Hình 1.21: Giao diện phần mềm proteus 8.6.
Proteus là bộ công cụ chuyên về mô phỏng mạch điện tử. Các phần mềm (công cụ) trong bộ là: Schematic Capture, PCB playout,...vv:
Proteus là phần mềm cho phép mô phỏng hoạt động của mạch điện tử bao gồm phần thiết kế mạch và viết chương trình điều khiển cho các họ vi điều khiển như MCS- 51, PIC, AVR, … Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronics, mô phỏng cho hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng, đặc biệt hỗ trợ cho cả các MCU như PIC, 8051, AVR, Motorola.
Phần mềm bao gồm 2 chương trình: Schematic Capture cho phép mô phỏng mạch và PCB playout dùng để vẽ mạch in. Proteus là công cụ mô phỏng cho các loại Vi Điều Khiển khá tốt, nó hỗ trợ các dòng VĐK PIC, 8051, PIC, dsPIC, AVR, HC11, MSP430, ARM7/LPC2000 ... các giao tiếp I2C, SPI, CAN, USB, Ethenet,... ngòai ra còn mô phỏng các mạch số, mạch tương tự một cách hiệu quả. Schematic Capture đã được nghiên cứu và phát triển trong hơn 12 năm và có hơn 12000 người dùng trên khắp thế giới. Sức mạnh của nó là có thể mô phỏng hoạt động của các hệ vi điều khiển mà không cần thêm phần mềm phụ trợ nào. Sau đó, phần mềm Schematic Capture có thể xuất file sang PCB playout hoặc các phần mềm vẽ mạch in khác.
Trong lĩnh vực giáo dục, Schematic Capture có ưu điểm là hình ảnh mạch điện đẹp, cho phép ta tùy chọn đường nét, màu sắc mạch điện, cũng như thiết kế theo các mạch mẫu (templates)
Những khả năng khác của Schematic Capture là:
• Chạy trên nền Windows 98/Me/2k/XP/Win7/Win8,8.1/Win 10 • Tự động sắp xếp đường mạch và vẽ điểm giao đường mạch. • Chọn đối tượng và thiết lập thông số cho đối tượng dễ dàng • Xuất file thống kê linh kiện cho mạch
• Xuất ra file Netlist tương thích với các chương trình làm mạch in thông dụng. • Đối với người thiết kế mạch chuyên nghiệp, Schematic Capture tích hợp nhiều công cụ giúp cho việc quản lý mạch điện lớn, mạch điện có thể lên đến hàng ngàn linh kiện.
• Thiết kế theo cấu trúc (hierachical design) • Khả năng tự động đánh số linh kiện.
PCB playout là phần mềm vẽ mạch in PCB. Nó vẽ mạch dựa vào file nestlist cùng các công cụ tự động khác.
Có cơ sở dữ liệu 32 bit cho phép độ chính xác đến 10nm, độ phân giải góc 0.10 và kích thước board lớn nhất là +/- 10 mét. PCB hỗ trợ mạch in 16 lớp.
Làm việc thông qua các menu ngữ cảnh tiện lợi
File netlist từ phần mềm vẽ mạch nguyên lý Schematic Capture. Tự động cập nhật ngược chỉ số linh kiện, sự đổi chân, đổi cổng ở mạch in sang mạch nguyên lý.
Công cụ kiểm tra lỗi thiết kế.
Thư viện đầy đủ từ lỗ khoan mạch đến linh kiện dán.
PROTEUS VSM là sự kết hợp giữa chương trình mô phỏng mạch điện theo chuẩn công nghiệp SPICE3F5 và mô hình linh kiện tương tác động (animated model). Nó cho phép người dùng tự tạo linh kiện tương tác động và thực ra có rất nhiều linh kiện loại này được tạo ra mà không cần code lập trình. Do đó, PROTEUS VSM cho phép người dùng thực hiện các “mô phỏng có tương tác” giống như hoạt động của một mạch thật.
Thêm nữa, chương trình cung cấp cho chúng ta rất nhiều mô hình linh kiện có chức năng mô phỏng, từ các vi điều khiển thông dụng đến các linh kiện ngoại vi như LED, LCD, keypad, cổng RS232...vv.
1.6.3 Phần mềm nạp code cho vi điều khiển
CHƯƠNG II
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ MACH 2.1. Phân tích đề tài.
2.1.1.Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay, đa số các lĩnh vực sản xuất , điều khiển, giám sát, đo lường đêù được trang bị hệ thống tự động hóa. Một trong các vi mạch được sử dụng là vi điều khiển, nó được ứng dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực này. Vi điều khiển quản lý hoạt động của hệ thống thông qua phần mềm nhờ vậy mà chúng ta có thể thay đổi một cách dễ dàng hoạt động của hệ thống bằng cách thay đổi thông số của chương trình. Vi điều khiển hoạt động theo chương trình đã nạp sẵn, đọc các tín hiệu từ bên ngoài sau đó đưa vào để xử lý, trên cơ sở đó vi điều khiển đưa ra các tín hiệu điều khiển để điều khiển các thiết bị điện bên ngoài hoạt động theo đúng yêu cầu, thông số của chương trình cài sẵn bên trong vi điều khiển.
