【正文】 89C51串行口控制器 SCON設置為 50H，SM0，SM1 為“0” “1”，即為串行工作方式 1；REN 為“1” ，即允許串行接收。接收中斷標志 R1的位地址是 98H，而發(fā)送中斷標志 T1的地址是 99H。MAX232 與 PC機的接口電路如圖 45：32圖 45 MAX232與 PC機接口電路 可編程看門狗電壓監(jiān)控電路 可編程看門狗電壓監(jiān)控電路選用 Xicor公司的 X25045集成芯片，它是集看門狗定時器功能，電壓監(jiān)控功能，快閃 E2PROM存儲功能為一體的集成芯片。 。 電壓監(jiān)控功能可以保護系統(tǒng)使之免受低電壓狀況的影響，當 Vcc。在中斷處理返回之前對寄存器減 1，用于監(jiān)視傳送的數(shù)據(jù)個數(shù)。執(zhí)行串行通信時 AT89C51的程序如下: MOV SP,07HINIT: MOV TH1,FDHMOV TL1,00HMOV TMOD,20HMOV TCON,40HSETB ESMOV SCON,50H31STATT: CLR EA MOV R0,DATA1 MOV R1,DATA2 MOV R2,N SETB EAWAIT: DJNZ R2,WAIT CLR EA END …INTS: PUSH ACC PUSH PSW JB TI,SENDWAITI: JNB R1,WAITI MOV A,SBUF MOV R0,A CLR 98H INC R0 AJMP OUTINSEND: MOV A,R1 MOV SUBF,A INC R1CLR 99HOUTIN: POP PSW POP ACC DEC R2 RETI在上面的程序中，INTS 是串行口中斷入口，也就是地址 0023H。VB 設計軟件如下：Global mtime As Integer Global data(1000) As IntegerGlobal Receive(1000) AsIntegerPrivate Sub FormLoad( )’=1=”9600,N,8,1”=030=256=True=1End SubPublic Sub senddata( )For i=0 To n=Chr(data(i)) Next iEnd SubPublic sub CommmlOnComm( )Select Case Case EvReceiveReceive（mtime）=Asc()Commtime=mtime=mtime+1End SelectEnd Sub 串行通信軟件單片機 AT89C51采用 MCS51系列的匯編語言編程。VB 支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O計，具有結構化的事件驅(qū)動編程么模式并可以使用無限擴增的控件，而且可以十分簡便的作出良好的人機界面。 串行通信的軟件在 PC和 TA89C5進行通信時，需要兩部分軟件，以部分是 PC機串行通信軟件，另一部分是 TA89C51串行通信軟件，這兩部分軟件以不同的方式和軟件編程。串行接口有同步和異步兩種基本的通行方式。 由于 PC機的串行口都是 RS232C標準口，所以，其輸入輸出在電平上和采用 TTL電平的 TA89C51在接口時會產(chǎn)生電平不同的問題。其特性滿足或超過 TIA/EIA232F 規(guī)范要求，符合 ITU ，單 5V電源供電和 4個 ，包含 2個驅(qū)動器和 2個接收器，低工作電流—典型值為 8mA，2022V ESD 保護。是由德州儀器公司（TI）推出的一款兼容RS232標準的芯片。 所謂調(diào)制，就是將載波信號(待傳送的數(shù)字信號)通過一種信號進行編碼，而將信號的恢復稱為解調(diào)，相應的設備稱為調(diào)制器和解調(diào)器。這種用法并無害處，雖然沒有充分發(fā)揮效率，但簡單，實用。在這種方式中，數(shù)據(jù)能從 A站傳到 B站，也能從 B站傳送到 A站，但是不能同時在二個方向上傳送，即每次只能一個站發(fā)送，另一個站接收。數(shù)據(jù)在通訊線路兩端的工作(通訊線路或計算機)之間傳送。 在異步通訊中，每一個字符要用起始位和停止位作為字符開始和結束的標志，以致占用了時間?？梢允?1位、 2位。奇偶校驗用于有限差錯檢測，通訊雙方在通訊時須約定一致的奇偶校驗方式。因此，起始位所起的作用就是表示字符傳送開始。 異步串行通訊規(guī)定了字符數(shù)據(jù)的傳送格式，即每個數(shù)據(jù)以相同的幀格式傳送，每一幀信息起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位組成。