中北大学
课程设计任务书
2013/2014 学年第 1 学期
学 院： 信息与通信工程学院
专 业： 电子信息科学与技术 学 生 姓 名： 学 号：
课程设计题目： 气体烟雾报警器设计 起 迄 日 期： 2013年12月23日~2014年1月10日
课程设计地点： 中北大学5院楼513、606 指 导 教 师： 张志伟
下达任务书日期: 2013 年 12月 23 日
课 程 设 计 任 务 书
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1．设计目的： 在学习专业基础课和专业课的基础上，主要结合光学、光电技术、电子仪器、微机原理与应用、单片机与各种功能性芯片（如时钟芯片、调制与解调芯片、A/D和D/A转换芯片等）以及光、计、电综合应用等方面开展实践活动，巩固所学知识、培养动手能力，提高综合设计能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1)、掌握AT89C51单片机软、硬件知识，软件包括MCS-51汇编指令或C51内容； 2)、掌握烟雾传感器的基本知识、使用方法； 3)、掌握一种烟雾传感器工作原理； 4)、会设计检测电路及编写相关程序； 5）、编程语言可用MCS51汇编语言也可用C51语言； 6)、利用protel绘制相关电路图。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 1） 2） 3） 4） 设计说明书、相关图纸符合要求； 相应器件的工作原理及应用； 系统工作原理图； 参考文献原文不少于5篇。
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课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献： ? 要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写，例： 1 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985 （5篇以上） 5．设计成果形式及要求： 设计说明书及相关电路图 6．工作计划及进度： 2013年 12月23日~2013年12月24日：了解设计题目及查找资料； 2013年 12月25日~12月25日：确定各题目要求计算相关参数； 2013年 12月26日~12月27日: 结合各题目确定具体设计方案； 2013年 12月28日~2014年1月7日: 结合要求具体设计并编程仿真； 2014年 1月8日~1月9日: 完善仿真结果、整理课程设计说明书； 1月10日~1月10日: 答辩或成绩考核。 学科部审查意见： 签字： 年 月 日 3
气体烟雾报警器设计
摘要
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。随着经济和城市建设的快速发展，城市高层、地下建筑以及大型综合性建筑日益增多，火灾已成为我国常发性和破坏性以及影响力最强的灾害之一，火灾隐患也大大增加，火灾的数量及其造成的损失呈逐年上升趋势。在工业和民用建筑、宾馆、酒店、图书馆、科研和商业部门，烟雾报警器已成为必要的装置。火灾报警系统对现代建筑起着极其重要的安全保障作用。在我国的一些大中城市，几乎每天都发生家庭火灾，所以防火是每个家庭必须时刻注意的问题。假如能根据每家的实际情况预先采取简单的防火措施，一些悲剧是完全可以避免的。消防部门的统计显示，在所有的火灾比例中，家庭火灾已经占到了全国火灾的30%左右。家庭起火的原因林林种种，可能在我们注意得到的地方，也可能就隐藏在我们根本就注意不到的地方。若在民用住宅中广泛使用烟雾报警器，便可有效减少火灾所造成的严重损失。烟雾报警器可保障生产与生活的安全，避免火灾和爆炸事故以及煤气中毒的发生，它是防火、防爆和安全生产所必须的仪器，具有广阔的市场空间与发展前景。所以烟雾报警器对于现今社会是必不可少的。
关键词
传感器、烟雾报警、AT89C51单片机、工作原理
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目 录
1 绪论 ............................................ 错误！未定义书签。 1.1 概述........................................... 错误！未定义书签。 1.2 设计目的及意义................................. 错误！未定义书签。 1.3烟雾报警器简介 ................................. 错误！未定义书签。 2 整体设计方案介绍 ................................................. 8 2.1烟雾报警器的工作结构和原理 ...................................... 8 2.2烟雾传感器的工作原理 ............................................ 9 2.2.1烟雾传感器的介绍 ............................................. 10 2.2.2 QM-N5半导体气体烟雾传感器 ................................... 13 2.3单片机的选型 ................................................... 14 2.4烟雾报警器的主要功能设计 ....................................... 17 3 系统的硬件电路 .................................................. 17 3.1 系统电源电路................................................... 17 3.2 AT89C51的时钟电路和复位电路 ................................... 18 3.3信号采集及前置放大电路 ......................................... 19 3.4 A/D转换电路 ................................................... 20 3.5声音报警及消音键电路 ........................................... 22 3.6字符显示电路 ................................................... 23 3.7状态指示灯电路 ................................................. 24 3.8安全保护电路 ................................................... 25 3.9报警器故障自诊断电路 ........................................... 26 3.10烟雾报警器硬件总电路 .......................................... 26 4 系统的软件的设计 ................................................ 28 4.1系统主程序设计及流程图 ......................................... 28 4.2主程序初始化流程图 ............................................. 29 4.3报警子程序设计及流程图 ......................................... 29 4.4按键输入设计子程序流程图 ....................................... 31 5 结论 ............................................................ 32
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