0210420236徐福基于单片机的烟雾报警系统设计.doc

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1、华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院 East China jiaotong university institute of technology本科生毕业设计(论文) Undergraduate graduation design (paper)(20102014年) 题 目： 基于单片机的烟雾报警系统设计 分 院： 电 信 分 院 专 业： 10通信工程 班 级： 2班 学 号： 20100210420236 姓 名： 徐 福 指导教师： 张 跃 进 起讫日期： 2013.11-2014.5 华东交通大学理工学院毕业设计（论文）原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计（论文）是

2、本人在导师细心指导下独立完成的研究和探索工作中所获得的设计成果。设计（论文）中所涉及到他人的文献、数据、图片、材料，均已在设计（论文）中特别加以标注引用，此外，本设计（论文）杜绝任何其他个人或集体已经在网上发表或撰写的成果作品。对本人的设计作出重要贡献的个人或集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计（论文）作者签名：徐福 日期：2014年5月10日毕业设计（论文）版权使用授权书本设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构呈交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅和借阅。本人授权华东

3、交通大学理工学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编毕业设计（论文）。（保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权书）毕业设计（论文）作者签名：徐福 签字日期：2014年5月10日指导教师签名： 签字日期： 年 月 日摘 要电子技术不断的发展,电气化家具不断的增多，带来的火灾危害范围不断扩大，给人们造成了巨大的恐慌和创伤。所以，烟雾报警装置成为了更多家庭的必备需求，烟雾报警器才得以延续发展，报警器在现场烟雾突变方面发挥着很大的作用，其中，声光报警器更是实际应用中的佼佼者。这样的报警器对火灾的突发性危害有着很好的控制,进而保障了社

4、会经济和财产不必要的损失。本设计是主要由气体敏感元件接收数据，采用单片机为主要控制的核心,也提高了数据处理和分配处理等操作。根据设计方案和成本因素,选择MQ-2气体敏感元件和STC89C52单片机结合设计。MQ-2型气体敏感元件属于气体传感器,将气体(浓度)转换为电压或电流信号,然后由A/D转换模块转换出电信号,传送到STC89C52单片机完成数据处理和分布处理等操作。MQ-2型半导体气体敏感元件应用在烟雾报警系统的特点是灵敏度高,响应快,抗干扰性能好；它的优点是安装快捷,价格实惠,而且容易维护和维修。STC89C52单片机的特点是低功耗,有4 KB在线可编程内存控制器,应用程序及其普遍,其优

5、点是可以同时访问多个内存,内容广泛,价格实惠,编程非常灵活,结构简单,非常适合报警系统的安全防范。总之该设计系统主要用于住宅小区、计算机办公室和其它小型防火办公室,该系统设计简单、不容易发生变化、在应用中方便、价格实惠，对现代的安全防范具有非常高的价值。关键字：气体敏感元件 STC89C52单片机 烟雾报警系统 A/D转换AbstractThe continuous development of electronic technology, the furniture of electrification constantly increasing, the fire hazard scope

6、 expands unceasingly, has brought people great fear and trauma. Smoke alarm device, therefore, become the prerequisites for more families, smoke alarm to the continuation of the development of alarm plays a great advantage in the smoke alarm, and sound and light alarm is the most famous of these. Th

7、e alarm of fire burst damage had a very good control, to ensure the social economy and property of unnecessary loss.This design is mainly composed of gas sensitive element receives the data,Through the single chip microcomputer as main control core,and also improves the processing operations such as

8、 data processing and distribution. According to the design plan and cost factors, choose the MQ - 2 gas sensitive element and STC89C52 single-chip microcomputer combined with the design. MQ - 2 type gas sensitive element belongs to the gas sensor, the gas is converted to A voltage or current signal

9、(concentration), and then convert the electrical signals by A/D conversion module, transferred to STC89C52 single-chip microcomputer data processing and processing operations such as assigned. MQ - 2 type semiconductor gas sensitive element used in the smoke alarm system is characteristic of high se

10、nsitivity, fast response, anti-interference performance is good. And is reasonable of the price, it has the advantage of fast installation and no probe resistive poisoning cases, easy to maintain. STC89C52 single-chip microcomputer is characterized by low power consumption, there are 4 KB online pro

