【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(jī)微型 計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用。 但是，由于我水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)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(jì)掃描數(shù)器 unsigned int data tmp。 //送顯示數(shù)據(jù) 加小數(shù)點(diǎn) else P0=duan[ptr[i]]。 //關(guān)閉當(dāng)前行 if(i3) //i在 0－ 3循環(huán)計(jì)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(zhuǎn)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(bào)警 仿真界面 如圖 42，傳感器檢測(cè)到瓦斯氣體濃度，沒(méi)有達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)綠色燈亮，蜂鳴器不發(fā)聲。單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)分為高電平驅(qū)動(dòng)和低電平驅(qū)動(dòng)兩種方式，所謂高電平驅(qū)動(dòng)，就是端口輸出 高電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力，所謂低電平驅(qū)動(dòng)，就是端口輸出低電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)單片機(jī)輸出高電平時(shí)，其驅(qū)動(dòng)能力實(shí)際上是靠端口的上拉電阻來(lái)驅(qū)動(dòng)的，實(shí)際測(cè)試表明， 51單片機(jī)的上拉電阻的阻值在 330K左右，也就是說(shuō)如果靠高電平驅(qū)動(dòng)，本質(zhì)上就是靠 330K的上拉電阻來(lái)提供電流的，當(dāng)然該電流是非常小的，小的甚至連發(fā)光二極管也難以點(diǎn)亮，如果要保證 LED正常發(fā)光，必須要外接一個(gè) 1K左右的上拉電阻，如果是一個(gè) led還好，要是 10個(gè)、 20個(gè) led的話，就要接 10個(gè)、 20個(gè) 1K的上拉電阻，接電阻的本身是可以的，問(wèn)題是接了上拉電阻以后，每 當(dāng)端口變?yōu)榈碗娖?0的時(shí)候，那么就有 10個(gè)、 20個(gè)上拉電阻被無(wú)用的導(dǎo)通，假設(shè)每個(gè)電阻的電流為 5mA計(jì)算，20個(gè)電阻就是 100mA，這將造成電源效率的嚴(yán)重下降，導(dǎo)致發(fā)熱，紋波增大，以至于造成單片機(jī)工作不穩(wěn)，因此很少有采用高電平直接驅(qū)動(dòng) LED的，高電平驅(qū)動(dòng) LED 實(shí)際上就是共陰。 驅(qū)動(dòng) LED的時(shí)候，應(yīng)該分二種情況比如用共陽(yáng)接法和共陰接法，共陽(yáng)的時(shí)候 LED正端接正電源，負(fù)端通過(guò)一個(gè)限流電阻接 P口，這時(shí)不用接上拉電阻，只要這個(gè)限流電阻取合適就可以了發(fā)光管亮的時(shí)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(shí)候沒(méi)有 27 電流流過(guò)， P口為高電位或高阻狀態(tài)共陰接法， LED負(fù)端接地，正端直接 P口，這時(shí)候要接上拉電阻，這個(gè)上拉電阻是提供 LED發(fā)光用的，發(fā)光管亮的時(shí)候電流是從電源正 —— 上拉電阻 —— LED —— 地。 聲光報(bào)警表現(xiàn)形式如下： (１ )綠色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測(cè)到瓦斯氣體，但沒(méi)達(dá)到下限值，一切正常，此時(shí)紅色和黃色熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲； (2)黃色燈點(diǎn)亮表示傳感器檢測(cè)到瓦斯氣體濃度超過(guò)下限值，但沒(méi)有達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)紅色燈和綠色燈熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲； (3)紅色燈點(diǎn)亮?xí)r表示被測(cè)得瓦斯氣體含量已經(jīng)達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)黃 26 色和綠色燈熄滅，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，通知用戶； 單片機(jī)本身 I/O的驅(qū)動(dòng)能力不是很高，所以對(duì)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)需要加入一個(gè) 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(bào)警作用。因此，在大多數(shù)情況下， 51系列單片機(jī)是和 ADC0809 直接相連的。采用查詢法傳送數(shù)據(jù)時(shí) MCS51 應(yīng)對(duì) EOC 線查詢它的狀態(tài)：若它為低電平，表示 A/D轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，則 MCS51 應(yīng)當(dāng)繼續(xù)查詢；若查詢到 EOC 變?yōu)楦唠娖?，則給 OE 線送一個(gè)高電平，以便提取 A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 AT89C51 單片機(jī)對(duì) ADC0809 的接口 MCS51與 ADC 接口時(shí)必須弄清并處理好三個(gè)問(wèn)題 : (1)要給 START 線送一個(gè) 200ns 以上寬的啟動(dòng)正脈沖 。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 圖 39 AT89C51管腳圖 /EA/VPP：當(dāng) /EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無(wú)效。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， 22 P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2口： P2口為一 個(gè)內(nèi)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(gè) TTL門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě)“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 VSS：接地 , 接 +5V電源地端。片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 功能特性概述： AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié) Flash閃速存儲(chǔ)器， 128字節(jié)內(nèi)部 21 RAM,32個(gè) I/O口線，兩個(gè) 16位定時(shí)器，一個(gè) 5向量?jī)杉?jí)中斷機(jī)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。