基于DS18B20温度传感器和MQ2烟雾传感器的火灾报警器设计

一、概述

火灾自动报警系统（Fire Alarm System，简称FAS系统）是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。【1】

本设计中以温度探头和烟雾传感器作为火灾报警器的传感装置，并以LED和蜂鸣器作为示警装置。

二、功能

●高温检测。传感器选用DS18B20,当环境温度大于40℃，高温报警指示灯亮，LCD1602第一行显示温度。

●环境烟雾浓度检测。传感器选用MQ2烟雾传感器，AD0809作模数转换传烟雾浓度数据给单片机。当环境烟雾浓度大于50时，烟雾浓度指示灯亮，LCD1602第二行显示烟雾浓度。

当温度和烟雾浓度同时过高时，蜂鸣器发出报警声音。

三、硬件设计

温度传感器：DS18B20

烟雾传感器：MQ2。MQ2输出的模拟电压信号，使用ADC0809作模数转换后输入单片机。

四、程序设计

部分程序段：

○LCD1602显示部分程序

#define LCD_DATA P0 //lcd1602的引脚

sbit LCD_RS = P2^0;

sbit LCD_RW = P2^1;

sbit LCD_EN = P2^2;

void LCD_Init(void)

{

Delay20ms();

  LCD_WriteCmd(0x38); //8位机接口、双行显示、5×7字符点阵；

LCD_WriteCmd(0x0c); //显示开启、光标不显示也不闪烁；

LCD_WriteCmd(0x01); //清屏；

LCD_WriteCmd(0x06); //光标右移一位、整屏不移动；

  LCD_Goto(0,0);

}

 void LCD_WriteDat(unsigned char lcd_dat)

{

unsigned char tmp;

tmp = LCD_ReadStatus(); //读状态；

while((tmp & 0x80)) //是否忙 ?

{

tmp = LCD_ReadStatus();

}

LCD_RS = 1;

LCD_RW = 0;

LCD_DATA = lcd_dat;

_nop_();

LCD_EN = 0;

_nop_();

_nop_();

LCD_EN = 1;

}

 void LCD_WriteCmd(unsigned char lcd_cmd)

{

unsigned char tmp;

tmp = LCD_ReadStatus();

while((tmp & 0x80))

{

tmp = LCD_ReadStatus();

}

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 0;

LCD_DATA = lcd_cmd;

_nop_();

LCD_EN = 0;

_nop_();

_nop_();

LCD_EN = 1;

}

 unsigned char LCD_ReadStatus(void)

{

unsigned char tmp;

#if 0

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 1;

tmp = LCD_DATA;

LCD_EN = 0;

#endif

LCD_DATA = 0xff;

LCD_RS = 0;

LCD_RW = 1;

LCD_EN = 0;

_nop_();

_nop_();

LCD_EN = 1;

tmp = LCD_DATA;

return tmp;

}

 void LCD_Goto(unsigned char x,unsigned char y)

{

unsigned char tmp;

if(y) //若是第二行；

{

tmp = 0xc0 + x;

LCD_WriteCmd(tmp);

}

else

{

tmp = 0x80 + x;

LCD_WriteCmd(tmp);

}

}

 void LCD_Display(unsigned char row,unsigned char *str)

{

if(row)

{

LCD_Goto(0,1);

}

  else 

  {

  LCD_Goto(0,0);

  }

  while(*str != '\0')

    {

  LCD_WriteDat(*str++);

  }

}

○ADC0809部分程序

//AD0809的IO口以及变量定义

sbit OE=P2^7;

sbit EOC=P2^6;

sbit START=P3^0;

void AD0809()//0809转换数据

{

START=0;_nop_();

START=1;_nop_();

START=0;_nop_();

while(EOC==0);

OE=1;_nop_();

density=P1;_nop_();

OE=0;

}

○DS18B20部分程序

sbit DQ=P2^3;  //DS18B20数据端

//2、DS18B2模块

void delay_18B20(unsigned int i)

{

while(i--);

}

//ds18b20初始化函数

void Init_DS18B20(void)

{

unsigned char x=0;

DQ = 1;          //DQ复位

delay_18B20(2); //稍做延时

DQ = 0;          //单片机将DQ拉低

delay_18B20(60); //精确延时 大于 480us

DQ = 1;          //拉高总线

delay_18B20(2);

x=DQ;            //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败

delay_18B20(15);

}

//ds18b20读一个字节

unsigned char ReadOneChar(void)

{

unsigned char i=0;

unsigned char dat = 0;

for (i=8;i>0;i--)

{

    DQ = 0; // 给脉冲信号

    dat>>=1;

    DQ = 1; // 给脉冲信号

    if(DQ)

    dat |=0x80;

    delay_18B20(4);

}

   return(dat);

}

//ds18b20写一个字节

void WriteOneChar(unsigned char dat)

{

   unsigned char i=0;

   for (i=8; i>0; i--)

   {

    DQ = 0;

    DQ = dat&0x01;

    delay_18B20(2);

    DQ = 1;

    dat>>=1;

  }

}

五、仿真图

图3 火灾报警器仿真图