11、grammable memory controller, its common and the application, its advantage is that can access multiple memory at the same time, the content is widespread, affordable, programming is very flexible, simple structure, very good suitable for security alarm system.In brief the design system is mainly use

12、d in residential area, computer office, and other small fire prevention office, the system design simple, its not easy to change, convenient, affordable, the application of modern safety has very high value.Keyword：Gas sensitive element STC89C52 single-chip microcomputer The smoke alarm system A/D c

13、onversion目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪论11.1 课题研究背景11.2 课题研究目的和意义11.3 国内外研究概况11.4 论文主要研究内容22 系统相关技术的分析32.1 STC89C52的功能及引脚作用32.2 STC89C52的应用42.2.1 时钟电路52.2.2 复位电路52.2.3 STC89C52中断的技术62.3 MQ-2传感器的特性与结构72.4 ADC0809引脚作用与工作原理82.5 ADC0809的应用92.6 本章小结103 系统需求分析113.1 系统背景113.2 系统用户需求113.3 系统功能需求123.4 系统非功能需求123

14、.5 本章小结124 烟雾报警系统的设计134.1 系统设计原理和目标134.2 系统总体结构设计154.3 系统功能设计154.3.1 声音报警模块154.3.2 状态提示灯模块164.3.3 按键报警模块164.3.4 烟雾的探测模块设计174.4 本章小结175 烟雾报警系统的实现185.1 系统开发环境185.2 关键模块的实现195.3 系统调试205.4 本章小结226 总结和展望236.1 总结236.2 展望23参考文献24致 谢26附录一 烟雾报警器元件清单27附录二 程序28311 绪论1.1 课题研究背景烟雾传感器报警系统设计的软硬件平台的开发和应用是非常广泛的作用为一个

15、整体系统,每个系统的硬件都安插在整个系统中,它将不可避免地向小型化、集成度高、网络、智能的顺势发展方向；近些年来,随着计算机在市场上的成本大大降低和微处理器不断的成收缩状态,烟雾报警系统的开发建设将会给实际的社会领域里有广泛的应用前景。在中国的应用里有可行性和有效性。1.2 课题研究目的和意义目的：设计一个烟雾报警系统由单片机控制,使用烟雾传感器(MQ 2)实时监控条件的烟雾浓度,烟雾对周围环境突变的报警。提高使用STC89C52单片机通过这样的设计能力，了解和掌握MQ-2使用，巩固在大学自己的知识，提高学生的实践能力。意义：烟雾报警器系统的设计系统可以进行实时监测烟雾突变,突态能够报警,有突

16、变的影响报道早期预防火灾和烟雾。1.3 国内外研究概况在生活中的各类灾难里，火灾是最常见的、最为广泛地威胁群众生活安全的主要危害之一。在世界上，火灾是一种灾害发生很频繁的，几乎都有发生的。据我很了解的城市杭州年前共产生火灾3423起，死9人，直接引发1479余万元的经济损失，与上年同期相比,火灾起数上升515.65%（同期556起），伤亡人数上升了12.5%，造成的经济损失上升了551.54%（226.97万元），由于是全口径统计形式的火灾数据选择，火灾危险度所有不论大小，将填写到火灾统计范围，所以火数据增长突出。其中,火灾在欧洲发生很频繁,死亡人数却很少,这是欧洲国家的生活水平的发展程度和欧

17、洲的相关消防技术有关,具有高安全意识和相关设施;然而，在我国区域火灾数量很少，但死亡人数是多的，这是对亚洲经济的发展相关，没有安全感和消防设施及其他因素。据统计，中国第二十世纪90年代火灾约89万，使中国人民的经济生活的重大损失。特别是自1993以来，让火造成财产损失高达数十亿元，特别是1993年以来,让火灾直接引起财产损失上升到每年数十亿元,年均2000多人死亡。在第二十一世纪，仅在几年的时间，中国失火90.9万件，10059人死亡，约60.3亿元的直接经济损失。又因为我国在开发过程里经济和城镇建设规划的不断进展,城镇里修建高楼不断加多,火灾带来危害将会夸大,火灾的数量及其给我们带来的财产和

