煙霧報警系統方案解析

在現代的高樓大廈或者公共場所，各種安全設備的設立是必不可少的。煙霧報警器、應急照明燈是其中兩種人們常見的安全設備。煙霧報警器一般由煙霧傳感器和煙霧探測芯片組成。應急照明燈一般都由一套充放電電路，連接在室內電源上。在建筑物內，它們都需要單獨布線，這樣既浪費資源又影響美觀。如果有種產品既能實現應急照明功能，又可兼顧煙霧感知報警，那么問題就迎刃而解了，如圖1所示。

1 系統設計

由于系統主要實現的是應急照明和煙霧報警這兩方面的功能，所以可以把系統分成幾個主要的部分分別設計，以下是系統組成框圖。以MSP430單片機作為整個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壓器，不僅要完成給蓄電池充電，還有滿足系統正常運行。系統許多模塊都很容易比較成熟的應用實例，這里不再復述，下面重點介紹幾個重要模塊的設計。

2 中央處理單元

本文選擇MSP430單片機為核心器件。MSP430系列單片機是TI公司推出的16位超低功耗的混合數字信號處理器，它針對實際應用需求，把許多模擬電路、數字電路和微處理器集成在一個芯片上。MSP430是基于精簡指令集(RISC)結構的16位單片機，使用8MHz晶振工作時，指令速度可達8MIPS。MSP430單片機的電源采用1.8～3.6V低電壓，RAM數據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)。當電源電壓為3V時，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警系統、便攜式設備等對供電要求非常苛刻的應用中表現出優良的特性。MSP430系列單片機結合了TI公司高性能的模擬技術，各成員都集成了較豐富的片內外設(視不同型號而定)，這些外設包括多通道高精度的ADC和DAC、片內模擬比較器、多個具有PWM功能的定時器、片內USART、硬件乘法器、液晶驅動器、看門狗定時器(WDT)、片內數控振蕩器(DCO)、大量的I/O端口以及大容量的片內存儲器等，單片可以滿足絕大多數的應用需要。MSP430的高集成度使應用人員不必在各種外設上花太多的精力，便可以方便地設計出真正意義上的單片系統。