烟雾探测器与防窃电单相电表及高亮发光二极管是当今智能化建筑领域中不可少的安全控制项目。如何运用微控制器技术的嵌入式解决方案迸行设计是工程技术人员所关心的问题。为此，本文就烟雾探测器与防窃电电表等安控技术中单片机的应用作研讨。
1、烟雾探测器中设计方案
在消防安全报警系统中，烟雾传感器设计的主要要求为：低功耗，低成本，高可靠性。而msp430f2002与mc9s08qg4微控制器具有高集成度、高性能，低功耗，高性价比和优异的可靠性，非常适合用于烟雾传感器的设计。
1.1msp430系列单片机在烟雾探测器中的应用
1.11选择msp430f2012芯片主要依据
msp430 f2012单片机是一款超低功耗类型的单片机，特别适合于电池应用的场合或手持设备中。同时，该系列将大量的外围模块整合到片内，也适合于设计片上系统：有丰富的不同型号的器件可供选择，给设计者带来很大的灵活性。它是一个16位的精简指令构架，有大量的工作寄存器和数据存储器，其ram单元也可以实现运算。
在运算速度方面，msp430系列单片机能在8mhz晶体的驱动下，实现125ns的指令周期。16位数据宽度、125ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加)相配合，能实现数字信号处理的某些算法。其主要特点为：超低功耗架构大幅延长电池寿命：0.1μa ram保持模式； 0.8μa实时时钟模式；250μa/mlps工作模式；宽泛的集成智能外设缓解了cpu的工作量；现代的16位risc cpu以更精简的代码支持新的应用。
1.12技术应用方案
烟感探头demo采用msp430f2012芯片，通过24vm-bus主机供电并实现与上位机控制系统通信。由四个模块组成：烟雾检测模块、通信模块、其他功能模块、功耗控制模块。
demo表每隔6秒进行一次烟雾检测，通过f2012芯片p2.o口输出32768hz信号驱动红外发射部分发出红外线，同时使片内10a/d对经过lm358放大后的红外接收信号进行连续8次的采集转换，取其平均值作为检测结果，在此之前100ms打开片内ad和参考电压，并对lm358进行供电同时通过led闪烁作为状态指示。一次检测完成后关闭该模块所有供电以降低系统功耗，同时将检测结果与预设报警门限值进行比较，超过门限demo则向主机发送报警信息和检测结果，报警门限值可以在系统运行过程中由主机控制进行修改。
每个demo具有一个2个字节长度的id作为设备地址，存储在f2012片内信息flash的0x1000处，初始值为ffff，当demo接收到上位机发送的修改地址指令和新的id之后进行相应修改。demo中的初始烟感门限值为0xb0，在接收到上位机发送的门限修改指令和新的门限值后进行相应的修改。
*主要指标
工作电压为24vdc；功耗，静态小于25μa，监测时小于600μa；检测间隔：1次／6秒；报警反应时间为4秒；探头灵敏度可根据实际需要修改。
1.2基于mc9s08qg4的烟雾传感器应用设计
图1表示了烟雾传感器的一般结构。环路中的每一只烟雾传感器都具有唯一的地址编码。
1.21选择mc9s08qg4芯片主要依据
主要考虑mc9s08qg4微控制器具有以下特征：20mhzhcs08cpu支持高效c语言编程；4kbflash，256字节ram；内部时钟源可以以0.2％的分辨率调整；12个功能丰富的双向通用i/o，1个输入和1个输出端口；8通道10位adc具有转换结果自动比较功能，可在cpu休眠时独立工作；带有内部参考电压的轨到轨模拟比较器；1个8位定时器，一个16位两通道定时器；通用异步串行通讯接口，spi和i2c；1.8-3.6v工作，4种低功耗模式，工作频率可在应用中切换；看门狗，低电压检测非法操作码和非法操作数检测功能提高可靠性。
1.22设计方案与特点
图1表示了烟雾传感器的一般结构。环路中的每一只烟雾传感器都具有唯一的地址编码。mc9s08qg4用于烟雾传感器设计方案的技术特点。
*时钟选择以及低功耗设计
mc9s08qg4具有4种低功耗模式，且其内部时钟源可以方便地切换不同的系统工作频率。在烟雾传感器的设计实践中，一般有两种设计模型，即使用休眠模式。与不使用休眠模式。
当不使用休眠模式时，mc9s08qg4常见的工作频率为250khz到16khz之间，此时，可以选用1mhz、455khz或32khz的晶体或陶瓷谐振器与引脚组成振荡电路，并且关闭微控制器内部的锁频环倍频电路，mc9s08qg4一直保持工作而不进入休眠状态。在3v供电、外接455khzt6振器和内部2分频工作时其工作电流约为200μa。工作在此模式下的一个设计实例其总工作电流小于400μa。
当使用休眠模式时，mc9s08qg4的工作状态根据不同的处理需要被实时调节。大部分时司它处于stop3模式，工作电流为750na。实时中断定时器产生一个周期性的中断唤醒微控制器，然后打开adc启动转换后继续进入stop3，由adc转换完成或者自动比较功能唤醒。总线接口的引脚也可以通过其键盘中断功能唤醒微控制器进行通讯。工作在此模式下的一个设计实例其总平均工作电流略高于300μa