18、经济损失逐年上升趋势。火灾是危害生命和财产的因素之一。所以我们要高度的重视火灾严重性。 1.4 论文主要研究内容内容：烟雾报警系统有很多种设计方法，有用纯硬件的和软硬的，本设计是用软硬件的方法，由触发装置模块,数据处理模块,报警装置模块和显示模块的设备模块组成的系统。一般的触发装置模块有两种，一种是自动，另一种是手动报警装置模块,如MQ-2气体传感器、手动按钮。报警模块也有两种，一是声音警报（蜂鸣器）模块，光报警装置（LED）模块，此设计有两个。CL5461BH模块、数码管显示模块可以连续显示通过MQ-2气体传感器数据。选用STC89C52单片机为主要控制核心,提高数据处理和分布处理等操作。A

19、/D转换模块主要是对MQ-2气体传感器收集到相应的信号来进行处理，A/D转换模块有很多种，如ADC0832、ADC0809等芯片，本设计采用ADC0809芯片。论文的主要内容是:第一章 绪论：本章阐述了烟雾报警器的研究背景和概括国内外未来方向，论文研究的目的和意义进行简单地说明，还有简单的主要内容。第二章 系统相关技术的分析：概括52单片机与A/D转换芯片，单片机、A/D转换器的选择，具体的阐述52单片机，也从结构和功能方面说明了ADC0809芯片。并简单介绍了MQ-2的结构和特性。第三章 系统需求分析：本章是根据论文的要求分析了论文的主要需求。第四章 烟雾报警系统的设计：这章是硬件设计，在对

20、总体系统硬件设计时，我们主要阐述它的各模块电路的设计。第五章 烟雾报警系统的实现：本章讲解软件的调试。熟悉Keil操作环境设计的整个过程的软件实现和介绍。在调试的进程和在调试中发现的问题及操作。第六章 总结与展望。2 系统相关技术的分析2.1 STC89C52的功能及引脚作用STC89C52是CMOS8单片机的一类，它具有的特点是低功耗,高性能,STC89C52的有8 k内存可以进行系统可编程网络。就单个芯片来说,包含8位CPU以及在系统可编程Flash,嵌入式控制应用程序的特点有高灵活和高效性，它的解决方案是根据STC89C51提供的。具有以下功能:Flash是在标准下有8 k字节,准确的内

21、存有512字节,里面的I/O端口线一共有32个,具有看门狗的定时器效果,有4 KB EEPROM是采用内置的,MAX810复位电路,16位定时器/计数器可以分为三个,6级向量可以分为一个，中断结构分为2个和串行端口都是采用全双工的10。另一个STC89C52静态逻辑运算可以减少到0赫兹,选择节电模式可有两种类型的软件。一旦CPU暂停工作,就发生空闲模式的情况,但允许内存进行定时器/计数器,CPU一旦继续工作，端口就需串行。STC89C52单片机停止运行后,振荡器也会停止，此时是掉电保护模式,内存内容会自动保存,必须使用下一个中断或硬件复位。最高工作频率35 MHZ,6 t /12 t可以选择。

22、表2.1是STC89C52主要功能特性,如图2-1是STC89C52芯片的引脚图表2.1：STC89C52主要的功能主要的功能特性MCS51指令系统均匹配4K重复擦写Flash ROM双向I/O端口（32）内部的RAM（256x8bit）可编程定时/计数器中断（3个16位）时钟效率：0至24MHz串行的中断（2个）可编程UART串行通路外部的中断源（2个）中断源6个读取和写入的中断线（2个）加密位3级低功耗闲空、掉电两种模式设立软件休眠和提醒能力STC89C52引脚介绍主电源引脚端（2根）VCC(P40)：该电源输入端口，连接到+5V电源GND(P20)：接地线端口外接晶振引脚端（2根）XTA

23、L1(P19)：振荡输入XTAL2(P20)：输出振荡控制引脚端（4根）RST/VPP(P9)：复位，管脚有2个机器的周期高电复位。ALE/PROG(P30)：地址锁存允许信号PSEN(P29)：外存储器读选通信号EA/VPP(P31)：内部和外部程序存储器，外部程序存储器读命令的低电量，高电量的内部程序存储器读命令。可编程输入引脚端/输出引脚端（共32根）STC89C52单片机的可编程的I/O口（一共4组8位），分别为P0、P1、P2、P3口，每一个口共8位（8根管脚），共32根。P0（P39-P32）：双向I/O线（8），名称：接P0.0-P0.7。P1（P1-P8）：双向I/O线（8），

