Đang tải... (xem toàn văn)
có sơ đồ nguyên lý, sơ đồ khối và lưu đồ giải thuật, mạch in và code đầy đủ cho HỆ THỐNG báo CHÁY dùng 89c51 ...............................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG BÁO CHÁY MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Dữ liệu test cảm biến nhiệt…………………………………………….…9 Bảng 3.2 Dữ liệu test cảm biến khói………………………………………………11 Bảng 4.1 Dữ liệu mạch thực tế……………………………………………………… 13 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ADC Analog to Digital Converter DC IC VCC Direct Curent Itegrated Circuit Voltage Common Collector BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 5/25 CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG Trong đồ án lần em xin giới thiệu mạch báo cháy tự động Mạch yêu cầu dùng cảm biết nhiệt độ cảm biến khói, sử dụng chuông đèn báo hiệu hỏa hoạn Nguyên lý thiết kế mạch: sử dụng cảm biến nhiệt độ cảm biến khói để thu tín hiệu có dấu hiệu cháy, sau xử lí tín hiệu cảm biến nhận để báo động hỏa hoạn chuông đèn báo hiệu Trong trình thiết kế em có thực phần cứng làm mạch báo cháy tự động HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 6/25 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG BÁO CHÁY 2.1 CẤU TRÚC Cấu trúc hệ thống báo cháy gồm: - Cảm biến nhiệt độ DS18B20 - Cảm biến khói sử dụng module cảm biến khí gas MQ2 - Dùng IC AT89C51 để giao tiếp với cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói phát tín hiệu đến thiết bị báo động - Thiết bị báo động có hỏa hoạn chuông đèn báo 2.2 SƠ ĐỒ KHỐI HỆ THỐNG KHỐI CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ KHỐI KHỐI CẢM BIẾN KHÓI XỬ LÝ KHỐI NGUỒN Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống Chức khối: HỆ THỐNG BÁO CHÁY KHỐI PHÁT TÍN HIỆU BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 7/25 - Khối cảm biến nhiệt độ:Sử dụng cảm biến nhiệt độ DS18b20 có nhiệm vụ lấy nhiệt độ môi trường xung quanh để đưa thông tin khối xử lý đưa cảnh báo nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép - Khối cảm biến khói: Sử dụng module cảm biến khói MQ2 có nhiệm vụ phát khói đưa thông tin khối xử lý - Khối xử lý: Sử dụng vi điều khiển IC AT89C51 dùng để giao tiếp với khối cảm biết nhiệt độ, cảm biến khói qua cổng P1.0 P2.0 đưa thông tin đến khối phát tín hiệu cổng P1.6 P1.7 - Khối phát tín hiệu: Sử dụng còi báo đèn có nhiệm vụ báo động cho người biết có cháy xảy - Khối nguồn: Sử dụng nguồn điện DC có điện áp 9V để cung cấp cho hoạt động mạch 2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LINH KIỆN 2.3.1 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 Hình 2.2 Cảm biến nhiệt độ DS18B20 - Các chân linh kiện: VCC: Chân cấp nguồn cho cảm biến, điện áp sử dụng V HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 8/25 - GND: Chân nối đất cho cảm biến DQ: Chân liệu cảm biến Cảm biến DS18B20 đo nhiệt độ theo mức wire, lấy nhiệt độ với độ phân giải có cấu hình từ đến 12 bit Nếu không cấu hình mặc định 12 bit Nhiệt độ đo từ -55OC tới 125OC Có thể lập trình mức nhiệt độ cảnh báo vượt qua ngưỡn cho phép 2.3.2 Cảm biến khói Module cảm biến khí GAS MQ2 Hình 2.3 Module cảm biến khí GAS MQ2 Sơ lược cảm biến: - VCC: Chân cấp nguồn cho cảm biến, điện áp sử dụng 5V GND: Chân nối đất cho cảm biến AOUT: Đầu ADC DOUT: Đầu Digital (So sánh phát khí) Module MQ2 thiết bị dùng để cảm biến khí, có tác dụng cảm biến khói Khi khói DOUT cảm biến đưa giá trị mức cao, có khói DOUT cảm biến đưa giá trị mức thấp 2.3.3 IC AT89C51 HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 