一款单片机的声光报警系统的设计

仇士玉

摘要：声光报警系统由硬件电路和软件电路两大部分构成，主要应用在预防火灾中，对于家庭使用，具有很高的实用性。该系统设计价格低廉、结构简单、性能稳定。

关键词：报警系统;硬件电路;软件电路;防火

中图分类号：TP274+.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）12-0158-02

1 系统组成

声光报警系统由两大部分构成：硬件电路和软件电路。

1.1 硬件电路

硬件电路由NIS-09C传感器、AD574A转换电路、555报警电路和单片机80C51构成。

1.2 软件电路

KEIL C51软件是单片机C语言软件开发系统，可完成编辑、仿真、调试的整个开发流程。

1.3 系统框图

如图1所示。

1.4 工作原理

对于火灾中的温度、声光等非电信号的采集，用NIS-09声光传感器。它可以把非电信号转化为电信号，从而满足AD574A转换器的转换要求。A/D转换电路，可以将传感器采集到的模拟信号转变为数字信号。80C51单片机用来判断现场是否发生火灾。如果发生了，它会控制报警系统以声光的形式来报警。

2 核心器件的选择

2.1 80C51单片机

80C51由CPU系统、存储器系统、I/O端口和中断系统四个部分组成。

2.1.1 复位电路

在声光报警系统中，为了确保CPU和系统中其他部件处于初始状态，要先对80C51进行初始化操作。在选择复位方式时，选用上电复位。

2.1.2 时钟电路

单片机工作的时钟电路，反映单片机的工作速度。它有内部时钟方式和外部时钟方式两种，我们选用用外部时钟方式，80C51的引脚XTALl和XTAL2为输入输出端口。

2.2 声光传感器

声光传感器的型号是NIS-09，它是专门为检测延误而设计的一种离子式烟雾传感器。它的输出模拟量与AD574A转换器输入等级相符合，连接在A/D转换器的输入接口。

2.3 A/D转换器

A/D转换器的作用是将模拟电信号转换成数字信号，我们选用的芯片型号是AD574A。它可以直接与8位、12位、16位总线的处理器相连，是一种应用较广的12位模/数转换器芯片。 AD574A管脚如图2所示。

3 接口电路

在外围接口电路中，AD574A转换器输出12位数据。当A0=0时，读取高8位;当A0=1时，读取低4位。AD574A转换器的28脚STS与单片机80C51的12脚INT0相连。电路如图3所示。

4 报警电路

该电路由三部分组成：分别是555定时器、扬声器BY和红色发光二极管LED-RED，如图4所示。扬声器BY的报警信号由单片机80C51的P2.0口控制。当P2.0=1时，扬声器发出高音;当P2.0=0时，扬声器发出低音，高、低音交替报警。红色发光二极管LED-RED的亮与灭，也是由P2.0口输出的高低电平来控制。当P2.0=1时，红色发光二极管亮;当P2.0=0时，红色发光二极管灭，二极管闪烁。

5 軟件电路

5.1 编程KEIL软件开发环境

KEIL C51软件是51系列兼容单片机软件开发系统，它有大量的库函数和功能强大的调试工具，在整个程序编辑和调试中，使用简短的程序语言就能完成大量的任务处理。

5.2 流程图设计

在程序流程中，声光报警系统选用循环程序中先判断后执行结构。主流程图如图5所示。

6 结语

以80C51单片机为主要元件设计的声光报警系统，实现了声光同时报警，达到预防家庭火灾的目的。该系统价格低廉、结构简单、性能稳定、对于家庭防火，具有十分普遍的意义，值得推广。

参考文献

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[4]黄志敏.基于单片机的智能火灾报警系统设计[J].电子制作，2016（06）：42.

Design of a Single-chip Sound and Light Alarm System

QIU Shi-yu

（Huai'an Advanced Vocational and Technical School，Huaian Jiangsu  223005）

Abstract：The sound and light alarm system consists of two parts： hardware circuit and software circuit. It is mainly used in fire prevention and has high practicability for home use. The system is designed to be inexpensive， simple in structure， and stable in performance.

Key words：alarm system; hardware circuit; software circuit; fire prevention