24、名称：接P1.0-P1.7 。P2（P21-P28）：双向I/O线（8），名称：接P2.0-P2.7。 P3（P10-P17）：双向I/O线（8），名称：接P3.0-P3.7。作频率为35Mhz，6T/12T可以选。图2-1 STC89C52芯片引脚图2.2 STC89C52的应用STC89C52芯片以及所需的必要的模块就会组成最小的系统,电源、时钟和复位可以为STC89C52芯片就是典型的最小系统，并是在正常操作条件下。电源和时钟电路进行必要的条件下能够运行STC89C52单片机的核心部分，系统应用设计的最小系统，通过扩展存储器、A/D转换等，使STC89C52单片机来完成更复杂的功能任务。

25、ROM/ EPROM是STC89C52单片机芯片的一种内存,芯片在构成最小系统时，优点是单一、靠得住。只要是组成了最小系统,那么模块中就包含时钟电路和复位电路,结构如图2-2所示。图2-2 最小的系统原理框图2.2.1 时钟电路STC89C52单片机有内部时钟和外部时钟。前者如图2-3所示。内部振荡电路,在STC89C52单片机只有XTAL1(P18)、XTAL2(P19)和外部石英晶体(晶体)组成的自激振荡器和一个单一的内部产生的时钟信号。图在这两个电容的作用是稳定频率和启动得更快,电容值范围内,5 至 30 pf典型值为30 pf。晶粒大小的半胱氨酸振荡频率的振动之间的选择1.2 至 12

26、 MHZ,典型值是12 MHZ。图2-3 STC89C52内部的时钟电路2.2.2 复位电路当高电导入STC89C52单片机的RST端口后,这时单片机在内部会不断进行复位的工作(单片机循环复位状态，说明RST端口继续通高电平)外部复位电路的电容器充电和放电其Vcc上升时间不超出1毫秒，那么为最简单自动上电复位。重新开始有两种，一是上电，二是手动复位按钮。这个设计是使用第二种。后者将是一个两层的方法和脉冲方式。RST(P9)重置的端口和Vcc插入。图2-4 STC89C52单片机复位电路2.2.3 STC89C52中断的技术实时监控和控制中都运用了中断技术,相符的服务请求是要靠单片机才可以提出请

27、求随时反应中断源,并要求快速的做出反应,实时服务。这里的片内中断完成是通过中断系统的相关芯片来实现的，最终传送到中断请求源,如果中断请求允许,单片机将立即停止当前所有正在执行的任务,切换到中断服务程序服务请求处理中断。在中断服务处理程序的任务处理完成后,再次跳回到断点的主程序相续运作中断前所暂停的工作。图2-5为系统中断过程。图2-5 系统中断过程如果没有中断系统控制,STC89C52单片机可以浪费在查询是否有新的服务请求查询操作的时机。STC89C52单片机没有中断技术在查询现象时,它的实时性能和工作效率都会提高。2.3 MQ-2传感器的特性与结构MQ-2型气体传感器用于气体作为城市天然气的

28、主要成分,其他气体和液化石油气的测量,它具有较强的抗干扰能力。MQ-2型气体传感器具有以下特点：（1）广泛的探测范围。 （2）简单的驱动电路。 （3）敏感烧结体是在烧结半导体条件下构成的，具有稳定的R（阻抗在空气中）电阻，以确保长期工作的稳定性。（4) 功耗控制在0.7W左右的单项电源供电。（5) 对极高的灵敏度与信噪比要求才能测试气体。MQ-2型气体传感器元件具有两种类型。MQ-2A型适用于天然气，煤气，液化石油气，丙烷和丁烷和氢气；MQ-2型则适用于烟雾现场的有害气体。该装置的灵敏度：S = RO / RX是10到30。QM系列的值约在8左右。RX是在0.2%的丁烷浓度值QM系列阻抗。电路