9/25 - Hình 2.4 Sơ đồ chân IC 89C51 Một số chân sử dụng mạch VCC: Chân cấp nguồn cho IC, điện áp sử dụng 5V GND: Chân nối đất cho IC EA/VPP: Cho phép làm việc với nhớ chương trình RST: chân reset XTAL1, XTAL1: chân tạo dao động clock cho IC P1.0, P1.1, P1.6 P1.7: Các chân cổng 2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH 2.4.1 Nguyên lý hoạt dộng Khi có cháy nhiệt độ môi trường xung quanh cao lên đến vượt qua ngưỡng giới hạn cảm biến nhiệt độ DS18B20 (>50OC) đưa tín hiệu xử lý Và mật độ khói tăng lên cảm biến khói có đầu mức cao (không có khói) nhảy sang mức thấp (có khói) Bộ xử lý trung tâm (IC AT89C51) có nhiệm vụ xử lí liệu HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 10/25 cảm biến truyền qua, sau xử lí xong xử lí trung tâm đưa liệu xử lí phát tín hiệu qua chuông đèn báo động 2.4.2 Sơ đồ nguyên lý Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 17/25 CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN Hình 4.1 Sơ đồ mạch in 4.2 Mạch thực tế HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 18/25 Hình 4.2 Mạch chạy nhiệt độ cao khói HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 19/25 Hình 4.3 Mạch chạy nhiệt độ cao có khói Số liệu có UD1 =0.18 V Khi nhiệt độ cao khói UR1=2.1 V UD2=4.9 V UR2=4.8V UD1 =0.18 V Khi nhiệt độ cao có khói UR1=2.1 V UD2=0.19 V UR2=2 V Bảng 4.1 Dữ liệu mạch thực tế HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 20/25 CHƯƠNG KẾT LUẬN 5.1 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM - Ưu điểm: Hệ thống hoạt động tương đối ổn định linh kiện cảm biến nhạy bén Có độ bền cao giá thành rẽ - Nhược điểm: Mạch có khả bị nhiễu, không hoạt động nguồn xoay chiều 220V nguồn điện dân dụng 5.2 ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Hệ thống báo cháy có ứng dụng lớn báo động có hỏa hoạn xảy Giúp đảm bảo phần an toàn người dân, tránh thiệt hại đáng tiếc tính mạng người tài sản Mạch có khả nâng cấp cải tiến để dùng cho mục đích khác hệ thống phát rò rĩ gas, … HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 21/25 TÀI LIỆU THAM KHẢO - dientuvietnam.net banlinhkien.vn luanvan.net.vn codientu.org Giáo trình họ vi điều khiển 8051-Tống Văn On HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 22/25 PHỤ LỤC Code chương trình ;GIAO TIEP DS18B20 ; DQ BIT P1.1 FLAG EQU 35 TMPL EQU 29H TMPH EQU 28H TMP EQU 27H ;GIAO TIEP VOI LOA BUZZER VA SENSOR ; -BUZZER BIT P1.7 SENSOR BIT P1.0 LED BIT P1.6 NHIET_BD EQU 20 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP NGAT_TIMER0;muc dich bao coi ORG 0030H MAIN: MOV SP,#5FH ;PHAN CHIA VUNG RAM SETB LED;TAT LED HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 23/25 SETB BUZZER;TAT LOA KEN MOV NHIET_BD,#50;NHIET DO CAI DAT BAO DONG LA 50 MOV IE,#10000010B; BAT NGAT TIMER MOV TMOD,#01H; CHON TIMER0-CHE DO 1-16 BIT MOV TH0,#HIGH(-10000);NAP GIA TRI DEM MOV TL0,#LOW(-10000);NAP GIA TRI DEM LCALL GIAOTIEPDS18B20;lay nhiet truoc ; CHUONG TRINH CHINH BAT DAU TAI DAY MP1: ;kiem tra co khoi hay khong? JNB SENSOR,CO_KHOI ;tat bao dong loa ken ko co khoi SETB BUZZER CLR TR0 ;kiem tra nhiet de bao den led LCALL GIAOTIEPDS18B20 CLR C MOV A,24;T MOV B,NHIET_BD;T dat SUBB A,B JZ ;DO - DAT DOKHACDAT1 SETB LED;TAT LED SJMP TT_MP1 HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 24/25 DOKHACDAT1: JC QUANHIET1 SETB LED;TAT LED SJMP TT_MP1 QUANHIET1: CLR LED;BAT LED TT_MP1: SJMP MP1 CO_KHOI: LCALL GIAOTIEPDS18B20 CLR C MOV A,24;T MOV B,NHIET_BD;T dat SUBB A,B JZ ;DO - DAT DOKHACDAT2 