在并行通訊中，數(shù)據(jù)有多少位就需要多少條傳送線，而串行通訊只需要一對傳送線，故串行通訊能節(jié)省傳送線，特別是當數(shù)據(jù)位數(shù)很多和遠距離數(shù)據(jù)傳送時，這一優(yōu)點更加突出。在相應中斷后，AT89C51 執(zhí)行中斷服務程序如下兩條指令就可以使 OE變?yōu)楦唠娖?，從而打開三態(tài)鎖存器，讓CPU提取 A/D轉換后的數(shù)字量。MOV　DPTR，＃03F8HMOVX　DPTR，A若 AT89C51改為執(zhí)行：MOV　DPTR，＃03F8H25MOVX　A，DPTR則可以從 ADC0809的輸入 A/D轉換的數(shù)字量。當 AT89C51執(zhí)行如下程序ADC0809的 IN0和變送器輸出端相連，IN 0上輸入的 0V－＋5V 范圍的模擬電壓經(jīng) A/D轉換后可由 CPU通過程序從 P0口讀入到它的內(nèi)部 RAM單元。因此ADC0809可以直接和 AT89C51接口，如圖 44所示。V CC為＋5 電源輸入線，GND 為地線。EOC 為轉換結束輸出線，該線上高電平表示 A/D轉換已結束，數(shù)字量已鎖入“三態(tài)輸出鎖存器” 。23　　　　　　　圖 43 ADC0809引腳圖現(xiàn)分組簡述如下：（1）IN 0IN7　（8 條）IN0IN7為 8路模擬電壓輸入線，用于輸入被轉換的模擬電壓。ADC0809 是一種 8位逐次逼近式 A/D轉換器可以和微機直接接口。 ADC0809 的內(nèi)部結構ADC也有兩大類：一類在電子線路中使用，不帶使能控制端：另一類帶有使能控制端，可和微機直接接口。電橋輸出的較弱的雙端信號，經(jīng)過差分放大后，成為較強的端信號，送入 A/D轉換電路。在井下空氣中，當甲烷濃度發(fā)生變化時，元件的反應速度由兩個因素決定，一是元件本身的時間常數(shù)下，二是甲烷向元件擴散的速度。元件的激活特性是一個缺點，因為被激活的元件在一段時間內(nèi)會造成輸出不穩(wěn)，這是在使用中應該加以注意和調(diào)整的。這主要是由于硅分子量大，一旦吸附在元件表面，就會阻止甲烷進入而影響元件氧化速率，致使活性下降。元件的壽命是指元件在使用過程中，其活性下降到某一規(guī)定值的時間。在 O5%CH4范圍內(nèi)，電橋輸出信號與甲烷濃度呈線性關系。區(qū)間越寬越好。目前國內(nèi)元件的工作點有:直流 、5V 及 320mA等幾種。下降率其值越低越好，活性下降率越低，表明元件工作性能越穩(wěn)定。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前，該操作必須被執(zhí)行。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當振蕩器復位器件時，要保持 RST腳兩個機器周期的高17電平時間。當 P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2 口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。在FLASH編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 16 VCC：供電電壓。兩個 16位定時器/計數(shù)器全靜態(tài)工作：0Hz24Hz與 MCS51 兼容 15第 4 章 硬件電路設計為適應安全生產(chǎn)的需要，同時滿足體積小、耗電少、精度高的要求，硬件電路設計中盡可能選用功耗小，性能穩(wěn)定的集成電路芯片。其基本原理是根據(jù)甲烷在一定的溫度條件下氧化燃燒，且在一定的濃度范圍內(nèi)，不同濃度的瓦斯在燃燒過程中要釋放出熱量不同的特性，來達到測定瓦斯?jié)舛鹊哪康摹? 使用時一般將黑白元件串聯(lián)，作為電橋的一臂，用普通電阻構成電橋的另一臂，電橋的兩端加上穩(wěn)定的工作電壓 U。此外，傳感器電源應是經(jīng)過穩(wěn)壓的穩(wěn)壓源。 根據(jù)設計要求，本項目采用熱催化式工作原理。 氣體在放射性元素的輻射作用下發(fā)生電離，在氣體介質(zhì)中的兩個電極度之間便有電流產(chǎn)生。 在溫度為 22℃、氣壓為 101325Pa條件下，聲波在甲烷中的傳播速度為432m/s，而在清潔空氣中為 332m/s。12 氣敏半導體的種類較多，如氧化錫、氧化鋅等燒結型金屬氧化物。其缺點是測量低濃度甲烷時輸出信號小,受氣溫及背景氣體的影響較大。其缺點是探測元件的壽命較短，不能測高濃度甲烷，硫化氫及硅蒸氣會引起元件中毒而失效。其缺點是濃度指示不直觀，受氣壓溫度影響嚴重，特別是空氣中氧氣不足或氮、氧的比例不正常時，要產(chǎn)生誤差?；ù罅馓岣弋a(chǎn)品的可靠性，從軟件到硬件，從元器件到整機，都盡最大努力提高整體系統(tǒng)的可靠性。