基于PIC16F87X单片机的火灾报警系统设计

避免总线冲突的设计

在本结构中，为了保证正确有效的长距离数据传输，使用了开关管RF634来增加电路的驱动能力，在接收端使用LM393比较器来修正信号，并在其后端连接一个非门7406，用以还原原始信号。

当一个节点需要使用总线时，为了实现总线通信可靠，在有数据需要发送的情况下先侦听总线。在硬件接口上，将报警终端单片机的数据发送引脚TX与其中断引脚INT0相连接，且将RA2口作为接收引脚，通过驱动电路与起侦听作用的单片机的RA3引脚相连接。报警终端网络中的单片机在发送数据前，先探测其RA2口是否保持高电平输入。若有，则表明总线“忙”，等待主控方释放总线；若没有，则表明总线“空闲”，可以发送数据。因主控方在发送数据的同时也将数据传给了中断引脚INT0，起侦听作用的单片机接收数据后，通过其RA3口向报警装置网络中的所有单片机以广播的通信方式发送高电平1。

报警终端网 络中的单片机在一直不停地查询其中断引脚INT0是否有电平变化，并同时查询其RA2接收口是否有高电平输入。若单片机的RA2口有高电平输入且又有中断引脚电平变化，则继续发送数据；若只有RA2口有高电平输入但中断引脚INT0没有电平变化，表示其探测到总线正“忙”，则待主控方完成通信交出总线控制权后，再让其得到总线控制权，这样就较好地解决了总线冲突的问题。采用这种工作方式后，系统中已经没有主、从节点之分，各个节点对总线 的使用权限是平等的，从而有效避免了个别节点通信负担较重的情况。总线的利用率和系统的通信效率都得以提升，从而也使系统响应的实时性得到改善。而且，即使系统中个别节点发生故障，也不会影响其他节点的正常通信和正常工作。这样使得系统的“危险”分散，从某种程度上来说，增强了系统的工作可靠性和稳定性。

在查询INT0引脚的高低电平变化时，宜采用定时器TIMER0来定时，在一个固定的时间内查询INT0引脚是否有高低电平变化。以避免所发送的数据有连续的1或0发送时，INT0引脚无高低电平变化，从而导致主控方停止发送数据。

系统软件设计

软件的主要流程如下：

1）报警装置终端程序：完成系统的初始化工作，开始给模数转换器发送启动转换信号，使之开始工作，将转换后的数据与空气中的一氧化碳浓度（已知数据）相比较，如果其浓度远大于空气中一氧化碳的浓度，则说明有火灾发生，否则，继续进行转换、比较。当判断有火灾发生时，先进行总线侦听，若检测到总线上有数据传输时，则等待总线释放，若没有检测到，则立即从外部ROM里读出数据，进行数据发送。

2）侦听电路中的单片机程序：判断是否有数据接收，若有数据接收，则发送数据给远程终端，并同时输出高电平给报警装置单片机的RA2口。

3）数据显示程序：判断是否有数据接收，若有，则初始化LCD，数据写入LCD，显示信息。最后输出连续脉冲信号以驱动报警喇叭。

结论

基于PIC16F87X单片机的报警网络系统，其电路简单、功耗低、电源要求单一、精度高、系统监视范围广，具有检测总线冲突的功能，可以在远程监视系统中显示火灾的具体位置和有关的重要信息。该系统尽可能减少了火灾损失，容易扩展为一台显示器监视较多的报警装置的系统网络，在石油化工、航空、煤炭以及其他易于发生火灾的领域，都具有实用价值。

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