29、如图2-6所示：器件主要的参数如下:（1）响应时间是：Tr10s（2）恢复时间是：Tn60s（3）加热电压是：V=5+0.2V（4）加热功率是：约0.7W（5）抗干扰能力：在浓度R=100ns宽）操作（脉冲上升沿是ADC0809复位，下降沿则A/D转换）。EOC： A/D转换结束信号，出口，不能工作时有高电平（低电平有用）。OE：数据输出的允许信号，入口，接高电量有效。如果A / D在输入端的转换，高电平的端口，三态门在输出端将被打开，然后有数字输出。CLK：输入时钟脉冲。时钟频率不超过640kHz。REF（+）、REF（-）：基准电压。Vcc：电源，单一+5V。GND：地。图2.8 ADC0

30、809芯片的引脚图工作原理：首先是进入一个3位地址,使ALE= 1,地址在地址锁存器。解码地址选通8模拟比较器的输入。开始逐次逼近寄存器将被重置。后下降沿将A/D转换,完成A/D转换，转换到一个很高的水平，表明，A / D转换的结果数据存储在锁存器，信号可以被打断。如果OE输入高电平，输出三态门开启，将数字输出到数据总线。2.5 ADC0809的应用STC89C52单片机接收A/D转换传输的数据进行处理。数据传输的关键问题是如何确认完成A/D转换,因为只有确认完成,才可以传输。则可采用下面三种方式：（1）定时传送方式A/D转换时间可以作为一个技术指标和固定。如A/D转换时间（T=6 MHZ 的

31、MCS - 51单片机64个机器的周期），T=128us。可以设计延迟子程序、A/D转换，可以调用该子程序出发,延迟时间,已经完成转换,最后将是数据传输。（2）查询方式A/D转换会体现出来转换完成状态信号,如ADC0809芯片端。因此可用于查询、测试EOC的意义,是否可以确认传输完成,然后传输数据。（3）中断方式中断请求信号,传输数据的干扰，两者都是靠显示转换的状态信号(EOC)运用实现的。是否使用上面的哪中方式,只要确保转换后,通过指令数据传输。STC89C52单片机首先发送出地址和有效信号。此后有OE有效信号和数据的转换数据总线。2.6 本章小结主要讲解了STC89C52单片机、MQ-2气

32、体敏感元件和ADC0809芯片的相关知识，分别阐述了芯片的参数、引脚作用、结构和功能运用等，以及了解各芯片的一些应用和各芯片的管脚所对应的功能分析。3 系统需求分析3.1 系统背景烟雾报警系统可以发现人们并不容易找到早期火灾的特点,可以减少生命和财产损失降到最低。燃烧是有物质分解为许多气体的,而在燃烧的过程中会释放大量的有毒气体,会导致人们在无意就中毒,无法安全离开现场,在这样的特殊情况下人类设计出烟雾报警系统，它可以监测气体浓度的突变,来提醒人们现场气体浓度的数值,通知人及时疏散，不会带来生命安全和经济损失。在许多城市消防系统单元和报警有烟雾报警系统，消防控制中心通过城市消防联网，及时将报警

33、信息发送到一个中央消防报警，城市火灾报警中心会自动找到烟雾，并设置消防道路地图，使消防队员迅速到烟气现场。烟雾报警系统可以实时监控和准确的了解现场火灾报警情况,防止和减少火灾给生活带来灾害,保护我们周围环境安全和物质安全以及经济损失的重要性,这样对经济和社会效益都有提高。在国内，消防才必须配备烟雾报警系统和在个别的公共场合才配备这样的系统。在国外，就大不一样了，别墅、小场合酒店、宾馆、民居等都配备有。则在国外的运用广泛。3.2 系统用户需求烟雾报警系统用户需求可以从下面几个角度分析：（1）准确探测，就是准确探测到现场浓度的变化情况，来探测火灾情况。（2）实时监控，指让用户在任意的时间段里能够监

34、控烟雾的情况，能够长时间的正常工作。（3）准确判断，就是能够对现场的火灾能否准确的进行判断。（4）实时报警，是指在发现火情时能够进行报警，并及时的提醒用户对现场火灾情况以及及时进行处理。（5）经济实惠，该设计的体积小，结构简单，在生活中也便于安装，器件的成本也便宜。3.3 系统功能需求烟雾浓度报警功能，能对现场的烟雾浓度的变化报警；光报警功能，在浓度探测功能不能测量时，利用的报警功能；按键报警功能，如果相关工作人员预测有灾害问题，可以直接用按键报警。浓度报警功能：当STC89C52单片机接收到超过设定的气体浓度信号时,输出脚的蜂鸣器输出高电量,三极管Q1接通，蜂鸣器开始工作，蜂鸣器发出报警。这

