【基于51单片机的火灾报警系统的设计与实现10000字（论文）】

基于51单片机的火灾报警系统的设计与实现摘要传感器作为控制系统中最为重要的部分，随着科技的发展传感器技术也随之进步，对于传感器的应用领域可以说随处可见，并且对于传感器的检测精度要求也越来越高。无论是生活中还是生产作业中，随着电气化设备的应用数量增加，引发火灾的原因也变得错综复杂，为了减少火灾发生而带来的危害，火灾报警器在消防领域的作用逐渐的凸显，因此，本设计将基于消防系统中火灾检测为设计目标，设计一种价格低廉，结构简单的火灾报警器。基于单片机技术实现的火灾报警系统结构是以单片机为控制核心，利用传感器技术以及GSM通讯技术互相结合，实现一种可以检测火灾以及具有远程通信功能的报警系统，系统内采用AT89C51单片机为核心控制电路，通过温度传感器和烟雾传感器实时的检测室内的温度值和烟雾值，将采集到的信息发送到AD转换电路后，在送入单片机中，设计最红使用LCD1602显示器作为参数显示，可以通过按键调节系统的运行参数和安全值，当传感器检测到实际的值超过系统参数，则通过GSM模块发送火灾报警信息并驱动外部相关电路实现声光报警。关键词：ATC89C51单片机传感器LCD1602显示GSM模块目录1绪论 11.1课题研究背景及意义 11.2火灾报警器的发展历程和发展现状 11.3研究目的及意义 32系统分析 42.1可行性分析 42.2需求分析 42.3系统工作要求 42.4系统功能 53硬件电路设计 73.1系统硬件的总体结构 73.2主控芯片简介 73.3温度控制模块 83.4液晶显示模块设计 113.5烟雾浓度采集电路设计 143.6ADC0809模块转换电路设计 163.7GSM报警模块设计 173.8声光报警模块设计 183.9按键设置模块设计 194软件设计 204.1软件总体程序设计 204.2温度采集程序设计 214.3烟雾浓度程序设计 224.4GSM通信模块程序设计 234.5液晶显示模块程序设计 235系统调试 255.1元器件的选择与测量 255.2元件的焊接与组装 255.3电路的调试 256结论 27参考文献 28附录 301绪论1.1课题研究背景及意义我国古代的时候就有人曾提出，防为上册，救为次，戒为下的语音，这是对火灾的发生而总结出的一段话，随着目前的社会发展，人们的财富也随之增多，导致日常生活中火灾发生的机会也就越多，根据数据统计，在我国七十年代的时候每年因为火灾的发生而损失的经济不到2.5亿元人民币，而八十年就达到了3.2亿元，每年都会逐渐的增多，特别是十九世纪的以来，每年对于火灾所造成的损失高达十几个亿，在火灾中所丧失生命的人数高达2000多人，数据表明，随着经济的发展，火灾次数的曾多，受到火灾影响的范围就越大，对于消防建设工作的重要性就越来越突出，消防工作的重点目的在于将火灾消灭在萌芽之中，最大程度减少火灾对人们的生活以及经济带来的负面影响，对于火灾的发生不仅需要高科技的检测，更需要人们的自觉，根据相关法律约束，我国对于人为纵火已经列入了刑法之中，因此国家对于火灾的检测的重视程度可想而知。火灾报警系统是火灾发生之前用来预测以及火灾正在发生时的报警，一般情况下火灾的发生都会伴随着烟雾的产生，以及高温的产生，如果燃烧物质具有一定的可燃性发生明火，那么就可以发出火光，以上的这些火灾发生前后的变化都可以作为火灾检测系统所判断的机制，从而启动消防系统，及时的将火灾制止，火灾检测系统是各个行业中所必须的中安全机制，可靠的检测方式，有效的数据传输是非常重要的环节。1.2火灾报警器的发展历程和发展现状1.2.1火灾报警系统发展历程火灾报警系统的发展也是经理了无数的产品之后所发展而来，从火灾报警系统安装方面以及使用复杂程度和检测机制三种类型进行分析，总体可以分为以下几个过程。首先是上十九世纪中期到二十世纪末期时候，这个时候是火灾报警系统发展的最先阶段，火灾报警系统就是在此时提出的，当时是以温度传感器作为火灾检测的主要传感器，通过在即温度信号，以温度信号作为火灾报警触发的条件，判断是否发生火灾，这个使其火灾报警系统结构简单，检测机制单一，容易受到外部环境的干扰，从而导致系统产生误报警或者不报警的状态，所以无法满足智能控制的要求。