全自动火灾报警系统设计单片机

摘 要

本论文研究了火灾报警器中的温度控系统。介绍了火灾报警器的现状，进行以52单片机为核心的火灾报警器温度控制系统的设计。

论文首先介绍了基于ATC52单片机的温度控制系统硬件设计。硬件部分由系统电源电路、信号输出电路、前端控制电路、数模转换电路、单片机及其周边电路、报警显示电路等组成。文中给出了电路图，并介绍了系统的工作原理。单片机及其周边电路模块采用了ATC52作为微处理器；数模转换模块采用了ICL7135芯片；前端控制模块采用了CD4052芯片；报警显示部分采用发光二极管。

软件部分由主程序、AD中断子程序、初始化子程序、显示子程序、AD计算子程序等组成。论文给出了各程序模块的部分原程序代码。

关键词：温度控制;单片机ATC52;ICL7135 设计任务： 1.画出系统结构框图 2.画出电路原理图

3.写出详细说明书，要求书写工整，原理叙述正确，计算主要元器件的一些参数，并进行元器件选择

4.画图要求：画图规范化，画图清晰，符号要求采用国标统一，线条均匀，提倡用计算机画图

5.写出元器件明细表，并附在说明书后面

目 录

1.绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I 1.1.引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..1 1.2.火灾报警器的现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．„„.1 1.3.本设计的实现过程.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．„„．2 2.报警器温控系统的概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．„„..3 2.1.火灾探测器的分类和原理．．．．．．．．．．．．．．„„..3 2.1.1 感温式火灾探测器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.1.2 感烟式火灾探测器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 2.1.3 感光式火灾探测器管理方案论证．．．．．．．．．．．4 2.1.4 可燃气体探测器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..4 2.1.5 复合式火灾探测器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.2.火灾报警器的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.5 3.系统硬件设计....................................5 3.1.系统的前端控制电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3.1.1 模拟采样电路的设计钟的设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 3.1.2模拟开关4052概述、特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．„.7 3.2.系统A/D转换电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.2.1 系统A/D转换电路及其工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．„..7 3.2.2 ICL7135概述、特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 1、ICL7135主要特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2、ICL7135的管脚图及管脚说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 3、ICL7135的外围电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

4、ICL7135与单片机的接口．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．„„．11 3.3.系统显示电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 3.4.系统单片机电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 3.4.1 单片机电路图及其工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 3.4.2 ATC52结构简况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 1、性能参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 2、ATC52单片机的主要特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 3.4.3单片机的外围电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 3.5.系统电源电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 4.系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24 4.1.主程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24 4.2.定时与中断系统．．．．．..............................24 4.3.中断处理程序结构．...................................24 5.程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 5.1.流程图如图所示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 5.2.程序源代码．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32 参考文献 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

1 绪 论

1.1、引言

随着经济和技术的不断发展，城市高层、超高层建筑、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾隐患也大大增加。现阶段火灾的特点是，由于人为因素导致火灾信息漏报、迟报，报警设备出现故障没有及时恢复开通，造成火势蔓延，酿成无法估量的损失。火灾报警器温控系统作为火灾自动报警系统的核心电路，可以实现火灾的早期发现，能及时发出火灾报警信号，并及时输出控制信号，以便启动减灾设备和灭火设备，尽可能的减小火灾损失。

1.2、火灾报警器的现状

进入上世纪90年代后，我国经济步入高速发展的时期，城市化建设不断加快，城市建筑也由分散式低密度向集中式高密度过渡，林立的高层建筑成了城市的主要标志。居民住进了高层塔楼，企业搬进了摩天CBD，高层建筑有效利用空间，节约了城市中本就十分紧张的土地资源。任何事物的发展都具有两面性，高层建筑中各种通讯线路、动力和照明线路、以及各种BA系统中线路纵横交错，致使火灾的发生概率也在大幅增加。加之现代建筑的密闭性较强，一旦发生火灾，整幢大楼就像一个大的火炉，而楼梯道、各种通风管道、线路竖井都是效果极佳的火筒，从而给灭火施救造成了巨大的难度，对火灾发生后及时发现、及时控制的要求促使了火灾报警产品应运而生。我国火灾报警产品起步较发达国家晚几十年，从上世纪70年代我国才开始研制生产这类产品。进入80年代后，国内主要厂家也多是模仿国外的产品，或是引进国外技术进行生产，没有真正意义上的核心技术，并且市场也刚刚开始发育。火灾报警产品真正发展是在90年代以后，随着

