He thong bao chay tu dong

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "He thong bao chay tu dong ": http://123doc.vn/document/569076-he-thong-bao-chay-tu-dong.htm

Luận án tốt nghiệp_le trang5
CHƯƠNG DẪN NHẬP
I. Đặt Vấn Đề:
Ngành công nghệ thông tin liên lạc đã phát triển nhanh chóng cùng với các
ngành công nghệ khác, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội. Công
nghệ thông tin đóng vai trò cốt lõi trong việc cập nhật thông tin cho mọi người.
Với những nhu cầu về thông tin liên lạc qua máy điện thoại ngày càng cao
người ta còn sử dụng điện thọai trong việc điều khiển tư ïđộng chẳng hạn như: tự
động báo cháy qua điện thoại, điều khiển thiết bò qua điện thoại vv…
Với suy nghó là ứng dụng kiến thức đã học ở trường và tìm hiểu thêm ở sách
vở, em quyết đònh chọn đề tài “Thiết bò báo cháy tự động qua điện thoại” với mong
muốn sau khi thực hiện xong đề tài có thể đem ra ứng dụng trong thực tế.
II. Mục Đích Yêu Cầu Cuả Đề Tài:
Nhằm phục vụ cho việc báo cháy tự động qua điện thoại đặt tại các nhà cao
tầng, các công ty xí nghiệp, những nơi cần thiết khác vv…
Từ mục đích trên nên thiết bò báo cháy phải đảm bảo các yêu cầu:
- Sử dụng tiện lợi và sử dụng trên khắp cả nước mà không cần thay đổi phần
cứng.
- Báo động kòp thời các vụ cháy nhằm giảm nhẹ thiệt hại do cháy gây ra.
- Có thể báo động đến nhiều số điện thoại khác nhau.
III. Giới Hạn Đề Tài:
Điện thoại nói chung thuộc phạm vi chuyên môn viễn thông hiện đại, cho
nên đòi hỏi phải có một khoảng thời gian dài tìm hiểu. Có rất nhiều khó khăn
trong lúc thực hiện đề tài. Với thời gian ngắn (7 tuần) nhưng lại có nhiều vấn đề
cần giải quyết, hơn nữa kiến thức người tìm hiểu đề tài có hạn, sinh viên thực hiện
đề tài chỉ tập trung giải quyết vấn đề sau:
-Báo động tại chỗ bằng tiếng còi
-Báo độâng đến 2 số điện thoại khác nhau bằng tiếng nói.
IV. Chọn Phương n Thực Hiện Đề Tài:
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang6
Với những yêu cầu đặt ra ở trên, em đã xem xét và đưa ra 3 phương án như sau:
- Sử dụng kỹ thuật số.
- Sử dụng kỹ thuật vi xử lý.
- Sử dụng kỹ thuật vi điều khiển.
Với những đòi hỏi của máy ta có thể đơn giản những hoạt động bằng kỹ thuật
số. Nhưng tốn kém linh kiện và kích thước cồng kềnh, hơn nữa khó thay đổi phần
mềm và không có khả năng mở rộng cho các hoạt động khác. Với kỹ thuật vi xử lý,
có thể khắc phục những yếu điểm của mạch số nhưng lại phức tạp trong việc thiết
kế phần cứng. Nếu sử dụng kỹ thuật vi điều khiển, có thể khắc phục những yếu
điểm của kỹ thuật số và vi xử lý vì bộ nhớ có thể được mở rộng và phần mềm linh
hoạt hơn. Hơn nữa lại rất phổ biến trên thò trường hiện nay, giá cả chấp nhận được
