1、摘 要电子与信息工程学院本 科 毕 业 论 文论文题目 基于单片机的烟雾报警系统 学生姓名 学 号 专 业 电子信息科学与技术 班 级 指导教师 年 月摘 要摘 要本课题主要是做一个智能的烟雾报警系统，主要功能是能够自主的检测外部环境的烟雾浓度和环境温度，通过与预先设置的阈值进行比较，从而使系统报警。由于系统所需完成的任务比较简单，所以我选用的是 AT89C51 单片机，加之51 单片机成本也什么低，适合作为设计样品的材料选择。本文主要分几个部分进行介绍毕业设计作品，先介绍了烟雾报警系统的使用价值，然后介绍烟雾报警系统的几个硬件部分的功能，主要包括按键功能、屏幕显示功能、AD 转换功能等，每个
2、部分都进行了相关的硬件介绍，其中对ADC0832 和 LCD1602 做了详细的简介。软件部分主要是对作品的几个工作流程进行介绍，主要有主程序流程、数据采集流程、LCD 显示流程、ADC0832 的数据转换流程，最后使用 Protues 对整个系统进行仿真，保证系统的运行可靠性。关键词：AT89C51 单片机； 烟雾报警器；A/D 转换器；Proteus 仿真湖北科技学院学士学位论文ABSTRACTThe main purpose of this paper is to make a smart smoke alarm system, the main function is independ
3、ent of external environment can detect smoke concentration and ambient temperature, compared with the preset threshold, so that the alarm system.Because the system needs to complete the task is relatively simple, so I chose the AT89C51 microcontroller, coupled with the 51 microcontroller is also wha
4、t the cost is low, suitable for the selection of materials as a design sample.This paper is mainly divided into several parts of the graduation design works, first introduced the smoke alarm system use value, then introduces several smoke alarm system hardware function, including the key function, t
5、he screen display, AD conversion function, each part of the related hardware, which made a detailed introduction of ADC0832 and LCD1602.The software part is mainly on several working process works are introduced, mainly include main program, data acquisition program, LCD display procedures, ADC0832
6、data conversion process, and finally use the Protues to simulate the whole system, to ensure the reliability of the system.KEY WORDS：AT89C51 Single-chip Microcomputer；smoke alarm；A / D converter； Simulation by use Proteus湖北科技学院学士学位论文目录摘 要 .4ABSTRACT.5目录 .71 绪论 .11.1 研究的背景及意义 .11.2 本文研究的主要内容 .12 烟雾报警
7、系统总体设计方案 .23 硬件系统部分设计 .33.1 单片机最小系统 .43.2 A/D 转换电路 .53.2.1 ADC0832 的引脚及功能 .63.2.2 单片机对 ADC0832 的控制原理 .73.2.3 ADC0832 连线图 .83.3 LCD1602 液晶显示电路 .93.4 按键电路 .103.5 声光报警电路 .114 软件系统部分设计 .124.1 编程软件的介绍 .124.2 程序流程图 .124.2.1 主程序流程图 .124.2.2 数据采集子程序流程图 .134.2.3 LCD 程序流程图 .144.3 软件编译 .154.4. Proteus 仿真模拟 .16
8、5 实物的调试与检测 .175.1 系统软件调试 .185.2 系统硬件的调试 .185.3 实物展示与结论分析 .186 总结与展望 .196.1 论文工作总结 .196.2 今后的展望 .20致谢 .21参考文献 .22目 录附录 .221 绪论11 绪论1.1 研究的背景及意义随着中国经济的迅速发展和城市化进程的加快, 在给人们带来快捷与方便的同时,也带来了不少麻烦。尤其是在人口稠密的城市,用火用电的密度大,火灾的防范就变得愈发困难。万一突发大火，随之而来的是对居民产生严重生命伤害和财物损害。而且由于很多犯罪分子利用大多数居民防盗观念不强实施违法犯罪活动，这使得居民十分忧虑自身财物安全。
9、单片微型计算机作为微型计算机的一个重要分支，它成为今天控制领域、通信设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的计算机，其中单片机用于电子产品的设计是非常方便的 1。为了避免火灾带来的损失，就必须对这些情况下的火灾情形进行报警监测。当前人们亟待解决的一个重要问题是对住户密度大的居民区的火情和盗情进行即时探测和预防警报，以便防患于未然。基于此需求，自动报警系统在日常生活中展现的重要性与日俱增。温度和烟雾监测及远程报警系统就是为了更好的为人类服务而研制开发的，并且顺应人们的需求，不断地在功能、构造、形式各方面来不断地进行完善。温度和烟雾监测及远程报警系统能将火灾现场的信息及时、准确的采集到，并通过电信
10、号将火警信息发送给监控中心或监测点，能够最大限度的保护人类的财产以及生命安全。1.2 本文研究的主要内容本实验室数据采集系统由六个大模块组成，它们是单片机、烟雾传感器、温度传感器、键盘电路、显示电路、报警电路。通过烟雾传感器及温度传感器对现场的环境进行实时监测，监测数据经过 A/D 转换器送入单片机进行信号处理，根据数据分析结果确定是否报警及发送报警信息 2。系统启动之时，可以通过键盘设置温度和烟雾浓度的上限值，显示电路实时显示温度值，当被测点的温度或烟雾浓度超过设置值时，报警器开始报警，从而实现了对该点温度和烟雾的实时监控。湖北科技学院学士学位论文22 烟雾报警系统总体设计方案本设计中的烟雾
11、报警主要由硬件系统设计和软件系统设计两部分组成。硬件系统包括烟雾传感器、温度传感器、显示屏、AD 转换电路、按键输入电路、声光报警电路等几部分的设计，通过简单的无源晶振电路提供时钟，通过中断产生定时采集烟雾信号和温度信号，烟雾浓度 3以及时间都会显示在显示屏上。系统中有按键可以进行烟雾浓度的阈值和温度阈值的设置。一旦烟雾浓度超过阈值且者温度超过阈值时，报警电路就会及时产生刺耳的报警声。软件系统主要包括主程序、烟雾信号和温度信号采集程序、定时中断程序、显示程序、阈值设置程序等。硬件系统部分采用四个开关来控制烟雾系统的工作状态，分别为：K1 、切换显示页面；K2、增加烟雾和温度阈值；K3、减少烟雾
12、和温度阈值；K4、系统复位。如下图 2-1 所示：K1 K2 K3 K4图 2-1：按键的功能说明湖北科技学院学士学位论文3硬件系统部分设计思路如图 2-2 所示：A/D 图 2-2：硬件系统部分设计思路软件系统部分主要通过 Keil 和 Proteus 软件绘制仿真电路 5并编写程序进行联合仿真模拟。软件系统主要包括主程序、信号采集程序、显示程序、按键扫描程序和中断程序。3 硬件系统部分设计该系统总体电路由 AT89C51 控制的单片机最小系统， A/D 转换模块，独立按键控制电路，LCD1602 液晶显示电路，声光报警电路共同组成 6，系统总体设计的电路图如图 3-1 所示，下面介绍系统硬
13、件中几个模块：湖北科技学院学士学位论文4图 3-1:系统总体设计电路图3.1 单片机最小系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对 51 系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路。下面给出一个 51 单片机的最小系统电路图 7，如图 3-2 所示：51 单片机最小系统电路介绍：1）51 单片机最小系统复位电路的极性电容 C1、C 2 的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用 1030uF，51 单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。2）51 单片机最小系统晶振 Y1 也可以采用 6MHz 或者 11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51 单片机最小系统晶振 8的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。3）51 单片机最小系统起振电容 C1、C 2 一般采用 1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4）P0 口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为 10k。