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逐渐开放国门，国外企业开始大量进入中国消防市场，带来先进技术的同时也不断催化着市场的成熟。这时期我国的火灾报警企业大量出现，部分企业进行了合资生产、技术合作，取得了不菲的成绩，也造就了现今市场上许多有实力的商家，部分技术已接近或赶上了国际水平。C52单片机由于其较好的性能，低廉的价格而成为主流产品。

1.3、本设计的实现过程

火灾报警器温控系统主要采用ATC52作为微处理器，采用铂电阻（PT100）作为温度传感器，采用了ICL7135芯片作为测温电路与单片机的转换通道。报警显示部分采用发光二极管。系统接线少，价格低廉，工程布线灵活性，安装调试简便，效率高，抗干扰能力强，而且对远程开关的功耗、线阻、压降等等一些指标要求低。

本文设计的“火灾报警器温控系统”系统工作电源为正负5V，主要功能是通过对现场探测器的实时检测，来控制消防减灾设备和灭火设备。通过系统硬件部分的电源电路、信号输出电路、前端控制电路、数模转换电路、单片机及其周边电路和显示电路，软件部分程序对采样到的数据进行处理，当温度达到一定数值时实现火灾自动检测、报警等控制功能。

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2 报警器温控系统的概述

2.1、火灾探测器的分类和原理

火灾探测器是整个报警系统的检测单元，可分为感温式、感烟式、感光式、可燃气体式和复合式五种基本类型。它们各有特点，但仍有一定的局限和适用范围，要根据安装高度、预期火灾特性及环境条件等选用。

2.1.1、感温式火灾探测器

火灾时物质的燃烧产生大量的热量，使周围温度发生变化。感温式火灾探测器是对警戒范围中某一点或某一线路周围温度变化时响应的火灾探测器。它是将温度 的变化转换为电信号以达到报警目的。工作原理是把搜集的燃烧生成物的传感信号转换成电信号。感温探测器对火灾发生时温度参数的敏感，其关键是由组成探测器 核心部件——热敏元件决定。热敏元件是利用某些物体的物理性质随温度变化而发生变化的敏感材料制成。例如：易熔合金或热敏绝缘材料、双金属片、热电偶、热敏电阻、半导体材料等。 2.1.2、感烟式火灾探测器

火灾的起火过程一般都伴有烟、热、光三种燃烧产物。在火灾初期，由于温度较低，物质多处于阴燃阶段，所以产生大量烟雾。烟雾是早期火灾的重要特征之一，感烟式火灾探测器是能对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器。它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的一种器件。感烟式火灾探测器有离子感烟式、光电感烟式、激光感烟式等几种型式。离子感烟式探测器是点型探测器，它是在电离室内含有少量放射性物质（镅-241），可使电离室内空气成为导体，允许一定电流在两个电极之间的空气中通过，射线使

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局部空气成电离状态，经电压作用形成离子流，这就给电离室一个有效的导电性。当烟粒子进入电离化区域时，它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性，形成离子移动的减弱。当导电性低于预定值时，探测器发出警报。 2.1.3、感光式火灾探测器

物质燃烧时，在产生烟雾和放出热量的同时，也产生可见或不可见的光辐射。感光式火灾探测器又称火焰探测器，它是用于响应火灾的光特性。即扩散火焰燃烧的光照强度和火焰的闪烁频率的一种火灾探测器。根据火焰的光特性，目前使用的火焰探测器有两种：一种是对波长较短的光辐射敏感的紫外探测器，另一种是对波长较长的光辐射敏感的红外探测器。紫外火焰探测器是敏感高强度火焰发射紫外光谱的一种探测器，它使用一种固态物质作为敏感元件，如碳化硅或铝，也可使用一种充气管作为敏感元件；红外光探测器基本上包括一个过滤装置和透镜系统，用来筛除不需要的波长，而将收进来的光能聚集在对红外光敏感的光电管或光敏电阻上。 2.1.4、可燃气体探测器

可燃气体探测器是对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。可燃气体探测器有催化型和半导体型两种类型。催化型可燃气体探测器是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化；半导体可燃气体探测器要用灵敏度较高的气敏半导体元件，它在工作状态时，遇到可燃气体，半导体电阻下降，下降值与可燃气体浓度有对应关系。 2.1.5、复合式火灾探测器