在完成自身系統(tǒng)配套的基礎上，盡可能使產(chǎn)品具有良好的通用性，使之能與其它產(chǎn)品配套，易于擴充新的用途。通過優(yōu)化電路設計和應用誤差理論分析,盡可能減小測量誤差，提高測量精度。 設計原則 在總體結構的設計上，首先重點突出系統(tǒng)整體性能，價格最優(yōu)的原則，本著先進、簡明、實用的設計指導思想，從傳感器的信號采集、處理傳輸，到系統(tǒng)軟件的設計，在整體最優(yōu)原則的指導下，發(fā)揮各自的設計靈活性。 （6）設計要從整體出發(fā)，分步、分層實施,突出系統(tǒng)的整體性能，力求系統(tǒng)整體性能最優(yōu)化。（2）運行的可靠性和穩(wěn)定性一定要好,安裝、維護要方便,操作簡單。信號的遠距離傳送 設備和功能作為一種完整的煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，它至少應具備以下設備和功能。在實際工作中，對給定的測量任務只需達到規(guī)定的精度就行了，決不是精度愈高愈好，盲目地提高測量精度的做法，往往會帶來相反的效果，浪費人力和財力,降低測量的可靠性。對生產(chǎn)者來講，以重金制造高質(zhì)量的產(chǎn)品是比較容易的。儀器的可靠性可用平均無故障工作時間 MTBF來表征。通常儀表的 Xmin=0，這時B=Xmax。（4）滯環(huán)滯環(huán)是指儀器正向特性和反向特性不一致的程度。一般模擬式儀表的分辯率規(guī)定為最小刻度分格值的一半，數(shù)字式儀表的分辯率是最后一位數(shù)的數(shù)值。對特定的測量裝置來說，其靈敏度的定義方法往往是不同的。說明儀器輸入輸出對應關系的主要性能有:（1） 靈敏度靈敏度是指儀器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化對輸入變化的比值，用 S表示，即S=dy/dx。儀器由于室溫、大氣壓、振動等外部狀態(tài)變化及電源電壓、頻率等工作條件變化對示值的影響統(tǒng)稱為環(huán)境影響，用影響系數(shù)表示。要使儀器的精度高，還必須使其準確度高才行。但精密不一定準確。與這個性能有關的指標有:（1）精密度 精密度是指在測量中所測數(shù)值重復一致的程度。它不僅可以連續(xù)監(jiān)測采煤機附近風流的甲烷濃度，而且在甲烷濃度超限時還可發(fā)出聲、光報警信號，并自動切斷采煤機的工作電源以防發(fā)生瓦斯事故，確保生產(chǎn)安全。什么是測量呢?測量是人們對自然界的客觀事物取得數(shù)量觀念的一種認識過程。其中 KJ4型的系統(tǒng)容量為 1536個，傳輸距離為 13km。而且操作簡單，維修量小，體積小。如英國 DYNSLINKMINOS系統(tǒng)的監(jiān)測容量為 986個模擬量，896 個開關量，傳輸距離為 13km。與此同時，隨著儀表工業(yè)及電子技術的發(fā)展，礦井通風安全儀器也得到了不斷的發(fā)展。最初，人們?yōu)榱朔乐咕驴諝庵谢煊幸谎趸荚斐芍卸臼鹿?，曾使用過金絲雀一類的小動物來進行檢測。在這里，甲烷，沼氣和瓦斯是同義詞。綜上所述，開發(fā)研制適用于中小型煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的任務迫在眉睫，而根據(jù)我國煤礦生產(chǎn)和管理模式，依照我國的有關技術標準，其技術的先進性、產(chǎn)品的可靠性和實用性則是本項目的關鍵所在。系統(tǒng)設備可靠性差。傳感器測量穩(wěn)定性差，調(diào)校頻繁，壽命短。 煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是目前為止實際通風甲烷管理工作中最重要和最有效的自動化手段，已經(jīng)裝備監(jiān)控系統(tǒng)的煤礦的甲烷事故發(fā)生率大為下降，實踐證明，煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)對保障煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦生產(chǎn)率，提高2煤礦自動化程度以及促進煤礦管理現(xiàn)代化水平，都有著舉足輕重的作用。 瓦斯爆炸產(chǎn)生的高溫高壓，促使爆源附近的氣體以極大的速度向外沖擊，造成人員傷亡，破壞巷道和器材設施，揚起大量煤塵并使之參與爆炸，產(chǎn)生更大的破壞力。在適合的條件下，每一個游離基又可以進一步分解，再產(chǎn)生兩個或兩上以上的游離基。 在煤礦里它從煤巖裂縫中噴出。其實它是來自英文和俄文的不規(guī)范發(fā)音。結構簡單，成本