1、 5151 单片机单片机火灾报警系统火灾报警系统课程方案设计课程方案设计 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
2、、操作维护方便、成本低廉等, 具有广阔的应 用前景。 一、整体电路图一、整体电路图 二、系统结构图二、系统结构图 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
3、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、三、火灾报警系统硬件设计火灾报警系统硬件设计 3.1 系统核心芯片选择系统核心芯片选择 3.1.1 传感器介绍 3.1.1.1 AD590 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 Analog Devices 公司生产的一种电流型二端温度传感器。电
4、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 1A/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 1k 的电阻 R 和一个 100 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 10 mV/K。 图 3-1 AD590 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 T I 变化 1A，相
5、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 710M； 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。 3.1.1.2 TGS202 气体传感器气体传感器 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
6、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。 图图 3-2 TGS202 应用电路图应用电路图 3.1.2 ISD1420 语音芯片语音芯片 3.1.2.1 ISD1420 引脚引脚 图 3 -3 ISD1420 引脚 3.1.2.2 ISD1420 各引脚及其功能介绍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
