单片机及其周边电路和显示电路，软件部分程序对采

样到的数据进行处理，当温度达到一定数值时实现火灾自动检测、报

警等控制功能。

2报警器温控系统的概述

2.1.火灾探测器的分类和原理

火灾探测器是整个报警系统的检测单元，可分为感温式、感烟式、感

光式、可燃气体式和复合式五种基本类型。它们各有特点，但仍有一

定的局限和适用范围，要根据安装高度、预期火灾特性及环境条件等

选用。

2.1.1.感温式火灾探测器

火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。感温式火

灾探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的

火灾探测器。它是将温度的变化转换为电信号以达到报警目的。工

作原理是把搜集的燃烧生成物的传感信号转换成电信号。感温探测器

对火灾发生时温度参数的敏感，其关键是由组成探测器核心部件一

一热敏元件决定。热敏元件是利用某些物体的物理性质随温度变化而

发生变化的敏感材料制成。例如：易熔合金或热敏绝缘材料、双金属

片、热电偶、热敏电阻、半导体材料等。

2.1.2.感烟式火灾探测器

火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。在火灾初期，由

于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。烟雾是早期

火灾的重要特征之一，感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的

烟雾粒子响应的火灾探测器。它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为

电信号实现报警目的一种器件。感烟式火灾探测器有离子感烟式、光

电感烟式、激光感烟式等几种型式。离子感烟式探测器是点型探测器，

它是在电离室内含有少量放射性物质（锢-241）,可使电离室内空气

成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使局

部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有

效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时，它们由于与离子相接合而

降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。当导电性低于预定值时,

探测器发出警报。

2.1.3.感光式火灾探测器

物质燃烧时，在产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见或不可见

的光辐射。感光式火灾探测器又称火焰探测器，它是用于响应火灾的

光特性。即扩散火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探

测器。根据火焰的光特性，目前使用的火焰探测器有两种：一种是对

波长较短的光辐射敏感的紫外探测器，另一种是对波长较长的光辐

射敏感的红外探测器。紫外火焰探测器是敏感高强度火焰发射紫外光

谱的一种探测器，它使用一种固态物质作为敏感元件，如碳化硅或

硝酸铝，也可使用一种充气管作为敏感元件；红外光探测器基本上包

括一个过滤装置和透镜系统，用来筛除不需要的波长，而将收进来

的光能聚集在对红外光敏感的光电管或光敏电阻上。

2.1.4,可燃气体探测器

可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气

体探测器有催化型和半导体型两种类型。催化型可燃气体探测器是利

用难熔金属粕丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体

进入探测器时，在钻丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热

量使柏丝的温度升高，而粕丝的电阻率便发生变化；半导体可燃气体

探测器要用灵敏度较高的气敏半导体元件，它在工作状态时，遇到

可燃气体，半导体电阻下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。

2.1.5.复合式火灾探测器

复合式火灾探测器是对两种或两种以上火灾参数响应的探

测器，它有感烟感温式、感烟感光式，感温感光式等几种型

式。

2.2.火灾报警器的选择

感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所，尤其

在潮湿、粉尘等其它火灾探测器不能适应的恶劣环境下，更具有其可

靠独特的优越性。

感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容易产

生阴燃的场所，它不宜安装在平时烟雾较大或通风较快的场所。

感光式火灾探测器宜安装在有瞬间产生爆炸的场所。如石油、炸

药等化工制造的生产存放场所等。

可燃性气体探测器需用难熔金属铝丝加热或灵敏度较高的气敏半

导体元件对周围环境要求较高。

复合式火灾探测器造价高，电器连接线路较

多。

针对设计的应用环境及各种探测器的特点，本

设计用的是选感温火灾探测器。电气连接简单,

工程调试方便，价格低廉，但性能可靠，信价

比较高。本设计选用PT100作为温度传感器。

3系统硬件设计

3.1.系统的前端控制电路设计

本测试系统采用了AT89c52作为微处理器，采用钳电阻（PT100）作

为温度传感器，采用了ICL7135芯片作为测温电路与单片机的转换通

道。在采样的时候通过模拟开关CD4052切换，使ICL7135能分别采

