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1、摘 要现在，人类已经步入了信息时代，烟雾报警系统已经成为实现家庭设备安全管理的基础。当人们家中发生意外性火灾时，吸入火灾烟雾会导致呼吸道堵塞并引发呼吸衰竭，并且火灾还会造成经济财产损失，危害公共安全。本设计是基于AT89S51单片机的烟雾报警系统，主要由MQ-2敏感元件烟雾传感器、DS18B20温度传感器、A/D转换模块以及由蜂鸣器、LED灯和液晶显示器组成的声光报警系统组成。由MQ-2敏感元件烟雾传感器和DS18B20温度传感器采集外界的温度和气体浓度作为输入信息，经由A/D转换模块将模拟信号转换为数字信号并放大，由AT89S51单片机接受处理转换完的数字信号，对比其数值是否超过所设定的阈值
2、并将浓度通过状态显示模块的LCD屏显示出来，若达到阈值则启动声光报警系统，实现报警。本设计简单易操作，而且制造成本比较低廉，可靠性高，在人们日常生活中能够起到防火的作用，能最大程度的避免人员伤亡以及财产损失。关键词：AT89S51单片机；烟雾传感器；声光报警系统- II -AbstractNow, the human has entered the information age, smoke alarm system has become the basis for the realization of home equipment safety management. When accid
3、ental fires occur in peoples homes, inhalation of fire smoke can cause choking and respiratory failure, and fire can cause economic and property losses, endangering public safety. The design is based on AT89S51 SINGLE-CHIP SMOKE ALARM SYSTEM, mainly by MQ-2 sensor smoke sensor, DS18B20 temperature s
4、ensor, a / D conversion module and by the Buzzer, LED lights and liquid crystal display composed of sound and light alarm system. The smoke sensor MQ-2 and DS18B20 are used to collect the outside temperature and gas concentration as the input information. The analog signal is converted into digital
5、signal and amplified by a / D conversion module, the AT89S51 single chip computer receives the converted digital signal, compares whether the value of the digital signal exceeds the set threshold and displays the concentration through the LCD screen of the state display module, if the threshold valu