复合式火灾探测器是对两种或两种以上火灾参数响应的探测器，它有感烟感温式、感烟感光式，感温感光式等几种型式。

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2.2、火灾报警器的选择

感温式火灾探测器适宜安装于起火后产生烟雾较小的场所，尤其在潮湿、粉尘等其它火灾探测器不能适应的恶劣环境下，更具有其可靠独特的优越性。

感烟式火灾探测器适宜安装在发生火灾后产生烟雾较大或容易产生阴燃的场所，它不宜安装在平时烟雾较大或通风较快的场所。

感光式火灾探测器宜安装在有瞬间产生爆炸的场所。如石油、炸药等化工制造的生产存放场所等。

可燃性气体探测器需用难熔金属铂丝加热或灵敏度较高的气敏半导体元件对周围环境要求较高。

复合式火灾探测器造价高，电器连接线路较多。

针对设计的应用环境及各种探测器的特点，本设计用的是选感温火灾探测器。电气连接简单，工程调试方便，价格低廉，但性能可靠，信价比较高。本设计选用PT100作为温度传感器。

3 系统硬件设计

3.1、系统的前端控制电路设计

本测试系统采用了ATC52作为微处理器，采用铂电阻（PT100）作为温度传感器，采用了ICL7135芯片作为测温电路与单片机的转换通道。在采样的时候通过模拟开关CD4052切换，使ICL7135能分别采样到Ux和UF的值。二极管实现报警功能。 3.1.1、模拟采样电路的设计

该部分主要是模拟2路温度信号，通过调整电位器，调整输入的电压，模拟温度变化情况，验证后续电路的工作情况，同时用4052

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切换两路温度值。

图3.1 模拟PT100输出电路

3.1.2、模拟开关4052概述、特点 1、模拟开关介绍与应用

模拟开关是一种三稳态电路，它可以根据选通端的电平，决定输入端与输出端的状态。当选通端处在选通状态时，输出端的状态取决于输入端的状态；当选通端处于截止状态时，则不管输入端电平如何，输出端都呈高阻状态。模拟开关在电子设备中主要起接通信号或断开信号的作用。由于模拟开关具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等特点。因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用。

(1)模拟开关的电路组成及工作原理

模拟开关电路由两个或非门、两个场效应管及一个非门组成。模拟开关真值表见表3.1。

表 3.1 模拟开关真植表

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2、模拟开关的工作原理如下

当选通端Ｅ和输入端Ａ同为1时，则S2端为０，Ｓ1端为１，这时ＶＴ1导通，ＶＴ2截止，输出端Ｂ输出为１，Ａ=Ｂ，相当于输入端和输出端接通。

当选通Ｅ为0时，而输入端Ａ为０时，则S2端为1，S1端为０，这时ＶＴ1截止，VT2导通，输出端Ｂ为０，Ａ＝Ｂ，也相当于输人端和输出端接通。

当选通端Ｅ为０时，这时ＶＴ1和ＶＴ2均为截止状态，电路输出呈高阻状态。

从上面的分析可以看出，只有当选通端Ｅ为高电平时，模拟开关才会被接通，此时可从Ａ向Ｂ传送信息；当输人端Ａ为低电平时，模拟开关关闭，停止传送信息。

4052是4对1多路开关，其内部有两个完全的4选1模拟开关。由表3.1可知，当INH=B=A=0时，输出X与输入X0接通，输出Y与输入Y0接通。当INH=B=0，A=1时，X和Y分别与X1和Y1接通，等等。信号只可从Xi（I=0，1，2）向X传送，从Yi（I=0，1，2）向Y传送。

3.2、系统A/D转换电路设计

3.2.1、系统A/D转换电路工作原理

该电路主要是由ICL7135芯片及其外围电路组成，其功能主要是把数字量转换成模拟量，即把Ux和Uf的模拟值转换成数字量送给单片机。A/D转换模块，负责把前端的模拟电压转换成数字量并传输到单片机。由A/D转换芯片ICL7135及其周边电路和分频器4060组成。A/D转换芯片ICL7135可以完成模拟量到数字量的转换，4060负责给ICL7135提供合适的转换时钟信号。

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3.2.2、ICL7135概述、特点

ICL7135是采用CMOS工艺制作的单片4 1/2位A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。

