毕业论文基于AT89C51单片机的烟雾报警器设计 下载本文

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时钟源 128B 震荡与 128B 4KB RAM 定时电路 SFR ROM 系 统 总 线 CPU 总线控制 并行端口 外部中断信号 内部中断信号 T0 T1 两个16位定时0计数器 串行端口 P0 P1 P2 P3 控制信号 图2-5 AT89C51单片机的基本组成图

TXD RXD (2)AT89C51的内存空间

1、内部程序存储器(FLASH)4K 字节。

2、外部程序存储器(ROM)64K 字节。 3、内部数据存储器(RAM)256 字节。 4、外部数据存储器(RAM)64K 字节。

表3-2 程序存储器的6个特殊地址 0000H 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 上电或复位入口地址

外部中断0入口地址 定时器T0中断入口地址 外部中断1入口地址 定时器T1中断入口地址 串口中断入口地址

在上述事件发生时,PC指针获得固定的地址,然后CPU执行PC指针所指地址单元内的程序。

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图2-6 AT89C51的存储器结构

2.4烟雾报警器的主要功能设计

报警器正常工作时,传感器送来的烟雾浓度对应的微小的电压信号经过放大电路放大,转化成较大的模拟电压信号后送入A/D转换器,然后再送给AT89C51单片机处理。

当单片机检测到输入ADC0809的放大信号不为零时,系统启动报警。报警时,LED红灯点亮并持续闪烁60min,蜂鸣器启动并持续鸣叫60min,LED数码管显示符号“1”,并且换气扇自动运行,以达到改善环境中的空气质量的目的。同时,若自来水或家庭储水管道有水,则单片机调用延时子程序,经延时600s由单片机通过继电器控制调节阀进行喷水灭火动作。否则,报警系统只能启动声光报警和换气扇自动排烟功能而无法进行灭火动作。反之,报警器不发出警报,LED状态指示灯绿灯常亮且不闪烁,数码管不显示字符,蜂鸣器不发出声响。

为了区别正常的工作的报警,在误报警和不正常的工作状态警报时,LED数码管显示符号“0”,蜂鸣器声音报警持续30min,同时LED黄灯点亮且闪烁30min,以提醒用户检查传感器或者电路连线情况,及时排除故障,保证安全。另外,系统还设有一个消音功能的按键,当报警器发出鸣叫时,用户到达现场,可按下按键(消音键)停止报警器鸣叫。若过一点时间浓度仍超出报警限,报警器会再次鸣叫提醒用户。

上述中的声光警报、显示和执行动作能够根据烟雾检传感器所检测到的烟雾浓度的信号变化,随单片机控制电路及时的做出相应调整而改变。

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3 系统的硬件电路

3.1 系统电源电路

任何电子设备都需要稳定的直流电源供电,直流稳压电源是将交流电压转换成稳定的直流电压的设备。一般直流稳压电源是由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。其组成方框图如图3-1所示。

交流变交流电源 整流电路 滤波电路 稳压电路 负载

压器

图3-1直流稳压电源组成方框图

电源变压器的作用是,改变电网的交流电压的大小,将220V、50Hz的市电进行降压,使变压器的副边输出的交流电压符合设计要求。然后利用二极管的单向导通性,将交流电压变换为单方向的脉冲直流电压,再利用电容储能元件组成的滤波电路,将脉动大的直流电压处理成平滑的脉动小的直流电压,即将整流电路输出的脉动直流电压中的交流成分滤掉,只留下比较平滑的直流电压,最后利用集成稳压器W7805,让电源电路的输出电压稳定为5V,以此作为系统各个部分电路的电源。以下是本设计所采用的电源电路图。

12VIC6240R15VOUTINGNDW7805325VJ121CON2~220 V18~9VBRIDGET43C41000uFDzC50.33uFC60.1uF

图3-2系统电源电路图

3.2 AT89C51的时钟电路和复位电路

(1)时钟电路:

AT89C51单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器,XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端,时钟可由内部或外部生成,在XTAL1

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和XTAL2引脚上外接晶体振荡器Y,内部振荡电路就会产生自激振荡。系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率选择12MHZ,C1、C2的电容值取30pF,电容的大小起频率微调的作用。时钟电路如图3-3。

X130pFC2C1X230pFS15VY12MHz手动复位R13470Ω+C322uFRESETR141KΩ

图3-3 时钟电路和复位电路图

(2)复位电路:

单片机有多种复位电路,本系统采用自动复位(上电复位)与手动复位方式,电路如图3-3。当上电时,C3充电,电源经过电容器C3 加到RESET引脚,使单片机复位;在正常工作时,按下复位键时单片机复位。

3.3信号采集及前置放大电路

在许多检测技术的应用场合,传感器输出的信号比较弱,而且其中还包括了工频、静电和电磁耦合等共模干扰,对这种信号的放大就需要放大电路具有很好的共模抑制比以及高增益、低噪声和高输入阻抗。只有传感器输出的信号经过前置放大电路对其进行的放大、滤波、电平调整,才能满足单片机对输入信号的要求。

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