【】随着社会的进步，工业的发展，以及生活环境的改变，大家的安全意识逐渐提高，而且今年来出现的一些大的因为防火不当导致的人们财产以及人身安全的损失，火灾的预防与报警是刻不容缓的。本文设计的一款基于单片机的火灾自动报警系统实现了周围环境火灾隐患的自动检测以及报警功能。系统的核心控制器件为AT89S52单片机，实现是系统的整体控制功能。通过MQ-2烟雾传感器检测环境中的烟雾的浓度等级，同时发生火灾的同时也伴随着环境温度的提高，所以使用了DS18B20温度传感器检测环境中的温度。当检测到环境中的烟雾浓度等级或者温度值达到设定的报警阈值时，系统会自动启动报警器进行报警，同时根据环境的不通，报警阈值可以通过键盘进行手动设置。系统使用了数码管对检测到的烟雾已经温度值进行实时显示。当发生意外情况时，也可以通过手动紧急报警按键启动报警器。
目录
一、引言 1
二、总体设计 1
三、硬件设计 2
（一）单片机控制模块 2
（二）烟雾浓度检测模块 5
（三）数码管数据显示 7
（四）键盘电路 8
（五）报警电路模块 9
四、软件设计 10
（一）总体设计思想 10
（二）各部分的子程序介绍 10
五、系统调试 14
总结 16
附录 17
附录一 电路原理图 17
附录二PCB图 18
附录三 实物图 19
附录四 源程序 20
致谢 29
一、引言
单片机技术的应用越来越广泛，已经走进了各行各业，实现各行各业系统的自动化控制，大大的解放了人类的双手，实现了真正系统的无人值守，改变了传统的完全人工操作的控制方式。本文所设计的基于单片机的火灾自动报警系统，实现了对环境中烟雾浓度以及温度的自动检测、显示。当检测到环境中的烟雾等级或者温度到达设定的报警阈值时，启动报警器。这个设计的应用范围非常的广泛，比如工业厂房、车间、商场以及家庭等。以前的检测完全通过人工的方式。而本系统则大大的减少了操作工人的使用数量，完全实现环境中火灾的自动预警。而在国外，很多国家都已经使用了火灾报警系统，他们将这些科
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技应用于城市安全监管系统中，能够准确的判断火灾的位置及火灾的状况，这样有利于消防人员快速的到达火灾发生地及时的消灭火灾，将损失减少到最低，保障人民安全。
二、总体设计
系统使用的是现在应用非常广泛的51单片机技术，核心控制器件为AT89S52，使用了MQ2烟雾传感器以及DS18B20实现环境中烟雾值以及温度的实时监测，为了适应不同环境，并满足不同的需求，可以手动设置烟雾等级的报警阈值，阈值信息为三个，分别为最低温度值、最高温度值以及烟雾浓度报警等级，当检测到当前环境中的温度值低于设定的最低或最高温度阈值时，表明设定的温度下限或者上限，这时候启动报警器，当检测到环境中的烟雾浓度等级达到设定的报警阈值时，表示环境中出现了提高烟雾等级的类似与着火类的危险源，此时启动报警器。为了提高系统的可操作性，设置了数码管进行数据的显示，通过数码管可以直观的看到当前环境的温度值以及烟雾浓度等级。为了适应不同测试环境的需求，温度以及烟雾的报警阈值可以通过键盘进行手动调整，这样提高的系统的适用性。
本系统的核心控制器件为AT89S52型单片机，所以核心模块自然是单片机的最小系统，其次就是传感器部分，火灾自动报警系统最关键的参数就是烟雾浓度以及温度，因为火灾发生的同时，会迅速的提升环境中的烟雾含量以及温度值。系统中使用MQ2烟雾传感器实时采集烟雾浓度值，通过DS18B20温度传感器对环境中的温度进行采集，然后就是报警器的设计，系统中使用了一只蜂鸣器实现系统的声音报警，当检测到环境中的烟雾浓度或者温度值达到设定的报警阈值时，蜂鸣器会发出“滴滴”的声音进行报警。为了满足客户的不同需求，设置了手动紧急报警按键，在非报警情况下，如果发生的紧急情况可以通过这个按键启动报警器。系统中需要对烟雾浓度信息的报警阈值以及温度值的低高报警阈值进行手动调整，以适应不同使用环境以及用户的需求，所以设计了键盘电路。总体设计图如图21所示。
图21 硬件总体框图
三、硬件设计
（一）单片机控制模块
1.AT89S52单片机组成
如图31所示。


图31 AT89S52单片机组成结构图
AT89S52单片机与我们课本上所学的AT89C51单片机完全兼容，属于51单片机系列，它是一种高性能，高集成芯片，兼容性很高，和51系列的单片机在运行功能上完全可以互换。而且51单片机问世比较早，技术成熟，性价比很高。在大学课程的安排中，51单片机是必选科目，所以，我对51单片机有一定的了解，因此在本次设计中，我选择用我相对比较熟悉的51单片机作为主控芯片，来实现系统的整体功能。单片机内部的存储空间为4K，对于一般的程序和初学者这个容量是足够的。这个单片机有4个数据通讯端口，能够满足一般产品的设计要求。
这个单片机的引脚定义与AT89C51单片机是完全兼容的，具体的引脚功能如图22所示。
为了使大家更清楚的了解这个单片机的性能，总结它的主要功能如下：
与我们所学的C51指令是完全能够融合的；
单片机内部的程序存储器的空间为8Kb；
它的工作稳定性好；
它的供电范围比较广，一般我们给单片机的供电电压为5V；
为了避免有些不法分子盗窃程序代码，程序写入后能够自动加密；
另外这个芯片的耗电量是比较少的，比较适合一些电池供电的低功耗的产品。
2．控制引脚
AT89S52单片机的管脚分布如图32所示。
图32 AT89S52单片机管脚分布
RST（9引脚）：复位信号的输入端，用于实现单片机系统的开机复位和手动复位。当给该引脚加载时长大于两个机器周期的高电平时，复位操作有效。
ALE/PROG（30引脚）：该引脚有两个功能，当连接外部程序存储器时，用来对低8位的地址进行锁存，同时也可作为外部编程器的时钟信号输入。
PSEN（29引脚）：当单片机连接外部程序存储器时，该信号作为外部程序存储器选通信号的控制端口，当单片机执行外部存储器内的程序时，该引脚则在每个机器周期内发出两次激活信号。
EA/VPP（31引脚）：用于对外部存储器进行访问控制，当需要访问外部存储器时，该引脚必须接地，当执行单片机内部存储器指令时，该引脚必须接高电平。
XTAL1（19引脚）：时钟信号的输入端。
XTAL2（18引脚）：时钟信号的输入端。
3．AT89S52单片机的最小系统


图33 单片机最小系统连接图

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