Đề tài thiết kế mạch cảnh báo cháy sử dụng vi Điều khiển 89c51

Mạch yêu cầu dùng cảm biết nhiệt độ, sử dụng chuông và đèn báo hiệu hỏa hoạn.. Nguyên lý thiết kế mạch: sử dụng cảm biến nhiệt độ đề thu các tín hiệu có dẫu hiệu cháy, sau đó xử lí tín h

TRUONG DAI HOC CONG THUONG TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

[l[l]

Bài kết thúc môn

E TAI: THIET KE MACH CANH BAO CHAY SỬ

DUNG VI DIEU KHIỂN 89C51

SVTH: HUYNH NHAT HAO

MSSV: 2032210072

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG THƯƠNG TP HCM

KHOA CONG NGHE DIEN - DIEN TU’

——IIll -

Bài kết thúc môn

DE TAI: THIET KE MACH CANH BAO CHAY SU

DUNG VI DIEU KHIỂN 89C51

SVTH: HUYNH NHAT HAO

MSSV: 2032210072

THIET KE MACH CANH BAO CHAY SU

DUNG VI DIEU KHIEN 89C51

MUC LUC

DANH MUC CAC HINH VE ccccscssssescssescoseccosecsssscsseccssecsssecsssssssecsusessssesssessusessusessssesusessusesssessseenseanesss 5 DANH MUC CAC TU VIET TAT 6

©)198951120095000/SããTSaắg4 1

TONG QUAN VE HE THONG BAO CHAY 2 2.1 CẤU TRÚC 2 2.2 SO DO KHOI HE THONG 2 Hinh 2.1 Sơ đồ khối hệ thống 2 2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LINH KIỆN tin tierrey 3 2.3.1 Cảm biến nhiệt độ LM35DZ Q.52 0+ TH 2H 11 1.11111.111.11 11.11 1e ke 3

Hinh 2.4 So dé chan IC 89C51 4

2.4 SƠ ĐỎ NGUYÊN LÝ VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH cày 4

2.4.1 Nguyên lý hoạt dộng ¿:.L L SH HH HH HH HH HH HH HH Hà ki 4 2.4.2 Sơ đồ nguyên lý 5

LAP TRINH VA MO PHONG: 6 kh§00 0639167 )00):007 0067 6 Hình 3.1 Sơ đồ giải thuật ó 3.2 MẠCH MÔ PHỎNG 7

4.1 UU DIEM VA NHUGOC DIEM

4.2 UNG DUNG VA HUGNG PHAT TRIEN

TAI LIEU THAM KHAO

PHU LUC

DANH MUC CAC HINH VE

Hinh 2.1 So d6 khéi hé thong ceccecceceseeecsesseeecsesseesesesssevssesseesevsesseevseseeeeseetees

Hình 2.2 Cam bién nhiét d6 LM35DZ 0 cc ccccccccsssessesssessesssesssssesstssteseeessseeteteseeseenssees

Hinh 2.3 Module cam bién khi gas MQ2 0 cccccceccsccscsseecesvesesscssesvestssvsvseesevsteeteevssseeeees

Hình 2.4 Sơ đồ chân IC 89C5I - 2221 22122112211221122111211211211222102 re

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý c5 ST H1 1 12121 1121221 12H11 tt ng ray 6 Hình 3.1 Sơ đồ giải thuật 5 1c 1E E111 1121 1111 nga

DANH MUC CAC TU VIET TAT

ADC Analog to Digital Converter

DC Direct Curent

IC Itegrated Circuit

VCC Voltage Common Collector

CHUONG 1

GIỚI THIỆU CHUNG

Trong bài tập lần này em xin giới thiệu mạch báo cháy có cài đặt nhiệt độ cảnh

báo Mạch yêu cầu dùng cảm biết nhiệt độ, sử dụng chuông và đèn báo hiệu hỏa hoạn Nguyên lý thiết kế mạch: sử dụng cảm biến nhiệt độ đề thu các tín hiệu có dẫu hiệu cháy, sau đó xử lí tín hiệu cảm biến nhận được đề báo động hỏa hoạn bằng chuông

CHUONG 2

TONG QUAN VE HE THONG BAO CHAY

2.1 CAU TRÚC

Cấu trúc hệ thống báo cháy gồm:

- _ Cảm biến nhiệt độ LM35DZ

- Dung IC AT89C51 dé giao tiếp với cảm biến nhiệt độ và phát tín hiệu đến các

thiết bị báo động

- Thiết bị báo động khi có hỏa hoạn là chuông và đèn báo

2.2 SƠ ĐỎ KHÓI HỆ THÓNG

KHOI KHOI CAM KHOI »| PHAT TIN BIEN NHIET — os A

—> ĐỘ _ XƯLý HIỆU

|

KHOI NGUON

Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống

Chức năng từng khối:

Khối cảm biến nhiệt độ: Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35DZ, có nhiệm vụ lấy nhiệt

độ môi trường xung quanh đề đưa thông tin về khối xử lý và đưa ra cánh báo khi nhiệt

độ vượt qua ngưỡng cho phép

Khối xử lý: Sử dụng vi diéu khién IC AT89C51 dung dé giao tiếp với các khối cảm

biết nhiệt độ qua công PI.0 đưa thông tin đến khối phát tín hiệu ra bằng công PI.6

