基于51单片机的烟雾报警器的设计
基于51单片机烟雾报警监测系统的设计.
大庆师范学院本科生开题报告基于51单片机的烟雾监测报警系统的设计院（系）机电工程学院专业电子信息工程研究方向应用型学生姓名刘廷芳学号201207112203指导教师姓名孙宇丹指导教师职称讲师2016年 2 月 25一、选题的背景与意义城市人口敏度不断增长的同时，火灾隐患日益加剧，烟雾检测系统也越来越受到人们的重视，所以需要开发小型、可靠、廉价的烟雾报警系统。
本设计以STC89C52单片机为中心，通过DS18B20及MQ-2检测外部环境，并可实时报警和显示采集信息。
二、研究的主要内容和预期目标烟雾报警系统首先通过烟雾传感器及温度传感器对现场的环境进行实时监测，监测数据经过A/D转换器松入单片机进行信号处理，根据数据分析结果确定是否报警及发送报警信息。
三、拟采用的研究方法步骤一、硬件部分：1、STC89C52单片机STC89C52是STC公司的一种低消耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash储存器。
参数：8K字节RAM,32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM.电路图如下：1、烟雾检测模块烟雾报警检测采用MQ-2传感器。
经过ADC0832采集后就可以得到各种烟雾的浓度下的电压值。
从而设定出理想的烟雾强度报警值。
电路图如下：2、显示模块采用1602显示采集的数据硬件连接电路图如下：3、报警模块电路通过三级管基极串连一个电阻与51单片机的P3.6端口连接，当发生火灾时，蜂鸣器自动报警。
电路图如下：4、温度检测模块DS18B20温度传感器有64位光刻ROM、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。
其特点是体积小，抗干扰能力强，精度高，独特的单独接口，测量温度-55至+125，在1秒（典型值）把温度变换为数字。
参考电路如下：二、.软件部分:1、烟雾报警系统的软件设计：2、报警子程序：四、研究的总体安排与进度一、总体安排1、收集资料。
2、首先要准备器件，lcd1602、MQ-2烟雾报警模块、DS18B20、A/D模块，组装硬件。
基于51单片机的智能烟雾报警系统的设计
基于51单片机的智能烟雾报警系统的设计AbstractThe intelligent smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer is designed to reduce the risk of fire accidents caused by human negligence. This system uses a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module to detect and alarm in the occurrence of smoke and high temperature. The design of the entire system is controlled by the 51 single-chip microcomputer. The paper discusses the design and implementation of the system, the algorithm for information processing, the choice of material and the hardware structure. The system has high reliability and good practicability, and can effectively improve the safety factor of the living environment.IntroductionIn recent years, with the increase in housing density and the use of electrical appliances, the frequency of fire incidents has gradually increased. The smoke caused by fireis the main cause of death and injury, and it is difficult to detect by human senses. Therefore, the development of intelligent smoke alarm system is of great significance to improve the safety factor of the living environment.This paper designs an intelligent smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer, which can detect smoke and high temperature and accurately alarm. This system is composed of a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module. The entire system is controlled by 51 single-chip microcomputer, which has strong practicality andreliability.Design and ImplementationHardware designThe smart smoke alarm system is mainly composed of four parts: a smoke sensor, a temperature sensor, a buzzer and a display module. The smoke sensor and the temperature sensor are set on the same PCB board, and the buzzer and the display module are set on another PCB board.The smoke sensor is