6、e is reached, the sound and light alarm system is started to realize the alarm. The design is simple and easy to operate, and the manufacturing cost is relatively low, high reliability, in peoples daily life can play the role of fire prevention, can maximize the avoidance of casualties and property
7、losses.Key Words：At89s51 mcu; smoke sensor; sound and light alarm system目 录摘 要IAbstractII1 引 言11.1论文的选题背景和意义11.2烟雾报警器的研究现状11.3论文的主要研究内容及关键技术22烟雾报警器的设计原理32.1设计思路32.2可行性分析33硬件系统43.1硬件选择43.1.1烟雾传感器的选择43.1.2单片机的选择53.1.3A/D转换芯片的选择63.1.4声光报警元件的选择73.2硬件部分的电路连接83.2.1晶振电路93.2.2复位电路93.2.3烟雾传感器电路103.2.4A/D转换电路
8、103.2.5声光报警电路113.2.6显示电路113.2.7按键电路124软件开发134.1编程环境介绍134.2家用烟雾报警运行总流程134.3主程序设计144.4子程序设计144.4.1声光报警子程序154.4.2A/D转换子程序155调试与分析176结 论20参考文献21附录A总电路图22附录B程序23致 谢34- IV -1 引 言1.1 论文的选题背景和意义火灾是一种由在时间和空间上都失去控制的燃烧而导致的灾害，对人类生命和财产以及社会安全造成重大的威胁。由于火灾而引发的重大安全事故不计其数，因此人类一直也未停止过对它的研究。1近些年来随着人类科技的迅速发展，以及现代化和城市化进程
9、的不断加快，现代人的居住环境和居住条件得到了很大的改善，生活水平也在不断提高。城市化进程飞快，许多高层建筑拔地而起，电气设备和燃气设备使用的越来越多，其中所带来安全隐患也在不断升高。并且为了美观现代建筑中还使用了大量的玻璃和塑料制品，这无疑会对火灾发生时的逃生和救援造成重大困难。2根据不完全的统计表明，70年代时由于火灾所造成人民财产损失平均每年约为2.5亿元，80年代时火灾年平均损失约为3.2 亿元。随着火灾事故的频频发生，人们的防火安全意识也正在觉醒。利用家用烟雾报警可以更好的保护人们自身和财产的安全，并很大程度上减少火灾发生的几率。3从前大量应用于工厂、大型商城的烟雾报警器也逐渐的走入普
10、通家庭的生活中，成为守护人民生命安全的重要组成部分。随着科技的不断发展，越来越多的适应各种工作环境的报警电路在不断的开发和出现以满足人们的需求。1.2 烟雾报警器的研究现状于70年代初期我国开始研发烟雾报警器，并且生产型号逐渐多样化，系统运行较为稳定，其应用领域也从单一的炼油系统扩展到几乎所有危险作业的环境中,生产速率也在不断提高。4并且通过引进国外先进的生产技术和制作工艺，不断进行研究与创新，形成自己的特色。国外自上世纪的30年代开始就着手于研究及发展烟雾传感器，且发展迅速。造成这种现象的原因一方面是因为人们日益增强的安全防火意识，以及对于生活环境安全性和舒适性要求的提高；另一方面是因为国家
11、安全法规影响到了烟雾传感器市场的发展。据统计，从1996年到2002年美国烟雾传感器购买数量的每年平均增长27%-30%。由于烟雾传感器生产水平的不断提高，所制造的产品也日益小型化且集成度不断增大，使得烟雾报警器的体积也逐渐变小，提高了烟雾报警器的便携性和实用性，更加利于市场推广，适用范围也得到了扩张。现如今，传统意义上的老式火灾报警系统已经不能够适用于现代人们所生活的高层建筑中，所以现代人们生活中需要的是能够对火灾检测更加敏感、对火灾报警更加及时、准确度更高、更加智能的的烟雾报警系统。5由于现代科技的不断发展，人们不断地将数字信息通信、自动控制、计算机、传感器及检测等各种先进的技术应用到火灾
