1、 单片机原理及应用 课程设计论文 09 届 自动化 专业 。 。 。 班级 题 目 火灾报警器设计 二一二 年 六 月 二 日 一、火灾报警的基本原理一、火灾报警的基本原理 本报警器的工作原理:当发现警情时,探测器将警报信号通过传感器接口送入单片机,单 片机的报警中断程序开始运行,调用拨号子程序按照预置号码进行拨号。 此时单片机控制MT8880 发送双音频信号拨号,并检测呼叫信号以判定是否可以调用语音模块进行语音报警。 当没有警情 时,可以通过另一部话机拨打本机,振铃检测电路将振铃音信号转换成TTL 信号传送给单片机, 由单片机计数；当经过预设的振铃无人摘机时,系统就会自动摘机,调用远程设置子
2、程序进行远 程录音、查询警情等操作。 语音报警系统主要完成的功能：感温传感器和感烟传感器通过采集现场信号输入中央处理 器,若判断出两种传感器中有一种动作, 表明有异常现象,发异常语音报警信号“温度超限”或 “烟雾报警”,同时相应的指示灯亮。此时,若另一传感器也动作,则停止异常报警,而进入火警 报警状态,有现场语音“火警”报警提示,火警指示灯亮。同时系统调用远程报警模块,开始逐个 拨叫预设的报警电话,直至有一个报警电话拨通,并收到回码。在拨号后首先判断电话线的状态 是否为回铃音及对方是否摘机。如是,播放录制好的语音报警内容,如“某某区某某单元某某楼 层某某房间发生火警”。否则挂机,拨打下一个号码
3、。 二、设计方案二、设计方案 硬件电路主要包括单片机电路，2 路传感器报警信号电路,模数转换电路， 语音报警 电路，震铃检测电路、模拟摘机和 DTMF 解调电路，以及主备电控制电路部分。 图1 报警电路方框图 如图 1 所示, 报警器硬件由温度烟雾信号采集模块、声光报警模块以及单片机与收发码模 块组成。图中 1, 2, 3 组成数据采集模块, 4, 5 组成现场声光报警模块, 5,6 组成远程报警模 块。其中, 1 为传感器(包括烟感和温感) , 将现场温度、烟雾等非电信号转化为电信号；2 为 1 温 度 烟 雾 传 感 器 2 信 号 调 理 器 3 A/ D 转 换 器 6 收 发 码 电
4、 路 5 单片机 A T89C51 4 现场声光报警 系统 信号调理电路, 将传感器输出的电信号进行调理(放大、 滤波等), 使之满足 A/D 转换的要求； 3 为 A/D 转换电路, 完成将温度传感器和烟雾传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。声光报 警模块由单片机和报警电路组成, 由单片机控制实现不同的声光报警(异常报警、故障报警、火 灾报警) 功能。单片机与远程报警模块由单片机、MT8880 收发码电路组成, 实现远程报警。 三、硬件设计三、硬件设计 1. MT8880 接收电路的设计 图2 MT8880 接收电路连线图 当 MT8880 作为 DTMF 接收器的时候， DTMF 信号经
5、由 IN和 IN输入， 经过运算放大滤除信 号中的拨号音频率，然后发送到双音频滤波器，分离出低频组和高频组信号，通过数字计数的 方式检出 DTMF 信号的频率，并且通过译码器译成 4 位二进制码。4 位二进制编码被锁存在接收 数据寄存器中，此时状态寄存器中的延时控制识别位复位，状态寄存器中的接收数据寄存器满 标识位置位，对外而言，当寄存器中的延时控制识别位复位时，IRQL/CP 由高电平变为低电平。 如果用 IRQLCP 作为单片机的中断信号，IRQL 由高电平变为低电平， 向 CPU 发出中断请求，当 CPU 响应中断， 读出寄存器中的数据后， IRQL 返回高电平。 MT8880 的 D0
6、D3 与单片机的 P1.0 P1.3 相连，P1.4P1.7 分别与 CK，RSO，CSL，R/WL 相连。 2. 发送电路设计 图3 MT8880 发送电路连线图 当MT8880作为发送器时数据总线上D0D3四位二进制码被锁存在发送数据寄存器中 8， 发送的 DTMF 信号频率由 3.58 MHz 的晶振分频产生。分频器首先从基准频率分离出 8 个不 同频率的正弦波，行列计数器根据发送数据寄存器中的数据，以八取二方式分离出一个高 频信号和一个低频信号，经开关电容做 DA 转换，在加法器中合成 DTMF 信号，并从 TONE 端输出，电路图如图 7 所示。应用 MT8880 使 DTMF 信号的收发功能于一体，完成 DTMF 信号 的编码与解码，达到数据传输的目的。 3. 灯光报警电路 由 AT89C51 P0 口的 P0.0P0.3 分别控制 4 个发光二极管, 予以光报警, 如图 8 所示。 P114P117 控制的灯依次为绿色(正常信号灯)、黄色(故障信号灯)、红色(异常信号灯)和红色 (火灾信号灯)。当这些输出端输出低电平时, 对应的信号灯
