【正文】 圖 311 AD590 的封裝形式和基本應(yīng)用電路 二、溫差測量電路及其應(yīng)用 圖 312 是利用 AD590 測量溫度的電路。但由于 AD590 的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應(yīng)對電路進行調(diào)整。鍵盤/顯示系統(tǒng)是單片機不可缺少的部件，它由硬件電路和軟件程序兩部分組成。為了減少硬件開銷，提高系統(tǒng)可靠性并降低成本，單片機控制系統(tǒng)通常采用動態(tài)掃描顯示。因此，LED 上所顯示的字形不同，相應(yīng)的字形碼也不一樣。OE 變?yōu)楦唠娖?，?shù)字量送 A 顯示與鍵盤設(shè)計 LED 數(shù)碼顯示管顯示原理圖 39 示出了八段 LED 數(shù)碼顯示管的結(jié)構(gòu)和原理39 LED 數(shù)碼顯示管結(jié)構(gòu)及原理八段 LED 顯示管由八只發(fā)光二極管組成，編號是 a、b、c、d、e、f、g 和SP，分別與同名管腳相連。為了給 OE 線分配一個地址，圖中把 8031RD 和譯碼器輸出 F0H 經(jīng)或門 M1和 OE 相連。START 上產(chǎn)生正脈沖 START 上正脈沖（此時 F0H 和 WR 線上皆為低電平）啟動 ADC0809 工作，ALE 上正脈沖使 ADDA、ADDB 和 ADDC 上的地址得到封鎖，以選中 IN7 路模擬電壓送入比較器。START 啟動信號由8031WR 和譯碼器輸出端 F0H 經(jīng)或門 M2產(chǎn)生。VCC 為+5V 電源輸入線，GND 為地線。表 31 被選模擬量路數(shù)和地址的關(guān)系被選模擬電壓路數(shù) ADDC ADDB ADDAIN0 0 0 0IN1 0 0 1IN2 0 1 0IN3 0 1 1IN4 1 0 0IN5 1 0 1IN6 1 1 0IN7 1 1 1 3. 數(shù)字量輸出及控制線（11 條） START 為“啟動脈沖”輸入線，該線上的正脈沖由 CPU 送來，寬度應(yīng)大于 100ns，上升沿清零 SAR，下降沿啟動 ADC 工作，EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，該線上的高電平表示 A/D 轉(zhuǎn)換已結(jié)束，數(shù)字量已鎖入“三態(tài)輸出鎖存器” 。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 START： A／D 轉(zhuǎn)換啟動脈沖輸入端，輸入一個正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動 A/D 轉(zhuǎn)換） 。重疊地址范圍定義為未參加譯碼的片選地址和片內(nèi)地址從全“0”變到全“1”時的地址范圍，故 2764 重疊地址范圍為：0000H~1FFFH 8KB 8000H~9FFFH 8KB4000H~5FFFH 8KB C000H~DFFFH 8KB顯然，2764 共有 32KB 重疊地址范圍，它們在整個 64KB 區(qū)域中是不連續(xù)的，使用該硬件電路時，應(yīng)注意把程序和常數(shù)放在基本地址范圍內(nèi)。13 / 4230PΩ圖 35 8031 和 2764 的連接由于 2764 存儲容量為 8KB，故 8031 片內(nèi)地址線為 ～ 和～（～ 直接與 2764 的 A12～A8 相接，～ 經(jīng)74LS373 輸出后接到 2764 的 A7～A0）,共 13 條。NC 為 2764 的空線。（4 條） 。編程輸入線 PGM：該輸入線用于控制 2764 處于正常工作狀態(tài)還是編程 工作狀態(tài)。在正常工作時，O7～O0 用于傳送從 2764 中讀出的數(shù)據(jù)或程序代碼；在編程方式時用于傳送需要寫入的程序代碼（及程序的機器碼） 。引腳功能分述如下： A12～A0. 