used to detect the smoke concentration in the environment. When the smoke concentration exceeds the threshold, the output signal of the smoke sensor is sent to the 51 single-chip microcomputer. The temperature sensor is used to detect the ambient temperature changes, and when the temperature exceeds the threshold, the temperature sensor sends an output signal to the 51 single-chip microcomputer. The buzzer is used to output the alarm sound, and the display module is used to display the alarm information.Software designThe software design of the intelligent smoke alarm system includes information processing algorithm design,error handling design and system control design. The information processing algorithm includes smoke detection and temperature detection. When the smoke concentration or temperature exceeds the threshold, the system will start the alarm sound and display the alarm information on the display module. The error handling design mainly includes fault detection and fault alarm. When the system fails, the buzzer will alarm and display the error information on the display module. The system control design includes system startup, control and shutdown.Material SelectionThe main materials used in the smart smoke alarm system include the 51 single-chip microcomputer, PCB board, smoke sensor, temperature sensor, buzzer and display module. Inorder to ensure the stability and reliability of the system, high-quality and reliable raw materials need to be selected.The chosen smoke sensor is a high-sensitivity and high-precision smoke sensor, which can accurately detect changesin smoke concentration. The temperature sensor is athermistor type temperature sensor, which can accuratelydetect the ambient temperature changes. The buzzer is a high-decibel buzzer, which can output loud alarm sound. Thedisplay module is a 16x2 LCD display module, which candisplay alarm information.ConclusionIn this paper, a smart smoke alarm system based on 51 single-chip microcomputer is designed and implemented. The system can monitor the smoke concentration and temperature changes in the environment, and give an accurate alarm signal. The system uses high-quality raw materials and has high reliability and good practicability. The intelligent smoke alarm system can effectively improve the safety factor of the living environment, and is of practical value in the field of fire safety.。
基于51单片机的烟雾报警器的设计
①烟雾报警器的工作原理；②单片机最小系统；③ADC0809数模转换器；④子程序流程图。
（2）系统的总体设计主控单片机是采用AT89C52芯片，传感器模块选用ZYMQ-2气体传感器，显示模块选用LCD1602，设置部分选用按键电路。
该系统的整体框架图如图1所示：图1 系统整体框架图二、硬件电路设计1. AT89C52单片机简介本系统主要是由AT89C52单片机作为其核心，选用11.0592MHZ的晶振，使得单片机的运行速度能够较为合理。
AT89C52单片机最小系统电路设计如图2所示。
图2 单片机最小系统电路图单片机最小系统由单片机，晶振电路，复位电路，电源电路等四部分所组成。
