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摘要：在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾害之一。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。本文通过AT89C51单片机为系统的控制核心，实现自动控制及灭火的目的。
关键词：自动灭火系统；AT89C51
Abstract: In the social life, the fire is a threat to public safety, one of the dangers to the lives and property of the people of disaster. Today, the fire was facing the peoples of the world a common disaster problem. It is to the human society have caused serious loss of many lives, property. In this paper, through the AT89C51 MCU as the control core, realize the purpose of automatic control and fire.
Key words: automatic fire extinguishing system; AT89C51
中圖分类号：V233.7+47文献标识码：A 文章编号：
俗话说：“水火无情”；“贼偷一半，火烧全光”。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。2012年4月9日，东莞建晖纸厂发生了一起特大火灾。这起火灾有关部门先后调派广州、东莞、深圳、佛山、中山等消防力量，共投入133辆消防车、2艘消防船、640多名消防官兵参加扑救。从着火那一刻起到完全扑灭，共用了6天时间。该负责人对外宣称：“有3万吨纸品被烧毁，损失一个亿左右。”而在2011年全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元。如此惊人的数目，是根本无法想象的。只有开发出火灾报警及其自动灭火系统装置，才能有效的把火灾遏止于萌芽之中。
一、自动灭火系统设计的意义及现状［6］
随着经济的发展，高层建筑物越来越多、建筑面积增大、用电设备增多、供电要求高、人员集中等这些特点，给高层建筑的防火问题提出了很高的要求,火灾报警及其联动灭火系统在消防工作中的作用尤为突出。我国火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。但目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼等场所大型火灾报警系统的研发，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、娱乐场所、宾馆等小型防火单位，需要设置一种区域配套、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的火灾报警器及自动灭火系统是非常必要的。
二、自动灭火系统的设计思路［1］［3］［5］
由烟雾检测报警器来检测空气中烟雾的浓度，经过模数转换成数字信号，再经过AT89C51单片机的处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值,也就是报警限，如果大于则启动报警电路发出声光报警，反之则为正常状态。即数码管动态显示空气中烟雾的含量，当烟雾含量超过单片机内部设定的标准上限值，将引起蜂鸣器警报，同时启动联动自动灭火装置。系统总体框图如图2－1所示。
图2－1系统总体框图
三、自动灭火系统MCU控制器［2］［4］［7］
可见在这个基于单片机的烟雾报警及其联动系统中，单片机是其中的核心部件，是设计的枢纽。而AT89C51是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有4K字节的FLASH可编程，可擦除只读存储器（EPROM），它采用CMOS工艺和Atmel公司的高密度非易失性存储器技术。而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。它具有功能强、灵活性高、价格低、普遍和适合民用等优点，可方便应用于本系统设计的控制中心。因此控制器选用AT89C51单片机。
3.1 AT89C51单片机的结构
AT89C51单片机主要由下面几个部分组成：1个8位中央处理单元（CPU）、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。如图3－1所示
图3-1 AT89C51单片机的结构框图
3.2编程方式
编程前，须设置好地址，数据及控制信号，编程单元的地址加在P1口和P2口的P2.0-P2.3<11位地址范围为0000H-0FFFH>，数据P0口输入，引脚P2.6,P2.7和P3.6,P3.7的电平设置见表3-4，PSEN为低电平，RST保持高电平，EA/ 引脚是编程电源的输入端，按要求加上编程电源，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲）。编程时，可采用4—20MHz的时钟震荡器，AT89C51编程方法如下：
（1）在地址线上加上要编程单元的地址信号。
（2）在数据线上加上要写入的数据字节。
（3）激活相应的控制信号。
（4）在高电压编程方式时，将EA/ 端加上+12V编程电压。
（5）每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲。改变编程单元的地址和写入的数据，重复1—5步骤，直到全部文件编程结束。
每个字节写入周期是自身定时的，通常约为1.5ms。
3.3数据查询
AT89C51单片机用数据查询方式来检测一个写周期是否结束，在一个写周期中，如需读取最后写入的那个字节，则读出的数据的最高位（P0.7）是原来写入字节最高位的反码。写周期完成后，有效的数据就会出现在所有输出端上，此时，可进入下一个字节写周期，写周期开始后，可在任意时刻进行数据查询。
3.4 Ready/Busy
字节编程的进度可通过“RDY/BSY”输出信号监测，编程期间，ALE变成高电平“H”后P3.4(RDY/BSY)端电平被拉低，表示正在编程状态（忙状态）。编程结束后，P3.4变为高电平准备就绪状态。
3.5复位电路
在振荡，有两个机器周期（24 个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片器运行时机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0－P3 口均置1 引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM 的0000H 处开始运行程序。该芯片的复位脚为9脚，所以复位电路接STC89C52RC的9脚，具体电路如下图所示。当采用的晶体频率是6 MHZ时，可取C=22UF，R=1K；当采用的晶体频率为12MHZ时，可取C=10UF，R=8.2K。不过这都是最佳的组合，也可以有其它大小的电容电阻，只要符合电路要求就可以，如本文就采用22UF的电容和10K的电阻。（如图3－4所示）
图3-4 复位电路
4总结
基于AT89C51单片机的自动灭火系统主要是以高层居民住宅楼、宾馆、商场及夜总会等人员密集且易燃物较集中的场所为研究对象。跟现代生活中的实用火灾报警系统结合一起，与生活密切相关，有着重要意义。
参 考 文 献
[1]张宏林.Visual C++串口通信与工程实践[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2]赖寿宏主编.微型计算机控制技术.北京：机械工业出版,2003.