2764 的存儲容量為 8KB，故按照地址線條數(shù)和存儲容量的關(guān)系（213=8192） ，共需 13 條地址線，編號為 A12～A0。TR1 為定時器 T1 的啟停控制位，位地址為 8EH，其作用和 TR0 相同。當(dāng) CPU 在每個機器周期的 S5P2 是檢測到 INT0 上的中斷請求有效時，IE0 由硬件自動置位；當(dāng) CPU 響應(yīng) INT0 上的中斷請求后進入相應(yīng)中斷服務(wù)程序時，IE0被自動復(fù)位。各位含義如下：11 / 42（1）IT0 和 IT1：IT0 為 INT0 中斷觸發(fā)標志位，位地址是 88H。因此，只要在串行口中斷服務(wù)程序中安排一段對 SCON 中的 RI 和 TI 中斷標志位狀態(tài)的判斷程序，便可區(qū)分串行口發(fā)生了接收中斷請求還是發(fā)送中斷請求。定時器溢出中斷常用于需要進行定時控制的場合。8031 內(nèi)部有兩個 16 位定時器/計數(shù)器，由內(nèi)部定時脈沖（主脈沖經(jīng) 12 分頻后）或 T0/T1 引腳上輸入端外部定時脈沖計數(shù)。8031 在每個機器周期的 S5P2 時對INT0/INT1 線上的中斷請求信號進行一次檢測，檢測方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。10 / 42（5）XTAL1 和 XTAL2:片內(nèi)震蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。 當(dāng)作為 ALE 使用時，為訪問外部程序存儲器的低 8 位地址封鎖信號，輸出正脈沖，利用其下降沿實現(xiàn)地址鎖存，以便空出 ~ 引線去傳送隨后而來的片外存儲器讀寫數(shù)據(jù)。當(dāng)作為 VPD 使用時，當(dāng)VCC 電壓降到允許限度以下時，后備電源從此引腳自動加電，保證片內(nèi) RAM 中的信息不被丟失。（3）P2 口：P2 口這組引腳的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用 I/O 口使用。其功能八位輸入輸出線可作為八位的地址線使用，也可作為八位數(shù)據(jù)總線使用。本系統(tǒng) 8051 單片機采用雙列直插式 40 引腳封裝結(jié)構(gòu)，其引腳功能共可分為端口線、電源線和控制線三類。光報警通常采用發(fā)光二極管和蜂鳴器實現(xiàn)。因此，EPRONM 在微型機中的應(yīng)用非常廣泛，尤其可以滿足試驗和研究工作的需要。動態(tài)顯示是單片機在任何時刻只顯示一位數(shù)字，多位數(shù)字輪流分時顯示，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，所以看起來就像所有數(shù)碼管全在顯示一樣。在本設(shè)計中，我們選擇 ADC0809。其內(nèi)部有一個 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8 路模擬輸入信號中的一個進行 A/D 轉(zhuǎn)換。該儀器測量范圍：0～%CH4，輸出信號：頻率：200～1000Hz ；電流：恒流 1～5 mA，供電電壓范圍：DC 9～24V，具有半自動調(diào)零、調(diào)滿度，該儀器具有半自動調(diào)零、調(diào)滿度、設(shè)置報警點和斷電點，所有功能均可通過紅外遙控實現(xiàn)，并且具有超限聲、光報警、超限斷電信號輸出功能。 由 檢 測 元 件 和補 償 元 件 配 對 組 成 電 橋 的 兩 個 臂 ， 遇 可 燃 性 氣 體 時 檢 測 元 件 電 阻 升 高 ， 橋 路輸 出 電 壓 變 化 ， 該 電 壓 變 量 隨 氣 體 濃 度 增 大 而 成 正 比 例 增 大 ， 補 償 元 件 起 參6 / 42比 及 溫 濕 度 補 償 作 用 。方 案 二 ：瓦 斯 傳 感 器 MJC4/（ MC112）瓦 斯 傳 感 器 MJC4/ 根 據(jù) 催 化 燃 燒 效 應(yīng) 的 原 理 工 作 。