摘要：随着现代建筑的不断增多，火灾隐患增加，一旦发生火灾，将对人的生命财产造成极大的危害。现代建筑具有智能化的时代特征，火灾自动报警系统(FAS)探测火灾隐患，肩负安全防范重任，在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。在工业和民用建筑、宾馆、图书馆、科研和商业部门，火灾自动报警系统已成为必需的装置。
本文主要为火灾报警器的设计，以单片机作为报警器的控制核心，运用烟雾探测和温度探测两种探测方式，在火灾发生时通过检测装置传递信号给单片机后发出声光报警信号并在数码显示屏上显示出对应的代码等功能来设计出能及时发现火灾隐患并报警的报警设备。
关键词：报警器，单片机
1.总设计思路
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图1-1设计思路
火灾报警器的设计思路如图1-1所示。火灾报警器的检测是否有火灾的方法有两种，一种是烟雾探测器，当烟雾传感器探测到烟雾浓度异常时，输出信号后经过放大电路和A/D转换电路将模拟信号转化为数字信号给单片机；另一种是温度探测器，使用DS18B20温度传感器，其核心功能就是可以直接转换成数字量后把信号传递给单片机。控制核心为单片机，本次设计使用的80C51,直流电源直接给单片机P1.1供电。发生火灾时有火灾报警器有四种方式报警：LED状态灯显示有火灾发生、数码管通过数码显示屏显示对应字符、蜂鸣器发出蜂鸣声、警铃振动。
火灾报警器的实现过程如图1-2所示。单片机不停检测是否有传感器的输出信号，当有输出信号时，继电器动作发出信号给单片机，单片机发出报警信号并显示报警，在火灾未结束之前，继电器都不能复位，使单片机一直发出信号。当火灾结束后，继电器复位，信号消失。
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图1-2 实现过程
2 硬件电路设计
2.1 烟雾测量电路
烟雾测量电路电路部分由烟雾传感器、滑动电阻、A/D转换电路三部分组成，烟雾传感器MQ-2检测将检测到的模拟信号通过由RP滑动变阻器组成的放大电路将信号放大，再经过A/D转换电路ADC0832将模拟信号转化为数字信号。ADC0832中1号口将连接单片机的P1.7口,5号与6号口共同接在单片机的P1.5口,7号口接在单片机的P1.6口。
2.2 温度测量电路
温度测量电路部分采用 DS18B20中的2号口直接连接在单片机的P1.4号口。
2.3 安全保护电路
本次设计使用的是HUIKE公司的HK4100F-DV5V继电器。单片机P1.0口输出低电平，则三极管8550导通，继电器KM1上电，常闭触点1断开，常开触点2闭合，连线连接到继电器的COM端，将其自锁，在人工手动复位之前，一直保持自锁状态。继电器输出的是开关信号，用于连接洒水装置和排烟装置等。
2.4 控制按键电路
控制按键电路采用独立式按键设计。4个按键分别接到单片机的P3.2、P3.3、P3.4、P3.5口，对于这种按键各程序可以采用中断查询的办法判断键号并转入相应的键处理。
2.5报警输出电路
光报警电路由单片机的P2.6和P2.7口进行控制，P2.6和P2.7分别控制2个发光二极管，予以光报警。P2.6控制的灯D3为红色（火灾信号灯）、P2.7控制的灯D4为黄色（正常信号灯）。当P2.6和P2.7输出低电平时，对应的信号灯便会发光，进行光报警。
本设计所使用的是ULF-5461BS四位共阳极数码管，其7个比划段a-g和dp同名端连在一起，即单片机P0.0到P0.7连接在一起，而每一个数码管的公共级COM各自独立地接受I/O线控制，即与单片机P2.0到P2.3连接在一起。CPU向字段输出口送出字型码时，所有数码管收到相同的字型码。但究竟哪个数码管亮取决于COM端，COM端与单片机I/O口相连接，由单片机输出位到I/O，用于控制哪一位数码管亮。
2.6声音报警电路
本设计的声音报警电路包括扬声器和警铃，当火灾发生时发出蜂鸣声和警铃声来提醒探测点附近有火灾的发生。
警铃电路通过三极管基极串联一个电阻与单片机P2.4端口连接，从而控制警铃是否报警。当P2.4输出的电平为低电平时，三极管导通，发出声音报警。
3系统硬件原理图
图3-1 总电路
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本次设计所使用的软件为Protues,系统硬件原理图如图3-1所示，包括了探测部分、核心部分、显示部分。探测部分包括烟雾探测器和温度探测器，核心部分包括了单片机、复位电路及晶振电路、继电器电路、控制按键电路，显示部分包括了LED状态显示、警铃、数码显示。
5 总结
本文的内容是针对火灾报警器的设计展开的，主要对火灾报警器的设计思路和器件选型做了深入的研究，并全面阐述了一个能实际应用的火灾报警器的设计过程。本火灾报警器采用两种不同的传感器：温度传感器和烟雾传感器，同时对火灾情况进行判断，将信号送给系统的控制器：C8051单片机，单片机通过综合判断最后判断火灾情况进行报警并显示。
参考文献
1 陈颖.基于C8051F单片机的火灾智能报警控制系统的设计.大连海事大学，2007
2 陈悦,刁若菲，刘志伟等.烟雾检测火灾报警系统的设计.北京：微计算机信息，2007,23（8-2）：93-95
3张阅.基于STC89C52单片机的火灾报警器的设计与实现[J].山西科技,2013,28(2):118-120.