ICL7135是采用CMOS工艺制作高精度A/D转换芯片。是一种四位半的双积分A/D转换器，只要附加译码器，数码显示器，驱动器及电阻电容等元件，就可组成一个满量程为2V的数字电压表。具有精度高（精度相当于14位二进制数），价格低廉，抗干扰能力强等优点。4 位半的最高位只有0，1，4又4分之3位最高位只有0，1，2，3有时称19999码和39999码，与A/D转换器的分辨率有关。3 1/2位的万用表是指最大显示数为1999的数字万用表，“3”是指后面3位能显示完全10进制（0-9）的数目，“2”是指1999进位后能达到的整数位值即“2”，“1” 即指首位数1.3 1/2位的万用表，多用集成电路ICL7106，7107，5106…等专用IC设计。3 3/4位的万用表是指最大显示数为3999得数字万用表，“3”是指后面3位能显示完全10进制（0-9）的数目，“4”是指3999进位后能达到的整数位值即“4”，“3” 即指首位数3.3 3/4位的万用表，多用集成电路ICL9210，MAX134，MAX133…等专用IC设计。

ICL7135具有正负20000个数的分辨率，而且有BCD码和STB选通信号输出，与微机接口十分方便，因此有很多文章介绍ICL7135作为微机的高精度A/D接口电路。

本设计与其他的设计不同之处是利用ICL7135的“busy”输出信号与单片机MCS-52衔接。 1、ICL7135主要特点如下：

 在每次A/D转换前，内部电路都自动进行调零操作。

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 在±2000字（2V满量程）范围内，保证转换精度±1字。  具有自动极性转换功能。  输出电流典型值1PA。  所有输出端和TTL电路相容。

 有过量程（OR）和欠量程（UR）标志信号输出，可用作自动量程

转换的控制信号。  输出为动态扫描BCD码。

 对外提供六个输入，输出控制信号(R/H，BUSH，ST，POL，OR，UR)，

因此除用于数字电压 表外，还能与异步接收 /发送器，微处理器或其它控制电路连接使用。

 采用28外引线双列直插式封装，外引线功能端排列。 2、ICL7135的管脚图及管脚说明 (1)ICL7135的管脚如图3.4所示： (2)ICL7135个外引线功能端文字符号说明

V-——负电源端

V——外接基准电压输入端 AGND——模拟地

INT——积分器输出，外接积分电容（Cint）端

AZ——外接调零电容（Caz）端 BUF——缓冲器输出，外接积分电阻（Rint）端

Rr+、Rr-——外接基准电压电

容（Cr）端 图3.4

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INTO、INHI——被测电压（低、高）输入端 V+——正电源端

D5、D4、D3、D2、D1——位扫描选通信号输出端，其中D5（MSD）对应万数选通，其余依次为D4、D3、D2、D1（LSD，个位） B8、B4、B2、B1——BCD码输出端，采用动态扫描方式输出 BUST——指示积分器处于积分状态的标志信号输出端 CLK——时钟信号输入端 DGNG——数字电路接地端

R/H——转换/保持控制信号输入端

ST——选通信号输出端，主要用作外部寄存器存放转换结果的选通控制信号

OR——过量程信号输出端 UR——欠量程信号输出端

在电路内部，CLK和R/H两个输入端上分别设置了非门和场效应管的输入电路，以保证该两端在悬空时为高电平。V+ = +5V，V- =-5V，TA=25℃，时钟频率为120KHz时，每秒可转换3次。功耗：1000mW（MAX）；电源电压：V+：+6V（MAX）；V-：-6V（MAX）。 3、ICL7135的外围电路 (1)积分电阻

积分电阻（RINT）的数值由满度输入电压和积分放大器的输出电流决定。积分放大器能以可忽略的非线性度提供20μA的电流。决定该电阻值“(见式3.1)”

RINT=满度电压/IINT(3.1)

5至40μA的积分放大器电流IINT 能得到良好的结果。标称和推

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荐的电流为20μA。

又因为满度电压=2V

所以（RINT）=满度电压/IINT=2V/20μA=100KΩ(3.2) (2)积分电容

积分电阻和电容的乘积应当选择成能给出最大的电压摆幅而不致使积分放大器输出饱和和太接近于电源电压。当放大器的输出处于任一电源电平的0.3V以内时，发生饱和。在采用±5V电源及ANLG COMMON接至地时，设计师应设计±3.5V至±4V的积分放大器摆幅。标称电容值为0.47μF。确定积分电容（CINT）“(见式3.3)”