35、里三极管Q1是作开关使用，从而NPN三极管基极的低电量会使三极管饱和通电，使蜂鸣器BELL发声报警；当基础高使晶体管停止导通，蜂鸣器不响。当烟雾的浓度超过报警阈值警报,会提醒用户在现场有突变浓度,后按下这按钮就可停止报警声。如果一段时间后仍然浓度超过报警阈值,报警提示音再次提醒用户。光报报警功能：当系统在控制输出的状态指示灯里。指示灯闪烁，可燃烟雾浓度超过周围环境中浓度设定的报警值时，专业人员尽快制定相应的措施，防止可燃浓度的变异程度，导致不可逆的情况。按键报警功能：当在发现某处烟雾气体情况时，可以按下警报按键报警，提醒人们注意安全，不要靠近现场。STC89C52单片机通过探测的报警按键所连接

36、的端口信号判断按键是否按下。3.4 系统非功能需求系统从非功能需求大致有一下几点：（1）可用性：在实际生活里用途广泛，系统的体积小，可以随时安装，达到用户的理想安全措施；（2）有效性：在现代的生活里，利用此系统时，相关人员可以不在现场也能判断火情的严重性，所以给我们带来了巨大的效果；（3）可靠性：在发生故障的情况下具有可恢复性、也有前期的可预测性；在有可以声音和灯光同时报警，从而提高了可靠性。（4）可支持性：适应人类的生活需求、可维护性、可配置性；（5）质量性：结构简单，响应快、准确性强；应用中有可行性和有效性。3.5 本章小结主要从几个不同的角度对系统的需求分析。背景的要求，用户的需求，功能

37、要求和实际生活中的应用需求，非功能性需求。每种需求都有着不同的价值意义，给我们带来了不同的用途。4 烟雾报警系统的设计4.1 系统设计原理和目标设计这种烟雾报警系统,STC89C52单片机作为主要控制核心,使用MQ -2气体传感器来收集信息。选用MQ-2型半导体属于电阻式烟雾传感器，因此，需要参考选用MQ-2型半导体的串联电阻的保护，并送入ADC0809收藏信息，这时单片机会接受到A/D转换的来的信号进行存储和处理。STC89C52单片机内部程序中先设定好报警临界值，包括气体浓度过高报警。烟雾报警系统上电后STC89C52单片机正常运行,那么确定是否接收的数据报警阈值,超过设定阈值后系统中的蜂

38、鸣器发出报警和LED灯亮,如果设备不超过设定值等待接收和处理新的数据。如果直接在系统中用按键调至报警，系统会马上报警。STC89C52单片机实时向CL5461BH数码管显示模块输出显示数值。如图4-1是系统原理框图：图4-1 系统原理框图本系统是在Protel99SE软件里画出的原理图。如图4-2是设计电路原理图：4-2 设计电路图4.2 系统总体结构设计本设计主要是有单片机、报警模块、传感器模块、显示模块、设置模块组成。结构框图如图4-3所示：图4-3结构框图4.3 系统功能设计4.3.1 声音报警模块当STC89C52单片机接收到超过设定的气体浓度信号时,输出脚BELL输出高电量,三极管Q

39、1导通，这时蜂鸣器BELL开始工作，蜂鸣器发出报警。这里三极管Q1是作开关使用，从而NPN三极管基极的低电量会使三极管饱和通电，使蜂鸣器BELL发声报警；当基础高使晶体管停止导通，蜂鸣器不响。图4-4 蜂鸣器电路4.3.2 状态提示灯模块状态指示灯如图4-5所示。系统在控制输出的状态指示灯里。指示灯闪亮和蜂鸣器发声表示周围环境中可燃烟雾浓度超过预期设定的报警浓度值，这时专业人员尽快作出相应的解决措施，来阻止可燃浓度进一程度的突变，导致不可挽回的局面。当烟雾的浓度超过报警阈值警报,会提醒用户在现场有突变浓度,后按下这个按钮就可以停止报警声。如果一段时间后仍然浓度超过报警阈值,报警提示音再次提醒用