对于后续的发展，国外的科学家率先提出了火场中会有烟雾离子产生，利用离子感应式烟雾传感器实现火灾的检测逐渐的取代了市面上的温度检测机制，人们逐渐的发展以烟雾传感器作为火灾的检测可以在明火扩大之前就判断出火场的情况，这种技术不断的发展，不断的更新，一直沿用至今都有这种传感器的使用，但是这种检测机制也有自身的瑕疵，传感器的使用必须有电源的连接，从而就涉及到布线以及布局方式的设计，在复杂的环境中如果要实现多点测量，那么这种系统就无法展示出他的优势所在。在后续的发展中逐渐的引入了微电子控制技术，采用集成化的操作形式以及上位机和下位机共同控制的技术水平实现了总线形式的火灾报警系统，这种技术同样涉及到布线操作，但是总线形式的连接一般都只需要两根线就可以完成数据的传输与发送，可以将多个传感器连接成一个网络，取代原有的独立运行方式，这种技术也是当前楼宇布线主要应用的火灾检测技术之一。1.2.2国内外火灾报警系统的发展现状国外从二十世纪三十年代就开始对烟雾传感器进行研究，并且在当时就得到了较好发展，以及获取到相关的技术方案，发展的主要动力来源于人们对于这种检测设备的需求量不断提升，人们的安全意识得到了很大的提高，另一方面原因是因为政府在相关领域的要求也变得苛刻，最终将传感器检测技术得到了较好的推广，根据有关数据显示，美国在19年到20年之间对于烟雾传感器的使用增长着每年增加10%，随着传感器制成工艺的不断提升，传感器的体积不断的呈现小型化发展，集成度也不算的增加，可以使得传感器的整体体积缩小到极致，但是精度不会下降，并且精度也是随之增加，这样就更加方便后续的安装使用以及对传感器的生产和销售。基于国内的生产水平，我国在七十年初期才开始对烟雾报警器进行生产，当时应用范围主要是国内的危险生产环境以及对火灾防范比较严格的场所，当时对于尖端的传感器还是依赖于进口产品，以及从国外引进先进的制成工艺，在国内进行生产，所以国内当时面领着多种考验。1.3研究目的及意义随着单片机的使用面逐渐的扩大，以及传感器技术和通信技术的不断发展，基于单片机而控制的火灾报警器逐渐的兴起，将远程通信功能引入到报警系统中，可以实现系统的远程操控，这种技术的创新使得国内的消防水平提升了一大截，尤其是在民用设备中起到了无可替代的作用，单片机控制的报警系统在以前的使用中存在着数据的冲突以及传输距离的限值，当时的通讯技术并不完善，因此长距离的传输信号由于导线对信号造成的衰减，从而通讯时而中断，而无线技术的引入就恰好解决了这个难题，无线技术的最大便捷之处就是免于布线，从而可以在局部的建设中使用多个传感器监测点，无线通讯技术在火灾报警其中一般使用GSM通信方式，这种方式不以来传感器和传感器之间的距离，在移动通信网络信号覆盖的范围之内都可以实现数据的交互，所以这种技术的发展未来发展的主要目标。2系统分析2.1可行性分析本系统设计适用于实时火灾检测和报警信息的发送，系统的整体组成包含了对环境温湿度检测模块，对火灾检测范围之内的烟雾浓度检测传感器模块，AD模数转换电路以及声光报警电路等几个重要的部分组成，最后将报警信息可以通过GSM模块完成发送。2.2需求分析系统功能将实现环境的温湿度检测，通过温湿度传感器实时检测室内的环境参数，从而作为火灾判断的重要参数之一。其次是烟雾检测模块，可以随环境内的烟雾浓度进行检测，烟雾传感器一般都是电阻式气敏传感器，因此设计选用AD模数转换芯片完成传感器的输出参数转换，声光报警电路将实现火灾发生时的报警提醒，利用灯光闪烁以及声音提示的形式完成报警信息的传输，键盘控制电路和液晶显示电路是为了完成人机交互，通过按键与显示器的配合实现系统内的参数和相关系统安全值的修改，最终系统的所有信息都可以利用GSM模块实现远程的传输。STC89C51STC89C51温度传感器烟雾传感器A/D转换器声光报警模块GSM模块LCD1602液晶图2-1系统总体框图2.3系统工作要求（1）温度范围为0~+50℃，湿度小于95%RH。（2）系统供电电压为5V。2.4系统功能本系统由温度检测模块、烟雾检测模块、A/D转换模块、声光报警模块、按键控制模块、液晶显示模块和GSM报警模块七大模块组成。在系统中，一些关键的模块选取极为重要，以下为选取器件作论证比较。2.4.1主控芯片的选择方案：设计采用AT89C51单片机作为主控制芯片，芯片完全兼容C51内核寄存器，并且具有4kb的程序存储。