基于51单片机火灾报警系统课程设计任务书.doc

基于51单片机火灾报警系统课程设计

51单片机火灾报警系统课程方案设计

本文设计的用于小型防火单位的单片机火灾报警系统具有以下特点:

(1)能对室内烟雾(CO2,CO)及温度突变进行报警,具有声、光双重报警功能。

(2)系统故障报警功能。当系统出现硬件故障时，能发出故障报警信号。

(3)异常报警功能。当环境出现异常(如烟雾浓度过大或是温度较高)时，能发出异常报警信号，引起人们注意，尽可能避免火灾的发生。

(4)火灾报警功能。一旦真出现火灾(烟雾和温度同时出现异常)时，能立即发出语音、光火灾警报[15]。据类似本系统的报警器现场模拟实验表明,本系统安全可靠,误报率低。且由于其体积小、操作维护方便、成本低廉等,具有广阔的应用前景。

一、整体电路图

二、系统结构图

传感器

传感器

放大电路

A/D转换

单片机

状态指示灯

声音报警

浓度显示

按键

串口通信

为了便于系统维护和功能扩充，采用了模块化程序设计方法，系统各个模块的具体功能都是通过子程序调用实现的。本系统主要包括数据采集子程序、火灾判断与报警子程序等，系统程序流程图如图所示。

为了降低误报率，系统采用多次采集、多次判断的方法。每次数据采集后根据得到的数据对现场情况进行判断，然后综合多次判断结果做出最终的火情判断。主程序是一个无限循环体，其流程是：首先在上电之后系统的各部分包括单片机各个端口输入输出的设置、外围驱动电路和数据存储电路等完成初始化，其次是对芯片内的程序进行初始化，接下来执行火灾报警系统中的数据采集任务，数据通信任务和查询判断任务。

三、火灾报警系统硬件设计

3.1系统核心芯片选择

3.1.1传感器介绍

3.1.1.1AD590温度传感器

要准确地进行火灾报警，选择合适的温度和烟雾传感器是准确报警的前提。综合考虑各因素，本文选择集成温度传感器AD590和气体传感器TGS202用作采集系统的敏感元件。

AD590是美国AnalogDevices公司生产的一种电流型二端温度传感器。电路如图3-1所示。由于AD590是电流型温度传感器，他的输出同绝对温度成正比，即1μA/k，而数模转换芯片ADC0809的输入要求是电压量[2]，所以在AD590的负极接出一个1kΩ的电阻R和一个100Ω的可调电阻W，将电流量变为电压量送入ADC0809。通过调节可调电阻，便可在输出端VT获得与绝对温度成正比的电压量，即10mV/K。

图3-1AD590应用电路图

AD590有以下特点：

1、AD590的测温范围-55℃～+150℃。

2、AD590的电源电压范围为4V-30V。电源电压可在4V-6V范围变化，电流变化1，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏。

3、输出电阻为710MΩ；

4、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线形误差±0.3℃。

3.1.1.2TGS202气体传感器

火灾中气体烟雾主要是CO2和CO。TGS202气体传感器能探测CO2,CO,甲烷、煤气等多种气体,他灵敏度高,稳定性好,适合于火灾中气体的探测。如图3-2所示,当TGS202探测到CO2或CO时,传感器的内阻变小,VA迅速上升。选择适当的电阻阻值,使得当气体浓度达到一定程度(如CO浓度达到0106%)时,VA端获得适当的电压。

图3-2TGS202应用电路图

3.1.2ISD1420语音芯片

3.1.2.1ISD1420引脚

图3-3ISD1420引脚

3.1.2.2ISD1420各引脚及其功能介绍

电源（VCCA，VCCD）：芯片内部的模拟和数字电路使用不同的电源总线，并且分别引到外封装上，这样可使噪声最小。模拟和数字电源端最好分别走线，尽可能在靠近供电端处相连，而去耦电容应尽量靠近芯片。

地线（VSSA，VSSD）：芯片内部的模拟和数字电路也使用不同的地线，这两个脚最好在引脚焊盘上相连。

录音（/REC）：低电平有效。只要/REC变低（不管芯片处在节电状态还是正在放音），芯片即开始录音。

边沿触发放音（/PLAYE）：此端出现下降沿时，芯片开始放音。

电平触发放音（/PLAYL）：此端出现下降沿时，芯片开始放音。

录音指示（/RECLED）：处于录音状态时，此端为低，可驱动LED。

话筒参考（MICREF）：此端是前置放大器的反向输入。当以差分形式连接话筒时，可减小噪声，提高共模抑制比。

自动增益控制（AGC）：AGC动态调节器整前置境益以补偿话筒输入电平的宽幅变化，使得录制变化很大的音量（从耳语到喧哗嚣声）时失真都能保持最小。

模拟输出（ANAOUT）：前置放大器输出.前置电压增益取决于A