（CINT）=（10000×时钟周期×IINT）/积分器输出电压摆幅(3.3) 其中：IINT标称值为20μA。

具有大容限和高介质吸收的电容器可能使转换不精确。太小的电容可以使积分放大器饱和。最后还要说明一点，由于数字部分以DGNG端作为接地端，所以所有输出端输出电平以DGNG作为相对参考点。基准电压，基准电压的输入必须对于模拟公共端COM是正电压。在小型化仪表中，应该以最少的元件完成尽可能多的任务，MCS-52需外接EPROM，剩下的16个I/O口是十分宝贵的。如果利用ICL7135的BCD码和STB选通信号就要占5个I/O口，而利用ICL7135的“busy”端，只要一个I/O口和MCS-52内部的一个定时器就可以把ICL7135的数据送入单片机。

4、ICL7135与单片机的接口

ICL7135是高精度四位半CMOS双积分型A/D转换器，具有如下特点：

（1）转换速度为3～10次/秒，分辨率相当于14位二进制数，转换误差为±1LSB，转换精度高。

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（2）量程范围0～1.9999V。

（3）对输入的模拟信号过（欠）量程能够识别；具有自动转换和自动调零功能，可保证零点在常温下的长期稳定性。

（4）与单片机可直接连接，不需地址选择信号。当ICL7135工作于双极性情况时，时钟最高频率为125kHz，可采用555定时器作为ICL7135的CLK时钟输入。当ICL7135的积分器在积分过程中（对信号积分和反向积分），其BUSY端输出高电平，积分器反向积分过零后输出低电平。ICL7135的POL端为极性输出端。当输入信号为正时POL输出高电平；当输入信号为负时POL输出为低电平。ICL7135的OR和UR端分别为过量程和欠量程标志输出端。B1、B2、B4、B8是BCD码输出端。D5～D1是BCD码数据的位驱动信号输出端，分别选通万、千、百、十、个位。ICL7135的输出时序如图3.6.1所示，为简化硬件电路，结合ICL7135的工作特点及输出时序图，我们采用中断计数法。这种方法是依STRORBE选通信号脉冲序列与ICL7135转换输出的万、千、百、十、个位BCD码有严格的对应关系设计的，其硬件接口如图3.6.2所示。ADC采用自动连续转换工作方式。A/D转换器的基准电压的精度和稳定性是影响转换精度的主要因素。为保证ICL7135的转换精度，电路采用的是用电阻分压的方式。

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3.3、系统显示电路设计

显示电路电路图及其原理

显示电路部分由两个发光二极管和单片机电路相连。当温度达到一定数值时，发光二极管亮，实现报警功能，说明引起注意，容易引起火灾；当温度未达到一定数值时，发光二极管不亮，说明不会引起火灾。

电路如图3.7所示：

图3.7 显示电路电路图

3.4、系统单片机电路设计

3.4.1、单片机电路图及其工作原理

本系统就选用了ATC52型号单片机作为系统的核心。TC51的Flash存储容量最小，只有1KB；而ATC52，ATLV52，ATS8252的Flash存储器容量最大，有8KB。原因之一就是其拥有8KB存储器容量，因为在本次调试过程中液晶显示器字符编码占用了极大的存储空间，因此起初选用的ATC51程序存储空间不能满足本次设计的要求。

单片机电路，负责系统的全部数字量处理，由C52单片机和周边电路组成。由单片机完成堆显示的控制，堆模数转换量的采集及对

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前端控制电路的控制。

电路图如图3.8所示：

图3.8 单片机电路图

3.4.2、ATC52结构简况

ATC52是美国ATMEL公司生产的低电压，

高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通

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用8 位处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大ATc52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。 1、性能参数

与 MCS-51产品指令和引脚完全兼容

8K字节可重擦写Flash闪速存储器

10000次檫写周期 全静态操作:0HZ-24MHZ 三级加密程序存储器 2、ATC52单片机的主要特征

ATC52是1个由运算器和控制器组成的8位微处理器，其主要特征如下：

 128B的内部数据存储器(RAM)，用来存放运算的中间结果和

最终结果。

 其内部程序存储器为8KB（ROM），可用来存放程序，一些

原始数据和表格。

 扩展片外数据存储器的寻址范围可达KB。  扩展片外程序存储器的寻址范围可达KB。

 21B专用寄存器，主要用来实现对内部功能部件的控制和数

据运算。

 4个8位并行I/O接口P0、P1、P2、P3，即32 条双向输入

输出线，且每条均可以单独做 I/O 的控制。  1个全双工串行通信端口。

 2个16位的定时器/计数器，可用于根据确定的时间间隔或对

256*8字节RAM 32 个可编程I/O口 3个16 为定时/计数器 8个中断源

可编程串行UART通道 低功耗空闲和掉电模式

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外部事件计数的多少发出控制信号。  5个中断向量源，可编程为两个优先级。  111条指令，含有乘法指令和除法指令。 其引脚分配如下:

P3.0：RXD，串行通信输入｡ P3.1：TXD，串行通信输出｡ P3.2：INT0，外部中断0输入｡ P3.3：INT1，外部中断1输入｡ P3.4：T0，计时计数器0输入｡ P3.5：T1，计时计数器1输入｡ P3.6：WR:外部数据存储器的写入信号｡ P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号｡ 3.4.3、单片机的外围电路

单片机的外围电路主要包括复位电路、震荡电路、P0口上拉电路、EA/Vpp引脚上拉电路。

ATC52的上电复位电路如图3.11所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。

图 3.11 复位电路

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3.5、系统电源电路设计

电路如图3.13所示：

图3.13 系统电源电路

系统电源部分是交流220V电压经过变压器，经过整流桥，再通过电容滤波，再分别经过7805、7905，使输出变为±5V。

电源是各种电子设备必不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类，由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，开关电源效率可达80%~90%，比普通线性稳压电源提高近一倍，目前已成为稳压电源的主流产品。本章介绍一种应用单相桥式整流开关电源的设计方案，并对该方案的可行性通过实验加以验证。

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4 系统软件设计

本系统的软件设计采用模块化设计的方法，整个程序包括主程序、AD中断子程序、初始化程序、显示子程序、AD计算子程序、控制子程序、显示中断程序。所有的程序均采用汇编语言编写，由于本人本次设计主要方向是硬件设计，限于篇幅，本章只给出主程序的流程图、中断处理程序结构、ICL7135的A/D转换程序。

4.1、主程序设计

系统的主程序主要完成ATC52单片机系统的初始化、设置系统时钟和中断字，调用各个处理子程序，然后转入相应的服务程序，完成不同的功能，如数据的采集与处理。

4.2、定时与中断系统

单片机应用于检测、控制及智能仪器等领域时，常需要实时时钟来实现定时或延时控

制，也常需要计数器对外界事件进行计数。ATC52内部的两个定时器/计数器可以实现这些功能。中断系统是单片机的重要组成部分。实

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时控制、故障自动处理往往采用中断系统，单片机与外围设备间传送数据常采用中断方式。中断系统的应用使单片机的功能更强，效率更高，使用更加方便灵活。

4.3、中断处理程序结构

中断处理就是执行中断服务程序。中断服务程序从中断入口地址开始执行，到返回指令“RETI”为止，一般包括两部分内容，一是保护现场，二是完成中断源请求的服务。

通常，主程序和中断服务程序都会用到累加器A、状态寄存器PSW及其它一些寄存器，当CPU进入中断服务程序用到上述寄存器时，会破坏原来存储在寄存器中的内容，一旦中断返回，将会导致主程序的混乱，因此，在进入中断服务程序后，一般要先保护现场，然后，执行中断处理程序，在中断返回之前再恢复现场。

5.程序设计

本模块设计的程序源代码如下:

DISPLAY:

JNB KEYB，DISPTEMP MOV P0，#00H MOV A，DISPD INC A MOV DISPD，A CLR C ADD A，#44H CJNE A，#49H，DISP21

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MOV DISPD，#00H MOV A，DISP6 CJNE A，#02H，DISP22

MOV P0，#00H ;XX.XX MOV A，P2

DISP22:

DISP21:

ANL A，#00001111B ORL A，#01000000B

MOV P2，A SETB LED8 NOP NOP

LJMP DISPEND

MOV P0，#00H MOV A，P2 ANL A，#00001111B ORL A，#00100000B

MOV P2，A SETB LED8

NOP NOP

LJMP DISPEND

MOV R0，A MOV P0，#00H

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; OPEN DOT ;XXX.X ; OPEN DOT