2.4.2温度传感器的选择方案一：采用电流式温度传感器，例如AS590，传感器内部具有采集电路，可以通过输出电流的变量而实现温度的转换，外部电路需要放大电路，这种传感器具有检测范围广，响应速度快等特点。但使用时需要经运算放大电路，将输出的电流值进行放大并输出电压，并且必须经过A/D转换后才能送给单片机处理，这样就使得测温装置的结构较复杂并且成本增加。方案二：采用数字式温度传感器作为火灾检测使用，型号为DS18B20传感器，传感器自身输出为数字信号，可以利用一根总线与单片机连接实现数据的传输，它具有测温精度较高、转换时间较快等特点。它直接输出9至12位数字数据，无需进行信号放大、A/D转换等处理，体积小、既简单高效又节约成本。综合考虑上述两种方案，由于采用AD590电流式温度传感器测温装置的结构较复杂并且成本增加，所以本系统采用第二种方案单总线通信的DS18B20作为温度采集的器件。2.4.3显示器件的选择方案一：数码管显示方案，数码管具有显示清晰，显示内容相对比较直观，并且价格低廉，控制电路简单等特点，可以实现数字字符和简单的英文字符显示，但是一位数码管只能显示出一个参数值的变化，因此根据系统的需求需要设计出多位数码管的控制。方案二：采用字符屏幕作为参数的显示，例如LCD1602液晶显示屏幕，屏幕具有体积小，功耗低，并且显示内丰富等特点，但是外部的电路相对比较复杂，占用的系统IO较多，在显示过程中只能显示英文字符，而无法显示汉字。综合上述的两种方案进行考虑，本设计将实现多组数据参数的显示，如果采用数码管可能会造成显示不全面以及显示延迟，因此设计将采用LCD1602液晶字符屏幕实现火灾报警器系统的关键参数显示。3硬件电路设计硬件设计主要是对整个系统的硬件电路进行设计，由每个模块的电路组成，硬件的合理设计是保障系统正常运行的基础，本系统将整体电路进行模块化设计，对每个模块电路进行了详细的介绍。3.1系统硬件的总体结构电路核心部分采用STC89C51单片机，外部电路包含了数字式温度传感器，MQ-2烟雾传感器以及对应的AD转换电路，GSM模块采用SIM900A型短信模块，显示部分采用LCD1602液晶显示屏幕，报警电路利用LED发光二极管和蜂鸣器组成，采用三个按键实现参数的设置，如图3-1所示为为系统硬件组成框图。STC89C51STC89C51温度传感器烟雾传感器A/D转换器声光报警模块GSM模块LCD1602液晶图3-1系统总体硬件框图3.2主控芯片简介3.2.1STC89C51介绍STC89C51是一种带有4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-FlashProgramableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。3.2.2STC89C51主要特征STC89C51单片机主要特性如下：（1）与MCS-51产品指令系统完全兼容（2）4K字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器（3）1000次擦写周期（4）4.0—5.5V的工作电压范围（5）全静态工作模式：0Hz—24MHz（6）三级程序加密锁（7）256X8字节内部RAM（8）32个可编程I/O口线（9）3个16位定时/计数器（10）8个中断源（11）全双工串行UART通道（12）低功耗空闲和掉电模式3.3温度控制模块3.3.1温度传感器DS18B20简介温度检测电路的核心元器件型号为DS18B20，工作电源为5V，测量结果以9~12位数字量方式串行传送，12位数据转换时间为大于750ms。DS18B20引脚说明VDD连接电源正极、GND连接地、DQ为数据I/O口。DS18B20引脚图如图3-2所示。其主要特性如下：单总线数据接口仅需一个数据口引脚进行传输数据可在一条传输线上实现多点分布测温无需外接器件可通过数据线供电无需放大、A/D转换处理测温范围-55~+125℃，测量结果9~12位数字量温度数据转换时间93ms~750ms用户自行定义分辨率和转换时间图3-2DS18B20引脚图3.3.2DS18B20内部结构DS18B20内部主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20温度传感器的内部结构如图3-3所示。图3-3DS18B20内部结构框图DS18B20的控制基本命令为：温度转换44H启动DS18B20进行温度转换、读暂存器BEH读暂存器9个字节内容、写暂存器4EH将数据写入暂存器的TH、TL字节。DS18B20在出厂时以配置为12位，读取温度时共读取16位，所以把后11位的2进制转化为10进制后再乘以0.0625便为所测的温度，还需要判断正负。前5个数字为符号位，当前5位为1时，读取的温度为负数；当前5位为0时，读取的温度为正数。温度以16bit带符号位扩展的二进制补码形式读出，表3-1给出了温度值与输出数据的关系。数据通过单线接口以串行方式传输。DS18B20测温范围为-55℃~+125℃，以0.5℃递增，温度值对应表如表3-1所示。表3-1温度值对应表温度/℃二进制表示十六进制表示+25.062500000001100100010191H+125000001111101000007D0H+0.500000000000010000008H000000000000000000000H-0.51111111111111000FFF8H-551111110010010000FC90H-25.06251111111001101111FE6FH当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1，2字节。单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式以0.0625℃/LSB形式表示。从DS18B20读出的代表温度值的高、低字节数据格式如表3-2所示。表3-2温度值格式MSBSSSSS262524LSB232221202-12-2252-32-4DS18B20的一线制操作流程为：初始化DS18B20→跳过ROM操作→启动转换操作→初始化DS18B20→跳过ROM操作→存储器操作→对寄存器进行读/写数据操作。其工作时序包括初始化时序、写数据时序和读数据时序。根据以上流程可读取转换后的温度数据。3.3.3温度检测电路具体电路设计如图3-5所示，传感器只需要占用单片机的1个IO即可实现温度值的读取，利用一个4.7K的上拉电阻将传感器与单片机所连接的IO电平值拉高，保证温度传感器的运行稳定。图3-5温度检测电路图3.4液晶显示模块设计3.4.1LCD1602液晶简介显示器件采用LCD1602字符型液晶显示模块。字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式液晶显示模块。点阵字符位之间有一定点距的间隔，这样就起到了字符间距和行距的作用。LCD1602液晶屏显示模块与数码管相比，它显得更为专业、漂亮。液晶显示屏以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧、使用方便等诸多优点，在通讯、仪器仪表、电子设备、家用电器等低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，使这些电子设备的人机界面变得越来越直观形象。3.4.2LCD1602RAM地址映射1602液晶模块内带标准字库，内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了192个5×7点阵字符，32个5×10点阵字符。另外还有字符生成RAM（CGRAM）512字节，供用户自定义字符。如表1所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符。图3-6是1602的内部显示地址。如果要在第二行第一个字符的地址是40H，直接写入40H不能将光标定位在第二行第一个字符的位置，由于写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1，所以实际写入的数据应该为01000000B（40H+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。