40、户。图4-5 LED灯电路4.3.3 按键报警模块在发现某处烟雾气体情况时，可以按下警报按键报警，提醒人们注意安全，不要靠近现场。STC89C52单片机通过检测的报警按键所连接的端口信号判断按键是否按下。图4-6 按键电路4.3.4 烟雾的探测模块设计图4-7 烟雾的探测电路如图4-7所示,在电路中MQ-2烟烟雾传感器采集数据，采集到数据后由OUT端传输给A/D转换模块，由模拟信号到数字信号位电压信号传输给STC89C52单片机,然后读取相应的数值和处理。4.4 本章小结主要介绍了系统工作原理和总体结构，以及深入各个模块的详细介绍。烟雾探测模块是收集数据传到主控模块的，报警有三类，一是声音报警

41、，二是灯光报警，三是手动报警，多路报警是报警的可靠性大大的提升。5 烟雾报警系统的实现5.1 系统开发环境此设计系统的软件编程是使用C语言来完成52系列单片机,52系列单片机用C语言软件开发系统相对于汇编来说,它的结构,可读性和可维护性就远远没有C语言函数好使用。使用汇编语言在用C开发后,会感觉更深入。Kill C51软件提供的库函数和功能的综合开发和调试工具的丰富，所有的Windows界面。另一个主要的观点，只看到了编译器生成的汇编代码，可以实现kill c51单片机生成效率很高的目标代码，大部分的报表生成的汇编代码是非常接近的，容易理解。在各方面有不同的优点。STC89C52单片机编程下载

42、软件下载程序使用ISP。ISP工具主要用于ISP的功能连接来自8个并行数据转换和单片机串行数据,为了实现个人ISP和STC89C52的RXD和TXD端口通信。当用户系统是在线状态和是程序代码下载到Flash芯片里，此时用户生成的代码是将源程序(汇编语言或C语言)经语法纠正无误后得出的。用户能够实施人机对话接口软件调试环境,对每一种检查或纠正Flash芯片数据的内存和寄存器。该程序，你可以设置断点，以STC89C52，同时可以设置三个硬件断点，它是通过串行传输，一些设置断点条件寄存器的芯片。在80年代末PORTEL公司推出EDA软件中的Protel99SE，其中，它是使用Windows9X /

43、2000 / NT操作系统软件的EDA设计。Protel99SE具有的优点：（1）可以在图书馆管理模式的设计。（2）可以在网页设计。（3）有较强的数据交换能力、开放性和3 d仿真功能。（4）具有一个32位的设计软件。（5）能够完成电路原理图设计、PCB设计和可编程逻辑器件的设计等操作。（6）可以设计32个信号层，16个电地层和16的机加工层的构成。5.2 关键模块的实现关键模块的设计，气体信号主要解决的问题是检测气体传感器，对信号显示和判断，会发出报警的报警值超过预设。如图5-1所示设置主程序初始化流程图：图5-1 设置主程序初始化流程图系统的主程序流程图如图5-2所示：图5-2 主程序流程图

44、程序见附录二5.3 系统调试第一个是调试过程的方法来检测的硬件电路设计原理正确，达到了预期的效果；第二是在焊接好电路后，反复检查电路的焊接情况。可以选用分模块调试的方法，首先调试烟雾探测电路模块，然后调试单片机控制电路模块，最后调试控制电路模块。采用局部到整体部分调试，也可由简单到复杂的调试方法；第三就将各个模块综合成一个整体。从而完成了整个毕业设计的任务。在调试过程中就遇到了以下问题：（1）由于在焊电路前没有认真的对原理图布局，从而使得顺序混乱导致焊错的，不能实现功能，最后只得重新购买器件重焊；如图5-3所示：图5-3 焊接失败的实物图(2)焊接好后，对系统上电烟雾值的显示一直不变，在对焊接面反复的检查，看看是否脱焊和掉线，最后在上电观察。如图5-4所示：图5-4 焊接面将系统上电浓度值不高，而在MQ-2气体敏感元件周围释放气体时，系统上的浓度值就会变大，LED灯就会亮，蜂鸣器报警。如图5-5所示图5-5 上电未报警实物面 如图5-6所示图5-6 报警实物面5.4 本章小结主要介绍系统在开发环境里运用到Kill和Protel99SE等软件，关键模块的主要流程，以及系统的调试过程。在调试中遇到的相关问题，