【正文】 ．55 億 t，百萬噸死亡率為 5．15。特別是在市場銷售有所興旺的情況下，不能正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，出現(xiàn)了盲目追求產(chǎn)量和突擊生產(chǎn)的現(xiàn)象。一段時期來，有些煤炭企業(yè)“三違”現(xiàn)象嚴重，基礎(chǔ)管理薄弱。近幾年，一些煤礦由于經(jīng)濟困難、資金緊張，降低維簡費和安全技措資金的提取標準，安全投入嚴重不足，安全欠賬多。通過兩年多的關(guān)井壓產(chǎn)，小煤礦數(shù)量大幅度減少，但是存在的問題依然很嚴重，一些不具備安全生產(chǎn)基本條件的小煤礦仍在繼續(xù)生產(chǎn)。這些都說明，不具備安全生產(chǎn)條件的小煤礦仍然是當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)的重大隱患。該礦一線職工 70％是農(nóng)民協(xié)議工，由于缺乏對他們的安全培訓(xùn)，都不具備起碼的安全常識，甩掉煤電鉆綜合保護裝置作業(yè)、用新鮮風(fēng)流吹瓦斯監(jiān)測探頭和在井下拆卸礦燈等嚴重違章現(xiàn)象屢見不鮮。 煤礦安全生產(chǎn)的發(fā)展趨勢作為煤炭行業(yè)唯一的大型綜合性科研機構(gòu)和技術(shù)創(chuàng)新基地，煤炭科學(xué)研究總院近年來以瓦斯、火災(zāi)、水災(zāi)、頂板和機電等煤礦事故發(fā)生因素為重點研究對象，承擔(dān)了我國煤礦安全６０％的科研項目，取得了上百項技術(shù)成果，為煤礦安全生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)、工藝和裝備支撐。在取得上述成果的基礎(chǔ)上，煤科總院選擇了一批具有典型性和代表性的礦區(qū)（井）開展技術(shù)集成與示范，建立和完善了一批煤礦災(zāi)害治理的技術(shù)示范工程，推動了安全科技成果的推廣。以單片機為控制核心，完成對瓦斯?jié)舛取囟?、二氧化碳濃度等參?shù)的檢測。MCS51 系 列 單 片 機 是 Intel 公 司 1980 年 推 出 的 8 位 單 片 機 ， 與 該 公 司的 MCS48 系 列 機 相 比 ， MCS51 無 論 CPU 功 能 還 是 存 儲 容 量 以 及 特 殊 功 能 部件 性 能 上 都 要 高 出 一 籌 。利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。方案一：電流型輸出型 AD590AD590 具有較高精度和重復(fù)性。作為一種高阻電流源，最高可達 20MΩ，所以它不必考慮選擇開關(guān)或 CMOS 多路轉(zhuǎn)換器所引入5 / 42的附加電阻造成的誤差。LM56 是 NS 公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開關(guān)，內(nèi)置 參考電壓輸出端。 二氧化碳檢測傳感器的選擇方案一： TGS4160 集成傳感器。方案二：TG4160 型 CO2 傳感器TG4160 型 CO2 傳感器特別適合于連續(xù)監(jiān)測的場合，它不需斷電穩(wěn)定性好。由于 GMM220 具有很多優(yōu)點，所以在許多特殊場合里實現(xiàn)了 CO2 無故障控制。鑒 于 GMM221 CO2傳感器功率小，有良好的時間和溫度穩(wěn)定性，專門用于惡劣場合等諸多優(yōu)點，在本設(shè)計中選擇 GMM221 CO2傳感器. 瓦斯傳感器的選擇方案一：GJ4 型礦用低濃度甲烷傳感器整機工作電壓為 9～24V，測量范圍為 ～%CH4，信號輸出范圍為1～5mA 或 200～1000HZ。外殼結(jié)構(gòu)采用了高強度的不銹鋼材料，增強了傳感器的抗沖擊能力。10 mA。方案三:GJ(B)煤礦用低濃度瓦斯傳感器一種采用熱催化原理探頭制成的智能型甲烷檢測儀表，用于檢測煤礦井下各作業(yè)場所空氣中的甲烷濃度。 A\D 轉(zhuǎn)換方案一：采用 ADC0809ADC0809 是采樣分辨率為 8 位的、以逐次逼近原理進行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的器件。與原有同系列的 AD574A/674A 相比,AD1674 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊,集成度更高,工作性能（尤其是高低溫穩(wěn)定性）也更好,而且可以使設(shè)計板面積大大減小,因而可降低成本并提高系統(tǒng)的可靠性。