單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u18642單片機(jī)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)案例 1251031.1主程序設(shè)計(jì) 1252461.1.1設(shè)計(jì)要求 1105091.1.2主程序流程 1139801.1.3主程序初始化流程 2327191.2火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)子程序 3208031.2.1數(shù)字濾波設(shè)計(jì)程序 335031.2.2報(bào)警程序 3241301.2.3控制按鍵設(shè)計(jì)程序 4211071.2.4檢測(cè)程序 5主程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求首先要給傳感器預(yù)熱三分鐘，因?yàn)镸Q-2型半導(dǎo)體電阻式煙霧傳感器在不通電存放一段時(shí)間后，再次通電時(shí)，傳感器不能立即正常采集煙霧信息，需要一段時(shí)間預(yù)熱。程序初始化結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)。本論文的主程序設(shè)計(jì)先對(duì)傳感器預(yù)熱三分鐘，預(yù)熱同時(shí)，對(duì)傳感器加熱絲故障檢測(cè)，采用軟件方式檢測(cè)傳感器加熱絲，電纜線是否斷線或者接觸不良。AT89S52單片機(jī)對(duì)傳感器檢測(cè)的煙霧濃度信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、平均值法濾波、線性化處理后，將濃度值與報(bào)警限設(shè)定值相比較，判斷是否報(bào)警。同時(shí)送入段式液晶顯示煙霧濃度值。主程序還包括狀態(tài)指示燈及按鍵功能設(shè)置，中斷子程序等，使報(bào)警器功能更加完善，給用戶帶來便利。主程序流程主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1主程序流程圖主程序初始化流程主程序初始化流程圖如圖4-2所示。給傳感器預(yù)熱后，程序開始執(zhí)行初始化子程序，這部分實(shí)現(xiàn)的功能包括各種I/O口輸入輸出狀態(tài)的設(shè)定、寄存器初始化、中斷使能等。首先設(shè)定定時(shí)初值50ms，利用IAP寫入EEPROM，作為取值間隔。然后設(shè)置定時(shí)器0，選擇方式1。方式1狀態(tài)下定時(shí)器的工作寄存器TH1、TL1是全16位參與操作。接下來定時(shí)器0中斷允許位置1，打開定時(shí)器0，關(guān)閉蜂鳴器，開啟綠燈，設(shè)置報(bào)警限初值。圖4-2主程序初始化流程圖火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)子程序數(shù)字濾波設(shè)計(jì)程序在煙霧傳感器對(duì)煙霧濃度采樣時(shí)，可能會(huì)遇到尖脈沖干擾的現(xiàn)象。干擾通常只影響個(gè)別采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)與其他采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)相差比較大。如果采用一般的平均值法，則干擾將“平均”到計(jì)算結(jié)果上去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的煙霧濃度采樣值的偏差。為此，可采取中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法），先對(duì)N個(gè)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，去掉其中的最大值和最小值，然后計(jì)算余下的N-2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。這種方法既可濾去脈沖干擾又可濾去小的隨機(jī)干擾。保證報(bào)警器檢測(cè)煙霧濃度的準(zhǔn)確性，減小誤報(bào)、錯(cuò)報(bào)的可能。在實(shí)際應(yīng)用中，N可取任意值，但為了加快測(cè)量計(jì)算速度，本論文數(shù)字濾波的設(shè)計(jì)中N取10。即調(diào)用A/D連續(xù)進(jìn)行10次采樣，去掉其中的最大值和最小值，計(jì)算其余8個(gè)值的平均值，將這個(gè)平均值送入寄存器。中位值平均濾波法的程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3中位值平均濾波法程序流程圖報(bào)警程序當(dāng)煙霧濃度超過報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器發(fā)出一種近似警笛的鳴叫聲，對(duì)應(yīng)通道的紅燈閃亮，以提示操作人員采取安全對(duì)策或自動(dòng)控制相關(guān)安全裝置，從而保障生產(chǎn)安全，避免火災(zāi)和爆炸事故的發(fā)生。為防止誤報(bào)，在程序設(shè)計(jì)上，對(duì)煙霧濃度進(jìn)行快速重復(fù)檢測(cè)和延時(shí)報(bào)警，以區(qū)別出是管道中煙霧的泄漏，還是由于暫短打開閥門產(chǎn)生的可燃煙霧的微量散失，防止誤報(bào)。報(bào)警子程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4報(bào)警子程序流程圖控制按鍵設(shè)計(jì)程序本報(bào)警器設(shè)計(jì)附加一個(gè)按鍵，功能分別為：確定（消音）。按鍵處理子程序流程圖如圖4-5所示。圖4-5鍵盤處理子程序檢測(cè)程序（1）霧檢測(cè)報(bào)警器的工作原理本論文中的煙霧檢測(cè)報(bào)警器以AT89S52單片機(jī)為控制核心，采用MQ-2型電阻式半導(dǎo)體傳感器采集煙霧信息。首先，煙霧傳感器經(jīng)過AD0832進(jìn)行轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入單片機(jī)，溫度通過DS18B20進(jìn)行采集，用數(shù)碼管顯示溫度和煙霧濃度的級(jí)別，溫度報(bào)警的上下限值可以通過三個(gè)按鈕來設(shè)置，另外，還設(shè)置一個(gè)緊急呼叫按鈕，可以通過按此按鈕來緊急報(bào)警，也可以設(shè)置為無人狀態(tài)，用煙霧和溫度自動(dòng)報(bào)警。（2）霧檢測(cè)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)為適應(yīng)家庭和工業(yè)等場(chǎng)所對(duì)可燃性易爆煙霧安全性要求，設(shè)計(jì)的可燃性煙霧報(bào)警儀應(yīng)不僅能在較寬的溫度范圍工作，而且應(yīng)具有顯示可燃煙霧濃度其目標(biāo)是在傳統(tǒng)的煙霧報(bào)警儀的基礎(chǔ)上，盡量提高準(zhǔn)確性，降低成本，縮小體積。報(bào)警器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖4-6所示，系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，配合外圍電路共同完成信號(hào)采集、濃度顯示、狀態(tài)顯示、聲音及閃爍報(bào)警、按鍵輸入等功能。報(bào)警器采用巡檢的工作方式，進(jìn)行兩級(jí)報(bào)警值設(shè)定，并發(fā)出不同的光、聲信號(hào)。系統(tǒng)應(yīng)采用高性能的單片機(jī)，要求工作穩(wěn)定、測(cè)量精度高、通用性強(qiáng)、功耗低，保證報(bào)警器的精確性及可靠性，而且最好體積小，成本低，有利于減少報(bào)警器的體積，降低報(bào)警器的成本。圖4-6可燃性氣體檢測(cè)報(bào)警器結(jié)構(gòu)框圖煙霧檢測(cè)報(bào)警器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）傳感器類型：半導(dǎo)體電阻式（2）檢測(cè)范圍：0-100%LEL（3）報(bào)警準(zhǔn)確度:：±5%LEL（4）報(bào)警點(diǎn)設(shè)置：達(dá)到20%LEL開始報(bào)警（5）報(bào)警器工作方式：現(xiàn)場(chǎng)固定安裝，自然擴(kuò)散進(jìn)行采樣，長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)行（6）工作環(huán)境溫度：檢測(cè)器-50°C-50°C；報(bào)警器0°C-500°C（7）工作環(huán)境濕度：≤85%RH（8）報(bào)警方式：煙霧泄漏聲光報(bào)警、自診斷故障報(bào)警（9）指示方式：數(shù)字顯示，可顯示被測(cè)煙霧LEL%及設(shè)定報(bào)警限值（1