Khối phát tín hiệu: Sử dụng còi báo và đèn có nhiệm vụ báo động cho mọi người biết

khi có cháy xảy ra

Khối nguồn: Sử dụng nguồn điện DC có điện áp 9V để cung cấp cho hoạt động của mạch

2.3 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÍ HOẠT ĐỘNG CÁC LINH KIỆN

2.3.1 Cảm biến nhiệt độ LM35DZ

Hình 2.2 Cảm biến nhiệt độ LM35DZ

Các chân linh kiện:

- _ 1: Chân cấp nguồn cho cảm biến, điện áp sử dụng 5 V

- _ 3: Chân nối đất cho cảm biến

- 2: Cảm biến LM35 hoạt động bằng cách cho ra một giá trị hiệu điện thế nhất định tại chân Vout (chân giữa) ứng với mỗi mức nhiệt độ 1/4°C ở

nhiệt độ phòng và 3/4°C ngoài khoảng -55°C tới 150°C

2.3.3 IC AT89CS51

P11[2 | | 39 ]P0.0/AD0 P12L? | [38] P0.1/AD1 P13[4 | |3? ]P0.2/AD2

P14[ 5 | | 36 ]P0.3/AD3

P15[ 6 | | 35 ]P0.4/AD4

P1.6[7 | 8XC51 [34 ]P0.5/AD5

PL7[e] ee |đ2|P06AD6

RST[ | PACKAGE [32] P0.7AD7

RxD/P3.0 [10 | |31]EA/Vpp TxD/P3.1 [11] 30 ] ALE/PROG TNT0/P3.2[12 |29 ]PSEN INT1/P3.3 [13 [ 28] P2.7/A15 T0/P3.4[ 14 |2?]P2.6/A14 T1/P3.5[ 15 | | 26 ]P2.5/A13 WRP3.6 [16 | [25 ]P2.4/A12 RD/P3.7 (17 | |24 ]P2.3/A11 XTAL2 [18 [23 ]P2.2/A10

XTALI [19 [22 ]P2.1/A9

Vss [ 20 | [21] P2.0/A8

Hinh 2.4 So dé chan IC 89C51

Một số chân được sử dụng trong mạch

- _ VCC: Chân cấp nguồn cho IC, điện áp sử dụng 5V

- _ GND: Chân nói dat cho IC

- EA/VPP: Cho phép làm việc với bộ nhớ chương trình

- RST: chan reset

- XTALI, XTALI: 2 chan tạo dao động clock cho IC

- PL0,PI.1,PI.6 và PI.7: Các chân của cổng l

2.4 SO DO NGUYEN LY VA NGUYEN LY HOAT DONG CUA MACH

2.4.1 Nguyén ly hoat dong

Khi có cháy nhiệt độ môi trường xung quanh cao lên đến khi vượt qua ngưỡng giới

hạn của cảm biến nhiệt độ LM35DZ (>509C) đưa ra tín hiệu về bộ xử lý Và khi mật

độ khói tăng lên cảm biến khói đang có đầu ra là mức cao (không có khói) sẽ nhảy sang mức thấp (có khói) Bộ xử lý trung tâm (IC AT§9C51) có nhiệm vụ xử lí dữ liệu

cảm biên truyền qua, sau khi xử lí xong bộ xử lí trung tâm sẽ đưa dữ liệu đã xử lí và phát tín hiệu qua chuông và đèn báo động

Hình 2.5 Sơ đồ nguyên lý

CHUONG 3

LAP TRINH VA MO PHONG

3.1 LƯU ĐỎ GIẢI THUẬT

r

I=CAM BIEN NHIET ĐỘ

KET THUC

CHUONG BAO

Vv

KEU

Hinh 3.1 So d6 giai thuat

DEN BAO SANG

Giải thích lưu đề:

Lưu đỗ Hình 3.1 bắt dau ta gan I là cảm biến nhiệt độ và J là cảm biến khói Tiếp theo

ta so sánh [ > 500C khi đó ta có hai trường hợp xảy ra:

- _ Trường hợp 1: I<= 50°C chương trình kết thúc

- _ Trường hợp 2: I>50°C chương trình đưa dữ hiệu về bộ xử lý

Khi nhận được đữ hiệu từ khối cảm biến nhiệt độ lúc này bộ xử lý sẽ phát tín hiệu cho

đèn báo động chuông báo động sẽ kêu lên

3.2 MẠCH MÔ PHỎNG

CHUONG 4 KET LUAN

4.1 UU DIEM VA NHUOC DIEM

- Ưu điềm: Hệ thống hoạt động tương đối ôn định các linh kiện cảm biến

nhạy bén Có độ bền cao và giá thành rẽ

- Nhược điểm: Mạch có khả năng bị nhiều, không hoạt động bằng nguồn xoay chiều 220V là nguồn điện dân dụng hiện nay

4.2 UNG DUNG VA HUONG PHAT TRIEN

Hệ thống báo cháy có ứng dụng lớn nhất là báo động khi có hỏa hoạn xảy ra Giúp đảm bảo một phần an toàn của người dân, cũng như tránh những thiệt hai dang tiệc về tính mạng con người và tài sản

Mạch có khả năng nâng cấp cải tiễn để dùng cho các mục đích khác như hệ thống phát hiện rò rĩ gas,

TAI LIEU THAM KHAO

dientuvietnam.net

banlinhkien.vn

luanvan.net.vn

codientu.org

PHU LUC

Code chwong trinh