12、报警系统中，制造出各种更加智能的家用火灾报警系统。根据过去老式的火灾报警系统中所存在的适用范围小、网络化程度低、智能化程度低、误报漏报状况较多等的问题，现在的火灾报警系统正朝着网络化、智能化、多样化、小型化等方面发展。6其中包括对火灾自动报警系统通过网络进行监控和管理；研制出更加智能和可靠的家用烟雾报警系统，可以自主地采集室内的温度、湿度、烟雾浓度等数据并通过多种先进的技术进行转换并处理。烟雾浓度传感器的检测原理逐渐多样化，包括纳米材料制成气体探测器或离子感烟探测器、光纤线式感温探测技术、火焰自动检测技术等，这些都代表了火灾探测技术发展和开发应用研究的方向。家用烟雾报警系统的安装、使用、维修、
13、管理也十分简单且易操作。1.3 论文的主要研究内容和关键技术本次家用烟雾报警器的设计采用的是以AT89S51单片机为核心并且配备了声光报警模块、烟雾浓度检测模块的多种模块协调运行的更加敏感、更加智能的家用烟雾报警系统设计方案。本家用烟雾报警器设计中所使用的关键技术性元件包括MQ-2半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器、ADC0832数模转换芯片、液晶显示屏等，还有可以对烟雾报警阈值进行设定的按键系统。7目的是能够使本系统能够在烟雾浓度检测时更加准确、及时，数据的处理更快，能够对处于火灾威胁中的人们提供更准确更及时的警示，使人们的日常生活得到保障8- 24 -2 烟雾报警器的设计原理家用烟雾报警器能
14、够采集外界的烟雾浓度，经过数模转换发送给单片机，再通过单片机将检测到的浓度值与气体浓度阈值相比较，判断是否发出警报信号，若需要发出警报则启动声光报警系统，蜂鸣器报警红灯亮，同时还会讲检测到的烟雾浓度值显示在液晶显示屏上。该系统能够满足经济实惠和结构小巧等的设计需求。本设计中的硬件组成部分主要有单片机、烟雾传感器、声光报警模块、A/D转换模块。其主要工作流程为；图2-1 家用烟雾报警器的工作流程2.1 设计思路以AT89S51单片机为基础设计的家用烟雾报警，既可以检测显示室内的烟雾浓度，同时又具有声光报警功能。其主要构成部分有：敏感元件烟雾传感器、A/D转换芯片、单片机、声光报警模块。工作流程：
15、由敏感元件烟雾传感器MQ-2采集外界的烟雾浓度信息作为输入信号，然后经过A/D转换芯片将采集到的模拟信号转换为单片机可以识别的数字信号，若输入值与A/D转换器的输入电平不匹配时还需要并通过放大器放大。单片机接受并处理经过A/D转换后的数字信号，对比数字是否超过所设定的烟雾浓度阈值并将得到的数值通过液晶显示屏显示出来，若达到阈值则启动蜂鸣器和LED灯进行报警，由此实现整个报警流程。2.2 可行性分析普通家庭住宅中安全隐患很大，发生火灾后，火势蔓延十分迅速。想要单纯的依靠消防队来救援是不现实的，重在预防和预警。而家用烟雾报警器能通过检测空气中的烟雾浓度来判断是否发出报警信号，在日常的家庭消防中起到
16、了关键作用。且该报警器运行稳定、体积较小、制造成本低廉。3 硬件系统3.1 硬件选择3.1.1烟雾传感器的选择本次家用烟雾报警系统设计中使用的烟雾传感器是MQ-2敏感元件烟雾传感器，这款烟雾传感器所使用的气敏检测材料是二氧化锡(SnO2)，这种材料的特点是在清洁空气中电导率比较低的。当室内发生火灾危险时，传感器处于可燃性气体组成的的浓烟中，烟雾传感器中二氧化锡的电导率能够随着空气中可燃气体浓度的增加而变大，然后通过烟雾传感器中的电路将电导率的变化数据通过AD转换芯片输出给单片机。此外MQ-2烟雾传感器对液化气、丙烷、氢气等可燃性气体的灵敏度十分理想，抗干扰性良好，可准确排除多种干扰信息，如有刺