MOV A，DISPD MOV DPTR，#TAB1

MOVC A，@A+DPTR

;OPEN

LEDDATE

MOV TMP，A

DISPEND: MOV ANL ORL MOV MOV MOV MOVC MOV NOP

MOV MOV MOV MOV LCALL MOV MOV MOV MOV MOV A，P2

A，#00001111B A，TMP P2，A A，@R0 DPTR，#TAB0 A，@A+DPTR

P0，A

R2，FSDT1 R3，FSDT2 R4，#27H R5，#10H SUBD A，R3 R4，A A，R2 R5，A R6，#H

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;OPEN LED

MOV R7，#00H MOV R0，#40H LCALL MULD MOV R2，FSDT1 MOV R3，FSDT2 DISP10:

MOV MOV MOV MOV LCALL MOV MOV LCALL MOV MOV MOV LCALL CLR NOP NOP RET

MOV SWAP ANL R4，FSDT3 R5，FSDT4 R7，#00H R6，#83 DIVD

FSDT1，R3 FSDT2，R2 BINBCD DISP1，R6 DISP2，R5 DISP3，R4 DISP10 BZ1 A，DISP1 A A，#0FH

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;SHANG

MOV R2，A MOV A，DISP1 ANL A，#0FH MOV R3，A MOV A，DISP2 SWAP A ANL A，#0FH MOV R4，A MOV A，DISP2 ANL A，#0FH MOV R5，A MOV A，DISP3 SWAP A ANL A，#0FH MOV R6，A MOV A，DISP3 ANL A，#0FH MOV R7，A

CJNE R2，#00H，DIS11 CJNE R3，#00H，DIS12 MOV DISP6，#02H MOV DISP1，R4 MOV DISP2，R5 MOV DISP3，R6 MOV DISP4，R7

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LJMP ADEND

DIS12:

MOV DISP6，#01H MOV DISP1，R3 MOV DISP2，R4 MOV MOV LJMP DIS11:

MOV MOV MOV MOV MOV LJMP NOP

ADEND:

JB NOP NOP NOP NOP RET

DISPTEMP:

CLR DISP3，R5 DISP4，R6 ADEND

DISP6，#00H DISP1，R2 DISP2，R3 DISP3，R4 DISP4，R5 ADEND KEYT，ADEND1 C

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MOV R2，BJINGH MOV R3，BJINGL MOV R4，ADR1H MOV R5，ADR1L LCALL DBCX DTEMP1:

DTEMP2: DTEMP3:

DTEMP4:

JNC SETB LJMP CLR CLR MOV MOV MOV MOV LCALL JNC SETB LJMP CLR LJMP DTEMP1 LED01 DTEMP2 LED01

C

R2，BJINGH R3，BJINGL R4，ADR2H R5，ADR2L DBCX DTEMP3 LED02 DTEMP4

LED02

DISPEND

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结束语

本设计方案达到了任务书的要求，本课题研究和设计火灾报警器温控系统。本设计以单片机为核心，应用了A/D转换、二极管声光报警，电路完成了火灾的报警。

作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的.这次毕业设计对于我来说，既是一次机遇，又是一次挑战。通过这次的毕业设计，我学到了很多东西，通过自己的实践，增强了动手能力。通过实际工程的设计也使我了解到书本知识和实际应用的差别。在实际应用中遇到很多的问题，这都需要我对问题进行具体的分析，并一步一步地去解决它。

通过这次毕业设计，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

在设计过程，经常会遇到这样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了。所以这几天不管是吃饭还是睡觉，脑子里总是想着如何解决这些问题，如何想出更好的连接方法。不过说也奇怪，整天想着这些问题，脑子和身体却一点都不会觉得累。或许是那种渴望得到知识的欲念把疲劳赶到九宵云外去了吧！

我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。

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而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，主要是因为没有动手实践过吧！认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。故一个小小的课程设计，对我们的作用是如此之大。

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致谢

时间过得很快，经过了查找资料、系统的需求分析、工作流设计、程序开发和试运行，到毕业论文的撰写，我的毕业设计也接近了尾声。

通过本次毕业设计，我在指导老师王兴举的精心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，并对当前电子领域的研究状况和发展方向有了一定的了解，单片机领域这对我今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。另外,此次毕业设计还获得了计科系各位领导和老师的大力支持。在此，我忠心感谢王兴举老师以及计科系各位老师的指导和支持。在未来的工作和学习中，我将以更好的成绩来回报各位领导和老师。

在未来的日子里，我将更加努力的学习和工作，来报答曾经关心过我的老师，朋友和同学！

再次感谢所有关心、支持我的老师、朋友和同学！

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参考文献

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