Thiết kế hệ thống báo cháy vô tuyến

MỤC LỤC CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Lý do chọn đề tài 1 1.2 Ý tưởng thiết kế hệ thông báò cháy vô tuyến .1 1.3 Ý tưởng giải quyết vấn đề .2 CHƯƠNG II: MẠCH CẢM BIẾN KHÓI VÀ NHIỆT 2.1 Cảm biến khói 3 2.1.1 Cảm biến khói sử dụng hiện tượng quang điện 3 2.1.2 Cảm biến khói sử dụng hiện tượng ion hóa .4 2.1.3 Cảm biến khói sử dụng qúa trình lấy mẫu không khí 4 2.2 Cảm biến nhiệt 5 2.2.1 Cảm biến nhiệt lọai nhiệt độ cô' định 5 2.2.2 Cảm biến nhiệt dựa vào tỉ lệ bù . 5 2.2.3 Cảm biến nhiệt dựa vào tốc độ tăng của nhiệt độ 6 2.3 So sánh ưu nhược điểm của các loại cảm biến 6 2.4 Thiết kế và thi công cảm biến . 7 2.4.1 Cảm biến nhiệt .7 2.4.1.1 Ý tưởng thiết kế 7 2.4.1.2 Chọn lựa linh kiện .8 2.4.1.3 Thiết kế mạch câm biến nhiệt 9 2.4.1.4 Thi công mạch cảm biến nhiệt . 10 2.4.2 Cảm biến khói .11 2.4.2.1 Ý tưởng thiết kế 11 2.4.2.2 Chọn lựa linh kiện .11 2A.2.3 Thiết kế mạch cảm biến khói 11 2.4.2A Thi công mạch cảm biến khói .13 2.4.3 Mạch cảm biến hoàn chỉnh .13 2.4.3.1 Ý tưởng thiết kế .13 2.4.3.2 Chọn lựa linh kiện 14 2.4.3.3 Thiết kế mạch cảm biến hoàn chỉnh .16 2.5 Kết luận .17 CHƯƠNG III: MẠCH GHÉP KÊNH VÀ xử LÝ TRUNG TÂM PHÍA PHÁT 3.1 Ý tưởng thiết kế .19 3.2 Mạch ghép kênh > 19 3.3 Tìm hiểu tóm tắt về Vi điều khiển .20 3.3.1 Sơ lược về phần cứng 89C51 .21 3.3.2 Sơ lược về các chân của vi điều khiển 89C51 21 3.3.3 Chức năng của các chân AT89C51 22 3.3.4 Mô tả về bộ nhớ RAM trong chip của 89C51 25 3.3.5 Hoạt động của bộ định thời TIMER 25 3.4 Mạch phát DTMF 30 3.4.1 Sơ đồ nguyên lý của IC MT8888CE 30 3.4.2 Phát DTMF .31 3.4.3 Burst Mode .32 3.4.4 Giao tiếp với vi xử lý 33 3.5 Thiết kế mạch ghé.p kênh và xử lý trung tâm .38 3.5.1 Thiết kế phần cứng 38 3.6 Thiết kế phần mềm nạp vào vi điều khiển 89C51 .40 3.6.1 LƯU đồ giải thuật tổng quát . 40 3.6.2 Lưu đồ giải thuật của chương trình tạo trễ ls 41 3.6.3 Lưu đồ giải thuật chương trình khởi động MT8888CE 42 3.6.4 Lưu đồ giải thuật chương trìng quét các khu vực được giám sát 43 3.6.5 Lưu đồ giải thuật của chương trình con đo độ rộng xung .44 3.6.6 Lưu đồ giải thuật chương trình con kiểm tra trạng thái của các khu vực được giám sát .! 45 3.6.7 Lưu đồ giải thuật chương trình con phát DTMF với dữ liệu chứa trong thanh ghi RI 46 3.6.8 Chương trình hợp ngữ .47 Thiết kế hệ thống báo cháy vố tuyến « ã CHƯƠNG IV: MÁY PHÁT FM 4.1 Ý tưởng thiết kế . 51 4.2 Lý thuyết FM 51 4.2.1 Giới thiệu . 51 4.2.2 Kiến thức kĩ thuật . 52 4.2.2.1 Phạm vi của tần sô' sóng vô tuyến (RF) và bước sóng . 53 4.2.3 Lý thuyết FM 53 4.2.3.1 Nguồn gốc của hạm điện áp FM .; . 54 4.2.3.2 Các đồ thị mô tả qúa trình điều chế góc 56 4.2.3.3 Phân tích các đồ thị trên . 