样到Ux和UF的值。二极管实现报警功能。

3.1.1.模拟采样电路的设计

该部分主要是模拟2路温度信号，通过调整电位器，调整输入的

电压，模拟温度变化情况，验证后续电路的工作情况，同时用4052切

换两路温度值。

图3.1模拟PT100输出电路

3.1.2.模拟开关4052概述、特点

1.模拟开关介绍与应用

模拟开关是一种三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输入端

与输出端的状态。当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输

入端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输入端电平如何，输

出端都呈高阻状态。模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信

号的作用。由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小

和使用寿命长等特点。因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛

应用。

(1)模拟开关的电路组成及工作原理

模拟开美电路由两个或非门、两个场效应管及一个非门组成。模

拟开关真值表见表3.1。

表3.1模拟开关真植表

EAB

100

111

00高阻状态

01局阻状态

当选通端E和输入端A同为1时，则S2端为0,S1端为1,这

时VT1导通，VT2截止，输出端B输出为1,A=B,相当于输入

端和输出端接通。

当选通E为。时，而输入端人为0时，则S2端为1,S1端为0,

这时VT1截止，VT2导通，输出端B为0,A=B,也相当于输入端

和输出端接通。

当选通端E为。时，这时VT1和VT2均为截止状态，电路输出

呈高阻状态。

从上面的分析可以看出，只有当选通端E为高电平时，模拟

开关才会被接通，此时可从A向B传送信息；当输人端A为

低电平时，模拟开关关闭，停止传送信息。

4052是4对1多路开关，其内部有两个完全独立的4选1

模拟开关。由表3.1可知，当INH=B=A=0时，输出X与输入

X0接通，输出Y与输入Y0接通。当INH=B=0,A=1时，X

和Y分别与XI和Y1接通，等等。信号只可从Xi(1=0,1,

2)向X传送，从Yi(1=0,1,2)向Y传送。

3.2.系统A/D转换电路设计

321.系统A/D转换电路工作原理

该电路主要是由ICL7135芯片及其外围电路组成，其功能主要是

把数字量转换成模拟量，即把Ux和Uf的模拟值转换成数字量送

给单片机。A/D转换模块，负责把前端的模拟电压转换成数字量

并传输到单片机。由A/D转换芯片ICL7135及其周边电路和分频

器4060组成。A/D转换芯片ICL7135可以完成模拟量到数字量

的转换,4060负责给ICL7135提供合适的转换时钟信号。

3.2.2.ICL7135概述、特点

ICL7135是采用CMOS工艺制作的单片41/2位A/D转换器，只

要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一

个满量程为2V的数字电压表。

ICL7135是采用CMOS工艺制作高精度A/D转换芯片•。是一种四

位半的双积分A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及

电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。具有精度

高(精度相当于14位二进制数)，价格低廉，抗干扰能力强等优点。4

位半的最高位只有0,1,4又4分之3位最高位只有0,1,2,3有时称

19999码和39999码，与A/D转换器的分辨率有关。31/2位的万用表

是指最大显示数为1999的数字万用表，“3”是指后面3位能显示完

全10进制(0-9)的数目，“2”是指1999进位后能达到的整数位值

即“2”，“1”即指首位数1.31/2位的万用表，多用集成电路ICL7106,

71()7,5106…等专用IC设计。33/4位的万用表是指最大显示数为3999

得数字万用表，“3”是指后面3位能显示完全10进制(0-9)的数目,

“4”是指3999进位后能达到的整数位值即“4”，“3”即指首位数

3.33/4位的万用表,多用集成电路ICL9210,MAX134,MAX133…等

专用IC设计。

ICL7I35具有正负20000个数的分辨率，而且有BCD玛和STB

选通信号输出，与微机接口十分方便，因此有很多文章介绍ICL7135

作为微机的高精度A/D接口电路。

本设计与其他的设计不同之处是利用ICL7135的“busy”输出信

号与单片机MCS-52衔接。

•LICL7135主要特点如下：

•在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作。

•在±2000字(2V满量程)范围内，保证转换精度±1字。

•具有自动极性转换功能。

•输出电流典型值1PA。

•所有输出端和TTL电路相容。

•有过量程(0R)和欠量程(UR)标志信号输出，可用作自动量程

转换的控制信号。

•输出为动态扫描BCD码。

对外提供六个输入,输出控制信号(R/H,BUSH,ST,POL,OR,UR),因

此除用于数字电压表外，还能与异步接收/发送器，微处理器或其

它控制电路连接使用。

采用28外引线双列直插式封装，外引线功能端排列。

2.ICL7135的管脚图及管脚说明

(1)ICL7135的管脚如图3.4所示:

(2)ICL7135个外引线功能端文

1HO

V/

__1wO

nH7

字符号说明Vref/

_wz—

AGND_oAc

V----负电源端ozu

INT_4Ar

-zo

Az_K94

V——外接基准电压输入端J4-

BuF_c0Q

u4J

AGND——模拟地c_700

r-46

—

c+_on1

INT一一积分器输出，外接积roz1

n_QAA

INoJ/

M_Vwu

分电容(Cint)端INI1A1A

^_1u1y

H+111o

AZ——外接调零电容(Caz)端_111o

V51917

1G1

D_—

11o1c

BUF一一缓冲器输出，外接积B_1o1u

B2141r

分电阻(Rint)端1-1o

Rr+、Rr----外接基准电压电

容(Cr)端图3.4

INTO、INHI---被测电压(低、高)输入端

V+---正电源端

D5.D4.D3.D2.D1——位扫描选通信号输出端，其中D5(MSD)对应万

数选通，其余依次为D4.D3.D2.D1(LSD,个位)

B8、B4.B2.B1——BCD码输出端，采用动态扫描方式输出

BUST——指示积分器处于积分状态的标志信号输出端

CLK——时钟信号输入端

DGNG——数字电路接地端

R/H——转换/保持控制信号输入端

ST——选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控

制M言号

OR——过量程信号输出端

UR——欠量程信号输出端

在电路内部，CLK和R/H两个输入端上分别设置了非门和场效应管的

输入电路，以保证该两端在悬空时为高电平。V+=+5V,V-二-5V,

TA=25℃,时钟频率为120KHz时，每秒可转换3次。功耗：1000mW

(MAX)；电源电压：V+：+6V(MAX)；V-：-6V(MAX)。

3.ICL7135的外围电路

(1)积分电阻

积分电阻(RL、T)的数值由满度输入电压和积分放大器的输出电

流决定。积分放大器能以可忽略的非线性度提供20uA的电流。决定

该电阻值“(见式3.1)”

-NT=满度电压/IlNT⑶D

5至4011A的积分放大器电流IINI能得到良好的结果。标称和推

荐的电流为20uAo

又因为满度电压二2V

所以(RINT)=满度电压/IINT=2V/20uA=100KQ(3.2)

(2)积分电容

积分电阻和电容的乘积应当选择成能给出最大的电压摆幅而不致

使积分放大器输出饱和和太接近于电源电压。当放大器的输出处于任

一电源电平的0.3V以内时，发生饱和。在采用±5V电源及ANLG

COMMON接至地时，设计师应设计±3.5V至±4V的积分放大器摆幅。

标称电容值为0.47uF。确定积分电容(CINT)“(见式3・3)”

(CINT)=(10000X时钟周期XLNT)/积分器输出电压摆幅(3.3)

其中：IINT标称值为20uA。

具有大容限和高介质吸收的电容器可能使转换不精确。太小的电容可

以使积分放大器饱和。最后还要说明一点，由于数字部分以DGNG端

作为接地端，所以所有输出端输出电平以DGNG作为相对参考点。基

准电压，基准电压的输入必须对于模拟公共端COM是正电压。在小型

化仪表中，应该以最少的元件完成尽可能多的任务，MCS-52需外接

EPROM,剩下的16个I/O口是十分宝贵的。如果利用ICL7135的BCD

码和STB选通信号就要占5个I/O口，而利用ICL7135的“busy”端,

只要一个I/O口和MCS-52内部的一个定时器就可以把ICL7135的数

据送入单片机。

4.ICL7135与单片机的接口

ICL7135是高精度四位半CMOS双积分型A/D转换器，具有如下特点:

(1)转换速度为3〜10次/秒，分辨率相当于14位二进制数，转换

误差为±1LSB,转换精度高。

(2)量程范围0〜L9999V。

(3)对输入的模拟信号过(欠)量程能够识别；具有自动转换

和自动调零功能，可保证零点在常温下的长期稳定性。

(4)与单片机可直接连接，不需地址选择信号。当ICL7135工

作于双极性情况时，时钟最高频率为125kHz,可采用555定时器作

为ICL7135的CLK时钟输入。当ICL7135的积分器在积分过程中(对

信号积分和反向积分)，其BUSY端输出高电平，积分器反向积分过

零后输出低电平。ICL7135的POL端为极性输出端。当输入信号为正

时POL输出高电平；当输入信号为负时POL输出为低电平。ICL7135

的OR和UR端分别为过量程和欠量程标志输出端。Bl、B2、B4、B8

是BCD码输出端。D5〜D1是BCD码数据的位驱动信号输出端，分别

选通万、千、百、十、个位。ICL7135的输出时序如图3.6.1所示，为

简化硬件电路，结合ICL7135的工作特点及输出时序图，我们采用

中断计数法。这种方法是依STRORBE选通信号脉冲序列与TCL7135

转换输出的万、千、百、十、个位BCD码有严格的对应关系设计的，其

硬件接口如图3.6.2所示。ADC采用自动连续转换工作方式。A/D转

换器的基准电压的精度和稳定性是影响转换精度的主要因素,为保证

ICL7135的转换精度，电路采用的是用电阻分压的方式。

B3.6.1ICL7135给出时序图36.2ICL7135与89c52的接口

3.3.系名

显示电路电路图及其原理

显示电路部分由两个发光二极管和单片机电路相连。当温度达到

一定数值时，发光二极管亮，实现报警功能，说明引起注意，容易

引起火灾；当温度未达到一定数值时，发光二极管不亮，说明不会

引起火灾。

电路如图3.7所示：

一

图3.7显示电路电路图

3.4.系统单片机电路设计

3.4.1.单片机电路图及其工作原理

本系统就选用了AT89C52型号单片机作为系统的核心。T89C51

的Flash存储容量最小，只有IKBzlflJAT89C52,AT89LV52,AT89S8252

的Flash存储器容量最大，有8KB。原因之一就是其拥有8KB存储器

容量，因为在本次调试过程中液晶显示器字符编码占用了极大的存储

空间，因此起初选用的AT89c51程序存储空间不能满足本次设计的要

求。

单片机电路，负责系统的全部数字量处理，由89C52单片机和周

边电路组成。由单片机完成堆显示的控制，堆模数转换量的采集及对

前端控制电路的控制。

电路图如图3.8所示：

OLTODNEB?》

1

P1PO

门PO

门PO

-M门

•一PO

一PO

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4

plPO

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图3.8单片机电路图

3.4.2.AT89C52结构简况

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，

高性能CM0S8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存

储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM）,器件

采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51

指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）

和Flash存储单元，功能强大AT89C52单片机适用于许多较为复杂控

制应用场合。

1.性能参数

与MCS-51产品指令和引三级加密程序存储器

脚完全兼容256*8字节RAM

8K字节可重擦写Flash闪速32个可编程I/O口

存储器3个16为定时/计数器

10（）00次橡写周期8个中断源

全静态操作：0HZ-24MHz可编程串行UART通道

低功耗空闲和掉电模式

2.AT89C52单片机的主要特征

•AT89C52是1个由运算器和控制器组成的8位微处理器，其

主要特征如下：

•128B的内部数据存储器(RAM),用来存放运算的中间结果和

最终结果。

•其内部程序存储器为8KB(ROM),可用来存放程序，一些

原始数据和表格。

•扩展片外数据存储器的寻址范围可达64KB。

•扩展片外程序存储器的寻址范围可达64KB.

・21B专用寄存器，主要用来实现对内部功能部件的控制和数

据运算。

•4个8位并行I/O接口PO、Pl、P2、P3,即32条双向输入输

出线，且每条均可以单独做I/O的控制。

・1个全双工串行通信端口。

•2个16位的定时器/计数器，可用于根据确定的时间间隔或对

外部事件计数的多少发出控制信号。

5个中断向量源，可编程为两个优先级。

111条指令，含有乘法指令和除法指令。

其引脚分配如下：

P3.0;RXD,串行通信输入。

P3.1:TXD,串行通信输出。

P3.2:INTO,外部中断0输入。

P3.3:INTL外部中断1输入。

P3.4:TO,计时计数器0输入。

P3.5：T1,计时计数器1输入。

P3.6:WR:外部数据存储器的写入信号。

P3.7：RD,外部数据存储器的读取信号。

3.4.3.单片机的外围电路

单片机的外围电路主要包括复位电路、震荡电路、P0口上拉电路、

EA/Vpp引脚上拉电路。

AT89C52的上电复位电路如图3.11所示，只要在RST复位输入引

脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。

IOXIF

图3.11复位电路

35系统电源电路设计

电路如图3.13所示:

图3.13系统电源电路

4系统电源部分是交流220V电压经过变压器,

经过整流桥，再通过电容滤波，再分别经过

7805.7905,使输出变为±5V。

5电源是各种电子设备必不可缺少的组成部分,

其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指

标及能否安全可靠地工作。目前常用的直流

稳压电源分线性电源和开关电源两大类，由

于开关电源内部关键元器件工作在高频开关

状态，本身消耗的能量很低，开关电源效率

可达80犷90%,比普通线性稳压电源提高近

一倍，目前已成为稳压电源的主流产品。本

章介绍一种应用单相桥式整流开关电源的设

计方案，并对该方案的可行性通过实验加以

验证。

6系统软件设计

本系统的软件设计采用模块化设计的方法，整个程序包括

主程序、AD中断子程序、初始化程序、显示子程序、AD计

算子程序、控制子程序、显示中断程序。所有的程序均采用

汇编语言编写，由于本人本次设计主要方向是硬件设计，

限于篇幅，本章只给出主程序的流程图、中断处理程序结

构、ICL7135的A/D转换程序。

4.1.主程序设计

系统的主程序主要完成AT89C52单片机系统的初始化、设置

系统时钟和中断字，调用各个处理子程序，然后转入相应

的服务程序，完成不同的功能，如数据的采集与处理。

4.2.定时与中断系统

单片机应用于检测、控制及智能仪器等领域时，常需要实时

时钟来实现定时或延时控制，也常需要计数器对外界事件

进行计数。AT89C52内部的两个定时器/计数器可以实现这

些功能。中断系统是单片机的重要组成部分。实时控制、故

障自动处理往往采用中断系统，单片机与外围设备间传送

数据常采用中断方式。中断系统的应用使单片机的功能更强,

效率更高，使用更加方便灵活。

43中断处理程序结构

中断处理就是执行中断服务程序。中断服务程序从中断入口地址

开始执行，到返回指令“RETI”为止，一般包括两部分内容，一是保

护现场，二是完成中断源请求的服务。

通常，主程序和中断服务程序都会用到累加器A、状态寄存器PSW

及其它一些寄存器，当CPU进入中断服务程序用到上述寄存器时，会

破坏原来存储在寄存器中的内容，一旦中断返回，将会导致主程序的

混乱，因此，在进入中断服务程序后，一般要先保护现场，然后，执

行中断处理程序，在中断返回之前再恢复现场。

5.程序设计

本模块设计的程序源代码如下：

DISPLAY:

JNBKEYB,DISPTEMP

MOVP(),#()0H

MOVA,DISPD

INCA

MOVDISPD,A

CLRC

ADDA,#44H

CJNEA,#49H,DISP21

MOVDISPD,#0()H

MOVA,DISP6

CJNEA,#()2H,DISP22

MOVPO,#00H;XX.XX

MOVA,P2

ANLA,#0000111IB

ORLA,#01000000B

MOVP2,A;OPENDOT

SETBLED8

NOP

NOP

LJMPDISPEND

DISP22:

MOVPO,#()()H；xxx.x

MOVA,P2

ANLA,#0000111IB

ORLA,#00100000B

MOVP2,A;OPENDOT

SETBLED8

NOP

NOP

LJMPDISPEND

DISP21:

MOVRO,A

MOVP0,#00H

MOVA,DISPD

MOVDPTR,#TAB1

MOVCA,@A+DPTR;OPEN

LEDDATE

MOVTMP,A

MOVA,P2

ANLA,#00001111B

ORLA,TMP

MOVP2,A

MOVA,@R0

MOVDPTR,#TAB0

MOVCA,@A+DPTR;OPENLED

MOVP0,A

DISPEND:

NOP

MOVR2,FSDTI

MOVR3,FSDT2

MOVR4,#27H

MOVR5,#1()H

LCALLSUBD

MOVA,R3

MOVR4,A

MOVA,R2

MOVR5,A

MOVR6,#64H

MOVR7,#00H

MOVRO,#40H

LCALLMULD

MOVR2,FSDTI

MOVR3,FSDT2

MOVR4,FSDT3

MOVR5,FSDT4

MOVR7,#00H

MOVR6,#83

LCALLDIVD

MOVFSDT1,R3;SHANG

MOVFSDT2,R2

LCALLBINBCD

MOVDISP1,R6

MOVDISP2,R5

MOVDISP3,R4

LCALLDISP1O

CLRBZ1

NOP

NOP

RET

DISP10:

MOVA,DISP1

SWAPA

ANLA,#0FH

MOVR2,A

MOVA,DISP1

ANLA,#()FH

MOVR3,A

MOVA,DISP2

SWAPA

ANLA,#0FH

MOVR4,A

MOVA,DISP2

ANLA,#0FH

MOVR5,A

MOVA,DISP3

SWAPA

ANLA,#()FH

MOVR6,A

MOVA,DISP3

ANLA,#0FH

MOVR7,A

CJNER2,#()0H,DIS11

CJNER3,#00H,DIS12

MOVDISP6,#02H

MOVDISP1,R4

MOVDISP2,R5

MOVDISP3,R6

MOVDISP4,R7

LJMPADEND

DIS12:

MOVDISP6,#01H

MOVDISP1,R3

MOVDISP2,R4

MOVDISP3,R5

MOVDISP4,R6

LJMPADEND

DISH:

MOVDISP6,#OOH

MOVDISP1,R2

MOVDISP2,R3

MOVDISP3,R4

MOVDISP4,R5

LJMPADEND

NOP

ADEND:

JBKEYT,ADEND1

NOP

NOP

NOP

N