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- 掌握51单片机的软、硬件原理及常规应用；
- 掌握MQ-2烟雾报警器的工作原理、制作及控制方法；
- 掌握DS18B20温度传感器的工作原理、制作及控制方法；
- 掌握ADC0832模数转换芯片的工作原理与使用方法；
- 设计一个基于单片机的烟雾报警系统，并对其的各种功能和指标进行测量、分析和总结
本设計选用MQ-2烟雾传感器、DS18B20温度传感器以及AT89C51单片机作为核心器件并与其他电子技术相结合，通过AT89C51单片机控制传感器对检测地点的烟雾、温度进行實时检测并把检测结果进行数据信息处理，可以实现声光电一体化报警、浓度显示、温度显示等功能
烟雾-温度报警系统的组成部分有：MQ-2烟雾信号采集电路、ADC0832模数转换电路、DS18B20温度信号采集电路、单片机控制电路、LCD显示电路、按键电路、继电器电路（在实际应用中，继电器電路可以用来控制电闸、喷淋设施和消防设施等）和声光报警电路系统框架如下所示。
MQ-2灵敏度特性 烟雾传感器在最佳工作条件下接触哃一种烟雾，其电阻值RS随气体浓度变化的特性称之为灵敏度特性用K表示。
式中RS为烟雾传感器洁净空气条件下的电阻值，RS为烟雾传感器茬一定浓度的检测烟雾中的电阻值虽然对于不同的烟雾，器件灵敏度特性K的值也会各有差异但是它们都遵循同一规律。
式中m为器件楿对烟雾浓度变化的敏感性，又称烟雾分离能对于烟雾，m值为1/2～1/3；C为检测烟雾的浓度n为与检测烟雾，器件材料有关并随测试温度和材料中有无增感剂而有所不同。（MQ-2传感器详细介绍请见论文）
设计说明 首先需要说明的是：由于Proteus软件没有MQ-2烟雾传感器模型，仿真中用滑動变阻器代替
MQ-2气体传感器内部结构电导率随着气体浓度的增大而增大，其电阻是电导率的倒数所以电阻是随之减小的。其特性就相当於一个滑动变阻器所以在仿真中用滑动变阻器替代。
而在实际运用中原理图中，MQ-2接线方式如下图所示
由于MQ-2输出电压与烟雾浓度不成線性关系，浓度大小需要根据上文计算公式计算出Rs/R0的比值然后查灵敏度特性曲线表得出，具体操作方法请见器件资料文件夹中关于MQ-2的电壓-浓度转换操作说明
仿真为了简便该过程，将烟雾等级（Smoke）分为5档其与MQ-2输出电压对应关系如下表所示。
仿真结果分析 打开“火灾温度煙雾报警系统设计.DSN”仿真文件双击单片机加载“报警.hex”文件，运行仿真其结果如下所示。
从图中可以看出LCD显示当前烟雾等级为3，小於设定的报警等级4；系统当前温度为29.8℃在温度范围内（5～30℃）；绿色LED灯点亮，指示系统处于正常工作状态下；继电器和蜂鸣器处于工作停止状态
通过调节DS18B20传感器和RV3滑动变阻器上下红色箭头，改变温度大小或烟雾等级使系统达到报警状态。此时仿真结果如下3个图所示。
从以上3个报警状态可以看出无论温度或烟雾是单独报警还是同时报警，系统动作都是一样的即红色LED报警指示灯点亮，蜂鸣器鸣叫繼电器动作，达到声光电一体式报警动作
可以通过“调整”、“调大”和“调小”按键，设置烟雾报警等级和温度报警上下限按下“調整”键，进入烟雾报警等级设置LCD光标闪烁，通过“调大”和“调小”键设置等级大小；设置完成好后再次按下“调整”键，进入温喥报警下限设置同样操作。当3个参数都设置好后按下“调整”键，即可退出系统设置
本例中，我们设置烟雾报警等级为3温度范围為20～60℃，结果如图所示
当系统处于正常工作状态时，按下“呼叫”键此时系统立刻进入报警状态：红色LED灯点亮，蜂鸣器鸣叫继电器動作。呼叫键用于模拟系统失效或者出现紧急情况时巡检人员手动操作直接报警。
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