因此，使用這種方法當(dāng)顯示位數(shù)較多時單片機中 I/O 口的開銷很大，需要提供的 I/O 接口電路也較復(fù)雜，因而增加了成本，而且顯示始終維持，功耗大；但它具有編程簡單，顯示穩(wěn)定，CPU 的效率較高的優(yōu)點。 存儲器選擇EPROM（Erasable PROM，可擦洗 PROM）可以多次復(fù)用，每次編程前只要先進行一次擦洗即可。 聲光報警在我們的設(shè)計中為了實現(xiàn)安全生產(chǎn)，對于重要的參數(shù)和系統(tǒng)部位，都要設(shè)計緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意或采取安全措施，使生產(chǎn)繼續(xù)進行或保證人身及設(shè)備安全的前提下，終止生產(chǎn)。溫度傳感器 AD590CO2 傳感器 8051ADC0809瓦斯傳感器外擴 I/O(8155) 功能指示外擴 ROM (2764)聲光報警顯示鍵盤圖 3—1 系統(tǒng)框圖 8051 單片機的介紹 8051 單片機的基本結(jié)構(gòu)及管腳說明8051 單片機通常有兩種封裝：一種是雙列直插式封裝，一種是方形封裝。（1）P0 口：P08 位輸入輸出線，其最高為 最低位為 。（2）P1 口：P1 口 8 條引腳和 P0 口的 8 條引腳類似，最高位為 ,最低位為 P1 口作為通用 I/O 口使用時，～ 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入輸出數(shù)。當(dāng)作為 RST 使用時為系統(tǒng)復(fù)位輸入端，此時輸入兩個機器周期的高電平，即可實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位。（3）ALE/PROG：地址鎖存允許/編程線。由于 8031 無片內(nèi) ROM，所以當(dāng) EA=0 時允許使用片外ROM。8031 究竟工作于哪種中斷觸發(fā)方式可由用戶通過對定時器控制寄存器 TCON 中 IT0 和 IT1 位狀態(tài)的設(shè)定來選取。 定時器溢出中斷源由 8031 內(nèi)部定時器中斷源產(chǎn)生，故它們屬于內(nèi)部中斷。例如，若定時器 T0 定時時間設(shè)定為 10ms，則 CPU 每響應(yīng)一次 T0 輸出中斷請求就可在中斷服務(wù)程序中使 1/100s單元加 1，100 次中斷后 1/10s 的能源清零的同時使秒單元加 1，以后則重復(fù)上述過程。在串行口進行發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時，每當(dāng)串行口發(fā)送/接收完一組穿行數(shù)據(jù)時，串行口電路自動使串行口控制寄存器 SCON 中的 RI 或 T1 中斷標志位職位如圖 3—3 所示，并自動向 CPU 發(fā)出串行口中斷請求，CPU 響應(yīng)串行口中斷后便立即轉(zhuǎn)入串行口中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。 TCON 定時器控制寄存器各位定義如圖 3—3 所示。圖 33 串 行 口 控 制 寄 存 器 SCON 定 義（2）IE0 和 IE1：IE0 為外部中斷 INT0 中斷請求標志位，位地址是 89H。TR0 狀態(tài)可由用戶通過程序設(shè)定：若使 TR0=1，則定時器 T0 立即開始計數(shù)；若 TR0=0，則定時器 T0 停止計數(shù)。 外部存儲器 ROM（2764）介紹 引腳功能12 / 42 圖 34 2764 管腳圖圖 34 為 2764 的引腳分配圖。O7～O0 是雙向數(shù)據(jù)總線，O7 為最高位。若給 CE 上加一個高電平，則本片不工作；若給 CE 上加一個低電平，則選中本片共作。OE 也是一條由用戶控制的輸入線，若給 OE 線上輸入一個TTL 高電平，則數(shù)據(jù)線 O7～O0 處于高阻狀態(tài)；若給 OE 線上輸入一個 TTL 低電平，則 O7～O0 處于讀出狀態(tài)。VPP 為編程電源輸入線，當(dāng)它接+5V 時，2764 處于正常工作狀態(tài)；當(dāng) VPP 接 21V 電壓時，2764 處于編程/校驗工作狀態(tài)。二、8031 和 2764 的連接8031 和 2764 的連接如圖 35 所示。根據(jù)基本地址范圍的定義，即為參加譯碼的片選先 和 上以低電平“0”計算時的地址范圍，2764 基本地址范圍應(yīng)為 0000H~1FFFH。 2. ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中的一路 ALE：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。 CLK：時鐘脈沖輸入端。GND：地。