发布时间 : 星期日 文章基于单片机的智能楼宇火灾报警系统_本科毕业设计论文更新完毕开始阅读d2da71e5d05abe23482fb4daa58da0116c171fc6
4 软件功能模块设计与实现
上面一节完成了硬件的设计，要想要系统工作还要完成系统的软件设计。这样系统才能正常工作。下面就介绍系统软件的设计与实现。
4.1温度检测模块软件设计与实现
温度检测模块是火灾检测模块重要组成部分之一，它测得数据为系统做出的动作提供依据。
根据DS18B20传感器结构和功能，可以做出以下设计：DS18B20传感器为单线输出，在单片机使用读/写时序来读/写DSl820的数据位和写命令字的位，或取其数据，将数据转换成与之对应的温度值，当被测温度值大于预设温度值时，输出报警信号，反之，则继续检测环境温度。
经过单线接口访问DS18B20的协议初始化与ROM的操作指令如下： （1）初始化
单总线上的所有数据处理都要从初始化起始。初始化包含总线主机发出的复位脉冲，接着由其他元件送出的存在脉冲。 （2）ROM操作指令
一旦总线主机检测到从属器件的存在，它便可以发出器件ROM操作命令之一。所有ROM操作指令都为8位长。指令具体如下：
（a）Read ROM (读ROM)[33H]
此指令允许单片机读取DS18B20温度传感器的系列编码，唯一的产品序列码，及其8位的CRC。这个指令只能在单总线上有一个传感器的情况下使用。若单总线上存在在数个的器件时，那么当全部的芯片同时发送数据时，将会产生数据冲突的情况。
（b）Match ROM(“符合”ROM)[55H]
Match ROM指令。后续以64位的ROM数据序列，允许单片机对多点总线上特定的DS18B20寻址，只有在与64为ROM序列完全相符的DS18B20情况下，才能对后续的存贮器操作指令令做出相应响应。其他与64 位ROM序列完全不符的芯片将会等待复位脉冲。这个命令在单总线上不管有几个元件的情况下都可使用。
（c）Skip ROM（“跳过”ROM）[CCH]
在单总线系统中，此指令允许主机不必提供64位ROM编码而就访问存储器操作来节省时间。假如单总线上设计多个芯片时，那么在Skip ROM命令之后发出读命令，由于多个芯片同时发送数据，单总线上会产生数据冲突现象。
(d)Search ROM（“探索”ROM）[F0H]
当模块工作时，主机可能会不清楚单总线上的元件的个数或其ROM编码。搜索ROM值令会允许主机应用“消去”（elimination）识别单总线上的全部传感器的64位ROM编码。
(e)Alarm ROM（报警搜索）[ECH]
此命令的流程与搜索ROM命令相同。但是，仅在最近一次温度测量出现报警的情况下，DS18B20才对此命令做出响应。报警的条件定义为温度高于TH或低于TL。只要DS18B20一上电，报警条件就保持在设置状态，直到另一次温度测量显示出非报警值，或者改变TH或TL的设置使得测量值再一次位于允许的范围之内。贮存在EEPROM内的触发器值用于报警。 DS18B20的读/写时序如下图4-1所示。
MASTER WRITE “0”SLOT <120us60us
1us
单片机时刻发送一个复位脉冲(最短的是480us的低电平信号)接着在时间后释放总线，并且接收状态吓得DSl8B20传感器在检测到单总线有上升沿后，等待大约15-60us接着DS18B20在时间发出存在脉冲(低电平大约持续60-240us)如下图4-2所示。
t015us～60us400us～960ust1t2480us60us～240ust3t4 图4-2初始化的时序图
8
当单总线在时刻从高电平拉到低电平时，就产生写时间隙从时刻开始大约15us之内应将所需写的位送到单总线上的DSl8B20传感器在大致15-60us后对总线采样若低电平写入的位是0若高电平写入的位是连续写2位间的间隙应大于1us，如图4-3所示。
>60us15us >1us>60us45us>1ust015us～60us
t1t015ust1
图4-3 写“0”写“1”电平时序图
流程图如图4-4所示。 开始 判断DS18B20否是否存在？ 是 启动温度转换 等待数据 读取温度 数据转换 数据比较否 是 声光报警
结束
图4-4 温度检测模块流程图
部分程序清单如下所示：
int Read_Temperature(void) //读取温度 {
int i; union{
uchar c[2]; int x; }temp; do
i=ds1820_ack(); while(i==0x01);
ds1820_write(0xcc); //跳过Rom
ds1820_write(0x44); //启动ds18b20温度转换 delay(100); do
ds1820_write(0xcc); //跳过Rom
ds1820_write(0xbe); //读取转换后温度值 //for (i=0;i<9;i++) temp.c[0]=ds1820_read(); temp.c[1]=ds1820_read(); return (temp.x); i=ds1820_ack(); while(i==0x01);
}
4.2烟雾检测模块软件设计与实现
首先对单片机A/D进行初始化，然后读取从MQ-2电路采集的电压信号经A/D转换，将模拟量转换成相应的数字量数值，与程序预设好的烟雾浓度数值相比较，从而判定是否输出火灾报警信号。其原理流程如下图4-5所示。