基于STC12C5A60S2的火灾报警控制盘设计

摘要：本文介绍了一种火灾报警控制盘设计方法。本控制盘采用STC12C5A60S2 单片机为主控芯片，可根据火灾报警控制系统要监控的设备节点的数量方便进行配置和扩展。

引言

　　火灾报警系统能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并同时显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间。一般火灾自动报警系统包含消防报警主机、感烟探测器、感温探测器、红外探测器、火焰探测器、手报按钮、消火栓按钮、输入模块、输出模块、声光报警器等设备^[1] 。

　　现有的火灾报警控制系统，通常将火灾报警控制盘与中心的火灾报警控制器消防主机做在同一个机柜上，即系统中要控制的节点设备是固定的，这样不利于继续增加系统控制设备节点。为了解决该问题，根据火灾自动报警控制系统要控制的设备的数量，设计一套火灾报警控制盘系统。

1 火灾报警控制盘系统设计

　　火灾报警控制盘系统主要由火灾报警主控制盘和从控制盘。主控制盘与从控制盘通过CAN总线相互连接^[2] 。主控制盘与火灾报警控制器消防主机通过RS232总线相互连接，将报警控制键盘系统采集到的按键信息发送给消防主机消防主机再根据按键信息控制对应的设备的开和关。主控制盘作为从控制盘与消防主机的中介，负责协助从控制盘与消防主机通信。火灾报警控制盘的系统的组成如图1所示。

　　火灾报警控制盘系统中传输的信息主要有按键信息和LED灯显示的信息。设置一个按键对应两个LED灯，两个LED的亮灭状态分别表示请求指示灯和受控设备的开关状态指示灯。按键与LED灯的显示方案为：当按键按下时，点亮请求指示灯，等待应答，若收到应答，则设置改变受控设备的开关状态指示灯，若没收到应答，则按键对应的请求指示灯和受控设备开关状态指示灯不动作。

2 火灾报警控制盘硬件电路设计

　　火灾报警主控制盘和从控制盘的软件不一样，在硬件方面上有很多相似的地方。主控制盘有串口通信功能，而从控制盘没有，在电路设计方面，设计从控制盘与主控制盘的硬件电路一样，只是从控制盘上的串口通信部分电路不用焊接上去。主和控制盘硬件组成主要有单片机最小系统电路、按键模块电路、LED显示模块电路、CAN通信模块电路、串口通信模块电路(从控制盘上这部分电路不焊接)，如图2所示。

2.1 单片机最小系统

　　主和从控制盘MCU采用STC12C5A60S2。STC12C5A60S2是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。STC12C5A60S2的最小系统由时钟电路、复位电路和P0的上拉电路组成。如图3所示。

2.2 按键模块电路

　　主和从控制盘上的按键硬件设计采用ZLG7290这款芯片实现。ZLG7290采用I2C总线接口，与微控制器的连接仅需两根信号线，即只需要用到2个IO口，而且硬件电路比较简单，同时可以驱动8位共阴数码管或64只独立LED、64只独立按键，并可提供自动消除抖动、连击键计数等功能^[3] 。按键电路中只使用了6行8列的按键，即48个按键。如图4所示。

2.3 LED灯显示电路

　　LED灯的数量根据按键的数量进行确认，因为有48个按键，这里让2个LED灯对应一个按键，这两个LED灯的作用分别为做设备请求状态显示和设备开关状态显示，所以需要有96个LED。LED灯的显示使用动态扫描方式，采用2片移位寄存器74HC595串联输出12位并行信号作为8*12LED点阵段输出，采用4-16译码器74HC154提供16个互斥的低有效输出作为LED点阵的位输出^[4] 。如图5所示。