Với sự ra đời và phát triển của vi điều khiển động cơ một chiều không còn là vấn đề khó khăn nữa. Động cơ có thể điều khiểển với nhiều cấp tốc đọ khác nhau như điều khiển dừng, đảo chiều, nhanh chậm dễ dàng.
2.1.2.Mục tiêu của đề tài
Xây dựng một hệ thống báo cháy có thể tự động báo cho người sử dụng biết có hỏa hoạn xảy ra.
2.1.3.Yêu cầu đặt ra
•Giá thành thiết kế hệ thống thấp •Ngôn ngữ lập trình đơn giản •Hệ thống dễ sử dụng
•Hệ thống hoạt động ổn định chính xác •Dễ dàng bảo trì hệ thống
2.1.4 Giải pháp
•Sử dụng vi điều kiển AT89s52 vào hệt thống •Thiết kế phần cứng theo các yêu cầu đặt ra •Kiểm tra tính ổn định của hệ thống
2.2 Tổng quan về hệ thống báo cháy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.1 Cấu trúc hệ thống
Cấu trúc hệ thống báo cháy gồm: - Cảm biến nhiệt độ LM35
- Cảm biến cảm biến khói MQ2.
- Dùng IC AT89C51 để giao tiếp với cảm biến nhiệt độ, cảm biến khói và phát tín hiệu đến các thiết bị báo động.
- Thiết bị báo động khi có hỏa hoạn là chuông và đèn báo.
2.2.2 Sơ đồ khối hệ thống
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống
2.2.3 Chức năng từng khối:
Khối cảm biến nhiệt độ:Sử dụng cảm biến nhiệt độ LM35 có nhiệm vụ lấy nhiệt độ môi trường xung quanh để đưa thông tin về khối xử lý và đưa ra cảnh báo khi nhiệt độ vượt qua ngưỡng cho phép.
Khối cảm biến khói: Sử dụng cảm biến gas MQ2 có nhiệm vụ phát hiện khói và đưa thông tin về khối xử lý.
Khối xử lý: Sử dụng vi điều khiển IC AT89C51 dùng để giao tiếp với các khối cảm biết nhiệt độ, cảm biến khói qua cổng P2 và P3 và đưa thông tin đến khối phát tín hiệu ra bằng cổng P1.5 và P1.6.
Khối phát tín hiệu: Sử dụng còi báo và đèn có nhiệm vụ báo động cho mọi người biết khi có sự cố cháy xảy ra.
Khối nguồn: Sử dụng nguồn điện DC có điện áp 9V để cung cấp cho hoạt động của mạch. KHỐI CẢm biẾn khói KhỐi phát tín hiệu KhỐi nguỒn KHỐI CẢm biẾn nhiỆt đỘ KhỐi xỬ lý
2.3 Lập trình và mô phỏng
2.3.1 Lưu đồ thuật toán
S Đ
Hình 2.2 Lưu đồ thuật toán
2.3.2 Giải thích lưu đồ:
Lưu đồ Hình 2.2 bắt đầu ta gán I là cảm biến nhiệt độ và J là cảm biến khói. Tiếp theo ta so sánh I > 40OC khi đó ta có hai trường hợp xảy ra:
- Trường hợp 1: I <= 40OC chương trình kết thúc.
- Trường hợp 2: I >40OC chương trình đưa dữ hiệu về bộ xử lý.
Tiếp tục chương trình ta xem đầu ra của cảm biến khói có ở mức thấp khi đó ta cũng có hai trường hợp.
- Trường hợp 1: J=1 chương trình kết thúc.
- Trường hợp 2: J=0 chương tiếp tục đưa dữ hiệu về xử lý.
Khi nhận được dữ hiệu từ khối cảm biến nhiệt độ lúc này bộ xử lý sẽ phát tín hiệu cho đèn báo động. Và đồng thời nhận được dữ liệu của cảm biến khói đưa về thì chuông báo động sẽ kêu lên.
2.3.3 Nguyên lý hoạt dộng BẮT ĐẦU I = CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ J = CẢM BIẾN KHÓI I > 40OC XỬ LÝ TÍN HIỆU J = 0 KẾT THÚC CHUÔNG BÁO KÊU ĐÈN BÁO SÁNG
Khi có cháy nhiệt độ môi trường xung quanh cao lên đến khi vượt qua ngưỡng giới hạn của cảm biến nhiệt độ DS18B20 (>40OC) đưa ra tín hiệu về bộ xử lý. Hoặc 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 AT89C51) có nhiệm vụ xử lí dữ liệu cảm biến 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
CHƯƠNG III KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 3.1 Mạch mô phỏng
3.1.1Test hoạt động cảm biến nhiệt độ
Hình 3.1 Đèn không báo khi nhiệt độ nhỏ hơn 40OC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});