17、激性气味但不可燃的气体等。MQ-2烟雾传感器可以检测的可燃性气体种类比较多，并且具有灵敏度高和使用寿命长的优点，是一款适用于多种烟雾环境且性价比高的烟雾传感器。规格产品型号MQ-2产品类型半导体气敏元件适用气体可燃性气体、烟雾检测浓度300-10000ppm灵敏度R（in air）/R（in typical gas）5响应时间10s恢复时间30s加热电阻313加热电流180mA加热电压5.0V0.2V加热功率900mW测量电压24V工作条件环境温度：-20+55 湿度：95%RH 环境含氧量：21%寿命十年MQ-2烟雾传感器的工作原理：由于MQ-2敏感元件烟雾传感器中的气敏材料是属于表面离子式
18、N型半导体的二氧化锡。当处于200-300的环境中时，二氧化锡将会吸附漂浮在空气中的氧，即氧的负离子吸附，这种现象能够减少半导体的电子密度，以此来达到增加电阻值的效果。当该烟雾传感器处于由火灾发出的烟雾环境中时，若晶粒之间的接触势垒收到烟雾的变化而变化，就会引起二氧化锡表面导电率的变化。利用这一特性就可以获得火灾发生时烟雾的浓度信息，火灾导致的烟雾浓度越大，二氧化锡的导电率就会越大，输出电阻随之降低，输出的信号就越大。3.1.2单片机的选择单片机整个是烟雾报警系统中的最核心部件之一，它既要用来控制A/D转换芯片的运行和处理传感器收集到的信息，又要用来开启声光报警电路和液晶显示电路。选择的单片机
19、既要有低价格、轻机型的特点，又要满足精准度高、耐用性和抗干扰能力强的要求。综上所述，选用了AT89S51单片机作为本次家用烟雾报警器的设计中的适用单片机。AT89S51单片机是由美国的ATMEL公司研制的片内带有Flash存储器的AT89S5x系列单片机中的一种。9与AT89C5x系列相比，该系列在时钟频率和运算速度上有了很大的提高。此类单片机的片内结构包括：8位的CPU、4个8位可编程并行I/O口、4KB的flash ROM、128B的RAM、1个通用全双工的异步收发串行口、2个可编程的16位定时器/计数器和具有5个中断源、5个中断向量的中断系统，还有特殊功能寄存器26个、程序加密锁定位3个
20、、看门狗定时器1个。10AT89S51单片机的引脚分布如下图所示（注：由于Proteus 8中没有AT89S51单片机，因此本次设计中一律用AT89C51单片机来替代），其引脚的具体功能分别为：P0口为漏极开路的双向I/O口，当扩展外部存储器及I/O接口芯片时，P0口是低8位的地址总线以及数据总线的分时复用端口；P1、P2、P3口均为准双向的I/O端口，并且内部拥有上拉电阻，其中P1口可完全提供给用户使用；RST端是复位信号的输入端，只有在高电平时有效；EA为1时，若片内PC值不超过0FFFH单片机读取片内4KB程序存储器的程序代码，若PC值超过0FFFH则读取片外60KB程序存储器的程序；A
21、LE为CPU访问外部的程序、数据存储器时提供低8位的地址锁存信号，可将由P0口所发出的低8位的地址锁存在片外的地址锁存器中；片外程序存储器的读选通信号有PSEN端接收，并且只有在低电平时有效；XTAL1端和XTAL2端分别是片内放大器的输入端和输出端，其中XTAL1还是外部时钟发生器的输入端，当连接外部时钟源时，外部的时钟振荡器的信号输入XTAL1端时，XTAL2端处于悬空状态。图3-1 单片机引脚图3.1.3A/D转换芯片的选择本设计中使用的A/D转换器为ADC0832，是由美国国家半导体公司设计生产的一款双通道、8位分辨率的芯片。其主要特点有：输入电平与输出电平兼容于TTL/CMOS；功耗
