一种带应急照明功能的烟雾感知报警电路设计

摘要：具有应急照明功能的烟雾感知报警电路在现代化高楼大厦中有广泛的应用前景。本系统采用MSP430单片机作为主控核心，应用成熟的光电检测电路来监测烟雾，应急照明采用市电检测和光电检测并用的方法。与以前的分立系统相比这套系统布线简化，可靠性高，并且降低了成本，产品也更加智能化。
关键词：MSP430；烟雾监测；光控检测

在现代的高楼大厦或者公共场所，各种安全设备的设立是必不可少的。烟雾报警器、应急照明灯是其中两种人们常见的安全设备。烟雾报警器一般由烟雾传感器和烟雾探测芯片组成。应急照明灯一般都由一套充放电电路，连接在室内电源上。在建筑物内，它们都需要单独布线，这样既浪费资源又影响美观。如果有种产品既能实现应急照明功能，又可兼顾烟雾感知报警，那么问题就迎刃而解了，如图1所示。

1 系统设计
由于系统主要实现的是应急照明和烟雾报警这两方面的功能，所以可以把系统分成几个主要的部分分别设计，以下是系统组成框图。以MSP430单片机作为整个电路的核心控制单元，通过它控制其他模块来完成各种操作。电源电路采用集成三端稳压器，不仅要完成给蓄电池充电，还有满足系统正常运行。系统许多模块都很容易比较成熟的应用实例，这里不再复述，下面重点介绍几个重要模块的设计。

2 中央处理单元
本文选择MSP430单片机为核心器件。MSP430系列单片机是TI公司推出的16位超低功耗的混合数字信号处理器，它针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上。MSP430是基于精简指令集(RISC)结构的16位单片机，使用8MHz晶振工作时，指令速度可达8MIPS。MSP430单片机的电源采用1．8～3．6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅为0．1μA，I／O输入端口的漏电流最大仅50nA。
MSP430有正常工作模式(AM)和5种低功耗工作模式(LPM0～LPM4)。当电源电压为3V时，各种模式的工作电流分别为AM：340μA，LPM0：70μA，LPM2：17μA，LPM3：2μA，LPM4：0．1μA，单片机可以方便地在各种工作模式之间切换。MSP430的超低功耗使其在报警系统、便携式设备等对供电要求非常苛刻的应用中表现出优良的特性。MSP430系列单片机结合了TI公司高性能的模拟技术，各成员都集成了较丰富的片内外设(视不同型号而定)，这些外设包括多通道高精度的ADC和DAC、片内模拟比较器、多个具有PWM功能的定时器、片内USART、硬件乘法器、液晶驱动器、看门狗定时器(WDT)、片内数控振荡器(DCO)、大量的I／O端口以及大容量的片内存储器等，单片可以满足绝大多数的应用需要。MSP430的高集成度使应用人员不必在各种外设上花太多的精力，便可以方便地设计出真正意义上的单片系统。