是有煤層及瓦斯爆炸危險環(huán)境中使用的低濃度甲烷氣體本質(zhì)安全型傳感器。由于傳感器不受灰塵、水汽和大多數(shù)化學(xué)氣體的影響，GMM220 模件可廣泛用于環(huán)境惡劣、潮濕的地方。這樣大大簡化了普通 CO2 傳感器的外圍電路，且提高了測量的精度。FIGARO（弗加羅）公司生產(chǎn)的 TGS4160 集成傳感器是一種固態(tài)電化學(xué)性CO2 傳感器。最大只能帶 50μA 的負載。適用于多點溫度測量和遠距離溫度測量的控制。重復(fù)性優(yōu)于 ℃。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多，按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。 典 型 產(chǎn) 品 為 8051， 其 內(nèi) 部 資 源 分 配 和 性 能 如 下 ：8 位 CPU、 尋 址 能 力 達 264K； 4KB 的 ROM 和 128 字 節(jié) RAM； 4 個 8 位 I/O接 口 電 路 ； 一 個 串 行 全 雙 工 異 步 接 口 ； 5 個 中 斷 源 和 兩 個 中 斷 優(yōu) 先 級 。系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。此外，我國已基本建立了科技創(chuàng)新體系。在地質(zhì)災(zāi)害防治、內(nèi)外因火災(zāi)的控制與預(yù)防、瓦斯煤塵爆炸與塵害防治、礦山防災(zāi)救災(zāi)、煤礦應(yīng)急救災(zāi)、礦山安全評價等方面，已形成了先進的技術(shù)研發(fā)體系與成套裝備。(7)礦務(wù)局安全管理松弛，監(jiān)督不力。(5)礦規(guī)章制度不健全、不落實。國有大礦井田范圍內(nèi)關(guān)閉小井 1．36 萬處，還有1270 多處至今沒有采取關(guān)閉措施，直接威脅大礦的安全。一些煤礦通風(fēng)系統(tǒng)及配套設(shè)施不完善，致使礦井通風(fēng)能力不足；有些高瓦斯礦井監(jiān)控系統(tǒng)不完善或沒有安裝監(jiān)控系統(tǒng)。從發(fā)生特別重大事故的幾個煤礦來看，無論是現(xiàn)場管理，還是技術(shù)管理，有些措施制定后并沒有認真抓落實。有些省區(qū)小煤礦死灰復(fù)燃，使近幾年來之不易的關(guān)井壓產(chǎn)成果遭到嚴重影響，而且放松安全管理工作，致使事故不斷發(fā)生，貴州、湖南等省的問題尤其突出。其中，國有重點煤礦生產(chǎn)煤炭 4．38億 t，事故死亡 551 人，百萬噸死亡率為 1．19；國有地方煤礦產(chǎn)煤 2．22 億t，事故死亡 1070 人，百萬噸死亡率為 4．82；鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)煤 5．95 億 t，事故死亡 4953 人，百萬噸死亡率為 8．32。詳細情況見表 1－1。煤礦事故多、傷亡大，不僅給職工家屬帶來了極大痛苦，也會給國家造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的政治影響。二氧化碳窒息同缺氧窒息一樣，都是造成礦井人員傷亡的重要原因之一煤礦安全形勢嚴峻,大的事故頻繁出現(xiàn),給人民,由于生產(chǎn)環(huán)境的特殊性,條件多變性和不可知性,發(fā)生事故的機率較高,安全工作歷來成為全社會,粗放式的經(jīng)濟發(fā)展模式的市場反應(yīng)。二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風(fēng)不良處。瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。俗稱煤炭。北京：人民郵電出版社， 2022 教研室意見： 教研室主任（簽字）：201 年 月 日 系意見： 系主任（簽字）： 201 年 月 日III / 42摘 要本設(shè)計用單片機，電子技術(shù)，傳感器，微機控制技術(shù)等知識設(shè)計了一個簡單的煤礦安全參數(shù)檢測裝置。