【正文】 buffer . Make data can latch when outputting, data can buffer when making introduction , but four function of pass way these selfsame. Expand among the system of memory outside having slice, four p。單片機微型 計算機原理及應用。 但是，由于我水平有限，在理論的描述、資料的運用等方面難免有不當、不深，不周之處，有些觀點也尚欠成熟，敬請各位老師批評指正。 //紅燈亮 } else //低，低于下限 { LED_R=1。t++) //掃描顯示 12次，讀一次 AD { display(amp。i200。 //取百分比百位 baifenshu[1]=tmp/100%10。 } ad_shuju=ADC_convert()。t12。 ADC_ALE=0。 //顯示的計掃描數(shù)器 unsigned int data tmp。 //送顯示數(shù)據(jù) 加小數(shù)點 else P0=duan[ptr[i]]。 //關閉當前行 if(i3) //i在 0－ 3循環(huán)計數(shù) i=i+1。 //顯示數(shù)值的字碼 unsigned char code duan[10]={0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x45,0xDF,0xD7}。 //讀轉換數(shù)據(jù) ADC_OE=0。 // delay(5)。 ADC_ALE=1。 while( a != 0) for(i = 0。 sbit LED4 = P2^3。 sbit ADC_OE = P3^2。 圖 41 超限報警 仿真界面 如圖 42，傳感器檢測到瓦斯氣體濃度，沒有達到報警值，此時綠色燈亮，蜂鳴器不發(fā)聲。單片機輸出驅動分為高電平驅動和低電平驅動兩種方式，所謂高電平驅動，就是端口輸出 高電平時的驅動能力，所謂低電平驅動，就是端口輸出低電平時的驅動能力，當單片機輸出高電平時，其驅動能力實際上是靠端口的上拉電阻來驅動的，實際測試表明， 51單片機的上拉電阻的阻值在 330K左右，也就是說如果靠高電平驅動，本質上就是靠 330K的上拉電阻來提供電流的，當然該電流是非常小的，小的甚至連發(fā)光二極管也難以點亮，如果要保證 LED正常發(fā)光，必須要外接一個 1K左右的上拉電阻，如果是一個 led還好，要是 10個、 20個 led的話，就要接 10個、 20個 1K的上拉電阻，接電阻的本身是可以的，問題是接了上拉電阻以后，每 當端口變?yōu)榈碗娖?0的時候，那么就有 10個、 20個上拉電阻被無用的導通，假設每個電阻的電流為 5mA計算，20個電阻就是 100mA，這將造成電源效率的嚴重下降，導致發(fā)熱，紋波增大，以至于造成單片機工作不穩(wěn)，因此很少有采用高電平直接驅動 LED的，高電平驅動 LED 實際上就是共陰。 驅動 LED的時候，應該分二種情況比如用共陽接法和共陰接法，共陽的時候 LED正端接正電源，負端通過一個限流電阻接 P口，這時不用接上拉電阻，只要這個限流電阻取合適就可以了發(fā)光管亮的時候電流就是從電源正 —— LED—— 限流電阻 —— P口， P口為低電位發(fā)光管滅的時候沒有 27 電流流過， P口為高電位或高阻狀態(tài)共陰接法， LED負端接地，正端直接 P口，這時候要接上拉電阻，這個上拉電阻是提供 LED發(fā)光用的，發(fā)光管亮的時候電流是從電源正 —— 上拉電阻 —— LED —— 地。 聲光報警表現(xiàn)形式如下： (１ )綠色燈點亮表示傳感器檢測到瓦斯氣體，但沒達到下限值，一切正常，此時紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲； (2)黃色燈點亮表示傳感器檢測到瓦斯氣體濃度超過下限值，但沒有達到報警值，此時紅色燈和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲； (3)紅色燈點亮時表示被測得瓦斯氣體含量已經(jīng)達到報警值，此時黃 26 色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出報警，通知用戶； 單片機本身 I/O的驅動能力不是很高，所以對蜂鳴器的驅動需要加入一個 PNP三極管，這樣能夠使蜂鳴器的聲音更加響亮，起到更好的報警作用。因此，在大多數(shù)情況下， 51系列單片機是和 ADC0809 直接相連的。采用查詢法傳送數(shù)據(jù)時 MCS51 應對 EOC 線查詢它的狀態(tài)：若它為低電平，表示 A/D轉換正在進行，則 MCS51 應當繼續(xù)查詢；若查詢到 EOC 變?yōu)楦唠娖?，則給 OE 線送一個高電平，以便提取 A/D 轉換后的數(shù)字量。 AT89C51 單片機對 ADC0809 的接口 MCS51與 ADC 接口時必須弄清并處理好三個問題 : (1)要給 START 線送一個 200ns 以上寬的啟動正脈沖 。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 圖 39 AT89C51管腳圖 /EA/VPP：當 /EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內部程序存儲器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“ 1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， 22 P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。 P2口： P2口為一 個內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2口緩沖器可接收，輸出 4個 TTL門電流，當 P2口被寫“ 1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FIASH編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH進行校驗時， P0輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 VSS：接地 , 接 +5V電源地端。片內振蕩器和時鐘電路 功能特性概述： AT89C51提供以下標準功能： 4K字節(jié) Flash閃速存儲器， 128字節(jié)內部 21 RAM,32個 I/O口線，兩個 16位定時器，一個 5向量兩級中斷機構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。