一種帶應急照明功能的煙霧感知報警電路設計

摘要：具有應急照明功能的煙霧感知報警電路在現代化高樓大廈中有廣泛的應用前景。本系統采用MSP430單片機作為主控核心，應用成熟的光電檢測電路來監測煙霧，應急照明采用市電檢測和光電檢測并用的方法。與以前的分立系統相比這套系統布線簡化，可靠性高，并且降低了成本，產品也更加智能化。
關鍵詞：MSP430；煙霧監測；光控檢測

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。