代码收藏家技术教程 2023-12-12

基于51单片机的防火防盗烟雾温度人体红外感应检测设计详解

摘要

随着社会和经济的发展，防火工作越来越重要，但是目前国内的许多研发都侧重于大型场所的火灾报警。因此，我们就有必要研制一种结构简单、经济实用的家庭烟雾温度人体感应检测报警器以适应市场的需求。基于供家庭使用的烟雾温度报警器应该具备的基本要求和功能，文章设计了一种比较适合的烟雾温度人体感应检测报警器。

本设计以传感器和单片机作为烟雾报警器设计的核心器件，配合其它器件即可实现声光报警、自动排烟换气和消防灭火等功能。设计中单片机选用STC89C52作为控制器件，传感器选用MQ-2型半导体可燃气体敏感元件烟雾传感器实现烟雾的检测。烟雾报警器主要由烟雾信号采集及前置放大电路、模数转换电路、单片机控制电路、显示电路、声光报警电路和安全保护电路构成，设计合理、简单易懂、价格低廉，使单片机在烟雾报警系统的控制中得到充分应用，具有一定的实用价值。论文主要针对烟雾报警系统中的各个组成部分及功能进行了详细的介绍和说明，并对其主控电路和外围设备电路之间的接口连接方式，以及系统软件设计进行了重点的分析和讲解。

热释电红外传感器，它的制作简单、成本低、安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制模块、红外探头模块、驱动执行报警模块、温度传感器，LED控制模块等部分组成。处理器采用51系列单片机STC89C52，程序使用C语言编写。

关键字：烟雾报警器；单片机；传感器;红外，温度传感器

一、硬件方案

硬件构成：电源5V供电、LCD 1602显示屏模块、单片机最小系统、独立按键模块、蜂鸣器报警等、烟雾传感器模块、DS18B20温度传感器、人体红外感应传感器。

二、设计功能

1.本设计基于STC89C51/52（与AT89S51/52、AT89C51/52通用）单片机。
2.LCD 1602液晶屏实时显示当前温度值、烟雾值以及对应的报警值。
3.用按键可以设置温度报警值和烟雾报警值。
4.还可以通过人体红外感应传感器来检测当前有没有人经过，可用作防盗功能。

三、成品实物图

四、原理图

五、PCB图

六、Proteus仿真

七、程序源码

部分代码：

/********************************************************************
* 名称 : init_1602()
* 功能 : 初始化1602液晶 
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/
void init_1602()
{
	write_com(0x38);
	write_com(0x38);
	write_com(0x0c);
	write_com(0x06);
	delay_uint(1000);
	write_string(1,0,"    YW:000PPM     ");	
	write_string(2,0,"  W:00  Hw:0 OFF  ");	
	write_zifu(2,6,0XDF);     //温度单位

}


/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<q;i++)
		for(j=0;j<120;j++);
}

/***********************18b20初始化函数*****************************/
void init_18b20()
{
	bit q;
	dq = 1;				//把总线拿高
	delay_uint(1);	    //15us
	dq = 0;				//给复位脉冲
	delay_uint(80);		//750us
	dq = 1;				//把总线拿高 等待
	delay_uint(10);		//110us
	q = dq;				//读取18b20初始化信号
	delay_uint(20);		//200us
	dq = 1;				//把总线拿高 释放总线
}

/*************写18b20内的数据***************/
void write_18b20(uchar dat)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{					 //写数据是低位开始
		dq = 0;			 //把总线拿低写时间隙开始 
		dq = dat & 0x01; //向18b20总线写数据了
		delay_uint(5);	 // 60us
		dq = 1;			 //释放总线
		dat >>= 1;
	}	
}

/*************读取18b20内的数据***************/
uchar read_18b20()
{
	uchar i,value;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		dq = 0;			 //把总线拿低读时间隙开始 
		value >>= 1;	 //读数据是低位开始
		dq = 1;			 //释放总线
		if(dq == 1)		 //开始读写数据 
			value |= 0x80;
		delay_uint(5);	 //60us	读一个时间隙最少要保持60us的时间
	}
	return value;		 //返回数据
}

/*************读取温度的值 读出来的是小数***************/
uint read_temp()
{
	uint value;
	uchar low;			   //在读取温度的时候如果中断的太频繁了，就应该把中断给关了，否则会影响到18b20的时序
	init_18b20();		   //初始化18b20
	write_18b20(0xcc);	   //跳过64位ROM
	write_18b20(0x44);	   //启动一次温度转换命令

	init_18b20();		   //初始化18b20
	
	write_18b20(0xcc);	   //跳过64位ROM
	write_18b20(0xbe);	   //发出读取暂存器命令
	
	low = read_18b20();	   //读温度低字节
	value = read_18b20();  //读温度高字节
	value <<= 8;		   //把温度的高位左移8位
	value |= low;		   //把读出的温度低位放到value的低八位中
	value *= 0.0625;	       //转换到温度值 
	return value;		   //返回读出的温度 
}

/***********读数模转换数据********************************************************/	
//请先了解ADC0832模数转换的串行协议，再来读本函数，主要是对应时序图来理解，本函数是模拟0832的串行协议进行的
unsigned char ad0832read(bit SGL,bit ODD)
{
	unsigned char i=0,value=0,value1=0;		
	SCL=0;
	DO=1;
	CS=0;		//开始
	SCL=1;		//第一个上升沿	
	SCL=0;
	DO=ODD;
	SCL=1;  	//第二个上升沿
	SCL=0;
	DO=SGL;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		SCL=0; //开始从第四个下降沿接收数据
		value<<=1;
		SCL=1;
		if(DO)
			value++;						
	}
	return value;
}


/********************独立按键程序*****************/
uchar key_can;	 //按键值

void key()	 //独立按键程序
{
	static uchar key_new;
	key_can = 20;                   //按键值还原
	P1 |= 0x0f;
	if((P1 & 0x0f) != 0x0f)		//按键按下
	{
		delay_1ms(1);	     	//按键消抖动
		if(((P1 & 0x0f) != 0x0f) && (key_new == 1))
		{						//确认是按键按下
			key_new = 0;
			switch(P1 & 0x0f)
			{
				case 0x0e: key_can = 1; break;	   //得到k1键值
				case 0x0d: key_can = 2; break;	   //得到k2键值
				case 0x0b: key_can = 3; break;	   //得到k3键值
				case 0x08: