基于单片机火灾自动报警系统设计

摘　要：随着我国经济建设的发展，各种现代化楼字对火灾报警和自动灭火系统提出了更高的要求。本文基于单片机设计的火灾自动报警系统，价格低廉，性能可靠，可以有效的减少火灾损失、保护生命财产。本文根据系统的需要，采用模块化思想，设计了软件流程图，编写了传感器初始化、温度信号采集、温度信号分析、火灾报警和断路报警等程序，并调试成功。本系统可以在意外火灾发生的情况下及时报警，具有精确度高、灵敏度、适用范围广等优点，特别适合在工业与民用建筑方面使用。

关键词：AT89C52；温度传感器；火灾自动报警
引言
　　随着社会经济的发展，建筑物、构筑物应用材料的多样性，各类工业和科学技术的发展，易燃材料增多，加之人们生活环境和生活方式的变革，火灾的危险性日益增加，火灾次数、火灾造成的人员伤亡和经济损失逐渐增多。
　　设置功能完善的消防设施，对保障人民生命财产的安全就变得极为重要。本文基于单片机控制设计的火灾自动报警器电气连接简单，工程调试方便，价格低廉，性能可靠。
　　基于AT89C51单片机的火灾自动监控报警系统设计是以单片机AT89C51为主控制器，通过CAN总线组建的通信网络进行数据传送的火灾自动监控报警系统。现场总线接口卡由CAN总线控制器SJA1000，总线驱动器PCA82C250组成，系统上位机通信主要由CAN-RS232通信接口组成。RS232适配卡由转换芯片MAX232搭建，MAX232是AXIM公司生产的一种双组驱动/接收器芯片，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源即可。信号采集控制节点部分主要有温度传感器DS18B20和离子式烟雾探测器实现系统的数据采集，节点控制器选择ATM公司生产的单片机AT89C51。节点控制器可以通过单线驱动温度传感器和烟雾传感器，形成复合式信号采集控制系统。
1、系统硬件结构
本设计火灾报警器温控系统主要采用单片机作为控制核心，温度传感器通过对现场探测器的实时检测，来控制消防减灾设备和灭火设备。当温度达到一定数值时实现火灾自动检测，实现蜂鸣报警和自动启动喷淋功能。
2、关键硬件设计
　　1）单片机的选择
　　本次设计选择AT89C52单片机作为控制核心。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
　　AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
　　2）温度传感器的选择
　　铂电阻温度传感器，因其测量范围大，复现性好，稳定性强等特点而被广泛使用。本文选用的PT100，电阻温度系数为3.9×10－3／℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区（-200℃～650℃）最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计。
　　3）AD转换器的选择
　　ICL7135是采用CMOS工艺制作的单片4?1/2位A/D转换器，只要附加译码器，数显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。ICL7135是采用CMOS工艺制作高精度A/D转换芯片。是一种四位半的双积分A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。具有精度高（精度相当于14位二进制数），价格低廉，抗干扰能力强等优点。
3、程序设计
　　系统的主程序主要完成AT89C52单片机系统的初始化、设置系统时钟和中断字，调用各个处理子程序，然后转入相应的服务程序，完成不同的功能，如数据的采集与处理，如图3.1所示。

      图3.1 程序流程图
3.1定时与中断系统
　　单片机应用于检测、控制及智能仪器等领域时，常需要实时时钟来实现定时或延时控制，也常需要计数器对外界事件进行计数。AT89C52内部的两个定时器/计数器可以实现这些功能。中断系统是单片机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理往往采用中断系统，单片机与外围设备间传送数据常采用中断方式。中断系统的应用使单片机的功能更强，效率更高，使用更加方便灵活。
3.2中断处理程序结构
　　中断处理就是执行中断服务程序。中断服务程序从中断入口地址开始执行，到返回指令“RETI”为止，一般包括两部分内容，一是保护现场，二是完成中断源请求的服务。通常，主程序和中断服务程序都会用到累加器A、状态寄存器PSW及其它一些寄存器，当CPU进入中断服务程序用到上述寄存器时，会破坏原来存储在寄存器中的内容，一旦中断返回，将会导致主程序的混乱，因此，在进入中断服务程序后，一般要先保护现场，然后，执行中断处理程序，在中断返回之前再恢复现场。
参考文献：
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[2]张毅刚，彭喜元，姜守达，乔立岩．新编MCS-51系列单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社，2003.6
[3]杨中华，汪蕙，刘润生.模拟集成电路的自动综合方法[M].科学出版，1999