thiết kế phần cứng đơn giản cộng với tốc độ xử lý cao. Có rất nhiều họ vi điều
khiển, nhưng để đáp ứng được về giá cả hợp lý và tính phổ biến, em quyết đònh
chọn vi mạch vi điều khiển 8031 của hãng Intel cùng với các IC chuyên dùng để
thực hiện nhằm đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của đề tài đặt ra.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang7
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG I: SƠ LƯC VỀ HỆ THỐNG BÁO CHÁY VÀ ĐIỀU KHIỂN
A. HỆ THỐNG BÁO CHÁY:
I. Cách nhận biết và báo cháy:
Khi một đám cháy xảy ra, ở những vùng cháy thường có những dấu hiệu
sau:
Ü Lửa, khói, vật liệu chỗ cháy bò phá hủy.
Ü Nhiệt độ vùng cháy tăng lên cao.
Ü Không khí bò Oxy hóa mạnh.
Ü Có mùi cháy, mùi khét.
Để đề phòng cháy chúng ta có thể dựa vào những dấu hiệu trên để đặt các
hệ thống cảm biến làm các thiết bò báo cháy. Kòp thời khống chế đám cháy ở giai
đoạn đầu.
Thiết bò báo cháy điện tử giúp chúng ta liên tục theo dõi để hạn chế các vụ
cháy tai hại, tăng cường độ an toàn, bình yên cho mọi người.
II. Các bộ phận chính:
1. Cảm biến:
Cảm biến là bộ phận hết sức quan trọng, nó quyết đònh độ nhạy và sự chính
xác của hệ thống.
Cảm biến hoạt động dựa vào các đặt tính vật lý của vật liệu cấu tạo nên
chúng. Cảm biến được dùng để chuyển đổi các tín hiệu vật lý sang tín hiệu điện.
Các đặc tính của cảm biến: độ nhạy, độ ổn đònh, độ tuyến tính.
a. Cảm biến nhiệt:
Là loại cảm biến dùng để chuyển tín hiệu vật lý (nhiệt độ) thành tín hiệu
điện, đây là loại cảm biến có độ nhạy tương đối cao và tuyến tính. Nguyên tắc làm
việc của nó là dòng điện hay điện áp thay đổi khi nhiệt độ tại nơi đặt nó thay đổi.
Tuy nhiên nó cũng dễ báo động nhầm khi nguồn điện bên ngoài tác động không
theo ý muốn.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang8
Các loại cảm biến nhiệt:
IC cảm biến:
Là loại cảm biến bán dẫn được chế tạo thành các IC chuyên dụng với độ
nhạy cao, điện áp ra thay đổi tỉ lệ thuận với nhiệt độ, một số loại IC được bán bên
ngoài thò trường là: LM355, LM334, …
Thermistor:
Thermistor là loại điện trở có độ nhạy nhiệt rất cao nhưng không tuyến tính
và với hệ số nhiệt âm. Điện trở giảm phi tuyến với sự tăng của nhiệt độ. Vì bản
thân là điện trở nên trong quá trình hoạt động Thermistor tạo ra nhiệt độ vì vậy gây
sai số lớn.
Thermo Couples:
Thermo Couple biến đổi đại lượng nhiệt độ thành dòng điện hay điện áp
DC nhỏ. Nó gồm hai dây kim loại khác nhau nối với nhau tại hai mối nối. Khi các
dây nối đặc ở các vò trí khác nhau, trong dây xuất hiện suất điện động. Suất điện
động tỉ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối nối. Thermo couple có hệ
số nhiệt dương.
b. Cảm biến lửa:
Khi lửa cháy thì phát ra ánh sáng hồng ngoại, do đó ta sử dụng các linh