II / 42三、進度表日 期 內(nèi) 容20202022 學(xué)年秋第十五周第十六周第十七周第十八周第十九周第二十周20222022 學(xué)年春第一周第二周查閱資料，熟悉設(shè)計任務(wù)書總體方案論證，方案設(shè)計硬件線路分析 硬件電路分析、參數(shù)計算 撰寫論文、準備答辯材料撰寫論文、準備答辯材料答辯答辯完成日期答辯日期 四、主要參考文獻、資料、設(shè)備和實習(xí)地點及翻譯工作量：主要參考文獻、資料：【1】胡漢才．單片機原理及接口技術(shù)。（3）瓦斯或二氧化碳濃度超過 %時，發(fā)出紅色聲光報警。完成對瓦斯?jié)舛取⒍趸紳舛?、溫度等安全參?shù)的檢測。蘭州工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 煤礦安全檢測系統(tǒng)設(shè)計 學(xué) 院 電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 生產(chǎn)過程自動化 班 級 過控 112 班 姓 名 馬成偉 學(xué) 號 202202102222 指導(dǎo)教師（職稱） 秦雯（副教授） 日期I / 42畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書電氣工程 學(xué)院 2022 屆 生產(chǎn)過程自動化 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 煤礦安全參數(shù)檢測裝置的設(shè)計校內(nèi)（外）指導(dǎo)教師職 稱 工作單位及部門 聯(lián)系方式秦雯 副教授 電氣工程系 18919080646一、題目說明（目的和意義） 煤炭作為一種重要的能源，在煤炭開采中采取現(xiàn)代安全監(jiān)測措施在煤炭開采中勢在必行。二、設(shè)計（論文）要求（工作量、內(nèi)容、成果）：說明： 以單片機為核心，設(shè)計一個煤礦安全參數(shù)檢測裝置的設(shè)計。（2）瓦斯或二氧化碳濃度超過 1%時，發(fā)出橙色聲光報警。 (6) 控制裝置面板設(shè)計 （1）畢業(yè)設(shè)計設(shè)計報告字數(shù) ～2 萬字；（2）1設(shè)計圖紙 2 張，一張為硬件電路、一張為系統(tǒng)總體流程圖；（3）根據(jù)檢測參數(shù)要求，選擇傳感器，設(shè)計傳感器應(yīng)用電路并計算電路元件參數(shù)；（4）報警電路有放大器電路參數(shù)計算。北京：國防工業(yè)出版社， 2022【4】潘新民．單片微型計算機實用系統(tǒng)設(shè)計。一種固體可燃有機巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。瓦斯、二氧化碳、溫度等則成為礦井開采中安全最大的威脅。 二氧化碳是無色、略帶酸臭味的氣體，相對密度為 ，不助燃也不能供人呼吸，略帶毒性，易溶于水。有時也能從煤巖中大量涌出，甚至與煤或巖石一起突然噴出，給安全生產(chǎn)造成重大影響。但受諸多方面的因素制約與限制，全國煤礦事故多、傷亡重、經(jīng)濟損失大的狀況尚未得到根本好轉(zhuǎn)，致使每年煤礦事故死亡人數(shù)一直徘徊在六七千人左右，位于全國各行業(yè)之首。其中，國有重點煤礦生產(chǎn)煤炭 52．16 億 t，事故死亡 6357 人，平均百萬噸死亡率為 1．22；國有地方煤礦產(chǎn)煤 22．77 億 t，事故死亡 10329 人，平均百萬噸死亡率為 4．54；鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)煤 50．26 億 t，事故死亡 47673 人，百萬噸死2 / 42亡率為 9．49。死亡人數(shù)最多的年份是 1994 年，全年共死亡 7016 人，當(dāng)年全國煤礦共生產(chǎn)煤炭 12