基于MSP430的智能安防系統電路設計 —電路圖天天讀（50）

　　以單片機MSP430F149 為主控芯片，設計出一款高精度、高集成度、超低功耗的智能火災安防報警系統。以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據，完成了對火災的預警。主要由單片機控制模塊、時(shí)鐘模塊、煙霧濃度測量模塊、DS18B20 溫度測量模塊、聲光報警模塊、1602液晶顯示模塊和電源構成。并且該系統以MSP430F149 為下位機，完成數據采集、預處理以及對現場(chǎng)裝置的控制，以 PC 機為上位機，完成各種復雜的數據處理和對單片機的控制。設計的智能火災報警系統具有較高的可靠性、穩定性、準確度高，對不同類(lèi)型的火災都具有較高的靈敏度，達到了降低誤報率的目的。

　　溫度測量模塊設計

　　設計中采用支持“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口、抗干擾性強、外部電路簡(jiǎn)單、精確度高的DS18B20溫度傳感器對溫度的實(shí)時(shí)測量。其中，DS18B20 管腳2 即DQ 接在MSP430F149 的P2.0 管腳，如圖所示。

　　圖2 溫度測量

　　聲光報警模塊設計

　　蜂鳴器在微處理器判斷為火災時(shí)發(fā)出報警指示音。由于單片機的I/O 口驅動(dòng)能力有限，選用PNP型晶體管2N5401 組成晶體管驅動(dòng)電路來(lái)驅動(dòng)壓電式蜂鳴器。

　　圖3 聲光報警模塊圖

　　1602液晶顯示模塊設計

　　在液晶模塊上顯示時(shí)間、測量溫度、煙霧濃度等參數，以便我們更加方便的讀出目前溫度值、煙霧濃度值。

　　圖4 1602 液晶顯示模塊圖

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　　串口通信模塊設計

　　本設計采用 MSP430F149 作為下位機，PC 機作為上位機，通過(guò)RS-232 將數據傳輸到PC 機上，我們可以更加方便的監測各個(gè)測量參數。電路圖如下：

　　圖5 串口通信電路

　　時(shí)鐘模塊設計

　　DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片內含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節靜態(tài)RAM 通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息每月的天數和閏年的天數可自動(dòng)調整時(shí)鐘操作可通過(guò)AM /PM 指示決定采用24 或12 小時(shí)格式。DS1302 與單片機之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信僅需用到三個(gè)口線(xiàn)RES 復位、I/O 數據線(xiàn)、SCLK 串行時(shí)鐘。

　　圖6 時(shí)鐘電路

　　煙霧濃度測量模塊設計

　　本系統決定采用NIS-09C型離煙霧探測器，它是NEMOTO 公司專(zhuān)為檢測煙霧而精心設計的新型探測器。內部使用了微量的放射性物質(zhì)镅241，傳感器本身被金屬制電極所覆蓋，放射性物質(zhì)不會(huì )泄露。NIS-09C 屬于低功耗、靈敏度高的探測器，適用于火災報警系統中?；馂氖且环N在時(shí)間和空間上失去控制的燃燒所造成的災害，由此引發(fā)的重大安全事故比比皆是，對人類(lèi)生命財產(chǎn)和社會(huì )安全構成了極大的威脅。由此可見(jiàn)，對火災進(jìn)行準確、及時(shí)、有效地報警顯得愈來(lái)愈重要，這是防火減災的重要研究課題之一。該系統提高對火災探測的快速性、準確性和對環(huán)境的適應能力，有效降低火災誤報的概率，提高了靈敏度和整個(gè)系統的智能化程度?！　?/p>

電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　該系統以單片機MSP430F149 為核心，以環(huán)境溫度、煙霧濃度作為判斷火災的依據，完成了對火災的預警。主要由單片機控制模塊、時(shí)鐘模塊、煙霧濃度測量模塊、DS18B20 溫度測量模塊、聲光報警模塊、1602 液晶顯示模塊和電源構成。MSP430F149 是一種16 位的單片機，它具有集成度高，外圍設備豐富、超低功耗等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中有著(zhù)廣泛的應用。內部集成有8 路12 位A/D 轉換器、片內看門(mén)狗定時(shí)器、一個(gè)硬件乘法器以及48 個(gè)I/O 引腳。當然，除了MSP430系列外還有很多處理器可供安防設計用，還望能與各位讀者多交流。
大家如有問(wèn)題，歡迎在評論處討論。

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