22、一般为15mW；工作频率为250KHZ，转换时间为32S;时输入电压在05V之间时电源电压为5V；8P、14PDIP、PICC多种封装；工业级芯片温宽为-40to+85，商用级芯片温宽为0to+70。由图3-1-3，ADC0832共有8个引脚，其具体功能如下：CS为片选使能，并且只能在低电平条件下有效；CH0和CH1分别为模拟输入通道0和1，当差分输入时均可作为IN+或者IN-使用；GND引脚接地；DI和DO分别为数据信号输入和输出引脚，其功能分别为选择通道控制和转换数据输出；CLK引脚接收芯片的时钟信号；VCC引脚接电源输入以及参考电压输入（复用）。图3-2 ADC0832的引脚 ADC08
23、32的工作原理：当ADC0832没有运行时CS端为高电平。当ADC0832开始运行时，首先会将CS端至于低电平并一直保持至转换结束。处理器会向芯片的CLK端提供时钟脉冲，DI端将进行数据信号的选择，在第一个时钟脉冲到来前DI端将处于高电平以表示ADC0832的启动，在第2、3个时钟脉冲到来以前，DI端口应该输入2位数据用于选择通道功能。CH0、CH1为1、0时，仅可对CH0进行单通道转换；CH0、CH1为1、1时，仅可对CH1进行单通道转换；CH0、CH1为0、0时，将IN+为CH0、IN-为CH1进行输入；CH0、CH1为0、1时，将IN-为CH0、IN+为CH1进行输入。第三个时钟脉冲来到
24、后，DI端口将失去输入电平的功能，DO端将进行转换数据的读取。从第四个时钟脉冲起，转换数据的最高位D7将由DO端口输出，直到最低数据位从第十一个时钟脉冲发出时，一个字节的输出完成。到第19个时钟脉冲输出后一次AD转换完成。3.1.4声光报警元件的选择声光报警模块使用LED灯和BUZZER蜂鸣器，以及LCD1602液晶显示屏。其中蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器两种，有源蜂鸣器内部带有震荡源，只要接通电源就能够发出声音，而无源蜂鸣器内部没有震荡源，只有当接入有波形的电压时才能发声。本设计中使用的是无源的BUZZER蜂鸣器，其优点在于造价便宜、声音频率可控以及在特定情况下可以与LED共用一个控制口
25、。所使用的LCD1602液晶显示屏优点包括：重量轻、体积小、易安置，是通过电极来控制液晶分子状态的显示设备，比传统的显示器要轻得多；显示质量较高并且不会闪烁，因为该显示器上的每一个点在接收到信号后都会保持恒定的亮度和色彩；低功耗，该显示器运行时电量主要消耗在驱动和电极上。3.2硬件部分的电路连接本论文烟雾报警器设计中选用的单片机为AT89S51（因Proteus8中没有AT89S51单片机的原件，故在电路设计和仿真中用与其在指令系统、引脚以及功能方面基本相似的AT89C51单片机来代替）。与AT89C51一样，此类单片机工作稳定、操作简单且性价比高，较适合与初学者使用。单片机最小系统是单片机工
26、作的核心部分，其中包括主要单片机、晶振电路、复位电路等。图3-3 单片机最小系统图3.2.1晶振电路如下图所示，单片机的晶振电路连接在单片机的XTAL1和XTAL2引脚上，该电路中包含了两个30pF的电容和一个12MHz的晶振，其中晶振X1与18/19引脚并联，电容C1和C2分别与18/19引脚串联，另一端共同接地。图3-4 晶振电路图3.2.2复位电路复位电路与9号引脚RST相连，此电路中包括一个10F的电解电容、一个10K的电阻与一个复位按钮，连接方式则是电解电容C3与复位按钮并联后一端接电源，另一端与电阻R1一同接RST引脚，电阻R1另一端接电源地。除此之外，单片机最小系统中的其他引脚E
27、A、ALE、PSEN，其中EA接电源正极5V，表示只有单片机的内部存储器被调用，ALE引脚和PSEN引脚则因为不用而悬空。在上电过程中，单片机需要保持在复位的状态，从而避免在上电这个不稳定的过程中执行程序进而产生误动作甚至损坏电路。等到电源稳定拉高以后、经过一小段延迟时间，RST管脚的电平就开始逐步下降，直到低于判定门限后、单片机解除复位状态、可以开始正常运行程序。图3-5 复位电路图3.2.3烟雾传感器电路由于在Proteus 8的元件库没有MQ-2敏感元件烟雾传感器这一元件，并且MQ-2烟雾传感器是电压型输出的，所以在仿真时使用总电阻为1K的可调电位器POTHG来代替，并将其连接在AD转换
