基于51单片机的温度、烟雾、火焰检测设计- 物联传感

基于51单片机的火灾检测设计

（仿真＋程序＋原理图+设计报告）

功能介绍

具体功能：

1.使用MQ-2烟雾采集，使用ADC0832将传感器输出的模拟信号转化为数字信号，再传给单片机。

2.使用DS18B20采集温度。

4.火焰检测使用火焰检测模块，最终输出高低电平信号给单片机。

5.显示设备使用LCD1602,实时显示温度、烟雾值，温度烟雾报警阈值。

6.使用蜂鸣器和LED灯构成报警模块，三个LED灯对应着温度、烟雾、火焰。

7.三个按键可以设置温度、烟雾报警阈值。

#include <reg52.h> #include <intrins.h> #define uchar unsigned char // 以后unsigned char就可以用uchar代替 #define uint unsigned int // 以后unsigned int 就可以用uint 代替 sfr ISP_DATA = 0xe2; // 数据寄存器 sfr ISP_ADDRH = 0xe3; // 地址寄存器高八位 sfr ISP_ADDRL = 0xe4; // 地址寄存器低八位 sfr ISP_CMD = 0xe5; // 命令寄存器 sfr ISP_TRIG = 0xe6; // 命令触发寄存器 sfr ISP_CONTR = 0xe7; // 命令寄存器 sbit Fire_P = P1^0; // 火焰传感器引脚 sbit DQ = P1^1; // 温度传感器的引脚 sbit ADC_CS = P1^2; // ADC0832的CS引脚 sbit ADC_CLK = P1^3; // ADC0832的CLK引脚 sbit ADC_DAT = P1^4; // ADC0832的DI/DO引脚 sbit LcdRs_P = P2^7; // 1602液晶的RS管脚 sbit LcdRw_P = P2^6; // 1602液晶的RW管脚 sbit LcdEn_P = P2^5; // 1602液晶的EN管脚 sbit Key1_P = P3^2; // 设置按键 sbit Key2_P = P3^3; // 减按键 sbit Key3_P = P3^4; // 加按键 sbit Buzzer_P = P2^0; // 蜂鸣器 sbit Led1_P = P2^3; // 报警灯1，火焰报警 sbit Led2_P = P2^2; // 报警灯2，温度报警 sbit Led3_P = P2^1; // 报警灯3，烟雾报警 uchar gMqAlarm; // 烟雾报警值 int gTempAlarm; // 温度报警值 /*********************************************************/ // 单片机内部EEPROM不使能 /*********************************************************/ void ISP_Disable() { ISP_CONTR = 0; ISP_ADDRH = 0; ISP_ADDRL = 0; } /*********************************************************/ // 从单片机内部EEPROM读一个字节，从0x2000地址开始 /*********************************************************/ unsigned char EEPROM_Read(unsigned int add) { ISP_DATA = 0x00; ISP_CONTR = 0x83; ISP_CMD = 0x01; ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8); ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff); // 对STC89C51系列来说，每次要写入0x46，再写入0xB9,ISP/IAP才会生效 ISP_TRIG = 0x46; ISP_TRIG = 0xB9; _nop_(); ISP_Disable(); return (ISP_DATA); } /*********************************************************/ // 往单片机内部EEPROM写一个字节，从0x2000地址开始 /*********************************************************/ void EEPROM_Write(unsigned int add,unsigned char ch) { ISP_CONTR = 0x83; ISP_CMD = 0x02; ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8); ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff); ISP_DATA = ch; ISP_TRIG = 0x46; ISP_TRIG = 0xB9; _nop_(); ISP_Disable(); } /*********************************************************/ // 擦除单片机内部EEPROM的一个扇区 // 写8个扇区中随便一个的地址，便擦除该扇区，写入前要先擦除 /*********************************************************/ void Sector_Erase(unsigned int add) { ISP_CONTR = 0x83; ISP_CMD = 0x03; ISP_ADDRH = (unsigned char)(add>>8); ISP_ADDRL = (unsigned char)(add&0xff); ISP_TRIG = 0x46; ISP_TRIG = 0xB9; _nop_(); ISP_Disable(); } /*********************************************************/ // 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数 /*********************************************************/ void DelayMs(uint time) { uint i,j; for(i=0;i<time;i++) for(j=0;j<112;j++); } /*********************************************************/ // 延时15微秒 /*********************************************************/ void Delay15us(void) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } /*********************************************************/ // 复位DS18B20（初始化） /*********************************************************/ void DS18B20_ReSet(void) { uchar i; DQ=0; i=240; while(--i); DQ=1; i=30; while(--i); while(~DQ); i=4; while(--i); } /*********************************************************/ // 向DS18B20写入一个字节 /*********************************************************/ void DS18B20_WriteByte(uchar dat) { uchar j; uchar btmp; for(j=0;j<8;j++) { btmp=0x01; btmp=btmp<<j; btmp=btmp&dat; if(btmp>0) // 写1 { DQ=0; Delay15us(); DQ=1; Delay15us(); Delay15us(); Delay15us(); Delay15us(); } else // 写0 { DQ=0; Delay15us(); Delay15us(); Delay15us(); Delay15us(); DQ=1; Delay15us(); } } } /*********************************************************/ // 读取温度值 /*********************************************************/ int DS18B20_ReadTemp(void) { uchar j; int b,temp=0; DS18B20_ReSet(); // 产生复位脉 DS18B20_WriteByte(0xcc); // 忽略ROM指令 DS18B20_WriteByte(0x44); // 启动温度转换指令 DS18B20_ReSet(); // 产生复位脉 DS18B20_WriteByte(0xcc); // 忽略ROM指令 DS18B20_WriteByte(0xbe); // 读取温度指令 for(j=0;j<16;j++) // 读取温度数量 { DQ=0; _nop_(); _nop_(); DQ=1; Delay15us(); b=DQ; Delay15us(); Delay15us(); Delay15us(); b=b<<j; temp=temp|b; } temp=temp*0.0625; // 合成温度值 return (temp); // 返回检测到的温度值 } /*********************************************************/ // 1602液晶写命令函数，cmd就是要写入的命令 /*********************************************************/ void LcdWriteCmd(uchar cmd) { LcdRs_P = 0; LcdRw_P = 0; LcdEn_P = 0; P0=cmd; DelayMs(2); LcdEn_P = 1; DelayMs(2); LcdEn_P = 0; } /*********************************************************/ // 1602液晶写数据函数，dat就是要写入的数据 /*********************************************************/ void LcdWriteData(uchar dat) { LcdRs_P = 1; LcdRw_P = 0; LcdEn_P = 0; P0=dat; DelayMs(2); LcdEn_P = 1; DelayMs(2); LcdEn_P = 0; } /*********************************************************/ // 1602液晶初始化函数 /*********************************************************/ void LcdInit() { LcdWriteCmd(0x38); // 16*2显示，5*7点阵，8位数据口 LcdWriteCmd(0x0C); // 开显示，不显示光标 LcdWriteCmd(0x06); // 地址加1，当写入数据后光标右移 LcdWriteCmd(0x01); // 清屏 } /*********************************************************/ // 液晶光标定位函数 /*********************************************************/ void LcdGotoXY(uchar line,uchar column) { // 第一行 if(line==0) LcdWriteCmd(0x80+column); // 第二行 if(line==1) LcdWriteCmd(0x80+0x40+column); } /*********************************************************/ // 液晶输出字符串函数 /*********************************************************/ void LcdPrintStr(uchar *str) { while(*str!='\0') LcdWriteData(*str++); } /*********************************************************/ // 液晶输出数字 /*********************************************************/ void LcdPrintNum1(uchar num) { LcdWriteData(num/100+48); // 百位 LcdWriteData(num%100/10+48); // 十位 LcdWriteData(num%10+48); // 个位 } /*********************************************************/ // 温度值的显示 /*********************************************************/ void LcdPrintNum2(int num) { if(num<0) // 显示负号 { LcdWriteData('-'); num=0-num; } else // 显示百位 { LcdWriteData(num/100+48); } LcdWriteData(num%100/10+48); // 显示十位 LcdWriteData(num%10+48); // 显示个位 } /*********************************************************/ // 液晶显示初始化 /*********************************************************/ void LcdShowInit() { LcdGotoXY(0,0); // 液晶光标定位到第0行 LcdPrintStr("Gas: "); // 液晶第0行显示" Gas: " LcdGotoXY(1,0); // 液晶光标定位到第1行 LcdPrintStr("Tmp: "); // 液晶第1行显示"Temp: " } /*********************************************************/ // ADC0832的时钟脉冲 /*********************************************************/ void WavePlus() { _nop_(); ADC_CLK = 1; _nop_(); ADC_CLK = 0; } /*********************************************************/ // 获取指定通道的A/D转换结果 /*********************************************************/ uchar Get_ADC0832() { uchar i; uchar dat1=0; uchar dat2=0; ADC_CLK = 0; // 电平初始化 ADC_DAT = 1; _nop_(); ADC_CS = 0; WavePlus(); // 起始信号 ADC_DAT = 1; WavePlus(); // 通道选择的第一位 ADC_DAT = 0; WavePlus(); // 通道选择的第二位 ADC_DAT = 1; for(i=0;i<8;i++) // 第一次读取 { dat1<<=1; WavePlus(); if(ADC_DAT) dat1=dat1|0x01; else dat1=dat1|0x00; } for(i=0;i<8;i++) // 第二次读取 { dat2>>= 1; if(ADC_DAT) dat2=dat2|0x80; else dat2=dat2|0x00; WavePlus(); } _nop_(); // 结束此次传输 ADC_DAT = 1; ADC_CLK = 1; ADC_CS = 1; if(dat1==dat2) // 返回采集结果 return dat1; else return 0; } /*********************************************************/ // 按键扫描 /*********************************************************/ void KeyScanf() { if(Key1_P==0) { LcdGotoXY(0,13); LcdWriteCmd(0x0f); // 显示光标，并闪烁 /*****烟雾报警值的设置****************************************** ------------------------------------------------------------*/ DelayMs(10); // 延时去除按键按下的抖动 while(!Key1_P); // 等待按键释放 DelayMs(10); // 延时去除按键松开的抖动 while(Key1_P!=0) // 如果按键1按下，那么跳到下一级设置，否则是烟雾报警值的大小设置 { if(Key2_P==0) // 如果减按键被按下 { if(gMqAlarm>1) // 只有gMqAlarm大于1才能减1 gMqAlarm--; LcdGotoXY(0,11); // 液晶光标定位到第0行第11列 LcdPrintNum1(gMqAlarm); // 刷新改变后的报警值 LcdGotoXY(0,13); DelayMs(250); // 延时一下 } if(Key3_P==0) // 如果加按键被按下 { if(gMqAlarm<100) // 只有gMqAlarm小于100才能加1 gMqAlarm++; LcdGotoXY(0,11); // 液晶光标定位到第0行第11列 LcdPrintNum1(gMqAlarm); // 刷新改变后的报警值 LcdGotoXY(0,13); DelayMs(250); // 延时一下 } } /*****温度报警值设置****************************************** ------------------------------------------------------------*/ LcdGotoXY(1,13); // 光标定位 DelayMs(10); // 延时去除按键按下的抖动 while(!Key1_P); // 等待按键释放 DelayMs(10); // 延时去除按键松开的抖动 while(Key1_P!=0) // 如果按键1按下，则退出设置模式，否则是温度报警值的大小设置 { if(Key2_P==0) // 如果减按键被按下 { if(gTempAlarm>-54) // 只有gTempAlarm大于-54才能减1 gTempAlarm--; LcdGotoXY(1,11); // 液晶光标定位到第1行第11列 LcdPrintNum2(gTempAlarm); // 刷新改变后的报警值 LcdGotoXY(1,13); DelayMs(250); // 延时一下 } if(Key3_P==0) // 如果加按键被按下 { if(gTempAlarm<125) // 只有gTempAlarm小于125才能加1 gTempAlarm++; LcdGotoXY(1,11); // 液晶光标定位到第0行第11列 LcdPrintNum2(gTempAlarm); // 刷新改变后的报警值 LcdGotoXY(1,13); DelayMs(250); // 延时一下 } } /*****退出报警值的设置****************************************** ------------------------------------------------------------*/ DelayMs(10); // 延时去除按键按下的抖动 while(!Key1_P); // 等待按键释放 DelayMs(10); // 延时去除按键松开的抖动 Sector_Erase(0x2000); // 擦除单片机内部EEPROM的数据 EEPROM_Write(0x2000,gMqAlarm); // 将新设置的烟雾报警值写入EEPROM的0x2000这个地址 EEPROM_Write(0x2001,gTempAlarm+55); // 将新设置的温度报警值+55写入EEPROM的0x2001这个地址 LcdWriteCmd(0x0c); // 关闭光标 } } /*********************************************************/ // 报警判断 /*********************************************************/ void AlarmJudge(uchar dat1, int dat2) { /*火焰报警判断*/ if(Fire_P==0) { DelayMs(50); if(Fire_P==0) { Led1_P=0; } } else { Led1_P=1; } /*烟雾报警判断*/ if(dat1>gMqAlarm) { Led3_P=0; } else { Led3_P=1; } /*温度报警判断*/ if(dat2>gTempAlarm) { Led2_P=0; } else { Led2_P=1; } /*蜂鸣器报警判断*/ if((Led1_P==0)||(Led2_P==0)||(Led3_P==0)) Buzzer_P=0; else Buzzer_P=1; }

