西北民族大学本科毕业设计
第三章 设计方案
3.1 基本设计思路
报警器由单片机、报警模块、显示模块、信号采集模块四部分构成硬件系统。
[4]
单片机作为控制核心，各模块的控制信息也都存储于单片机中。系统通过温度传感器和烟雾传感器采集环境中的温度和烟雾浓度，然后把采集到的模拟信号送入AD芯片中进行模数转换，将转换得到的数据送入单片机中进行判决，如果低于设定的报警临界值则不产生报警继续检测，如果超过报警临界值则驱动声光报警模块产生声光报警
[3]
。报警的同时将报警情况通过GSM模块发送到手机终端上。
3.2 整体方案概述
火灾报警器是可以同时对环境中的烟雾浓度和温度进行检测，把检测到的信息
处理后实时显示，并能实现声光报警功能的系统。该报警系统的组成部分包括：信号采集模块、AD转换模块、单片机、报警模块[4]（声光报警和远程报警）等。
报警器是用延时的工作方式。选用MQ-2烟雾传感器和18B20温度传感器构成信号采集模块、蜂鸣器，报警指示灯和GSM模块构成了报警模块、再用单片机配合辅助电路就构成了火灾报警系统[5]，报警器检测得到相关数据通过1602液晶屏显示出来。按照设计的要求来看该设计又包含如下结构，电路框图如下所示：
图3-1 总体设计框图
处理器用了51系列的单片机STC89C52。整个系统的控制工作是在单片机调用相关软件来完成的。传感器把检测到模拟信号，送入AD芯片进行AD转换。在单片机内调用相应程序对送入的信号做出判决如果超标则驱动报警模块报警[6]，否则继续检
第 4 页 共 25 页
西北民族大学本科毕业设计
测。
3.3 关键硬件及电路设计方案介绍
3.3.1 STC89C52单片机
STC89C52是一种能处理8位，带有8K的可编程Flash存储器的高性能低功的耗控制器[7]。它和工业中的80C51 产品指令和引脚都是完全兼容的。在单片机芯片中，有灵巧的8 位CPU 与可以在系统编程Flash[8]。STC89C52具有以下功能标准：RAM大小为256字节，32 位I/O 口线。STC89C52 可下降到0Hz 静态逻辑操作。
3.3.2 MQ-2烟雾传感器
MQ-2传感器的工作原理则是通过电路把电导率做出相应的变换而得到烟雾浓度相对应的信号输出[9]。该传感器具有以下优点：灵敏度高、抗干扰能力强、电导率变化大、响应和恢复用时较短、输出信号大、寿命长和工作状态稳定[10]等。这种传感器凭借其优越的性能在市面上得到了广泛的应用。
3.3.3 18B20温度传感器
DS18B20作为温度传感器。DS18B20的数字温度输出通过一条总线输出，降低了传感器的安装复杂程度，能让多个 DS18B20很容易的组成传感器网络，为整个检测系统的建立和组合提高了可行性[11]。它在检测精度、转换时间、传输距离、分辨率等都要比其它温度传感器有的优势大[12]。因为它的制造工艺简单，使其生产成本低。
3.3.4 ADC0832芯片
ADC0832芯片是8位分辨率，采用双通道A/D转换；输入输出电平与TTL/CMOS相兼容； 工作频率为250KHZ，转换时间为32μS；一般功耗仅为15mW；8P、14P—DIP（双列直插）、PICC 多种封装[13]。它的最高分辨可以达到256级能够用于一些简单的模数转换。芯片电压一般在0V--5V之间。芯片转换时间是32μS。具备双数据输出能够作为数据校验，从而降低数据误差。转换速度快且稳定性好，独立使能输入
[14]
。
第 5 页 共 25 页
西北民族大学本科毕业设计
3.3.5 GSM模块
TC35是一款双频900/1800MHZ高度集成的GSM模块。单电源 3.3V ～ 5.5V发射功率为2W （GSM900MHz Class 4） 1W （DCS1800MHz Class 1）。工作温度一般在-20°C to +55°C储存温度一般在-30°C to +85°C[15]。通话模式下的工作电流损耗 是300mA 、空闲模式下的工作电流损耗是.5mA (最大值)，省电模式下的工作电流损耗: 100μA (最大值)）。
本章小结
报警器是用信号采集模块采集数据送入单片机进行判决是否该驱动报警模块发
出报警，如果判决产生报警单片机同时调用相关程序驱动GSM模块产生远程报警。由于报警器是由几个模块构成，设计时要注意不同模块间的兼容问提，充分了解各模块的参数及其他特性。
第 6 页 共 25 页
西北民族大学本科毕业设计
第四章 设计的具体电路
4.1 硬件电路设计
4.1.1单片机最小系统
单片机最小系统是单片机正常的工作起来关键部分，它的基本的电路构成如图4-1示。
图4-1 信号处理模块
单片机最小系统由单片机、复位电路、时钟电路三个部分构成[16]。
STC89C52 单片机的用5V电源作为工作电压。单片机在通电的时候会产生一个复位信号，对单片机进行初始化。复位电路可以分为上电复位电路和按键复位电路。通常在程序进入死循环后就可按复位键来对单片机进行初始化，让程序从新执行。本设计是采用按键复位电路来产生复位信号。时钟电路可以把它看成是一个振荡电路。单片机的运行快慢就是用该电路产生的正弦波信号来作为参考的。
4.1.2 时钟电路和复位电路设计
本设计用的是STC89C52单片机。因为他的资源比较多，运行速度也很快。通常都经过串口把程序写入单片机的，这样烧写程序也比较方便。
本报警器采用内部时钟电路和按键电路，如下图4-2图4-3所示：
第 7 页 共 25 页
相关推荐：
loading