57 4.2.3.4 Sự khác nhau giữa điều chế pha và điều chế tần sei 57 4.2.4 Các thuật ngữ kĩ thuật thường dùng trong FM 58 4.2.4.1 Hiệu ứng bắt 58 4.2A.2 Chỉ sô" điều chế . 58 4.2A.3 Tỉ số lệch 58 4.2A.4 Mức thay đổi của sóng mang 59 4.2Ã.5 Tỉ lệ phần trăm điều chế 59 4.2.4.Ó Định luật Carson 59 4.3 Sơ đồ khôi của một máy phát sóng FM 59 4.3.1 Bộ tiền nhấn .60 4.3.2 Bộ tạo dao động . 61 4.3.3 Điều chế điện kháng .62 4.3.4 Khuếch đại đệm . 63 4.3.5 Bộ nhân tần 64 4.3.6 Khuếch đại lái . 64 4.3.7 Khuếch đại công suất ngõ ra .64 4.3.8 Antenna 65 4.3.8.1 Tổng trở bức xạ 65 4.3.8.2 Truyền đạt công suất 66 4.3.8.3 Sự tác động qua lại ." . 66 4.3.8:4 Hertz Dipole (hai cực) 67 4.3.8.5 Monopole (đơn cực) hay antenna Marconi 67 4.3.9 Phối hợp trở kháng . 67 4.4 Một sô" phương án thiết kế máy phát FM 68 4.4.1 Thiết kế 1 : Máy phát FM ứng dụng mạch PLL .68 4.4.1.1 Sơ đồ khối 69 4.4.1.2 Thiết kế mạch . 69 4.4.1.3 Kết luận : 76 4.4.2 Thiết kẹ 2 : Mạch phát FM sử dụng hai transistor 76 4.4.2.1 Thiết kế mạch 76 4A.2.2 Phân tích mạch dao động . 76 4.4.2.3 Kết luận . 77 4.4.3 Thiết kế 3 : Máy phát FM ứng dụng bộ dao động thạch anh . 78 4.4.3.1 Kết luận 80 4.5 Tổng kết 80 CHƯƠNG V : MÁY THU FM 5.1 Ý tưởng thiết kế 81 5.2 Sơ đồ khôi của máy thu .81 5.2.1 Bộ trộn tần .- .82 5.2.2 Nguyên lý hoạt động của máy thu đổi tần 83 5.2.3 Tần số ảnh 84 5.2.4 Bộ lọc trung tần . 85 5.2.4.1 Thông số của bộ lọc . 85 5.2.4.2 Chỉ số hình dạng 86 5.2.4.3 Kiểu bộ lọc 87 5.2.4.4 Chọn băng thông của bộ lọc . 87 5.2.5 Bộ giải điều chế .88 5.2.5.1 Bộ hạn biên .88 5.2.5.2 Bỗ-tách sóng FM 89 5.3 Thiết kế máy thu FM .» . 92 5.3.1 Bộ khuếch đại cao tần .92 5.3.2 Bộ trộn tần (Mixer) .93 5.3.3 Bộ dao động nộỉ .94 5.3.4 Mạch lọc và khuếch đại trung tần . 95 5.3.5 Mạch tách sóng FM 96 5.3.6 Khuếch đại âm tần 98 5.4 Tổng kết 99 CHƯƠNG VI : MẠCH XỬ LÝ TRUNG TÂM PHÍA THU VÀ MẠCH HIEN thị 6.1 Ý tưởng thiết kế 100 6.2 Chọn lựa linh lậện; . 100 6.2.1 Mạch thu DTMF L; ., ., ., .100 6.2.1.1 Mô tả chức năng .; 102 6.2.2 Mạch xử lý trung tâm 106 6.2.3 Mạch hiển thị 106 6 3 Thiết kế mạch xử lý trung tâm phía thu và mạch hiển thị 107 6.3.1 Thiết kế phần cứng . 107 6.4 Thiết kế phần mềm nạp vào vi điều khiển AT89C51 . 109 6.4.1 Lưu đồ giải thuật tổng quát 110 6.4.2 Lưu đồ giải thuật của chương trình xử lý khi xảy ra cháy .111 6.4.3 Lưu đồ giải thuật của chương trình xử lý khi xảy ra sự cố . 112 6.4.4 Chương trình hợp ngữ 113 CHƯƠNG VII: : TỔNG KẾT 7.1 Kết quả đạt được 115 7.2 Hạn chế của đề tài .115 7.3 Hướng khắc phục trước mắt và hướng mở của đề tài 116 A. Hướng khắc phục trước mắt . 116 B. Hướng mở của đề tài .117 Tài liệu tham khảo 118