硬件设计

使用元器件：

单片机：STC89C52；

（注意：单片机是通用的，无论51还是52、无论stc还是at都一样，引脚功能都一样。程序也是一样的。）

单片机座子；12M晶振；

30pF独石电容；电解电容10uF；

电阻1K；电阻4.7K；电阻10K；

排阻10K；轻触开关；

1602液晶；1602液晶座子；

10K电位器；ADC0832；

ADC0832座子；红led；

MQ-2；MQ-2座子；

有源蜂鸣器；9*15洞洞板；

S8550（PNP）三极管；

电源开关；电源座；

温度传感器DS18B20；

温度传感器座子；

火焰传感器；

3Pin 排针；3Pin 杜邦线；

导线：若干；

流程图：

设计资料

01 仿真图

本设计使用proteus7.8和proteus8.9两个版本设计，向下兼容，无需担心！具体如图！

02 原理图

本系统原理图采用Altium Designer19设计，具体如图！

03 程序

本设计使用软件keil4和keil5两个版本编程设计，无需担心！具体如图！

04 设计报告

两万一千字设计报告，具体如下！

05 设计资料

全部资料包括仿真源文件、程序（含注释）、AD原理图、参考论文、流程图元件清单等。具体内容如下，全网最全! ！

下面是开源51单片机设计资料

大家共同学习进步：

链接：百度网盘请输入提取码

提取码：gdk9

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基于51单片机的温度、烟雾、火焰检测设计