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摘 要

随着经济的发展，人们对防盗、防劫、防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。该设计控制器采用STC89C52单片机，选用集成温度传感器AD590和气体传感器TGS202作为敏感元件，利用多传感器信息融合技术，搭建实物模型，完成火灾自动报警器的设计。

关键词: STC89C52单片机，传感器，A/D转换

Abstract:With the development of society and economy,more and more safety apparatus for theft,controlling rob and fire are needed.The systems aiming at accident test and alarm for fire,rob,stealing , gas leaking and etc.are also needed. The controller of the design is STC89C52MCU.It uses the Integrated temperature sensorAD590 and the gas sensorTGS202 as sensitive element.I use multi-sensor Information Fusion Technology to build real model and complete the fire auto alarm.

Keywords: STC89C52MCU; Sensor; A/D conversion

目 录

1 引言 4

1.1 研究意义 4

1.2 设计前的工作 4

2 整体方案设计 4

2.1 系统总体功能概述 4

2.2 火灾报警系统的类型 5

2.3 火灾探测器的原理 5

3 系统硬件设计 6

3.1 核心芯片STC89C52 6

3.2 集成温度 传感器AD590 7

3.3 气体传感器TGS-202 7

3.4 数码管驱动芯片ICM7218 8

3.5 信号处理电路 9

3.6 A/D转换模块 9

3.7 声音报警 10

3.8 数码管显示电路 10

3.9 状态指示灯及控制键电路 11

3.10 报警器故障自诊断 13

4 系统软件设计 13

4.1 主程序流程图 13

4.2 主程序初始化流程图 15

4.3 滤波子程序 16

4.4 线性化子程序 16

4.5 报警子程序 18

4.6 键盘处理子程序 20

结束语 21

参考文献 22

致谢 23

附录: 24

1 引言

1.1 研究意义

电子产品已经与人类的生活融于一体，由此引发的失火也越来越多，火灾隐患潜伏在人们生活的四周。科学技术飞速发展，在融合了计算机技术、 电子技术、自动控制技术、传感器应用之后，这种智能火灾报警器势必创造新的奇迹。

当周围环境过热或者其他原因到达物质的着火点就形成了火。火，在给人类带来文化前进、光亮和温暖的同时也给人类形成了强大的灾祸。据统计，我国消防1970年平均损失不超过250000000元，1980年的平均火灾损失近320000000元。

事实证明，社会经济的飞速发展，社会财富日益增长，火灾给人类、社会和地球形成的危害规模不断扩大，它不单毁坏物资产业，造成社会秩序的紊乱，更对人的生命安全造成的直接威胁。残忍的现实让人们逐步认识到监控预警和消防作事的重要性，优秀的监控体系和实时的报警机制能够大大降减少人员的伤亡，为社会缩小不必要的亏损。

1.2 设计前的工作

本系统以STC89C52单片机^[1]作为处理器，需要完成以下工作

1. 基于STC89C52的火灾报警检测设计方案。

2. 烟雾传感器TGS202，温度传感器AD590，A/D转换芯片ADC0809和单片机的接口电路设计^[2]。

3. 单片机的接口电路，LED数码管驱动芯片及数码管的硬件衔接^[3]。

4. 设计主要软件程序模块，完成软件设计。

2 整体方案设计

2.1 系统总体功能概述

火灾探测器，地域报警器和集中报警器组成了火灾报警器。首先，烟雾传感器接将收到的地域的烟雾信号转坏为模拟信号，再经过放大电路输入A/D转换器转出的数字信号，接着通过单片机滤波处理，如果大于设置的限值则状态指示灯亮并发生声音报警和浓度显示，否则不报警，最后与上位机串口通信。整体的电路图^[4]如图2-1所示：

图2-1 系统原理及组成框图

2.2 火灾报警系统的类型

根据火灾报警系统中所使用的探测器种类的不同，火灾报警系统可以分为以下四种：

（1）感温型火灾报警系统

当发生火灾时，由于产生的大量热量使得周围温度快速上升。感温型火灾报警系统是通过在环境温度的判断和应对火灾报警系统的变化，然后在温度转换成电信号的变化，来判断报警。根据不同参数的检测温度，一般温度敏感型火灾报警系统分为几个恒定的温度，温度差等类型。

(2)感烟型火灾报警系统

烟雾是早期火灾的重要特征。在火灾发生的初期，由于温度比较低，许多物质都处于阴燃阶段，产生大量的烟雾。感烟型火灾报警系统就是将烟雾浓度的变化转变为电信号来触发报警。其主要有激光感烟式、光电感烟式和离子感烟式等。

（3）感光型火灾报警系统

物质燃烧时不会产生烟雾和热量，也将有一个有形或无形的光辐射。感光式火灾报警系统是通过在反应，即光学特性产生的火焰，扩散火焰光强和闪烁频率，触发报警系统。。

（4）复合型火灾报警系统

如果报警系统和温度，在两个或两个以上参数的烟雾和光辐射的响应，那么它是复合型火灾报警系统。

2.3 火灾探测器的原理

火灾探测器对烟雾，高温和光都敏感。当有发现有烟雾、高温、火光的时候，它就改变一般状态，引发电流、电压或机器局部产生转变或位移，再经过放大、传输等过程发出警报声^[5]，有的还能同时发出灯光信号并显示发生火灾的部位、地点。

火灾探测器主要分感烟、感温、光辐射三大类：

（1）感烟探测器。正常情况下，电流，电压和电离室是稳定的。一旦烟雾跑出电离室，干预了带电粒子，电压与电流变化，然后就发出警报。这种利用半导体器件体积小，价格低，，检测器，抗冲击性高，寿命长，前途。

（2）温度探测器。一种是使用金属的膨胀和收缩特性。平常的情况下，探测器的电路断开，当温度升到国定值时，因为金属扩张、延长，导体接通，因而发出了报警信号。

（3）光辐射探测器。一个是红外辐射探测器，另一种是紫外光辐射探测器，由化学反应生成的紫外线或者红外线转变成电信号，经放大后，就可以向人们报警，就能开启开关电路报警。

3 系统硬件设计

3.1 核心芯片STC89C52

单片机才是这个系统最重要的部分。它一方面要收取来自传感器送来的温度、烟雾对应的模拟信号和故障检测信号，另一方面要对这两种信号分开进行办理，以掌控后续电路进行对应举措；与此同时查询是否有键按下的请求。在供应链管理中完成这些工作，尤其是信号处理^[5]。比较集中在软件实现的显示更复杂的单片机，运行速度快是必需的。侦查人员能够精确的观察烟的浓度，根据情况相应处理，也必须考虑低价实用的模型并准备选择，一系列低功耗产品的发展。根据多方面的比较，本设计选STC89C52单片机作为控制器。

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