[3]徐爱钧.单片机高级语言 C51 应用程序设计[M]. 北京：电子工业出版社，2002.
[4]杨欣.51单片机从零开始[M].北京：清华大学出版社，2009.
[5]谢自美.电子线路设计.实验.测试(第二版) [M].武汉：华中科技大学出版社，2000.
[6]盛建.火灾报警自动消防系统.北京：天津大学出版社,2001
[7]陈立定.电器控制于可编程控制器.广州：华南理工大学出版社，2001：
作者：李玉静
单位：广东省机械高级技工学校
关键词：自动灭火系统；AT89C51
Abstract: In the social life, the fire is a threat to public safety, one of the dangers to the lives and property of the people of disaster. Today, the fire was facing the peoples of the world a common disaster problem. It is to the human society have caused serious loss of many lives, property. In this paper, through the AT89C51 MCU as the control core, realize the purpose of automatic control and fire.
Key words: automatic fire extinguishing system; AT89C51
中圖分类号：V233.7+47文献标识码：A 文章编号：
俗话说：“水火无情”；“贼偷一半，火烧全光”。当今，火灾是世界各国人民所面临的一个共同的灾难性问题。它给人类社会造成过不少生命、财产的严重损失。2012年4月9日，东莞建晖纸厂发生了一起特大火灾。这起火灾有关部门先后调派广州、东莞、深圳、佛山、中山等消防力量，共投入133辆消防车、2艘消防船、640多名消防官兵参加扑救。从着火那一刻起到完全扑灭，共用了6天时间。该负责人对外宣称：“有3万吨纸品被烧毁，损失一个亿左右。”而在2011年全国共接报火灾125402起，死亡1106人，受伤572人，直接财产损失18.8亿元。如此惊人的数目，是根本无法想象的。只有开发出火灾报警及其自动灭火系统装置，才能有效的把火灾遏止于萌芽之中。
一、自动灭火系统设计的意义及现状［6］
随着经济的发展，高层建筑物越来越多、建筑面积增大、用电设备增多、供电要求高、人员集中等这些特点，给高层建筑的防火问题提出了很高的要求,火灾报警及其联动灭火系统在消防工作中的作用尤为突出。我国火灾自动报警控制系统经历了从无到有、从简单到复杂的发展过程，其智能化程度也越来越高。但目前国内厂家多偏重用于大型仓库、商场、高级写字楼等场所大型火灾报警系统的研发，其系统复杂、成本较高。而在居民住宅区、娱乐场所、宾馆等小型防火单位，需要设置一种区域配套、廉价实用的火灾自动探测报警装置，因此，研制一种结构简单、价格低廉的火灾报警器及自动灭火系统是非常必要的。
二、自动灭火系统的设计思路［1］［3］［5］
由烟雾检测报警器来检测空气中烟雾的浓度，经过模数转换成数字信号，再经过AT89C51单片机的处理，并对处理后的数据进行分析，是否大于或等于某个预设值,也就是报警限，如果大于则启动报警电路发出声光报警，反之则为正常状态。即数码管动态显示空气中烟雾的含量，当烟雾含量超过单片机内部设定的标准上限值，将引起蜂鸣器警报，同时启动联动自动灭火装置。系统总体框图如图2－1所示。
图2－1系统总体框图
三、自动灭火系统MCU控制器［2］［4］［7］
可见在这个基于单片机的烟雾报警及其联动系统中，单片机是其中的核心部件，是设计的枢纽。而AT89C51是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有4K字节的FLASH可编程，可擦除只读存储器（EPROM），它采用CMOS工艺和Atmel公司的高密度非易失性存储器技术。而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。片内的FLASH存储器允许在系统内可改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。它具有功能强、灵活性高、价格低、普遍和适合民用等优点，可方便应用于本系统设计的控制中心。因此控制器选用AT89C51单片机。