SETB LED;TAT LED SETB BUZZER;TAT LOA KEN CLR TR0;TAT DAO DONG SJMP TT_MP1 DOKHACDAT2: JC QUANHIET2 SETB LED;TAT LED SETB BUZZER;TAT LOA KEN CLR TR0;TAT DAO DONG HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 25/25 SJMP TT_MP1 QUANHIET2: CLR LED;BAT LED SETB TR0;BAT LOA KEN SJMP TT_MP1 ;CTC XU LY NGAT TIMER NGAT_TIMER0: MOV TH0,#HIGH(-10000) MOV TL0,#LOW(-10000) DJNZ R2,THOATNGAT MOV R2,#20 CPL BUZZER THOATNGAT: RETI GIAOTIEPDS18B20: LCALL RESETT MOV A,#0CCH LCALL ;LENH SKIP ROM WRITE NOP MOV A,#44H LCALL ;LENH CHUYEN DOI NHIET DO WRITE NOP ;DELAY 100uS MOV R5,#30 HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 26/25 MP22: DJNZ R5,MP22 ;LUC NAY NHIET DO DA DUOC CHUYEN DOI XONG ;CAN PHAI DOC RA LCALL RESETT MOV A,#0CCH ;LENH SKIP ROM LCALL WRITE LCALL GET_TEMP LCALL TRANS_TEMP MOV A,27H RET ;CZ: ; MOV TMP,#99 ; SJMP MP2 RESETT: SETB DQ ;DUA DQ TU CAO NOP NOP CLR DQ ;XUONG THAP ;DLEAY 650uS MOV R7,#3 START_DEL1: MOV R6,#107 DJNZ R6,$ HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 27/25 DJNZ R7,START_DEL1;DOI 650uS SETB DQ ;TRA DQ LEN CAO LAI NOP NOP ;DELAY 200uS, DOI DQ XUONG MUC THAP,TUC LA ;DS18B20 TRA LOI,NHAN DUOC MOV R7,#100 START_RELAY: JNB DQ,HAVE1820 DJNZ R7,START_RELAY SJMP START_OUT ;DS18B20 DA KHOI DONG HAVE1820: SETB FLAG ;DELAY 234uS MOV R6,117 DJNZ R6,$ START_OUT: SETB DQ RET GET_TEMP: MOV A,#0BEH ;LENH DOC VUNG CHUA DU LIEU TAM THOI LCALL WRITE LCALL READ HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 28/25 MOV TMPL,A LCALL READ MOV TMPH,A RET NO_TEMP: MOV TMPH,#0 MOV TMPL,#0 RET TRANS_TEMP: ;LAY BIT THAP CO NGHIA CUA THANH GHI MS BYTE (BYTE CAO) MOV C,28H.3 MOV 27H.7,C MOV C,28H.2 MOV 27H.6,C MOV C,28H.1 MOV 27H.5,C MOV C,28H.0 MOV 27H.4,C ;LAY TIEP BIT CAO CO NGHIA CUA THANH GHI LS BYTE (BYTE THAP) MOV C,29H.7 MOV 27H.3,C MOV C,29H.6 MOV 27H.2,C MOV C,29H.5 HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 29/25 MOV 27H.1,C MOV C,29H.4 MOV 27H.0,C MOV A,27H MOV 24,27H RET READ: MOV R7,#8 READ_BIT: CLR C SETB DQ NOP CLR DQ NOP NOP SETB DQ MOV R6,#6 DJNZ R6,$ MOV C,DQ RRC A MOV R6,#25 DJNZ R6,$ DJNZ R7,READ_BIT RET HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 30/25 WRITE: MOV R7,#8 CLR C WRITE_BIT: SETB DQ NOP NOP CLR DQ MOV R6,#6 DJNZ R6,$ RRC A MOV DQ,C MOV R5,#25 DJNZ R5,$ SETB DQ NOP DJNZ R7,WRITE_BIT SETB DQ RET ;CTC DELAY 2,5MS DE QUET LED ; DELAY: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0FDH ;GIA TRI MO PHONG HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 31/25 MOV TL0,#44H ;GIA TRI MO PHONG T=700uS SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 RET ;CTC TAO TRE 10ms DE GHI RTC ; DELAY100MS: MOV R5,#200 ;10ms LAP10MS: MOV R6,#250 ;500us DJNZ R6,$ DJNZ R5,LAP10MS RET MA7SEG: DB 7EH,30H,6DH,79H,33H,5BH,5FH,70H,7FH,7BH;V1.0 END 6.23% HỆ THỐNG BÁO CHÁY ... HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 16/25 HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ ÁN Trang 17/25 CHƯƠNG THỰC THI PHẦN CỨNG 4.1 SƠ ĐỒ MẠCH IN Hình 4.1 Sơ đồ mạch in 4.2 Mạch thực tế HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO... hiệu xử lý Và mật độ khói tăng lên cảm biến khói có đầu mức cao (không có khói) nhảy sang mức thấp (có khói) Bộ xử lý trung tâm (IC AT89C5 1) có nhiệm vụ xử lí liệu HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO ĐỒ... tín hiệu có dấu hiệu cháy, sau xử lí tín hiệu cảm biến nhận để báo động hỏa hoạn chuông đèn báo hiệu Trong trình thiết kế em có thực phần cứng làm mạch báo cháy tự động HỆ THỐNG BÁO CHÁY BÁO CÁO