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摘 要：随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对烟雾传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一烟雾监控系统。
本论文以电阻式烟雾传感器和单片机技术为核心并与其他电子技术相结合， 设计出一种技术水平较好的烟雾报警器。其中选用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，具有灵敏度高、响应快、抗干扰能力强等优点，而且价格低廉，使用寿命长。选用的AT89S52单片机，其整合了A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器等资源，具 有高速、低功耗、超强抗干扰等优点，是目前同类技术中性价比较高的产 品。
以AT89S52单片机和MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器为核心设计的烟雾报警器可实现报警、故障自诊断、浓度级别显示、报警限设置、温度显示及与温度报警值设定等功能。是一种结构简单、性能 稳定、使用方便、价格低廉、智能化的烟雾报警器。具有一定的实用价值。
关键词：烟雾，报警器，AT89S52，传感器
Automatic fire alarm system design
Abstract: With the advent of "information times", as a means of accessing information -- sensor technology has been significant progress, its application field is more and more extensive, the requirement is more and more high, more and more urgent need. The sensor technology has become a national science and technology development level of one of the important symbols. Therefore, understanding and mastering of sensor's structure, working principle and characteristic is very important. In order to improve the sensor 's understanding and the understanding, especially for the smoke sensor research and its usage and use, based on practical, and the principle and design the typical system. In this paper, combined with the use of single-chip sensor technology development and design of the smoke control system..In this paper, resistance type smoke sensor and single-chip microcomputer as the core technology and electronic technology, designs a technology better smoke alarm. The selection of MQ-2 type semiconductor gas sensitive element smoke sensor smoke detection, which has high sensitivity, fast response, strong anti-interference ability, and the price is low, long service life. The selection of AT89S52chip, the integration of the A / D conversion, hardware multiplier, hardware pulse width modulator and other resources, with high speed, low power, strong anti-interference and other advantages, is of similar technology neutral price comparison high yield quality.With AT89S52 MCU and MQ-2 type semiconductor resistor type smoke sensor as the core design of the smoke alarm can alarm, fault diagnosis, concentration level display, alarm limit settings, temperature display and temperature alarm value setting and other functions. Is a kind of simple structure, stable performance, convenient operation, low price, intelligent smoke alarm. Has a certain practical value.
Key words: smog, alarm, AT89S52, sensor
目 录
1 绪论 1
1.1 论文研究来源、目的和意义 1
1.1.1 论文研究来源 1
1.1.2 论文研究目的和意义 1
1.2 烟雾报警器的国内外现状 2
1.3 本论文主要任务 3
2 烟雾检测报警器的方案设计 3
2.1 烟雾检测报警器设计思路 3
2.2 烟雾传感器的选型 4
2.2.1 烟雾传感器介绍 4
2.2.2 烟雾传感器的选定 5
2.2.3 MQ-2型烟雾传感器的工作原理 6
2.2.4 MQ-2型传感器的特性及主要技术指标 6
2.3 烟雾检测报警器整体设计方案 8
2.3.1 烟雾检测报警器工作原理 8
2.3.2 烟雾检测报警器的结构 8
2.3.3 烟雾检测报警器的主要技术指标 9
2.4 本章小结 9
3 系统设计 10
3.1 系统功能 10
3.2 系统框图 10
3.3 单片机的介绍 10
3.4 DS18B20的介绍 14
3.4.1 DS18B20的介绍 14
3.4.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 18
3.4.3 DS18B20的控制方法 18
3.5 LED数码管 20
3.5.1 LED数码管主要技术参数 20
3.5.2 3.5.2 LED数码管的引脚说明 21
3.5.3 数码管编码说明 21
4 硬件设计 22
4.1 单片机最小系统电路 22
4.2 DS18B20测温电路。 23
4.3 报警电路 23
4.4 四位数码管显示电路 24
4.5 报警温度设定按键电路 24
4.6 烟雾传感器转换电路 25
5 系统调试及性能分析 25
5.1 烟雾检测报警器检定 25
5.1.1 爆炸下限(LEL)概念介绍 25
5.1.2 实验数据分析 26
5.2 实验误差分析 29
5.3 本章小结 30
6 总结 30
参考文献 32
总结 33
致谢 34
附录 35
附录一 程序源代码： 35
附录二 电路图 46
附录三 PCB图 47
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总结
本论文设计的烟雾报警器由烟雾信号采集电路与单片机控制电路两大部分构成。
根据设计要求、使用环境、成本等因素，选用MQ-2型半导体电阻式烟雾传感器。该传感器是对以烷类烟雾为主的多种烟雾有良好敏感特性的广谱型半导体敏感器件。它的灵敏度适中，具有响应与恢复特性好，长期工作稳定性、重现性、不易受环境影响及抗温湿度影响等优点。
在系统单片机控制电路的设计上，采用了高性能、高整合度的at89s52单片机作为核心芯片，充分利用了其高速数据处理能力和丰富的片内外设，实现了仪器的小型化和智能化。使仪器具有结构简单、性能稳定、体积小、成本低等优点。由于烟雾传感器需要在加热状态下工作，温度越高，反应越快，响应时间和恢复时间就越快。为提高响应时伺，保证传感器准确地、稳定地工作，需要向烟雾传感器持续供给5V的加热电压。为了保证传感器加热工作的可靠性，当传感器加热丝断线或传感器接触不良时，能够进行故障报 警。
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