一款單片機(jī)的聲光報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

仇士玉

摘要：聲光報(bào)警系統(tǒng)由硬件電路和軟件電路兩大部分構(gòu)成，主要應(yīng)用在預(yù)防火災(zāi)中，對(duì)于家庭使用，具有很高的實(shí)用性。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：報(bào)警系統(tǒng);硬件電路;軟件電路;防火

中圖分類號(hào)：TP274+.53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）12-0158-02

1 系統(tǒng)組成

聲光報(bào)警系統(tǒng)由兩大部分構(gòu)成：硬件電路和軟件電路。

1.1 硬件電路

硬件電路由NIS-09C傳感器、AD574A轉(zhuǎn)換電路、555報(bào)警電路和單片機(jī)80C51構(gòu)成。

1.2 軟件電路

KEIL C51軟件是單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，可完成編輯、仿真、調(diào)試的整個(gè)開發(fā)流程。

1.3 系統(tǒng)框圖

如圖1所示。

1.4 工作原理

對(duì)于火災(zāi)中的溫度、聲光等非電信號(hào)的采集，用NIS-09聲光傳感器。它可以把非電信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而滿足AD574A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換要求。A/D轉(zhuǎn)換電路，可以將傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。80C51單片機(jī)用來判斷現(xiàn)場(chǎng)是否發(fā)生火災(zāi)。如果發(fā)生了，它會(huì)控制報(bào)警系統(tǒng)以聲光的形式來報(bào)警。

2 核心器件的選擇

2.1 80C51單片機(jī)

80C51由CPU系統(tǒng)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)、I/O端口和中斷系統(tǒng)四個(gè)部分組成。

2.1.1 復(fù)位電路

在聲光報(bào)警系統(tǒng)中，為了確保CPU和系統(tǒng)中其他部件處于初始狀態(tài)，要先對(duì)80C51進(jìn)行初始化操作。在選擇復(fù)位方式時(shí)，選用上電復(fù)位。

2.1.2 時(shí)鐘電路

單片機(jī)工作的時(shí)鐘電路，反映單片機(jī)的工作速度。它有內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式兩種，我們選用用外部時(shí)鐘方式，80C51的引腳XTALl和XTAL2為輸入輸出端口。

2.2 聲光傳感器

聲光傳感器的型號(hào)是NIS-09，它是專門為檢測(cè)延誤而設(shè)計(jì)的一種離子式煙霧傳感器。它的輸出模擬量與AD574A轉(zhuǎn)換器輸入等級(jí)相符合，連接在A/D轉(zhuǎn)換器的輸入接口。

2.3 A/D轉(zhuǎn)換器

A/D轉(zhuǎn)換器的作用是將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，我們選用的芯片型號(hào)是AD574A。它可以直接與8位、12位、16位總線的處理器相連，是一種應(yīng)用較廣的12位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片。 AD574A管腳如圖2所示。

3 接口電路

在外圍接口電路中，AD574A轉(zhuǎn)換器輸出12位數(shù)據(jù)。當(dāng)A0=0時(shí)，讀取高8位;當(dāng)A0=1時(shí)，讀取低4位。AD574A轉(zhuǎn)換器的28腳STS與單片機(jī)80C51的12腳INT0相連。電路如圖3所示。

4 報(bào)警電路

該電路由三部分組成：分別是555定時(shí)器、揚(yáng)聲器BY和紅色發(fā)光二極管LED-RED，如圖4所示。揚(yáng)聲器BY的報(bào)警信號(hào)由單片機(jī)80C51的P2.0口控制。當(dāng)P2.0=1時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出高音;當(dāng)P2.0=0時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出低音，高、低音交替報(bào)警。紅色發(fā)光二極管LED-RED的亮與滅，也是由P2.0口輸出的高低電平來控制。當(dāng)P2.0=1時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮;當(dāng)P2.0=0時(shí)，紅色發(fā)光二極管滅，二極管閃爍。

5 軟件電路

5.1 編程KEIL軟件開發(fā)環(huán)境

KEIL C51軟件是51系列兼容單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)，它有大量的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的調(diào)試工具，在整個(gè)程序編輯和調(diào)試中，使用簡(jiǎn)短的程序語言就能完成大量的任務(wù)處理。

5.2 流程圖設(shè)計(jì)

在程序流程中，聲光報(bào)警系統(tǒng)選用循環(huán)程序中先判斷后執(zhí)行結(jié)構(gòu)。主流程圖如圖5所示。

6 結(jié)語

以80C51單片機(jī)為主要元件設(shè)計(jì)的聲光報(bào)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了聲光同時(shí)報(bào)警，達(dá)到預(yù)防家庭火災(zāi)的目的。該系統(tǒng)價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、對(duì)于家庭防火，具有十分普遍的意義，值得推廣。

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Design of a Single-chip Sound and Light Alarm System

QIU Shi-yu

（Huai'an Advanced Vocational and Technical School，Huaian Jiangsu? 223005）

Abstract：The sound and light alarm system consists of two parts： hardware circuit and software circuit. It is mainly used in fire prevention and has high practicability for home use. The system is designed to be inexpensive， simple in structure， and stable in performance.

Key words：alarm system; hardware circuit; software circuit; fire prevention