1.晶振：大小由单片机时钟周期的要求而决定（用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由你的晶振决定，一般用22pF）2.复位电路：用于对对当前电路的状态进行复位3.电源：用于供电，一般用电脑的USB口供电4.烧制程序的口：并口输入，这个要根据由使用单片机的种类决定，本设计采用ATC 可用并口。
2. 总体方案设计本系统主要包括五个主要的模块编程：第一模块是声光报警电路的编程；第二模块是ADC0809数模转换模块编程；第三模块是液晶显示屏1602的编程；第四模块是单片机最小系统的编程；第五模块是按键设计电路的编程。
图3 原理图三、烟雾报警器的原理1. 主程序流程当烟雾报警器正常运行时，传感器感受周围的烟雾浓度，将这种微小的电压信号经过放大电路放大，转换成可观的模拟电子信号，然后送入到ADC0809中进行数模转换，之后送到ATC89C52单片机中进行处理。
2. 报警电路的子程序流程当单片机接收到ADC0809中的感应信号，发现不为零时，系统就会开启报警模式，此时，LED灯闪亮，并且时间持续30min，知道工作人员手动关闭或者周围环境的烟雾浓度降低到一定数值。
蜂鸣器鸣叫时，LED显示为“1”，于此同时会发出信号，当烟雾浓度持续30s还不下降时，说明不是误报警，此时通过单片机控制，进行紧急灭火处理，否则的话，报警系统只会LED灯亮，自动排烟系统启动，却不会开启灭火模式。
基于C51单片机的烟雾报警器设计
基于C51单片机的烟雾报警器设计设计基于C51单片机的烟雾报警器摘要：烟雾报警器是一种常见的安全设备，用于检测并报警烟雾的存在。
本设计基于C51单片机，通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度，并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
通过编程控制单片机，实现了烟雾报警器的功能。
关键词：C51单片机、烟雾传感器、烟雾报警器、光敏电阻、蜂鸣器、LED灯1.引言烟雾报警器是一种广泛应用的安全设备，它可以及时发现并报警烟雾的存在，预警人们可能发生的火灾事故。
本设计基于C51单片机，实现了一个简单的烟雾报警器。
该报警器通过光敏电阻和烟雾传感器来检测烟雾浓度，并通过蜂鸣器和LED灯提供报警信号。
2.设计原理本设计的烟雾报警器主要由C51单片机、光敏电阻、烟雾传感器、蜂鸣器和LED灯组成。
光敏电阻用于检测光照强度，当烟雾浓度超过一定阈值时，烟雾传感器会发出高电平信号。
C51单片机通过读取光敏电阻和烟雾传感器的信号来判断是否触发报警。
当触发报警时，蜂鸣器会发出警报声，并且LED灯会闪烁。
3.硬件设计3.1C51单片机C51单片机是本设计的核心控制器，它负责读取传感器信号、控制蜂鸣器和LED灯的状态，并与用户进行交互。
C51单片机的引脚用于连接其他硬件组件。
3.2光敏电阻光敏电阻用于检测环境光照强度，它的电阻值会随光照强度的变化而变化。
本设计将光敏电阻接入C51单片机的模拟输入引脚，通过测量电阻值来判断环境光照强度。
在光照强度较低时，烟雾传感器的探测效果更好。
3.3烟雾传感器烟雾传感器是烟雾报警器的核心部件，它能够检测烟雾浓度。
本设计使用一种常见的烟雾传感器模块，它通过电化学原理来检测烟雾浓度。
当烟雾浓度超过一定阈值时，烟雾传感器会输出高电平信号。
3.4蜂鸣器和LED灯蜂鸣器和LED灯用于提供报警信号。
当检测到烟雾浓度超过一定阈值时，蜂鸣器会发出警报声，并且LED灯会闪烁。
通过这种方式，可以吸引人们的注意并提醒他们可能发生火灾事故。
基于51单片机的烟雾报警器的设计
图 １总体设计框图
［ ２ ］ 朱 明程等． 一氧化碳 传感器 ＭＧ Ｓ １ １ ０ ０原理及 应用电子技术［ Ｊ Ｊ ． ［ ３ １ ５ １ ， 迎春． 传感器原理设计及 应用［ Ｍ］ ． 哈 尔滨 ： 哈 尔滨工业 大学出社 ｆ ４ 】 赵 负图． 数据采集与控 制 系统［ Ｍ ］ ． 北京 ： 北京北京科 学技术 出社．
２ 系统 硬 件 电 路 ２ ． １ 烟雾检测 Ａ Ｄ采集电路
烟雾检测采用 ＭＱ 一 ２传感器 。经过 Ａ Ｄ Ｃ ０ ８ ３ ２采集后就可 以得 到各种烟雾 浓度 下的电压值 。从而设定 出理想的烟雾强度报警值 。 电路如图 ２ 所示 。 ２ ． ２声音报警电路 电路通过三极管基极串连一个电阻与单片机 Ｐ ３ ． ６端 口连接从 而达到控制 蜂鸣器是否报警 。如图 ３ 所示 。 ２ ． ３温度传感器（ Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ ） 电路 如图 ４所示 为 １ ８ Ｂ ２ ０接 口电路。 图 ２ 烟 雾浓 度采 集 电路 ３ 系统软件设计 程序设计思想主要是先要 给传感 器预热， 因为 ＭＱ 一 ２型半 导体 电阻式 烟雾传感器在不通 电存放 一段时间后 ， 再次通 电时 ， 传感 器 不能立 即正常采集烟雾信息 ， 需要 一段 时间预热 。程 序初 始化结束 口 ＿ 后， 系统 进入监控状态 。主要流程图如 图 ５所示 。 Ｒ１ ３
黑龙江省教 育厅 高职 高专院校科研 项 目＋ 科学技 术研 究（ 指导 ） 项 目＋ 基于微机 测控技 术的 自动变频调速节能节水灌溉 系统的研 究与
开发＋ １ ２ ５ ２ ５ ０ ７ ３阶段 性 研 究成 果 。
作者简介 ： 史洁 ， 讲 师， 硕 士， 黑龙江农业经济职业 学院机电工程 学院教师 。
一
基于STC89C51单片机的烟雾报警系统设计
基于STC89C51单片机的烟雾报警系统设计摘要：本文详细描述了基于STC89C51单片机的烟雾报警系统的设计，包括硬件电路的设计和软件程序的编写。
烟雾传感器通过检测环境中的烟雾浓度，与单片机进行通信，并根据设定的阈值进行报警。
为了提高系统的可靠性和稳定性，还设计了多种保护措施。
实验结果表明，该烟雾报警系统能够实现可靠的烟雾检测和报警功能。
关键词：STC89C51单片机；烟雾传感器；报警系统；保护措施；可靠性一、绪论随着人们对生命安全的重视，烟雾报警系统已经成为了一种不可或缺的安全设备。
烟雾报警系统通过检测环境中的烟雾浓度，在一早期发现火灾并及时采取措施，有效避免了火灾的扩散和人员伤亡。
本文将基于STC89C51单片机，设计一个烟雾报警系统，以提高环境安全性。
二、系统设计A.硬件设计1. STC89C51单片机STC89C51单片机是一款常用的8位单片机，具有体积小、功耗低、可靠性高等特点，适用于各种嵌入式系统。
该单片机的CPU频率为11.0592MHz，内部ROM为40KB，RAM为1280字节。
2. 烟雾传感器烟雾传感器是该系统的核心部件，用于检测环境中的烟雾浓度。