3.1 AT89C51单片机的结构
AT89C51单片机主要由下面几个部分组成：1个8位中央处理单元（CPU）、片内Flash存储器、片内RAM、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行接口、2个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。如图3－1所示
图3-1 AT89C51单片机的结构框图
3.2编程方式
编程前，须设置好地址，数据及控制信号，编程单元的地址加在P1口和P2口的P2.0-P2.3<11位地址范围为0000H-0FFFH>，数据P0口输入，引脚P2.6,P2.7和P3.6,P3.7的电平设置见表3-4，PSEN为低电平，RST保持高电平，EA/ 引脚是编程电源的输入端，按要求加上编程电源，ALE/PROG引脚输入编程脉冲（负脉冲）。编程时，可采用4—20MHz的时钟震荡器，AT89C51编程方法如下：
（1）在地址线上加上要编程单元的地址信号。
（2）在数据线上加上要写入的数据字节。
（3）激活相应的控制信号。
（4）在高电压编程方式时，将EA/ 端加上+12V编程电压。
（5）每对Flash存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG编程脉冲。改变编程单元的地址和写入的数据，重复1—5步骤，直到全部文件编程结束。
每个字节写入周期是自身定时的，通常约为1.5ms。
3.3数据查询
AT89C51单片机用数据查询方式来检测一个写周期是否结束，在一个写周期中，如需读取最后写入的那个字节，则读出的数据的最高位（P0.7）是原来写入字节最高位的反码。写周期完成后，有效的数据就会出现在所有输出端上，此时，可进入下一个字节写周期，写周期开始后，可在任意时刻进行数据查询。
3.4 Ready/Busy
字节编程的进度可通过“RDY/BSY”输出信号监测，编程期间，ALE变成高电平“H”后P3.4(RDY/BSY)端电平被拉低，表示正在编程状态（忙状态）。编程结束后，P3.4变为高电平准备就绪状态。
3.5复位电路
在振荡，有两个机器周期（24 个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片器运行时机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0－P3 口均置1 引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR 全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM 的0000H 处开始运行程序。该芯片的复位脚为9脚，所以复位电路接STC89C52RC的9脚，具体电路如下图所示。当采用的晶体频率是6 MHZ时，可取C=22UF，R=1K；当采用的晶体频率为12MHZ时，可取C=10UF，R=8.2K。不过这都是最佳的组合，也可以有其它大小的电容电阻，只要符合电路要求就可以，如本文就采用22UF的电容和10K的电阻。（如图3－4所示）
图3-4 复位电路
4总结
基于AT89C51单片机的自动灭火系统主要是以高层居民住宅楼、宾馆、商场及夜总会等人员密集且易燃物较集中的场所为研究对象。跟现代生活中的实用火灾报警系统结合一起，与生活密切相关，有着重要意义。
参 考 文 献
[1]张宏林.Visual C++串口通信与工程实践[M].北京:人民邮电出版社,2008.
[2]赖寿宏主编.微型计算机控制技术.北京：机械工业出版,2003.
[3]徐爱钧.单片机高级语言 C51 应用程序设计[M]. 北京：电子工业出版社，2002.
[4]杨欣.51单片机从零开始[M].北京：清华大学出版社，2009.
[5]谢自美.电子线路设计.实验.测试(第二版) [M].武汉：华中科技大学出版社，2000.
[6]盛建.火灾报警自动消防系统.北京：天津大学出版社,2001
[7]陈立定.电器控制于可编程控制器.广州：华南理工大学出版社，2001：
作者：李玉静
单位：广东省机械高级技工学校