一種基于MQK氣體傳感器和PIC單片機的氣體泄漏報警系統(tǒng)設(shè)計的。這個該報警器的設(shè)計方法簡單、可靠、高效，文中給出了主要的軟硬件設(shè)計方案。

報警器結(jié)構(gòu)特點與原理

該報警器以MQK系列氣體傳感器和PIC16F73 單片機為核心，構(gòu)成真正單芯片的高性能氣體泄漏報警器（圖1）。 該報警器的特點： 1） 使用MQK 系列氣體傳感器。該傳感器獲得過國家級新產(chǎn)品證書，具有靈敏度高、響應(yīng)恢復(fù)速度快、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等優(yōu)點。 2） 以PIC16F73 單片機為報警器的核心，實現(xiàn)傳感器檢測、電源控制、溫度補償、聲光報警、信號傳送等功能。 外圍電路簡單、可靠，整機小巧，性價比高。 3） 利用PIC16F73 的PWM 功能、熱敏電阻和開關(guān)三極管等共同組成開關(guān)電源，給氣體傳感器提供加熱功率，實現(xiàn)隨外界溫度變化自動改變氣體傳感器的加熱電壓，達(dá)到給氣體傳感器提供溫度補償?shù)哪康?/p>

PIC16F73 單片機簡介

PIC系列單片機硬件系統(tǒng)設(shè)計簡潔，指令系統(tǒng)設(shè)計精練。它有以下優(yōu)點： 1） 哈佛總線結(jié)構(gòu).PIC 系列單片機內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)不同于普通單片機的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)，它采用的是哈佛結(jié)構(gòu)。這就意味著，在PIC 系列單片機的內(nèi)部，數(shù)據(jù)總線和地址總線是分離的，并且采用不同的寬度。這樣可以實現(xiàn)指令提取的“流水作業(yè)”，可以實現(xiàn)指令的單字節(jié)化、單周期化，提高指令的執(zhí)行速度。 2） 精簡指令系統(tǒng).PIC 系列單片機指令系統(tǒng)采用精簡指令集RISC（Reduced Instruction Set Collection）技術(shù)，不僅便于記憶和學(xué)習(xí)，而且絕大部分的指令都是單字節(jié)、單周期指令，有利于提高指令運行速度.PIC16F73單片機采用13位指令系統(tǒng)，使用4K×14位可反復(fù)擦寫的FLASH存儲器。

單片機的語音數(shù)字聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報警器

2．3 聲光報警模塊

字串6

聲光報警電路在單片機P1口的控制下，可以根據(jù)不同情況（火災(zāi)、異常、故障）發(fā)出不同的聲光報警信號。聲音信號由專用語音芯片提供。通過給語音芯片的S1和S2端輸入不同的邏輯電平（00，01，10，11），便可以獲得4種不同的聲音信號。由單片機的P1．0和P1．1控制。另外該芯片還需要一個選通信號，由P1．3提供。只有當(dāng)該信號為高電平時，芯片才會根據(jù)S1和S2端的控制信號發(fā)出不同的報警聲，否則不會發(fā)聲報警。 字串7由P1口的P1．4～P1．7分別控制4個發(fā)光二極管，予以光報警，如圖6所示。P1．4～P1．7控制的燈依次為綠色（正常信號燈）、黃色（故障信號燈）、紅色（異常信號燈）和紅色（火災(zāi)信號燈）。當(dāng)這些輸出端輸出低電平時，對應(yīng)的信號燈便會發(fā)光報警。

當(dāng)報警器監(jiān)測到火災(zāi)信息后，除了在火災(zāi)現(xiàn)場產(chǎn)生聲光報警信號外，還需要將火災(zāi)信息按事先預(yù)留的電話號碼自動撥號通知單位有關(guān)人員，并迅速上報消防指揮中心，為此，系統(tǒng)設(shè)計了單片機與Modem通訊模塊，該模塊由單片機、GM16C550串行端口擴展芯片和RS232電平轉(zhuǎn)換電路組成。限于篇幅，對通訊模塊的硬件電路及編程不做詳細(xì)論述。

3 報警器監(jiān)控程序設(shè)計

監(jiān)控程序流程圖如圖7所示。系統(tǒng)復(fù)位后，首先要進行初始化，包括對各個控制用寄存器的初始化、設(shè)置中斷服務(wù)程序的入口地址、設(shè)置堆棧等。

為了便于系統(tǒng)維護和功能擴充，采用了模塊化程序設(shè)計方法，系統(tǒng)各個模塊的具體功能都是通過子程序調(diào)用實現(xiàn)的。本系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集子程序、火災(zāi)判斷與報警子程序以及Modem通訊子程序等。

3．1 數(shù)據(jù)采集子程序 字串6

數(shù)據(jù)采集部分的程序設(shè)計包括：驅(qū)動ADC0809的IN0和IN1進行A/D轉(zhuǎn)換，分別由子程序ADC1（溫度轉(zhuǎn)換）和ADC2（煙霧濃度轉(zhuǎn)換）完成；單片機接收轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，存入指定內(nèi)存單元，由INT1中斷服務(wù)程序完成。每次驅(qū)動A/D轉(zhuǎn)換后等待外部中斷1，中斷到來說明A/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，通過中斷服務(wù)程序讀取轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。

3．2 火災(zāi)判斷與報警程序

為了降低誤報率，系統(tǒng)采用了多次采集、多次判斷的方法。每次數(shù)據(jù)采集后根據(jù)得到的數(shù)據(jù)對現(xiàn)場情況進行判斷：00H表示正常、01H表示異常、02H表示火災(zāi)；然后綜合多次判斷結(jié)果做出最終的火情判斷。數(shù)據(jù)在內(nèi)部RAM存儲單元中的存放情況如表1所示。具體判斷方法如下： 字串3

（1）對溫度和煙霧進行了兩次數(shù)據(jù)采集與判斷

溫度≥100℃，溫度異常，置標(biāo)志位為1，否則為0；煙霧（CO，CO2）濃度≥0．06％，煙霧濃度異常，置標(biāo)志位為1，否則為0。 字串6

（2）根據(jù)溫度和煙霧的異常標(biāo)志位判斷現(xiàn)場情況

2個標(biāo)志位均為0，表示情況正常，給53H或56H單元送00H；2個中僅有1個為1，表示情況異常，送01H；2個均為1，表示有火災(zāi)發(fā)生，送02H。 字串8

（3）綜合兩次情況做最后判斷，并予以報警

若53H和56H中數(shù)據(jù)不相同，說明是誤報，調(diào)故障報警子程序；否則按該單元中的數(shù)據(jù)調(diào)相應(yīng)的報警子程序。

00H為情況正常，返回。

01H為情況異常，調(diào)異常報警子程序。

02H為現(xiàn)場有火災(zāi)，調(diào)火災(zāi)報警子程序，并向消防中心報告火情。