兩個 16位定時器 /計數(shù)器 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 與 MCS51 兼容 該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。復位電路雖然簡單 ,但其作用非常重要。 X X X PS PT PX PT PX 1 1 0 0 19 單片機復位電路 復位是單片機的 初始化操作 ,其主要功能是把 PC初始化位 0000H單元開始執(zhí)行程序。見表 33 表 33 8位中斷允許寄存器 EA X X ES ET EX E E 1 1 T0 X0 其中 EA是總開關，如果它等于 0，則所有中斷都不允許。當 CPU響應中斷后，再由硬件將 TF0清 0。 IE0： INT0中斷請求標志位。 5個中斷源對應 5個固定的中斷入口地址。 (2)89C51 的中斷系統(tǒng) 89C51的中斷系統(tǒng)主要由幾個與中斷有關的特殊功能的寄存器，中斷入口，順序查詢邏輯電路等組成。轉換結束 ,OE輸入高電平， EOC可作為中斷請求信號 , 轉換結束后，可通過執(zhí)行 IN指令，設法在輸出允許 OE腳上形成一個正脈沖，輸出三態(tài)門打開，轉換結果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。然后輸入 3位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。要求時鐘頻率不高于 640KHZ。 EOC： A／ D轉換結束信號，當 A／ D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。 D0～ D7： 8位數(shù)字量輸出端。因此， ADC0809可處理 8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相 連，也可單獨工作。 14 A/D 轉換電路 ADC0809 的介紹 ADC0809具有 8個通道的模擬輸入線 (IN0～ IN7)，可在程序控制下對任意通道進行 A/D轉換，獲得 8位二進制數(shù)字量 (D7～ D0)。工作時黑白元件有工作電流通過而發(fā)熱，空氣中的瓦斯在高溫的測量元件的催化劑作用下，發(fā)生無焰燃燒。 13 圖 37 黑白原件的工作原理圖 整機的工作原理 儀器由電源電路、瓦斯氣體敏感元件及電橋電路、 A/D轉換電路、顯示電路及報警 /斷電電路等組成。但由于白元件處于與黑元件相同的工作環(huán)境中，所以，對非瓦斯?jié)舛茸兓鸬拇呋柚底兓鹧a償作用，以提高儀器零點穩(wěn)定性和抗干擾能力。 Y軸表示 Vo的輸出電壓值。適用于煤礦井下作業(yè)環(huán)境測量空氣中的瓦斯氣體濃度。探頭內部的主要元件是黑元件 (催化元件 )和白元件 (補償元件 )，兩個元件分別配置 8 在電橋電 路中，作為一組橋臂，另一組橋臂是兩個固定電阻，作為電橋的比率臂。比較這兩種速度就可測定高濃度瓦斯。這一原理是利用氣敏半導體被加熱到 200℃時，其表面能夠吸附瓦斯而改變其電阻值來檢測瓦斯?jié)舛?。其缺點是測量低濃度瓦斯時輸出信號小，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，不能測高濃度瓦斯，硫化氫及硅蒸氣會引起元件中毒而失效。 CPU 顯示電路 報警電路 敏感元件 A / D 轉 換 6 3 報警器設計 瓦斯檢測設備 瓦斯?jié)舛葯z測儀的分類 (1)光干涉式 光干涉式是利用光波對空氣和瓦斯折射率不同所產生的光程差，引起干涉條紋移動來實現(xiàn)對不同瓦斯?jié)舛鹊臏y定。若實際瓦斯?jié)舛瘸蓿舛瘸揞A警值可鍵盤控制輸入）則在單片機的控制下進行聲光報警。因此此次設計整體上是基于AT89S51 單片機來實現(xiàn)煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測報警。因此，除在傳感器技術方面可供借鑒外，其它僅具一定的參考價值。袖珍式儀器的采樣方法為擴散式，用于在危險環(huán)境中的工作人員隨身攜帶；便攜式儀器采樣方法為泵吸式，用于監(jiān)測人員定期安檢；固定式儀器用于煤礦井下固定地點氣體監(jiān)測。 目前我國已經(jīng)使用的瓦斯報警礦燈具有體積小、結構簡單、安裝方便等優(yōu)點，但存在的問題是傳感 器漂移大，要定期維護，并且需要維護的周期很短；維護方法復雜，成本較高，抗機械干擾能力較差。但是，目前煤炭工業(yè)的安全生產狀況卻很差， 其中之一便是有害氣體的危害性，包括CH4，瓦斯， SO2等。 綜上所述，瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測監(jiān)控器所要實現(xiàn)的功能包括根據(jù)所選的瓦斯傳感器來設定瓦斯?jié)舛阮A警值，采集瓦斯?jié)舛炔⑦M行濃度顯示及處理，當實際濃度超限時進行聲光報警。在許多發(fā)達國家中為了減少事故的發(fā)生，一般不會開采高瓦斯災害隱患嚴重的礦井。 Alarm i 目 錄 前 言 ....................................................... 1 1 緒論 ....................................................... 2 本課題的研究背景及意義 ............................... 2 國內外發(fā)展概況及研究方向 ............................. 3 2 系統(tǒng)概述 ................................................... 4 系統(tǒng)框圖 ............................................. 4 工作原理 ............................................. 5 3 報警器設計 ................................................. 6 瓦斯檢測設備 .......................................... 6 瓦斯?jié)舛?檢測儀的分類 ............................ 6 熱催化元件的結構及工作原理 ...................... 7 A/D轉換電路 ......................................... 14 ADC0809 的介紹 ................................. 14 引腳功能 ................