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。

　　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 != '')

　　{

　　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