兩個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)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(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容。復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)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(jī)復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的 初始化操作 ,其主要功能是把 PC初始化位 0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。見(jiàn)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(kāi)關(guān)，如果它等于 0，則所有中斷都不允許。當(dāng) CPU響應(yīng)中斷后，再由硬件將 TF0清 0。 IE0： INT0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。 5個(gè)中斷源對(duì)應(yīng) 5個(gè)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(gè)與中斷有關(guān)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(zhuǎn)換結(jié)束 ,OE輸入高電平， EOC可作為中斷請(qǐng)求信號(hào) , 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，可通過(guò)執(zhí)行 IN指令，設(shè)法在輸出允許 OE腳上形成一個(gè)正脈沖，輸出三態(tài)門(mén)打開(kāi)，轉(zhuǎn)換結(jié)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(shí)鐘頻率不高于 640KHZ。 EOC： A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng) A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)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(dú)工作。 14 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ADC0809 的介紹 ADC0809具有 8個(gè)通道的模擬輸入線 (IN0～ IN7)，可在程序控制下對(duì)任意通道進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換，獲得 8位二進(jìn)制數(shù)字量 (D7～ D0)。工作時(shí)黑白元件有工作電流通過(guò)而發(fā)熱，空氣中的瓦斯在高溫的測(cè)量元件的催化劑作用下，發(fā)生無(wú)焰燃燒。 13 圖 37 黑白原件的工作原理圖 整機(jī)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(zhuǎn)換電路、顯示電路及報(bào)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(duì)非瓦斯?jié)舛茸兓鸬拇呋柚底兓鹧a(bǔ)償作用，以提高儀器零點(diǎn)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(cè)量空氣中的瓦斯氣體濃度。探頭內(nèi)部的主要元件是黑元件 (催化元件 )和白元件 (補(bǔ)償元件 )，兩個(gè)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(gè)固定電阻，作為電橋的比率臂。比較這兩種速度就可測(cè)定高濃度瓦斯。這一原理是利用氣敏半導(dǎo)體被加熱到 200℃時(shí)，其表面能夠吸附瓦斯而改變其電阻值來(lái)檢測(cè)瓦斯?jié)舛取Ｆ淙秉c(diǎn)是測(cè)量低濃度瓦斯時(shí)輸出信號(hào)小，受氣溫及背景氣體的影響較大。其缺點(diǎn)是探測(cè)元件的壽命較短，不能測(cè)高濃度瓦斯，硫化氫及硅蒸氣會(huì)引起元件中毒而失效。 CPU 顯示電路 報(bào)警電路 敏感元件 A / D 轉(zhuǎn) 換 6 3 報(bào)警器設(shè)計(jì) 瓦斯檢測(cè)設(shè)備 瓦斯?jié)舛葯z測(cè)儀的分類(lèi) (1)光干涉式 光干涉式是利用光波對(duì)空氣和瓦斯折射率不同所產(chǎn)生的光程差，引起干涉條紋移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同瓦斯?jié)舛鹊臏y(cè)定。若實(shí)際瓦斯?jié)舛瘸蓿舛瘸揞A(yù)警值可鍵盤(pán)控制輸入）則在單片機(jī)的控制下進(jìn)行聲光報(bào)警。因此此次設(shè)計(jì)整體上是基于AT89S51 單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)報(bào)警。因此，除在傳感器技術(shù)方面可供借鑒外，其它僅具一定的參考價(jià)值。袖珍式儀器的采樣方法為擴(kuò)散式，用于在危險(xiǎn)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(cè)人員定期安檢；固定式儀器用于煤礦井下固定地點(diǎn)氣體監(jiān)測(cè)。 目前我國(guó)已經(jīng)使用的瓦斯報(bào)警礦燈具有體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，但存在的問(wèn)題是傳感 器漂移大，要定期維護(hù)，并且需要維護(hù)的周期很短；維護(hù)方法復(fù)雜，成本較高，抗機(jī)械干擾能力較差。但是，目前煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)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(cè)監(jiān)控器所要實(shí)現(xiàn)的功能包括根據(jù)所選的瓦斯傳感器來(lái)設(shè)定瓦斯?jié)舛阮A(yù)警值，采集瓦斯?jié)舛炔⑦M(jìn)行濃度顯示及處理，當(dāng)實(shí)際濃度超限時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中為了減少事故的發(fā)生，一般不會(huì)開(kāi)采高瓦斯災(zāi)害隱患嚴(yán)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(guó)內(nèi)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(bào)警器設(shè)計(jì) ................................................. 6 瓦斯檢測(cè)設(shè)備 .......................................... 6 瓦斯?jié)舛?檢測(cè)儀的分類(lèi) ............................ 6 熱催化元件的結(jié)構(gòu)及工作原理 ...................... 7 A/D轉(zhuǎn)換電路 ......................................... 14 ADC0809 的介紹 ................................. 14 引腳功能 ................