LCDLCD16字×2行000102030405060708090A0B0C0D0E0F10…27404142434445464748494A4B4C4D4E4F50…67图3-61602LCD内部显示地址3.4.3LCD1602基本操作时序LCD1602读写操作时序如图3-7和3-8所示：图3-7读操作时序图3-8写操作时序3.4.4LCD1602液晶电路液晶显示模块由LCD1602液晶和调整对比度的电位器组成，电位器阻值为10k欧姆。可通过该电位器调整液晶的对比度。RS、EN、RW分别接主控单片机的P2.0、P2.1、P3.4引脚，DB0～DB7接到主控单片机的P1数据接口。BLA接口通过一个+5V电源，BLK接地。液晶模块硬件连接图如图3-9所示。图3-9LCD1602液晶模块硬件电路图3.5烟雾浓度采集电路设计MQ-2是一种体电阻控制型的气敏器件，其阻值随被测气体的浓度而变化。气敏器件将被测气体的浓度信号转变成相应的电信号。结构A或B由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感层，测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。器件引角图及电路连接方式如图3-10所示。图3-10MQ-2引脚及电路连接图MQ-2检测电路，接线如图3-11所示。Ro表示测量气体在腔体内的等效电阻，RL是外接负载电阻，用来调整输出的模拟量电压范围，具体数值根据A/D转换器的输入范围来确定，ADC0809的电压输入范围是0～5V，调整RL阻值来调整输出电压范围满足A/D转换器的输入范围。图3-11MQ-2的分压电路在本设计中，采用MQ-2传感器作为信号采集器件，器件的1、3、4脚连接电源的正极（+5V），2、5、6脚连接地。采集到的信号通过1k欧姆电阻后送到ADC0809的模拟输入端，滑动变阻器用来调节输出信号的大小。烟雾传感器硬件连接图如图3-12所示：图3-12烟雾传感器硬件连接图3.6ADC0809模块转换电路设计ADC0809内部集成了八位的AD转换器，并且具有8个模拟量输入端口，多组端口之间互不干扰可以独立采集运行，并且具有三态地址位硬件编程管脚，对于芯片的模拟量转换是兼容芯片的额定最高电压值输入，也就是只能对5V电压值以下的模拟参量进行转换，地址位可以通过硬件编程，采用上拉电阻的形式将其拉高或者拉低，从而外部的处理器就可以在程序内读取对应协议的时候利用硬件地址位进行编程操作，这样实现的目标是可以在一条数据总线上连接多个AD转换芯片，节省了IO占用资源，依靠芯片的地址位可以寻找到总线上对应的芯片进行参数的转换，本设计使用0809型号芯片作为烟雾浓度以及易燃气体传感器的信号采集转换，外部电路设计的时候需要注意分压电路所输出的电压值应该是在额定的比较电压之下，否则系统将读取不到正确的参量，高于额定电压的时候输出的为FF，芯片的快速响应可以在100微妙的状态下完成一次参量的转换，并且可以利用单片机的定时器直接推挽出时钟信号，可以利用时钟信号进行参数的转换基本时间信号，对于本设计的读取只占用了AD的一个输入端口，因此对于电路的设计过程造成了一定的浪费，但是后续的拓展设计中可能会增加对应的传感器来组成传感器网络，因此设计的最终目的是将整个系统的后续扩展端口做出预留，从而实现一种多传感器融合火灾报警器的设计。图3-13ADC0809转换电路图模数转换芯片在设计中设计仅使用了一个模拟量的输入，在设计中需要测量的参量是电压值，所以在模拟量的输入中应该有REF基准电源的设计，设计中利用电池输入的5V的基准电源作为参考使用，并且利用单片机的定时器提供CLK时钟信号，通过程序可以控制芯片的转换效率，芯片的数据管脚直接与单片机的IO口连接，利用串行通讯协议就可以获取到IN输入的模拟量变化参数，这里需要注意的是芯片的地址位于设定都为0，也就是ADD管脚的三端选择接口都与GND连接，从而在软件设计的过程中需要将地址位置0，否则无法与芯片建立连接诶。3.7GSM报警模块设计GSM网络是目前较为成熟的一种通讯网络，基于运营商的基站而拓展出的一项公开通讯服务，可以搭载蜂窝移动网络，完成信号的传输以及指令的传输，并且在特定情况下可以满足手机短信的收发，可以说是目前短信复位端口的主要运营服务，在市场上占有绝对的优势。