本文选用了一种具有高精度和快速响应的光电式烟雾传感器，具有较高的检测精度和抗干扰能力。
3. 报警器本文选用了一种高分贝的蜂鸣器作为报警器，当烟雾浓度超过设定值时，单片机会输出高电平信号，驱动蜂鸣器发出响亮的警报声。
4. 电源和电路保护为了保护电路和单片机的安全运行，需要对系统进行多种保护。
本文采用了过载保护、过压保护、反向保护等措施，同时选用了适宜的电源电压和电流，确保系统的稳定性和可靠性。
B.软件设计1. 系统初始化在系统启动时，需要对单片机进行初始化，包括引脚模式设置、计时器计数器配置、中断使能等。
同时还需要初始化烟雾传感器，设置检测精度和响应时间等参数。
2. 烟雾检测烟雾传感器通过光电反射原理，检测环境中烟雾的浓度，并输出模拟信号。
基于C51单片机的烟雾报警器设计91971
班级：08应用电子姓名：伍业映时间：指导教师：基于C51单片机的声光报警器设计【摘要】火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。
人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。
所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。
火灾，几乎是和火的利用同时发生的，随着现代社会的不断发展，现代家庭用火、用电量正在逐年增加，火灾发生的频率越来越高，火灾不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接或间接危害生命，给人们的心灵造成极大的危害。
每年都有许多人被火灾夺去生命。
由于人们的疏忽而发生的火灾与爆炸，不仅造成人员的大量伤亡，还承受着严重的经济损失。
正是由于火灾的巨大危害，报警器才得以应运而生，报警器在火灾报警方面发挥人类本身无可比拟的优势，而声光报警器更是其中的佼佼者。
声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。
防爆声光报警器适用于安装在含有ⅡC级T6温度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。
可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。
当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光报警信号，完成报警目的。
本产品也可同手动报警按钮配合使用,达到简单的声,光报警目的。
本产品符合GB3836系列标准的要求（满足GB3836.1—2000《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》及GB3836.2—2000《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型“d”》标准），经国家指定的检测机构鉴定并取得了防爆合格证。
报警器外壳为全不锈钢壳体，灯壳抗冲击能力强，180清晰可视超高亮LED发光管，配备超强蜂鸣器，具有工作稳定，使用寿命长, 功耗低，不受污染物和水的影响等特点。
基于51单片机的烟雾报警器设计毕业设计
Abstract
Along with the modern home with fire, electricity consumption increases, the frequency of home fires is getting higher and higher. Smoke detectors have also been widelyused in various occasions.
3.2.1 MQ-2 介绍..............................................................................................................12 3.2.2 ADC0809 介绍........................................................................................................14 3.3 液晶显示电路设计.......................................................................................................15 3.4 声光报警提示电路.......................................................................................................18 3.4.1 灯光提示电路.......................................................................................................18 3.4.2 声音报警电路.......................................................................................................19 3.5 负载控制电路...............................................................................................................20 3.6 按键电路.......................................................................................................................21 4 系统的软件设计...................................................................................................................22 4.1 软件介绍.......................................................................................................................22 