28、器的CH0引脚上。a b图3-6 烟雾传感器电路与仿真中所使用的元件3.2.4A/D转换电路如下图所示，将可调电位器POTHG的滑动端接于ADC0832芯片的CH0口，其他引脚的连接方式为：CS口接在单片机的P1.3接口，用于控制芯片的开启和关闭；VCC口接电源；CLK接单片机的P1.0，用于接收时钟脉冲信号；由于DI口和DO口在通信时不会同时有效，并且与单片机的接口都为双向，所以在使用时将DI口和DO口并联然后接在单片机的P1.1口上；CH1口和GND口虚空即可。当模拟烟雾浓度变化时只需要滑动可调电位器上的滑片。图3-7 A/D转换电路 3.2.5声光报警电路如下图所示，声光报警电路中主要包
29、括一个PNP型三极管、一个LED-RED灯、一个BUZZER蜂鸣器与两个分别为1K和100的电阻。其中由三极管的基极过1K电阻与单片机的P2.0相连，发射极连接电源，集电极与BUZZER蜂鸣器连接后接地，蜂鸣器并联在LED-RED和一个100电阻上。在工作时由于PNP型三极管导通需要在基极加低电平，所以在基极上加了一个上拉电阻。当检测到外界烟雾浓度超过阈值时，单片机的P3.3口向三极管基极发送低电平信号，三极管的发射极到集电极导通，使蜂鸣器发声和LED灯发红光。图3-8 声光报警电路3.2.6显示电路该显示电路主要由LCD1602液晶和RESPACK-8排阻组成的显示电路。液晶与单片机以及排阻
30、的连接方式如下图所示，LCD的数据/命令选择端RS接单片机的P1.2引脚，使能信号端E接单片机的P1.4引脚，读写选择端RW接电源地。液晶的D0D7引脚以及排阻的29号引脚依次与单片机的P0.0P0.7号引脚相连。因为一般51单片机P0口的内部没有上拉电阻，因此连接LCD液晶时不能输出高电平，无法使液晶正常工作，所以需要接一个排阻并把排阻的公共端及1号端口接VCC，从而达到上拉使液晶正常工作。图3-9 LCD1602连接方式3.2.7按键电路如下图所示，控制电路主要由两个按键组成，分别是加键按钮和减键按钮，连接方式则是加、减两个按键分别接在单片机的P1.5、P3.3两个端口上，另一侧分别接地连
31、接地。两个按键对应的功能分别是加、减。使用时由LCD液晶的第一行显示当前的烟雾浓度值，第二行显示设置的报警浓度，通过按加键和减键来调节预设值。 图3-11 按键电路4 软件开发4.1 编程环境介绍KeilC51是由Keil Software公司开发的可用于多种51系列单片机开发的编程软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（Vision）将这些部分组合在一起，是C语言、汇编语言等多种编程语言的集成开发平台。11而本次设计中使用的Keil Vision3，与之前的版本相比增加了源代码、功能导航器、模板编辑以及改进的搜索功能，除
32、此之外Vision3还提供了配置向导功能，能够加速启动代码和配置文件的生成。本次烟雾报警器设计的软件编程使用的编程语言为C语言，因为C语言的描述由函数组成，是一种结构化的程序设计语言，所以更容易实现模块化，而且具有可读性好，易于移植等优点，同时还具有和汇编语言一样的位操作功能的硬件操控指令。4.2 家用烟雾报警器运行总流程本设计中采用的是模块化的程序设计方法，这样有利于系统的维护和程序功能的扩充，其中系统中各个模块的功能都是通过调用子程序来实现的。本设计说是用的程序有：主程序、烟雾浓度采集子程序、温度采集子程序、声光报警子程序、LCD液晶显示子程序、AD转换子程序以及按键子程序等。其主要报警流