3.7.1SIM900A简介设计所使用的通讯模块型号为SIM900A模块，可以实现无线传输，采用了贴片的封装形式，同时支持GSM以及GPRS两种通讯结构，内部采用了ARM9内核处理器，可以最大程度的减小设计的体积，以及降低整体的制造成本，通过往期的测试，从SIM700系列一直持续到今天的900系列，目前面临的最大问题就是模块是基于最底层的网络信号而传输的指令，目前底层基站由于逐渐的关闭最原始的通讯方式，所以模块的连接就无法实现基带的兼容，对一些主流的城市已经应用了5G的技术，从而模块在这些地区，可能会造成信号无法接受或者无法发送的难题。电路图如图3-14所示。图3-14SIM900电路图3.8声光报警模块设计声光报警模块由蜂鸣器、上拉电阻、LED组成，当发生险情时，单片机控制三极管导通，使蜂鸣器鸣叫和LED闪烁，由于单片机输出电流只有几十微安所以利用上拉电阻提高I/O引脚的驱动能力，驱动蜂鸣器发出响声进行报警，声光报警电路图如图3-14所示。图3-15声光报警电路图3.9按键设置模块设计按键设置模块由三个按键组成，连接单片机引脚，选择、加值和减值，使用查询方式进行扫描，判断按键是否按下，若按下则执行选择或调整报警上限等功能，按键电路图如图3-15所示。图3-16按键电路图4软件设计4.1软件总体程序设计对于整个系统的程序设计，包含了温度采集程序，可以针对火场的情况利用温度做出判断，包含了烟雾浓度采集程序，利用气体传感器检测烟雾浓度发送到AD转换芯片中进行与单片机通讯，所以烟雾采集程序是指对于AD芯片的驱动程序，对于检测的参数显示使用液晶显示屏幕，因此还包含了液晶显示程序以及报警程序，当检测数据超过设定安全值时，报警程序启动，发送报警信息，同时进行声光报警。主程序流程图如图4-1所示。图4-1主程序流程图4.2温度采集程序设计温湿度采集程序是针对DS18B20传感器进行设计，首先是对传感器进行初始化操作，从而确定传感器在总线上运行正常，初始化动作主要是使芯片复位，在程序读写过程中是读取寄存器的值，从而计算传感器的温度参数，传感器的精度为0.02摄氏度，因此需要分为两组数据进行传输，并驱动对应的小数点位数。温度采集函数程序流程图如图4-2所示。图4-2温度采集程序流程图首先程序执行初始化，然后写入读取命名参数，从而跳过系统的ROM命令直接启动命令转换，每次转换完成后都要对芯片采取复位，保证芯片的参数是实时更新，而不是上一组数据的缓存。然后读取低8位温度数据字节，再读取高8位温度数据字节，经过处理后得到10进制温度数据。4.3烟雾浓度程序设计对于烟雾浓度的采集是利用ADC08090信号实现的参数转换，最后利用电压的分配比和气体传感器的特性曲线总而实现的浓度计算，浓度采集函数程序流程图如图4-3所示。图4-3烟雾采集程序流程图实际上转换过程可以间隔100微妙转换一次，但是这样消耗的电能就相对较大，并且高速的转换会占用单片机的程序资源，导致单片机的运行称为负担，所以程序将采取固定时间内将采集周期的时间拉长，来延长采集周期，加快其他程序的执行效率，首先数字传感器对应输入电压的十进制参量，根据外部电阻的比例分析输入的电压值，从而得到正确的浓度参数。后续将驱动判断机制以及显示屏幕实现参数的判断和显示。4.4GSM通信模块程序设计GSM通信模块程序设计首先需要对串口初始化，然后对TC35进行复位，最后就是调用发送模式选择，网络状态查询，信读取命令，写信息中心号，写发送内容，位等六个子函数。其中程序是由AT指令完成。如图4-4所示。图4-4GSM程序流程图4.5液晶显示模块程序设计采用LCD1602液晶显示两行，显示地址为0x86-0x88，xc6-0xc8。液晶显示函数，首先进行液晶初始化，设置显示地址，再将显示的数据写入。系统可现实当前的温度和烟雾浓度。液晶显示程序流程图如图4-5所示。图4-5液晶显示程序流程图5系统调试5.1元器件的选择与测量本设计的元器件主要含有单片机控制芯片，以及和单片机组成最小系统的电源输入，晶振，电阻电容等电路，首先查阅元器件的设计手册，根据元器件的具体数据参数进行测量，例如采用标准的驱动历程确定液晶屏幕是否正常，利用简单的程序测量单片机是否有IO损坏等等，在焊接过程中注意元器件引脚的正负极，尤其是电容元器件，一旦电源的正负极焊接错误不仅会损伤元器件，在电压值达到一定的程度后可能引发爆炸，所以通过先一步的测量然后在进行系统的焊接。5.2元件的焊接与组装本设计电路实现是利用万用板的形式，也就是平时所见到的洞洞板，无论是什么焊接形式，都要保证在焊接之前缺点元器件是否损坏，