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1、DOI:10.16661/ki.1672-3791.2009.34.051 工 程 技 术 科技资讯 基于单片机的消防火灾自动报警器设计与实现 张 冠 男 （山东省莱芜市新汶矿业职工大学机电系 山东莱芜 ） 摘 要：本文介绍了基于单片机的消防火灾自动报警器的设计，讨论了它从软件上实现的过程，重点在硬件的设计上，比如：按照要实现的 功能选单片机及各个芯片，还有这些芯片的连接。在文章的最后，给出了巡检程序、转换子程序、键盘显示程序及输入中断子程序的源 程序。自动灭火器的单片机控制系统的出现可以有效的防止火灾的发生，避免国家财产和人民的生命受到威胁。 关键词：单片机 键盘 数码管显示器 火灾自动报警
2、器 巡检系统 中断 中图分类号： 文献标识码： 文章编号：（）（） 火灾 自动 报警 系统 ,作为 智能 建筑 中 ( 3) 软件设 计 :在火 警巡检 的数 据处理 过地址译码芯片接收并传递到 CPU 进行分 的 一个重 要子系 统 ,其重 要性是 众所周 知 中 ,有 大 量的 数 据要 计 算。同 样 ,在 A /D 转 析。 的。要在智能建 筑中创造一 个安全舒适 的 换过程 也有大量 的数据要求 及时处理 。所 环境 ,消防安全是其中的一个重要的 方面。 以采用高级语言无疑会在编程上更加容易 软件设计流程图 火灾自动报警系 统 ,作为火灾的先 期预报、 和方 便。本软件 设计采 用
3、PL /M96 语言 。 在 火警 巡检 的数 据处 理中 ,有大 量的 火灾的及时扑 灭、保障人身和财产安全 ,起 数据要计 算。同样 ,在 A /D 转换过 程也有大 到了不 可替代的作用。 火灾自动报 警器系统的组成 量的数据 要求及时处 理。所以采 用高级语 火灾 自动 报警 系统 组成 ,一般 包括触 言无疑会 在编程上更 加容易和方 便。本软 本课题研究的技术关键 发器件、火灾报警装置、火灾警报装置和电 件设 计采 用 PL /M96 语 言。 (1) 火灾 自动报 警系 统组成 ,一 般包 括 源四部分。复杂系统还包括消防控制设备。 根 据具 体任 务的 需要 ,消防 报警 的任
4、 触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置和 消 防火灾自动报警器是一个单片机设 务是 及时 地采 集 到各 传感 器探 测器 的数 电源 四部分。复 杂系统还包 括消防控制 设 计的 大型 综合系 统 ,所有设 计要 求是根 据 据。所以软 件总体的设 计思想是以 巡检程 备 。 国家相关部门的消防火灾自动报警器规范 序为主 ,程 序始 终在巡 检程序 的循环 中进 (2) 显示器 件 :采用 数码 管显示 器作 为 而制定。同时 ,因为消防火灾自动报警器工 行。 显示 器件。由 于键盘和 显示的 LE D 以及 数 作环境 比较差 ,所以在进 行设计时 ,还要进 在 巡检循环 中 ,以发一 组
5、地址 码 ,并收 码 管的 数目 较多 ,因此 CPU 必 须要外 接扩 行抗干扰和 稳定性的考虑。 回数据 ,处理完 数据为一个 循环 ,以 发一个 展接 口。这里选择 键盘显示管理 芯片 8279 本 文所设计的消防火灾自动报警器的 地 址码 ,并 收 回数 据 ,处 理数 据 为 一个 周 管理 键盘显示部分。 功能 包括火 灾报 警探测 器巡检 系统 ,键 盘 期 ,这个周 期的时间为几毫秒到几十毫秒。 操作 ,几 个 L ED 以及 数码 管显示 的火 警故 由于在这一周期里的主要时间是由编译码 障显 示系统。 芯片占用 ,所以 CPU 完全还有时 间进行 A/D 转换的 数据 处理
6、 ,检 测电源 系统和 总线系 硬件电路的设计 统的故障情 况。 根 据国家相关部门的消防火灾自动报 其中 ,巡 检程序 是死 循 环 ,只有中 断才 警器 规范 ,需要 在规定 的时 间内完 成火灾 能进入别的 子程序 ,但完成中 断以后 ,还要 报警探测器的巡检 。另 外 ,由于需要对 电源 回到巡检程序中 (见图 1)。 系统、总线系统的 电压进行数 据采集和分 析 ,因此对于 CPU 的速度 有一定得要求。这 结语 里选择的单片机的型号为 Intel 80C196KB。 本设计详 细介绍了基于 51 单片机的消 该单 片机内部 总线为 16 位 ,并集 成了 A/D 、 防火灾 自动
7、报警器 的设计 ,从硬件 和软件 高速 I /O 口、 PWM、串行通信 口、定时 /计数 方面来说 ,基 本实现 了预期的 功能。 器等 接口 电路 。功能 强大 ,指令效 率高 ,速 本文所设计 的消防火灾自动报警器的 度快 ,为 提高开 发消 防火灾 自动报 警器的 功能包 括火 灾报警 探测器 巡检系 统 ,键盘 性能提 供了保证。 操作 ,几个 LE D 以 及数 码管 显示 的火警 故 利用 80C196KB 的多路 A/D,对模拟信号 障显示系 统。参考以往 的自动报警 器的技 输入采用高速、高分 辨率采样 ,特别是对二次 术 ,本 设 计 快捷 方 便 又 简单 ,成 本 也比
8、 较 电压、电流瞬时值进行连续采样 ,为实现检测 低 ,适用于各 个场合。通过理论分析和实际 电压变化提供了保证。利用 80C196KB 的多路 测试证明 ,本论文提出的方案完全可行、合 高速 I/O ,可以快速地接收 输入信号 ,并对信 理 ,并且同传统 的自动报警 器技术相比 ,该 号进行数据处理。 方案 具有 减少器 件、降低 成本、增强 灵活 单 片机应用系统中使用的显示器件主 性 ,以及 功能可 扩展和 硬件可 升级 等众多 要有笔段式发光二 极管、液晶显示器 ,本次 优势 ,这就 使得 该技术 明显优 于其他 的自 采用数 码管显示器 作为显示 器件。由于键 动报警 技术 ,是 消
9、防火 灾自动 报警器 技术 盘和 显示的 L ED 以及 数码管 的数目 较多 , 的一个主要发展 方向。 因此 CPU 必须 要外接 扩展接口 。这里选 择 键 盘显 示管 理芯 片 8279 管 理键 盘显 示部 参考文献 分 。 1 张鑫 .单片 机原 理 及应 用 M.北京 :电 火 警巡检系统设计总体方案是采用两 子 工业 出版 社出 版 ,2005. 总线 的 IC 设计 ,根据国家 规定的标 准 ,总 线 2 刘 文 涛 .单 片 机 应用 开 发 实 例 M.北 的电压为 24V。采用与火灾报警探测器所在 京 :清 华大 学出 版社 ,2005:196 247. 用的地址码芯片系列作为传送和采集数据 3 汪道辉 .单片机系 统设计与实 践 M.北 的工 具。将 CPU 发出的并 行数据 通过地 址 京 :电 子工 业 出版 社 ,2006:59 66. 译码 芯片转 变成 一组串 行数据 ,通过两 总 线的 高电位 线传送 到火灾 报警器 探测器 , 图 初始化程序流程图 然后将火灾报警探测器返回的串行数据通 科技资讯