摘 要本次毕业设计构建了一款火灾报警器控制系统，能够实现对室内等封闭环境中是否发生火灾等危险情况进行准确监测的功能，这种系统的实现是基于STM32微处理器开发软件的，因此这款器件的整体性能非常高。在硬件实现方案上，本论文将STM32微处理器作为控制核心，通过该款具备八位数据运算能力的微型控制器来对外部的LCD1602显示电路、温度检测电路、模拟电压采集电路、MQ-2烟雾浓度检测电路和报警电路进行驱动控制，通过各个功能电路的稳定工作，将每一项指标功能进行执行。为了验证这种系统设计的正确性和合理性，本论文还对这款火灾报警器系统进行了多个角度的工作测试，在测试过程中，这款火灾报警器系统可以完美执行各项指标功能，符合预期要求，如果将其推向相关产品市场，有益于减少它的研发成本。
目录
一、 引言 1
（一） 火灾报警器的发展背景 1
（二） 火灾报警器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 1
二、 火灾报警器的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 火灾报警器主控电路设计 4
（二） 烟雾气体浓度检测电路设计 5
（三） LCD1602显示电路设计 7
（四） 温度传感器电路设计 8
（五） 有源蜂鸣器电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 火灾报警器的主程序流程设计 10
（二） 显示屏驱动子程序流程设计 11
（三） 温度采集子程序流程设计 12
（四） 烟雾检测子程序设计 13
（五） 报警声输出子程序设计 14
五、 实物制作与安装 15
总结 3
参考文献 4
致 谢 5
附录一 原理图 6
附录二 PCB图 7
附录三 元件列表 8
附录四 程序 9
引言
火灾报警器的发展背景
本论文拟将研发的该款火灾报警器系统是一种以数字控制器作为内部核心的智能化系统，它的实现是以KEIL IDE作为平台，通过这个场合对符合C99规则标准的代码程序进行构
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建，从而实现火灾报警器控制系统的功能。本次毕业设计在正式对火灾报警器进行研发之前，第一步对火灾报警器控制系统的发展历程进行了丰富的资料查阅，通过对当今市场上各种各样类似的电子系统进行归纳分析后，总结出了火灾报警器相关产品的主要性能优点和在各个历史发展节点所展现出来的特性。所谓的火灾报警器指的是一种可以完成对参数的高清晰显示、对温度的高精度检测、高分辨率数据采集、采集环境中的烟雾和发送报警等功能的电子系统，它如今处于一种快速发展阶段下，这主要得益于现如今技术水平的快速发展，半导体集成技术的发展使它的内部主控器件以及各类功能的集成芯片也在不断发展，所以这就直接促进了当前市面上的火灾报警器呈现出外观体积微型化、高度智能化以及成本低廉化方向发展。通过相关文献调研可以发现传统型的火灾报警器控制系统，主要依附中低端的八位微处理器，该处理模块虽然数据处理速度相比于现在的三十二位处理器来说非常慢，而其里面具备完整的中央处理器、内存和各类接口，所以也是能够通过单片芯片实现对火灾报警器系统的操控，虽然火灾报警器最后展现的性能较为平庸，而能够满足大部分用户的使用需求，这样就使得这类中低端的火灾报警器在市场上非常普遍，用户的认可度极高，而这也将使高端性能火灾报警器的发展脚步被压制。本论文拟将设计的这种类型的火灾报警器系统将采用意法半导体企业研究的STM32微处理器来担任主控核心，结合KEIL IDE和传感器等技术，实现一款性能较高的电子控制系统，通过整个设计过程来对大学所学习到的专业知识进行一次整体总结。
火灾报警器的国内外发展现状
在当今市场上国内外的火灾报警器都具有各自不同的用户群体，纵观国内外研发现状，尽管国外某些研发机构对火灾报警器的研发开始的早，而国内对于这种系统的研发时间较短，通过对当前市场上经常使用的几种火灾报警器进行资料的广泛调研后可以总结出，中高端级别的火灾报警器正在不断的抢占更多的市场份额，同过去更具竞争力的低端火灾报警器来说，由于中高端产品的研发成本正在不断降低，从而在价格方面，低端产品越来越没有优势，并且随着技术水平的不断提升，使用者已经愈来愈不能满足于低端产品的功能匮乏。
本文主要研究内容
本论文采用了STM32微处理器担任主控核心，结合了LCD1602显示器、DS18B20型温度传感器、ADC0832采样芯片、MQ2烟雾气体浓度传感器和有源蜂鸣器等器件，实现了一款性价比参数非常高的火灾报警器系统，实现了高清晰度液晶显示、对环境温度的检测、模数转换、对烟雾的检测和发出报警信号等功能，本课题的提出意在减少当今市场上相关产品的设计经费，与此同时为了增加这种系统的平均性能，因此经过对硬件电路和程序设计代码的周密设计，最终完美实现了这种类型的火灾报警器系统，经过了反复的测试，研发成果表现出了非常高的性能指标，为了方便下文对该系统的软硬件设计，这里需要对这款火灾报警器系统的设计内容进行确立：
1、能够实现高清晰的显示效果，通过微处理器的控制控制，实现快速的显示内容更新；
2、实现温度传感器驱动电路设计，通过STM32微处理器单总线的驱动控制，实现对温度数据的快速获取；
3、配置ADC0832模数转换器电路，能够在STM32微处理器的驱动控制下，实现对模拟电压信号的采集，并且能以较快的速度实现对采集结果的转换处理；
4、能够将系统周围空气中的烟雾气体进行快速的感应并且输出电压与烟雾浓度呈线性比例，使得STM32微处理器能够通过公式正确的将烟雾浓度转换出来；
5、配置蜂鸣器驱动电路，使得STM32微处理器能够通过高低电平信号实现对蜂鸣器的启闭，从而实现报警信号的输出和停止工作；
火灾报警器的方案设计
为了更加直观的阐述这种型号的火灾报警器控制系统的实现方案，使用了Visio绘制了图中的系统架构框图，该框图中将整个火灾报警器系统划分成微处理器最小系统、LCD1602液晶屏电路、温度检测电路、ADC0832模数转换电路、烟雾气体浓度检测电路和蜂鸣器报警电路等部分，其中STM32微处理器最小系统的作用是运行其FLASH内部的用户程序，根据程序代码内容完成对每个电路模块的控制。
为了实现对室内空气中烟雾粉尘颗粒浓度的准确检测，本课题通过MQ2烟雾传感器探头配置了一个检测模块，它将与模数转换器芯片搭配使用，通过模数转换器采集该MQ2传感器探头输出的模拟电压信号，从而获取到烟雾浓度的大小，将其转换为数字信号后送入到单片机芯片中进行处理。
为了实现对室内环境中温度值的准确检测，本课题选用了一个DS18B20温度传感器模块来实现对温度值的灵活检测，通过其内部高性能的温度采集部分，将室内的温度值转换为数字信号后送入单片机进行使用和处理。

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