烟雾报警系统方案解析

在现代的高楼大厦或者公共场所，各种安全设备的设立是必不可少的。烟雾报警器、应急照明灯是其中两种人们常见的安全设备。烟雾报警器一般由烟雾传感器和烟雾探测芯片组成。应急照明灯一般都由一套充放电电路，连接在室内电源上。在建筑物内，它们都需要单独布线，这样既浪费资源又影响美观。如果有种产品既能实现应急照明功能，又可兼顾烟雾感知报警，那么问题就迎刃而解了，如图1所示。

1 系统设计

由于系统主要实现的是应急照明和烟雾报警这两方面的功能，所以可以把系统分成几个主要的部分分别设计，以下是系统组成框图。以MSP430单片机作为整个电路的核心控制单元，通过它控制其他模块来完成各种操作。电源电路采用集成三端稳压器，不仅要完成给蓄电池充电，还有满足系统正常运行。系统许多模块都很容易比较成熟的应用实例，这里不再复述，下面重点介绍几个重要模块的设计。

2 中央处理单元

本文选择MSP430单片机为核心器件。MSP430系列单片机是TI公司推出的16位超低功耗的混合数字信号处理器，它针对实际应用需求，把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上。MSP430是基于精简指令集(RISC)结构的16位单片机，使用8MHz晶振工作时，指令速度可达8MIPS。MSP430单片机的电源采用1.8～3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅为0.1μA，I/O输入端口的漏电流最大仅50nA。

MSP430有正常工作模式(AM)和5种低功耗工作模式(LPM0～LPM4)。当电源电压为3V时，各种模式的工作电流分别为AM：340μA，LPM0：70μA，LPM2：17μA，LPM3：2μA，LPM4：0.1μA，单片机可以方便地在各种工作模式之间切换。MSP430的超低功耗使其在报警系统、便携式设备等对供电要求非常苛刻的应用中表现出优良的特性。MSP430系列单片机结合了TI公司高性能的模拟技术，各成员都集成了较丰富的片内外设(视不同型号而定)，这些外设包括多通道高精度的ADC和DAC、片内模拟比较器、多个具有PWM功能的定时器、片内USART、硬件乘法器、液晶驱动器、看门狗定时器(WDT)、片内数控振荡器(DCO)、大量的I/O端口以及大容量的片内存储器等，单片可以满足绝大多数的应用需要。MSP430的高集成度使应用人员不必在各种外设上花太多的精力，便可以方便地设计出真正意义上的单片系统。