煙霧報(bào)警系統(tǒng)方案解析

在現(xiàn)代的高樓大廈或者公共場(chǎng)所，各種安全設(shè)備的設(shè)立是必不可少的。煙霧報(bào)警器、應(yīng)急照明燈是其中兩種人們常見的安全設(shè)備。煙霧報(bào)警器一般由煙霧傳感器和煙霧探測(cè)芯片組成。應(yīng)急照明燈一般都由一套充放電電路，連接在室內(nèi)電源上。在建筑物內(nèi)，它們都需要單獨(dú)布線，這樣既浪費(fèi)資源又影響美觀。如果有種產(chǎn)品既能實(shí)現(xiàn)應(yīng)急照明功能，又可兼顧煙霧感知報(bào)警，那么問題就迎刃而解了，如圖1所示。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是應(yīng)急照明和煙霧報(bào)警這兩方面的功能，所以可以把系統(tǒng)分成幾個(gè)主要的部分分別設(shè)計(jì)，以下是系統(tǒng)組成框圖。以MSP430單片機(jī)作為整個(gè)電路的核心控制單元，通過它控制其他模塊來完成各種操作。電源電路采用集成三端穩(wěn)壓器，不僅要完成給蓄電池充電，還有滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行。系統(tǒng)許多模塊都很容易比較成熟的應(yīng)用實(shí)例，這里不再復(fù)述，下面重點(diǎn)介紹幾個(gè)重要模塊的設(shè)計(jì)。

2 中央處理單元

本文選擇MSP430單片機(jī)為核心器件。MSP430系列單片機(jī)是TI公司推出的16位超低功耗的混合數(shù)字信號(hào)處理器，它針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個(gè)芯片上。MSP430是基于精簡(jiǎn)指令集(RISC)結(jié)構(gòu)的16位單片機(jī)，使用8MHz晶振工作時(shí)，指令速度可達(dá)8MIPS。MSP430單片機(jī)的電源采用1.8～3.6V低電壓，RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅為0.1μA，I/O輸入端口的漏電流最大僅50nA。

MSP430有正常工作模式(AM)和5種低功耗工作模式(LPM0～LPM4)。當(dāng)電源電壓為3V時(shí)，各種模式的工作電流分別為AM：340μA，LPM0：70μA，LPM2：17μA，LPM3：2μA，LPM4：0.1μA，單片機(jī)可以方便地在各種工作模式之間切換。MSP430的超低功耗使其在報(bào)警系統(tǒng)、便攜式設(shè)備等對(duì)供電要求非常苛刻的應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)良的特性。MSP430系列單片機(jī)結(jié)合了TI公司高性能的模擬技術(shù)，各成員都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)(視不同型號(hào)而定)，這些外設(shè)包括多通道高精度的ADC和DAC、片內(nèi)模擬比較器、多個(gè)具有PWM功能的定時(shí)器、片內(nèi)USART、硬件乘法器、液晶驅(qū)動(dòng)器、看門狗定時(shí)器(WDT)、片內(nèi)數(shù)控振蕩器(DCO)、大量的I/O端口以及大容量的片內(nèi)存儲(chǔ)器等，單片可以滿足絕大多數(shù)的應(yīng)用需要。MSP430的高集成度使應(yīng)用人員不必在各種外設(shè)上花太多的精力，便可以方便地設(shè)計(jì)出真正意義上的單片系統(tǒng)。