2025《基于单片机烟雾检测系统的硬件电路设计案例》2000字.docx

基于单片机烟雾检测系统的硬件电路设计案例综述

目录

TOC\o1-3\h\u317871.1核心控制器模块电路 1

294581.2烟雾检测模块电路 2

28121.3温度检测模块电路 3

184481.4显示模块电路 4

210651.5按键模块电路 5

162361.6报警模块电路 5

92301.7风扇模块电路 6

1.1核心控制器模块电路

烟雾报警系统的主控模块单片机最小化系统主要由主控单片机、复位控制电路及时钟振荡电路三个大部分共同构成。复位控制电路主要是为了快速确定一个单片机的启动工作是否处于开始的状态，完成对应的单片机工作后再次启动。单片机在接通启动电源的同时会自动产生一个快速复位启动信号，完成了启动单片机的一次启动并同时确定了该启动单片机的工作起始点和工作运行状态。例如，当一台大型单片式主机系统在正常运行时，受到了某种外界工作环境的严重干扰而突然出现了应用程序自动跑飞时，按下了自动复位程序按钮，内部的一个应用程序也就会自动地从头到尾的继续执行。时钟控制电路就像是一个单片机的一个大脑或者心脏，它直接影响控制了整个单片机的正常处理工作量和节奏。具体电路图结构接法如图3-1所示。

图3-SEQ图3-\*ARABIC1最小系统电路结构图

1.2烟雾检测模块电路

通俗化解释烟雾报警传感器，其实很简单。自从上世纪冯诺依曼提出计算机基本组成结构以来，大家就已经知道，计算机只能识别电平信号0和1。计算机能够进行一系列复杂运算也是仅仅依靠一串串的电平信号0和1，因此，单片机作为单片微机计算机也毫不例外，因STC89C52单片机也是属于一种计算机，它也仅仅只能够处理运算电平信号0和1，我们俗称为数字信号，而自然界的众多信号，比如波形则是属于模拟信号，比如烟雾信号，那么烟雾传感器就需要将检测的烟雾模拟信号通过一些模数转换模块转化为单片机可以处理的数字电平信号。

通过图3-2可知，ADC0832芯片有8个引脚，除去电源端和地线端，剩下6个引脚可供我们使用，又通过数电学习，我们可以知道，CS为片选端，我们通过这个端口来设置这款芯片是否开始工作，CLK端是时钟信号端，是通过一连串电平信号，来让芯片做出动作的，下面还有四个端口就很简单了，CH0和CH1是输入通道，我们可以选择其一，这个输入通道就是外部的模拟信号输入，也就是输入模拟烟雾信号，D0和D1是与单片机进行通信使用的。单片机根据返回的数字信号，这种数字信号可以是普通数据，也可以是具体换算后的电压值，然后单片机进行处理这个数字信号，从而间接完成对外界模拟信号的获取。因此，这一款芯片也可以说成是AD转换芯片。可以说，AD转换芯片可以适用于很多种模拟信号到数字信号的使用，不一定就是烟雾传感器使用。

图3-SEQ图3-\*ARABIC2烟雾检测模块电路结构图

1.3温度检测模块电路

如上所述，我们还是来观察温度传感器电路中。我们可以看到，就是简单的三个引脚，这里的VCC接5V，DATA是数据输入端，GND接地。同样来说，温度也是一种模拟信号，我们如何通过数字信号来获知外部的模拟温度信号呢？当然DS18B20也是集成了AD转换的功能，不过此时我们不像上述烟雾传感器一样使用了芯片，我们此时使用单片机进行ADC读取的功能，DS18B20传感器的一个I/O口测量环境中的温度，通过内部的时序函数进行读取、处理，最终获得检测的温度值。

DS18B20在一个新的主机数据接收器前端发出一个可以同时阅读的数据时序，它就已经可以向另一个新的主机接收输入一个数据。所以当一台主机向DS18B20发出可以读数据的命令后，必须马上将其输入为读时序。以便DS18B20能够实现传送的数据。温度测量检测模块的电路框图如下表所示。温度检测模块电路图如图3-3所示。

图3-SEQ图3-\*ARABIC3温度检测模块电路结构图

1.4显示模块电路

硬件部分分析介绍对比后最终用于显示的是LCD1602型，它是一种字符型液晶显示模块。该种新型触控液晶电视显示屏接口模块总共设计有16个引脚外接输入端口，其中7~14号引脚为自动连接至一台新型单片机的一个p0.0~p0.7端口，引脚四到六号为自动连接至一台新型单片机的图中两个端口。1、3、16号引脚相互进行并联或者相互接地，它们共同具有的是体积小，功耗低,显示快和内容丰富。

LCD1602主要用于显示空气中的烟雾浓度数值和温度值，具有简单的显示控制和高性价比，让人一目了然其检测的结果。

图3-SEQ图3-\*ARABIC4显示模块电路图

1.5按键模块电路

简单来说，四个独立按键分为四个功能：手动报警功能，设置增加阈值功能，设置减少阈值功能，进入设置功能。

手