4.2 系统程序流程图...........................................................................................................23 5 火灾报警器的测试结果及结论............................................................................................23 5.1 调试...............................................................................................................................24 5.2 结论...............................................................................................................................24 致谢...........................................................................................................................................25 参考文献...................................................................................................................................26
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①烟雾报警器的工作原理；
②单片机最小系统；
③ADC0809数模转换器；
④子程序流程图。
（2）系统的总体设计
主控单片机是采用AT89C52芯片，传感器模块选用ZYMQ-2气体传感器，显示模块选用LCD1602，设置部分选用按键电路。
该系统的整体框架图如图1所示：
图1 系统整体框架图
二、硬件电路设计
1. AT89C52单片机简介
本系统主要是由AT89C52单片机作为其核心，选用11.0592MHZ的晶振，使得单片机的运行速度能够较为合理。
AT89C52单片机最小系统电路设计如图2所示。
图2 单片机最小系统电路图
单片机最小系统由单片机，晶振电路，复位电路，电源电路等四部分所组成。
1.晶振：大小由单片机时钟周期的要求而决定（用于计时，与两个电容并联使用，电容大小由你的晶振决定，一般用22pF）
2.复位电路：用于对对当前电路的状态进行复位
3.电源：用于供电，一般用电脑的USB口供电
4.烧制程序的口：并口输入，这个要根据由使用单片机的种类决定，本设计采用ATC 可用并口。
2. 总体方案设计
本系统主要包括五个主要的模块编程：
第一模块是声光报警电路的编程；
第二模块是ADC0809数模转换模块编程；
第三模块是液晶显示屏1602的编程；
第四模块是单片机最小系统的编程；
第五模块是按键设计电路的编程。
图3 原理图
三、烟雾报警器的原理
1. 主程序流程
当烟雾报警器正常运行时，传感器感受周围的烟雾浓度，将这种微小的电压信号经过放大电路放大，转换成可观的模拟电子信号，然后送入到ADC0809中进行数模转换，之后送到ATC89C52单片机中进行处理。
2. 报警电路的子程序流程
当单片机接收到ADC0809中的感应信号，发现不为零时，系统就会开启报警模式，此时，LED灯闪亮，并且时间持续30min，知道工作人员手动关闭或者周围环境的烟雾浓度降低到一定数值。
蜂鸣器鸣叫时，LED显示为“1”，于此同时会发出信号，当烟雾浓度持续30s还不下降时，说明不是误报警，此时通过单片机控制，进行紧急灭火处理，否则的话，报警系统只会LED灯亮，自动排烟系统启动，却不会开启灭火模式。
相反，如果烟雾浓度过低，LED显示为“0”.不会报警，此时蜂鸣器无动作。
3. 关于程序的原理
(1) 按键抖动的问题
抖动分为机械抖动和软件抖动，软件抖动主要受单片机和其他元器件的性能所影响，基本上时固定数值，所以我们常说的抖动是机械抖动，这种抖动是因为按键在我们手动按下时发生的抖动，这是机械的原因，有可能此时系统会检测到多次，并进行多次的按键处理，会对应该有的结果造成影响。
所以说我们要设计抖动消除程序，就是系统监测到按键按下，却不进行信号的发送，知道按键按下超过10ms，说明是真的按下，而不是误抖动，此时可以将信号发送到单片机中进行处理。
这么操作就可以最大限度的消除机械抖动而带来的影响。
(2) 蜂鸣器的设置
图4 硬件报警实物图图5软件报警实物图
六、总结
本文是一篇关于采用单片机来实现烟雾报警装置的论文，使用用芯片AT89C52和1602液晶显示屏来帮助我完成了整个设计本文在对报警电路和单片机进行深入分析的同时，也详细的阐述了报警器的设计目的和使用范围，通过前文说明的流程图，系统的说明了烟雾报警器的工作原理，于此同时，通过单片机仿真，也得到了相同的结果，更有利的证明了本设计的正确性在设计初期，我经常在网上查资料，或者去学校的图书馆查资料，从而对本设计有了一定的初步了解，然后再经过长达1个月的学习之后，我了解了各个器件的原理和功能，为接下来的编程和对器件的接口结合奠定了坚实的基础。
在本次毕业设计当中，我学到的不仅仅是当前的知识，同时也回顾了从前的知识，而且也极大的增强了自己的动手能力，学到了许多在学校的课本中学不到的知识，极大的拓展了我的思维和激发了我强烈的好奇心，而且本次毕设也可以说为我自己的大学生活画上了一个圆满的句号。
尽管如此，本设计也有很多不足的地方，本设计的烟雾报警装置只能覆盖很小的范围，而对于家庭用户，就需要不止一个报警器来满足需求。
通过对本课题的研究和实践，我明白了很多在学校中学习不到的知识和经验：
（1）我学习到并且在一定程度上掌握了单片机能够进行操作的基本的原理以及单片机在平时的学习和生活中的运用方面。
（2）对于之前没有太接触过的液晶显示有了一定程度上的了解，并且能够对于液晶显示的原理有自己独特的感悟和见解。
（3）本次实践的重点在于软件的设计，因为设计的特殊性在一定程度上，在学校中学到的课本知识，对于本次设计有很大的帮助。