基于STC12C5A60S2的火災報警控制盤(pán)設計

摘要：本文介紹了一種火災報警控制盤(pán)設計方法。本控制盤(pán)采用STC12C5A60S2 單片機為主控芯片，可根據火災報警控制系統要監控的設備節點(diǎn)的數量方便進(jìn)行配置和擴展。

引言

　　火災報警系統能夠在火災初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量和光輻射等物理量，通過(guò)感溫、感煙和感光等火災探測器變成電信號，傳輸到火災報警控制器，并同時(shí)顯示出火災發(fā)生的部位，記錄火災發(fā)生的時(shí)間。一般火災自動(dòng)報警系統包含消防報警主機、感煙探測器、感溫探測器、紅外探測器、火焰探測器、手報按鈕、消火栓按鈕、輸入模塊、輸出模塊、聲光報警器等設備^[1] 。

　　現有的火災報警控制系統，通常將火災報警控制盤(pán)與中心的火災報警控制器消防主機做在同一個(gè)機柜上，即系統中要控制的節點(diǎn)設備是固定的，這樣不利于繼續增加系統控制設備節點(diǎn)。為了解決該問(wèn)題，根據火災自動(dòng)報警控制系統要控制的設備的數量，設計一套火災報警控制盤(pán)系統。

1 火災報警控制盤(pán)系統設計

　　火災報警控制盤(pán)系統主要由火災報警主控制盤(pán)和從控制盤(pán)。主控制盤(pán)與從控制盤(pán)通過(guò)CAN總線(xiàn)相互連接^[2] 。主控制盤(pán)與火災報警控制器消防主機通過(guò)RS232總線(xiàn)相互連接，將報警控制鍵盤(pán)系統采集到的按鍵信息發(fā)送給消防主機消防主機再根據按鍵信息控制對應的設備的開(kāi)和關(guān)。主控制盤(pán)作為從控制盤(pán)與消防主機的中介，負責協(xié)助從控制盤(pán)與消防主機通信?；馂膱缶刂票P(pán)的系統的組成如圖1所示。

　　火災報警控制盤(pán)系統中傳輸的信息主要有按鍵信息和LED燈顯示的信息。設置一個(gè)按鍵對應兩個(gè)LED燈，兩個(gè)LED的亮滅狀態(tài)分別表示請求指示燈和受控設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示燈。按鍵與LED燈的顯示方案為：當按鍵按下時(shí)，點(diǎn)亮請求指示燈，等待應答，若收到應答，則設置改變受控設備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示燈，若沒(méi)收到應答，則按鍵對應的請求指示燈和受控設備開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示燈不動(dòng)作。

2 火災報警控制盤(pán)硬件電路設計

　　火災報警主控制盤(pán)和從控制盤(pán)的軟件不一樣，在硬件方面上有很多相似的地方。主控制盤(pán)有串口通信功能，而從控制盤(pán)沒(méi)有，在電路設計方面，設計從控制盤(pán)與主控制盤(pán)的硬件電路一樣，只是從控制盤(pán)上的串口通信部分電路不用焊接上去。主和控制盤(pán)硬件組成主要有單片機最小系統電路、按鍵模塊電路、LED顯示模塊電路、CAN通信模塊電路、串口通信模塊電路(從控制盤(pán)上這部分電路不焊接)，如圖2所示。

2.1 單片機最小系統

　　主和從控制盤(pán)MCU采用STC12C5A60S2。STC12C5A60S2是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8-12倍。STC12C5A60S2的最小系統由時(shí)鐘電路、復位電路和P0的上拉電路組成。如圖3所示。

2.2 按鍵模塊電路

　　主和從控制盤(pán)上的按鍵硬件設計采用ZLG7290這款芯片實(shí)現。ZLG7290采用I2C總線(xiàn)接口，與微控制器的連接僅需兩根信號線(xiàn)，即只需要用到2個(gè)IO口，而且硬件電路比較簡(jiǎn)單，同時(shí)可以驅動(dòng)8位共陰數碼管或64只獨立LED、64只獨立按鍵，并可提供自動(dòng)消除抖動(dòng)、連擊鍵計數等功能^[3] 。按鍵電路中只使用了6行8列的按鍵，即48個(gè)按鍵。如圖4所示。

2.3 LED燈顯示電路

　　LED燈的數量根據按鍵的數量進(jìn)行確認，因為有48個(gè)按鍵，這里讓2個(gè)LED燈對應一個(gè)按鍵，這兩個(gè)LED燈的作用分別為做設備請求狀態(tài)顯示和設備開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示，所以需要有96個(gè)LED。LED燈的顯示使用動(dòng)態(tài)掃描方式，采用2片移位寄存器74HC595串聯(lián)輸出12位并行信號作為8*12LED點(diǎn)陣段輸出，采用4-16譯碼器74HC154提供16個(gè)互斥的低有效輸出作為L(cháng)ED點(diǎn)陣的位輸出^[4] 。如圖5所示。