kiện phát hiện tia hồng ngoại để phát hiện lửa. Nguyên lý hoạt động là điện trở
của các linh kiện thu sóng hồng ngoại tăng, nó chuyển tín hiệu ánh sáng thu được
thành tín hiệu điện để báo động. Loại này rất nhạy đối với lửa. Tuy nhiên cũng dễ
báo động nhầm nếu ta để cảm biến ngoài trời hoặc gần ánh sáng bóng đèn tròn.
c. Cảm biến khói:
Thường cảm biến khói là bộ phân riêng biệt chạy bằng PIN được thiết kế
để lắp đặt trên trần nhà, trên tường. Ngoài yêu cầu kỹ thuật (chính xác, an toàn)
còn đòi hỏi phải đảm bảo về mặt thẩm mỹ. Có hai cách cơ bản để thiết kế bộ cảm
biến khói.
Cách thứ nhất sử dụng nguyên tắc Ion hóa. Người ta sử dụng một lượng nhỏ
chất phóng xạ để Ion hóa trong bộ cảm biến. Không khí bò Ion hóa sẽ dẫn điện và
tạo thành một dòng điện chạy giữa hai cực đã đợc nạp điệän. Khi các phần tử khói
lọt vào khu vực cảm nhận được Ion hóa sẽ làm tăng điện trở trong buồng cảm nhận
và làm giảm luồng điện giữa hai cực. Khi luồng điện giảm xuống tới một giá trò
nào đó thì bộ cảm biến sẽ phát hiện và phát tín hiệu báo động.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang9
Cách thứ hai sử dụng các linh kiện thu phát quang. Người ta dùng linh kiện
phát quang (Led, Led hồng ngoại…) chiếu một tia ánh sáng qua vùng bảo vệ vào
một linh kiện thu quang (photo diode, photo transistor, quang trở…). Khi có cháy,
khói đi ngang qua vùng bảo vệ sẽ che chắn hoặc làm giảm cường độ ánh sáng
chiếu vào linh kiện thu. Khi cường độ giảm xuống tới một giá trò nào đó thì bộ cảm
biến sẽ phát hiện và phát tín hiệu báo động.
Trong hai cách này thì phương pháp thứ nhất nhạy hơn và hiệu quả hơn
phương pháp thứ hai, nhưng khó thực thi, khó lắp đặt. Còn cách thứ hai tuy ít nhạy
hơn nhưng linh kiện dễ kiếm và dễ thực thi cũng như dễ lắp đặt.
Một nhược điểm của các loại cảm biến này là: mạch báo động có thể sai
nếu vùng bảo vệ bò xâm nhập bởi các lớp bụi…
2.Thiết bò báo động:
Thiết bò báo động gồm có hai loại:
Ü Báo động tại chỗ.
Ü Báo động qua điện thoại.
Báo động tại chỗ ta có thể sử dụng các chuông điện, mạch tạo còi hụ hay
phát ra tiếng nói để cảnh báo.
Trong các hệ thống báo cháy, bộ cảm biến thường đặt ở những nơi dễ cháy
và nối với các thiết bò báo động bằng dây dẫn điện, do đó trong một số trường hợp
có thể làm dây bò đứt. Vì vậy một hệ thống báo cháy sẽ trở nên hiệu quả khi sử
dụng các bộ phát vô tuyến. Trong đó bộ phận thu gắn với mạch báo động, còn
mạch phát gắn với bộ cảm biến. Tuy nhiên việc lắp đặt gặp nhiều khó khăn và giá
thành cao.
Báo động qua điện thoại giúp ta đáp ứng nhanh các thông tin về sự cố đến các
cơ quan chức năng. Khi có tín hiệu báo động sẽ tự động quay số đến các cơ quan như:
nhà riêng, công an, phòng cháy chữa cháy…

GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang10
CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU VI ĐIỀU KHIỂN 8031
A. TÓM TẮT PHẦN CỨNG:
I. GIỚI THIỆU MCS-51: (MCS-51: Family Overview)
MCS-51 là một họ IC điều khiển (micro controller), được chế tạo và bán
trên thò trường bởi hãng Intel của Mỹ. Họ IC này được cung cấp các thiết bò bởi
nhiều hãng sản xuất IC khác trên thế giới chẳng hạn: nhà sản xuất IC SIEMENS
của Đức, FUJITSU của Nhật và PHILIPS của Hà Lan. Mỗi IC trong họ đều có sự
hoàn thiện riêng và có sự hãnh diện riêng của nó, phù hợp với nhu cầu của người
sử dụng và yêu cầu đặt ra của nhà sản xuất.
IC 8031 là IC tiêu biểu trong họ MCS-51 được bán trên thò trường. Tất cả
các IC trong họ đều có sự tương thích với nhau và có sự khác biệt là sản xuất sau
có cái mới mà cái sản xuất trước không có, để tăng thêm khả năng ứng dụng của
IC đó. Chúng có đặc điểm như sau:














OTHER
REGISTER
128 byte
RAM
128 byte
RAM
8032\8052
ROM
0K:
8031\8032
4K: 8031
8K:8052
INTERRUPT
INT1\
INT0\
SERIAL PORT
TEMER0
TEMER1
TEMER2
8032\8052
CONTROL
CPU
OSCILATOR
BUS
CONTROL
I/O PORT
SERIAL
PORT
EA\
RST
TEMER2
8032
\8052
TEMER1
TEMER1
ALE\
PSEN\
P
0
P
1
P
2
P
3
Address\Data
TXD RXD
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang11
̇ 4k byte ROM (được lập trình bởi nhà sản xuất, chỉ có trong 8051).
̇ 128 byte RAM.
̇ 4 Port I/O 8 bit.
̇ 2 bộ đònh thời 16 bit.
̇ Giao tiếp nối tiếp.
̇ 64k không gian bộ nhớ chương trình mở rộng.
̇ 64k không gian bộ nhớ dữ liệu mở rộng.
̇ Một bộ xử lý luận ly ù(thao tác trên các bit đơn).
̇ 210 bit được đòa chỉ hóa.
̇ Bộ nhân /chia 4 bit.
II. SƠ LƯC VỀ CÁC CHÂN CỦA μ
C 8031:
8031 là IC vi điều khiển (Microcontroller) do hãng intel sản xuất. μ
C 8031
có tất cả 40 chân có chức năng như các đường xuất nhập. Trong đó có 24 chân có
tác dụng kép, mỗi đường có thể hoạt động như các đường xuất nhập hoặc như các
đường điều khiển hoặc là thành phần của bus dữ liệu.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang12


P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
RST
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
XTAL1
XTAL2
GDN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
40
39
38
37
36
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
V
CC
P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P0.4
P0.5
P0.6
P0.7
EA\
ALE
PSEN\
P2.7
P2.6
P2.5
P2.4
P2.3
P2.2
P2.1
P2.0
8
0
5
1
P0.0
P0.1
P0.2
P0.3
P0.4
P0.5
P0.6
P0.7

P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7

P2.0
P2.1
P2.2
P2.3
P2.4
P2.5
P2.6
P2.7
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
PSEN\
ALE
EA\
RST







