精品本科毕业论文和开题报告 - 基于单片机的火灾自动报警系统 - 图文

本科毕 业 论 文

题 目 基于单片机的火灾自动报警系统 专 业 电子工程 学生姓名 黄天骄 准考证号 指导教师

2012 年 05 月

1

本科毕业论文开题报告

一、选题的背景与意义： 1．目的：本系统以单片机为主控单元，能够及时监测到系统故障和环境中有无火灾，火灾一旦发生将实现声光报警，并采取有效措施控制火情的发展，将火灾消灭在萌芽状态，以确保人身财产安全，最大限度地减少损失。 2．意义：火灾向来都是在人们不注意的情况下发生的。人类在使用火，总结使用管理经验的同时，逐步开始总结火灾的危害及如何防止发生火灾的经验。随着人类社会的发展，人们居住、生活、工作的地方越来越集中，火灾的隐患也越来越大，这正是该设计的意义所在。本系统是一个由单片机控制的火灾烟雾浓度、温度检测系统，它将传感器输出地电压信号进行A/D转换、滤波、线性化，由单片机将电压值转换为气体浓度和温度送LED显示，并判断是否超过报警上限，若超过，则发出声光报警。同时用户可以自己设定报警上限和定时时间，使用户可以根据实际情况方便的掌握安全状况。 3．现状：从八十年代开始至今，我国随着社会经济的飞速发展，高层建筑的不断涌现，社会上对火灾自动报警控制系列产品的需求不断增多，对其功能的要求也越来越高，计算机技术和控制检测技术的高速发展，也促进了火灾自动报警控制系统的更新发展，特别是近年来兴起的许多新技术、新方法，诸如液晶显示技术、高灵敏度吸气式探测技术、分布智能技术等使消防自动报警技术跃上了一个新台阶。随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。 二、研究的基本内容与拟解决的主要内容： 1．目标：通过设计一个以AT89S52单片机为核心的火灾报警器可以实现声光报警、故障自诊断、浓度显示、报警限设置、延时报警及与上位机串口通信等功能。是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、智能化的火灾报警器，具有一定的实用价值。 2．内容：对该检测与报警系统进行整体功能分析，主要实现硬件和主要软件程序方面的设计，对其所选择的主要芯片作简单介绍，分模块来实现其各个部分的功能，做出相应的整体原理图 3．准备解决的问题：如何设计一种火灾检测与报警系统，可以通过气体传感器实时获取可燃气体浓度、温度传感器获得火灾现场温度，并通过LED显示，当浓度或温度超过限定值时则报警。以方便人们更好的掌握安全状况，提高生活质量。 2

三、研究的方法与技术路线： 本设计将实现基于单片机的火灾自动报警系统的硬件设计和主要的软件程序设计，采用Protel 99 SE 进行硬件原理图设计，采用keil Uvision2仿真开发系统进行软件程序的开发。 主要实施方案： ①. 基于AT89S52的火灾报警检测设计方案。 ②. 温度传感器AD590、烟雾传感器TGS202、A/D转换芯片ADC0809的选择以及与单片机的接口电路设计。 ③. LED数码管驱动芯片ICM7218与单片机的接口电路及其与数码管的硬件连接。 ④. 设计主要软件程序模块，完成软件设计 四、研究的总体安排与进度（按周次填写）： 1．毕业设计成果 系统整体框图、整体原理图、模块原理图、主要程序模块 2．毕业论文 第1-2周： 查找资料、搜集相关素材 第3-4周： 完成需求分析 第5-6周： 完成概要设计 第7-9周： 完成详细设计 第10-11周：完成编码 第12-13周：完成软件测试 第13-14周：整理资料、撰写毕业论文 第14-17周：根据导师要求，完善毕业设计和论文 五、主要参考文献： [1] 孙育才，MCS-51系列单片微型计算机及其应用，第4版，东南大学出版社，2006 [2] 王庆，Protel 99 SE&DXP电路设计教程，电子工业出版社，2008 [3] 康华光，电子技术基础模拟部分，第4版，高等教育出版社,2006 [4] 刘军，单片机原理与接口技术，华东理工大学出版社，2006 [5] 赖寿宏，微型计算机控制技术，机械工业出版社，2009． [6] 李中望，一种智能火灾报警系统的设计方案，安防科技，2008 [7] 王忠民，基于单片机的语音数字联网火灾报警器设计，现代电子技术，2004，27（10） [8] Atmel Corporation 8-bit Microcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash AT89S52 指导教师审核意见： 指导教师签名： 年 月 日 3

目 录

摘 要 ............................................................................................................................... 1 ABSTRACT ....................................................................................................................... 2 第1章 绪 论 ................................................................................................................. 1

1.1 选题背景及意义 .................................................................................................. 1 1.2 本文所做的工作 .................................................................................................. 1 第2章 火灾自动报警系统的工作原理 .............................................................................. 2

2.1 系统总体功能概述 .............................................................................................. 2 2.2 火灾报警系统的类型 ........................................................................................... 2 2.3 火灾探测器的原理 .............................................................................................. 3 第3章 系统硬件设计 ...................................................................................................... 5

3.1 核心芯片选择 ..................................................................................................... 5 3.2 单片机外围接口电路 ........................................................................................... 8 3.3 信号处理电路 ................................................................................................... 10 3.4 A/D转换模块.................................................................................................... 10 3.5 声音报警电路 ................................................................................................... 11 3.6 数码管显示电路 ................................................................................................ 12 3.7 状态指示灯及控制键电路 .................................................................................. 13 3.8 报警器故障自诊断 ............................................................................................ 14 第4章 系统软件设计 .................................................................................................... 15

4.1 主程序流程图 ................................................................................................... 15 4.2 主程序初始化流程图 ......................................................................................... 16 4.3 滤波子程序 ....................................................................................................... 16 4.4 线性化子程序 ................................................................................................... 17 4.5 报警子程序 ....................................................................................................... 19 4.6 键盘处理子程序 ................................................................................................ 22 结论 ................................................................................................................................ 23 致谢 .................................................................................................... 错误！未定义书签。 参考文献 ......................................................................................................................... 25

4