防火探测仪的设计
防火探测器是由温度探测器、光电感烟探测和一氧化碳探测器构成的复合型火灾探测器。多路传感器设计思路解决了传统防火探测器一直存在的误报率高的问题，增强了火灾探测的可靠性。由于单元探测器技术所采用的单一参数火灾探测器(包括阈值触发式和模拟量式)对火灾特征信号响应灵敏度的不均匀性，导致它对实际火灾的探测能力受到了限制，尤其是用于对家庭住宅火情的准确探知更是尤为重要。因此，报警系统中对火灾信号的检测采用多传感器/多判断的火灾探测技术，将探测器探测到的多元火灾探测信息经单片机进行综合判断。
3.2.1温度探测器
温度探测器使用数字温度传感器DS18B20,5V直流电压供电。
DS18B20的测温原理是利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，把温度信号直接转换为串行数字信号，通过内部计数器对受温度影响的振荡器周期的计数可实现温度测量。探测器中DS18B20采用计生电源供电方式，保证在有效的DS18B20时钟周期内能提供足够的电流，采用一个MOSFET管和MCU的I/O口来完成对DS18B20的总线上拉，然后通过另一I/O口对DS18B20进行控制并取得温度值，如图6。
3.2.1.1单片机最小系统部分电路
单片机最小系统，如图7，为适用于本论文设计的火灾检测报警器，应选择一种比8051系列速度快，功耗低，抗干扰性好，而又避免C语言编程溢出问题的单片机。宏晶科技新推出的STC12系列单片机具有高速、低功耗、超强抗干扰等优点，是新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，速度 却比8051单片机快8~12倍。而且STC12系列下属的STC12C54xxAD系列单片机是低功耗Flash单片机，它的高效寻址方式、大容量Flash、 EEPROM、A/D转换、硬件乘法器、硬件脉宽调制器(PWM)等功能特点，较好的实现了强大的功能与超低功耗的结合。而且在功能同样的情况下，管脚较少封装体积小，价格比其他型号便宜，因此具有很好的性价比和应用适应性
STC12STC12C5412AD 系列单片机总体介绍：
1. 增强型 8051 CPU，1T，单时钟/ 机器周期，指令代码完全兼容传统8051。
2. 工作电压：STC12C5412AD 系列工作电压：5.5V - 3.8V(5V 单片机)/3.8V - 2.4V(3V 单片机)。
3. 工作频率范围：0 - 35 MHz，相当于普通8051 的 0～420MHz.实际工作频率可达48MHz
4. 用户应用程序空间12K / 10K / 8K / 6K / 4K / 2K / 1K 字节。
5. 片上集成 512 字节 RAM(STC12C5410AD 系列), STC12C2052AD 系列单片机为256 字节RAM。
6. 通用I/O 口(27/23/15 个)，复位后为： 准双向口/ 弱上拉(普通8051 传统I/O 口)。可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽/ 强上拉，仅为输入/ 高阻，开漏。每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA。
7. ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口(P3.0/P3.1)直接下载用户程序，数秒即可完成一片。
8. EEPROM 功能。
9. 看门狗。
10.内部集成MAX810 专用复位电路(外部晶体20M 以下时，可省外部复位电路)。
11. 时钟源：外部高精度晶体/ 时钟，内部R/C 振荡器。用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/ 时钟。常温下内部R/C 振荡器频率为：5.2MHz ～ 6.8MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，但因为有制造误差和温漂，应认为是4MHz ～ 8MHz。
12. 共2 个16 位定时器/ 计数器，但可用PCA 模块再产生4 个定时器(2052 系列只有两路PCA)。
13. 外部中断2 路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断唤醒。
14. PWM(4 路)/PCA(可编程计数器阵列,4 路),5410 系列是4 路，2052 系列只有两路。也可用来当4 路D/A 使用，也可用来再实现4 个定时器，也可用来再实现4 个外部中断(上升沿中断/ 下降沿中断均可分别或同时支持)
15. A/D 转换, 10 位精度ADC，共8 路。STC12C2052AD 系列只有8 位精度。
16. 通用全双工异步串行口(UART)，由于STC12 系列是高速的8051，也可再用定时器软件实现多串口。
17. SPI 同步通信口，主模式/ 从模式。
18. 工作温度范围： 0 - 75℃ / -40 - +85℃。
图7 单片机最小系统
3.2.1.2温度探测器ADC0809的A/D采样电路
ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
主要特性：
1)8路输入通道，8位A／D转换器，即分辨率为8位。
2)具有转换起停控制端。
3)转换时间为100μs
4)单个＋5V电源供电
5)模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。
6)工作温度范围为-40～＋85摄氏度
7)低功耗，约15mW。
内部结构：
ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，内部结构如图13．22所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型D／A转换器、逐次逼近。
引脚功能：
ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装。
IN0～IN7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
START： A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲(至少100ns宽)使其启
(脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换)。
EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平(转换期间一直为低电平)。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
REF(+)、REF(-)：基准电压。
Vcc：电源，单一＋5V。
GND：地。
ADC0809的工作过程：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A／D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A／D转换完成，EOC变为高电平，指示A／D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