電源線及其它（5 條） CLOCK 為時鐘輸入線，用于為 ADC0809 提供逐次比較所需 640KHz 時鐘脈沖序列。 MCS—51 對 ADC0809 的接口 8031 是和 ADC0809 直接相連的，如圖 38 所示：由圖可見，START 和 ALE互連可使 ADC0809 在接受模擬量路數(shù)地址時啟動工作。選擇 IN7 模擬電壓地址送 AMOVX R0, A 。從圖中還可看到，EOC 線經(jīng)過反相器和 8031INT1 線相連，這就說明 8031是采用中斷方式來和 ADC0809 傳送 A/D 轉(zhuǎn)換后的識字量的。MOV R0, 0F0HMOVX A, R0 。例如，若在共陰 LED 管的SP、g、f、e、d、c、b、a 管腳上分別加上 7FH 控制電平（即 SP 上為 0 伏，不g f bae d c dpgndgnd17 / 42亮；其余為 TTL 高電平，全亮） ，則 LED 顯示管顯示字形“8”.7FH 是按SP、g、f、e、d、c、b、a 順序排列后的十六進制編碼（0 為 TTL 低電平，1 為TTL 高電平） ，常稱字形碼。靜態(tài)顯示的特點是各LED 管能穩(wěn)定地同時顯示各自字形；動態(tài)顯示是指各 LED 輪流地一遍一遍顯示各自字符，人們由于視覺器官惰性，從而看到的是 LED 似乎在同時顯示不同字形。 鍵盤/顯示系統(tǒng)在單片機控制系統(tǒng)中，鍵盤/顯示系統(tǒng)常用來監(jiān)視和分析鍵盤輸入的命令和數(shù)據(jù)，以及顯示被控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。因為流過 AD590 的電流與熱力學(xué)溫度成正比，當(dāng)電阻 R1 和電位器 R2 的電阻之和為 1kW 時，輸出電壓 VO 隨溫度的變化為 1mV/K。但這樣調(diào)整只可保證在 0℃或 25℃附近有較高精度。1%的全量程輸出溫度系數(shù)(典型值)：%的全量程/℃壓力系數(shù)(典型值)：%的全量程/hPa長期穩(wěn)定性：177。當(dāng) 輸出高電平“1”時，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5V 電壓而鳴叫；當(dāng) 輸出低電平“0”時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。125*2=250US DJNZ R7,DEL1 。數(shù)據(jù)集中器中的程序也采用 C5l 語言編寫，主要完成以下幾個功能：①對每個班次的生產(chǎn)量進行計數(shù)、存儲以及絞車運行狀況的實時監(jiān)測；②載波通信程序設(shè)計，設(shè)置定時中斷，定時抄讀所有終端所屬設(shè)備的運行數(shù)據(jù)并存儲，數(shù)據(jù)類型包括當(dāng)前實時數(shù)據(jù)記錄、日數(shù)據(jù)記錄、月數(shù)據(jù)記錄、報警記錄及時間標識等，另外還具有設(shè)備參數(shù)設(shè)置程序等；③報警判斷程序的設(shè)計；④鍵盤及液晶顯示程序的設(shè)計，通過鍵盤可設(shè)置下屬終端設(shè)備參數(shù)，包括瓦斯報警濃度、溫度報警值、壓力報警值、數(shù)據(jù)存儲周期、班次交接時間等參數(shù)；⑤與計算機經(jīng)本地串口進行串行通信。（2）判別閉合鍵的鍵號。 Y N N Y 圖 44 鍵掃描子程序流程框圖鍵掃描子程序：開始調(diào)用顯示子程序作延時 6ms有鍵閉合嗎？輸入鍵號 → A確定鍵號進棧兩次調(diào)用顯示子程序作延時 12ms返回確有鍵閉合？閉合鍵釋放？26 / 42KEYI： ACALL KS1 ；調(diào)用判是否有鍵閉合子程序 JNZ LK1NI： ACALL DIR ；調(diào)用顯示子程序延時 6ms AJMP KEYILK1： ACALL DIR ；初判有鍵閉合延時 12ms，排除誤判 ACALL DIR ACALL KS1 ；確有鍵閉合嗎？ JNZ LK2 AJMP NILK2： MOV R3，0FFH ；鍵號確定，由行號、列號決定 MOV R4，00H ；置列號起始值LK4： MOV DPTR，0DF01H ；列線掃描值送 8155A 口 MOV A，R3 MOVX DPTR，A MOV R6，05H ；軟件延時DK6： JNZ R6，DK6 MOV DPTR，0DF03H ；讀入 8155C 口狀態(tài) MOVX A，DPTR JB ，LONE ；是第 1 行鍵？ MOV A，00H ；0 行有鍵閉合，首鍵號 0→A AJMP LKLONE： JB ，NEXT ；是第 1 行鍵？ MOV A，08H ；1 行有鍵閉合，首鍵號 8→ALKP： ADD A，R4 ；鍵號計算 PUSH ACC ；鍵號保