33、程如下图所示，启动程序后首先要对系统进行初始化，然后由烟雾浓度传感器和温度传感器采集外界信息，其中烟雾浓度传感器的信息需要经过AD转换模块的处理，对数据进行处理分析后由液晶显示模块显示出来，并判断其数值是否超过所设定的阈值，若超过则启动声光报警子程序，没有则返回继续信息采集。图4-1 家用烟雾报警器设计总流程4.3 主程序设计主程序在运行时首先依次对延时函数、时钟、按键模块、烟雾传感器、声光报警模块进行初始化，初始化完成后开始执行程序的运行，通过按键模块调节和烟雾传感器的检测，最后启动声光报警模块，完成家用烟雾报警检测总流程，具体流程如下图所示。图4-2 主程序流程4.4 子程序设计在总程序设
34、计中由于需要编写的程序比较复杂，需要将有不同功能的模块独立出来用相同的格式编写成子程序，这样能够提供程序的总体运行和编写效率。当需要某功能时可以通过子程序调用来运行相应的子程序，运行完成后可跳回主程序继续往下执行。4.4.1 声光报警子程序本部分是整个报警系统设计中比较重要的一部分，是启动报警功能的最重要组成。如下图所示，首先程序开始运行，系统初始化传感器进入预备工作状态。通过按键模块设定好报警阈值后，由烟雾传感器采集室内烟雾浓度信息，经过A/D转化模块送单片机进行数据分析，当检测到的室内烟雾浓度超过安全值时，就会自动启动声光报警子程序。单片机的IO就会向声光报警电路发出低电平信号，由于PNP
35、型三极管属于基极低电平导通，所以向该电路发送低电平可以启动蜂鸣器和LED灯。蜂鸣器会发出警报声并且LED红灯会发光，起到警示人们的作用。若没有超过所设置的浓度阈值则继续采集室内的烟雾浓度信息。图4-3声光报警运行流程4.4.2 A/D转换子程序A/D转换模块在整个家用烟雾报警器设计中占有举足轻重的作用，其核心功能就是对烟雾传感器采集到的信息进行数据转换。程序的主要运行流程如下图所示，首先启动该程序进行初始化，然后设置模拟输入口启动A/D转换芯片。将由烟雾报警器输入的模拟信号转换成数字信号，检查是否转换完成，没有则继续转换，若转换完成就将转换完成的数据发送给单片机。图4-4 A/D转换流程5 调
36、试与分析调试主要包括硬件电路的调试和软件部分的调试，就是在Proteus下进行仿真，然后测试运行成果是否能达到预测，之后对测试中遇到的问题进行分析。第一步硬件电路的建立：首先打开Proteus软件，点击“文件”，然后在下拉菜单中点击“新建工程”，进入“新建工程导向”界面，在该界面中键入工程名称为“烟雾报警器”，然后点击路径后面的“浏览”，选择桌面并对新建文件夹进行命名为“毕业设计”，点击“选择文件夹”。退回到“新建工程导向”界面点击“下一步”，选择原理图纸张大小后点击“下一步”。依次点击“下一步”直至“新建工程导向：总结”页面，选择“原理图”后点击“完成”。进入“原理图绘制”界面，在模型选择工
37、具栏里分别通过“元件模式”、“结点模式”以及“终端模式”等来选择本设计中需要的各种元件，主要方式是点击“挑选元件按钮”和查看Proteus与元件名称中英对照表来选择需要的元件。按照前面的硬件电路设计图将各个电路及元件连接起来。第二步软件的编程：首先打开KEIL软件，点击“工程”菜单，选择“新建工程”在“Create New Project”界面中选择保存路径为“毕业设计”文件夹，命名为“毕业设计”，点击“保存”。在接下来出现的对话框中打开“ATMEL”选择“AT89C51”，单击“确定”，在是否把启动文件加进项目中点否。之后在工程窗口中右击“Target 1”选择“Options for Ta
38、rget Target 1”，在出现的对话框中点击“输出”，勾选“创建HEX文件”点击确定。之后在菜单栏依次点击“文件”、“新建”，然后点击保存，路径为“毕业设计”，文件名称后加扩展名“.c”。之后在工程窗口中右击“Source Group 1”选择“Add Files to Group Source Group 1”，在里面选择新建的文件“Text1.c”，选择文件类型为.c，关闭此界面后开始编写程序。程序编写完成后点击工具栏中的“Build Target”按钮，即可生成hex文件。第三步开始仿真：重新打开“烟雾报警器”的Proteus文件，双击AT89C51单片机，在“Program Fi