RXD
TXD
INT0\
INT1\
T0
T1
WR\
RD\


Sơ Đồ Chân Của 8031


Sơ đồ logic của 8031

1. Chức năng các chân của 8031:
̇ Port 0:
Port 0 là port có hai chức năng ở các chân từ 32÷39 của 8031. Trong các
thiết kế cỡ nhỏ không dùng bộ nhớ mở rộng nó có chức năng như các đường vào
ra.
̇ Port 1:
Port 1 là port I\O ở các chân từ 1-8. Các chân được ký hiệu là P0.0, P0.1,
P0.2,…P1.7, có thể dùng cho giao tiếp với các thiết bò bên ngoài nếu cần. Port 1
không có chức năng khác vì vậy nó chỉ dùng cho giao tiếp với các thiết bò bên
ngoài (chẳng hạn ROM, RAM, 8255, 8279, …).
̇ Port 2:
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang13
Port2 là một port có tác dụng kép ở các chân từ 21-28 được dùng như các
đường xuất nhập hoặc là các byte cao của Bus đòa chỉ đối với các thiết kế cỡ lớn.
̇ Port3:
Port3 là một port có tác dụng kép từ chân 10 –17. Các chân của port này
có nhiều chức năng, các công dụng chuyển đổi có liên hệ với đặc tính đặc biệt của
8031 như bảng sau:
Bit Tên Chức năng chuyển đổi
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD
TXD
INT0\
INT1\
T0
T1
WR\
RD\
Ngõ vào dữ liệu nối tiếp
Ngõ ra dữ liệu nối tiếp
Ngõ vào ngắt cứng thứ 0
Ngõ vào ngắt cứng thứ 1
Ngõ vào của temer\counter thứ 0
Ngõ vào của temer\counter thứ 1
Tín hiệu ghi dữ liệu lên bộ nhớ ngoài
Tín hiệu đọc bộ nhớ dữ liệu ngoài
Bảng: Chức năng của các chân port 3
̇ Ngõ tín hiệu PSEN\ (Progam store enable):
PSEN\ là tín hiệu ngõ ra ở chân 29 có tác dụng cho phép đọc bộ nhớ
chương trình mở rộng và thường được nối với chân OE\ (output enable) của
EPROM cho phép đọc các byte mã lệnh.
PSEN ở mức thấp trong thời gian lấy lệnh. Các mã nhò phân của chương
trình được đọc từ EPROM qua bus dữ liệu và được chốt vào thanh ghi bên trong
8031 để giải mã lệnh. Khi thi hành chương trình trong ROM nội (μC 8051) thì
PSEN\ sẽ ở mức 1.
̇ Ngõ tín hiệu điều khiển ALE (Address latch enable):
Khi 8031 truy xuất bộ nhớ bên ngoài, port0 có chức năng là đòa chỉ và dữ
liệu do đó phải tách đường đòa chỉ và dữ liệu. Tín hiệu ra ALE ở chân thứ 30 dùng
làm tín hiệu điều khiển để giải đa hợp các đường đòa chỉ và dữ liệu khi kết nối với
IC chốt.
Tín hiệu ra ở ALE là một xung trong khoảng thời gian port 0 đóng vai trò
là đòa chỉ thấp nên nên chốt đòa chỉ hoàn toàn tự động. Các xung tín hiệu ALE có
tốc độ bằng 1/6 tần số dao động trên vi điều kkiển và có thể được dùng làm tín
hiệu clock cho các phần khác của hệ thống. Chân ALE được dùng làm ngõ vào
xung lập trình cho EPROM trong 8051.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG
Luận án tốt nghiệp_le trang14
̇ Ngõ tín hiệu EA\ (External Access: truy xuất dữ liệu bên ngoài):
Tín hiệu vào EA\ ở chân 31 thường được mắc lên mức 1 hoặc mức 0. Nếu
ở mức 1 thì μC8051 thi hành chương trình trong ROM nội trong khoảng đòa chỉ thấp
4k. Nếu ở mức 0 thì 8031 thi hành chương trình từ bộ nhớ mở rộng (vì μC8031
không có bộ nhớ chương trình trên chip). Chân EA\ được lấy làm chân cấp nguồn
21v lập trình cho EPROM trong 8051.
̇ Ngõ tín hiệu RST (Reset):
Ngõ tín hiệu RST ở chân 9 và ngõ vào Reset của 8031. Khi ngõ vào tín
hiệu đưa lên mức cao ít nhất là 2 chu kỳ máy, các thanh ghi bên trong được nạp
những giá trò thích hợp để khởi động hệ thống. Khi cấp điện mạch tự động Reset.
̇ Ngõ vào bộ dao động X
1
, X
2
:
Bộ tạo dao động được tích hợp bên trong 8031, khi sử dụng 8031 người
thiết kế cần ghép nối thêm tụ, thạch anh. Tần số thạch anh được sử dụng cho 8031
là 12MHz.
̇ Nguồn cho 8031:
Nguồn cho 8031 được cung cấp ở 2 chân là 20 và 40 cấp GND và Vcc.
Nguồn cung cấp ở đây là +5v.
Khả năng của tải port 0 là LS –TTL của port 1,2,3 là 4LS –TTL. Cấu trúc
của port được xây dựng từ FET làm cho port có thể xuất nhập dễ dàng. Khi FET tắt
thì port dễ dàng dùng chức năng xuất. Khi FET hoạt động thì port làm chức năng
nhập thì khi đó ngõ nhập mức cao sẽ làm hỏng port.
III. KHẢO SÁT CÁC KHỐI BÊN TRONG 8031 −
TỔ CHỨC BỘ NHỚ:
Bộ nhớ trong 8031 ba gồm ROM và RAM. RAM trong 8031 bao gồm
nhiều thành phần: phần lưu trữ đa dụng, phần lưu trữ đòa chỉ hóa từng bit, các bank
thanh ghi và các thanh ghi chức năng đặc biệt. 8031 có cấu trúc bộ nhớ theo kiểu
Harvard: có những vùng nhớ riêng biệt cho chương trình và dữ liệu. Chương trình
và dữ liệu có thể chứa bên trong 8051, nhưng 8051 vẫn có thể kết nối với 64k byte
chương trình và 64k byte dữ liệu.
Hai đặc tính cần chú ý khi dùng μC8031/8051 là:
̇ Các thanh ghi và các port xuất nhập đã được đònh vò (được đònh vò có
nghóa là xác đònh) trong bộ nhớ và có thể truy xuất trực tiếp giống như các bộ nhớ
đòa chỉ khác.
GVHD: NGUYỄN ĐÌNH PHÚ SVTH: LÂM VĂN TRUNG