39、le”中找到“毕业设计.hex”文件，打开后点击确定。最后点击界面左下角的“运行仿真”按钮，开始仿真。首先设置烟雾报警阈值，通过加键和减键将报警时的烟雾浓度调至80，操作结果如下图所示。图5-1然后通过可调电位器数值将调至80以下，用于模拟没有火灾发生时的状况。由于当前烟雾浓度值并没有超过刚才设定的阈值，所以目前声光报警电路中的LED灯并没有发光。图5-2通过调节电位器将烟雾浓度调至80以上，即已超过之前所设的烟雾浓度报警阈值，用以模拟火灾发生时的状况，得到的结果如下图所示。当液晶显示屏所显示的烟雾浓度超过设定的阈值80时，声光报警模块中的LED红灯发光。图5-3由此可以验证得到，该家用烟雾报
40、警器的设计基本成功。先通过按键模块设置好需要报警的烟雾浓度阈值，当烟雾传感检测到室内的烟雾浓度超过所设定的阈值时均可启动声光报警电路，使LED红灯发光、蜂鸣器发声，并且通过液晶显示屏将当前的烟雾浓度值显示出来，从而起到警示人的作用，能有效地预防火灾，保护人们的生命和财产安全。6 结 论本次毕业设计所完成的是基于AT89S51单片机的家用烟雾报警系统，该系统所使用的主要元件包括ADC0832数模转换芯片、MQ-2敏感元件烟雾传感器、由LED-RED和BUZZER蜂鸣器组成的声光报警模块以及LCD液晶显示屏等。通过按键电路可设置烟雾浓度的报警阈值，当烟雾传感器检测到由室内火灾释放的烟雾时，将其浓度
41、信息采集后通过ADC0832芯片处理再到发送到单片机进行分析，并且通过液晶显示屏将当前检测到的烟雾浓度显示出来。当检测到浓度超过设定的阈值时，蜂鸣器会发出报警声同时LED-RED灯也会发光。同时连接于单片机上的复位电路可以在单片机系统运行中，当遇到干扰而导致程序跑飞时，通过按下复位按钮程序就会重新开始执行。本系统的按键还具有连加和连减的功能，可以随意调节烟雾浓度报警阈值，便于操作。经过运行与调试，本系统能够做到及时准确的检测室内的烟雾浓度信息，程序运行也基本稳定，并且造价相对低廉、电路连接比较简单，比较适合应用于普通家庭中。参考文献样式：b标题 不编号1 谢维成,杨加国.单片机原理与应用及C5
42、1程序设计（第3版）M.北京:清华大学出版社,20142 张伯威.新型火灾报警控制系统的设计与实现D.广东工业大学，2011.3 SHEN Li-min,LIU Dong-xiang. Design of Smart Home Control System Based on GSM Networks J. Sensor World,2011,17(1) :32-36.4 温译斌. 国内外火灾自动报警技术的发展及前景J.消防技术与产品信息，2012.5 阮颐,王甲,阮景.烟雾报警器的市场应用综述J.集成电路应用,2018-10-16 11:216 吴列宏,杨威,孟亚洁.国内外智能家居市场发展现状浅析J.现代电信科技, 2014(12)7 胡喻杰,杨龙成.基于单片机的家庭烟雾报警系统J.电子技术与软件工程, 2019-11-26 17:298 谭淑梅.基于单片机的烟雾报警系统的设计与实现J. 大庆师范学院学报, 2018-11-109 张毅刚.单片机原理及应用M.高等教育出版社,201210 王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术M.北京航空航天大学出版社,200411 孙凌燕，黄允千.Proteus与Keil软件的整合在单片机实验开发中的应用J.实验室研究与探索,2008-04-15附录A 总电路图附录B 程序致 谢- 39 -