【正文】 圖 22 系統(tǒng)總體軟件結(jié)構(gòu) 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AT89C52 單片機(jī)基本知識(shí) ATMEL89 系列單片機(jī)（簡(jiǎn)稱 89 系列單片機(jī)）是 ATMEL 公司的 8 位 FLASH 單片 機(jī)系列。與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 8 個(gè)中斷源 Flash 存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引 腳加上+12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)， 這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低 8 位)和數(shù)據(jù)總 線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上 拉電阻。 引腳號(hào) 表 21 和 的第二功能 功能特性 T(定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入)，時(shí)鐘輸出 T2EC(定時(shí)/計(jì)數(shù) 2 捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制) 此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻 輸出電流(IIL)。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí)，第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位 脈沖寬度的典型值為 200ms，高電平有效，復(fù)位門限的典型值為 。于是 后在 MAX813L 的第(8)腳輸出低電平，該低電平加到第(1)腳，使 MAX813L 產(chǎn)生復(fù)位輸出， 使單片機(jī)有效復(fù)位， 擺脫死循環(huán)的困境。使用模擬開關(guān)可以接收 8 路模擬信 號(hào)，每一路的轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 。它由 圖 35 中運(yùn)算放大器 2 和 3 組成。分 站沒有采用禁止功能，而是直接把 INH 接地。當(dāng) MPU 接到 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)后，再觸發(fā) D 型觸發(fā)器，使其復(fù)位， 等待 A/D 下一個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)。這樣周而復(fù)始，完成 8 路的循環(huán) A/D 轉(zhuǎn)換。5A 信號(hào)，也可接收觸點(diǎn)信號(hào)，由跳線器選擇 即可。 在開入口電路中接入了一組發(fā)光二極管顯示電路， 各路二極管的狀態(tài)隨所測(cè)設(shè)備的 開停而變化。 圖 313 回送信息的觸點(diǎn)狀態(tài)電路 圖中 NO 為常開觸點(diǎn)，NC 為常閉觸點(diǎn)，BX 為數(shù)據(jù)總線上的 1 位，C 為控制觸點(diǎn)。 7407 是集電極開路的正向輸出緩沖器，輸出端可驅(qū)動(dòng) 30V DC，在本電路中緩沖器輸出端最 高電壓為 12V DC，如圖 314 所示。 穩(wěn)壓電源電路 本系統(tǒng)需要+15V 和+5V 的電源，所以工作電源電路采用先單相橋式整流后穩(wěn)壓的 方法。 圖 317 LED 顯示電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，顯示器顯示常用兩種方法：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示。每一個(gè)分站都有一個(gè)分站號(hào)，即中心站對(duì)分站查詢 時(shí)的分站地址。 K 22 CONFIG B0 B7 數(shù)據(jù)總線 圖 319 地址開關(guān)原理圖 聲光報(bào)警電路 當(dāng)井下壓力超標(biāo)時(shí)，單片機(jī)控制系統(tǒng)要發(fā)出報(bào)警及指示以提醒工作人員解除故障。中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)定時(shí)采樣和輸出控制。 得 T0 應(yīng)裝入的時(shí)間常數(shù) X=3CB0H，可分別裝入 TH0，TL0。流程圖如下圖 44： 圖 44 數(shù)字濾波子程序流程圖 壓力標(biāo)度變換流程圖 然后存放到顯示緩沖區(qū)。 采用了美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52 單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的 核心，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。通過近一段時(shí)間的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)，我學(xué) 到了很多東西。因?yàn)樵趯?shí)踐中總是會(huì)碰到許多的問題，如果沒有曾經(jīng) 見識(shí)過的，就會(huì)很難輕松地處理好的。例如：我在用 WORD 畫圖時(shí)會(huì)遇到很多問題， 向他們請(qǐng)教時(shí)他們都會(huì)不厭其煩的向我講解，直到我理解為止。中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)定時(shí)采樣 和輸出控制。其主要通過傳感器監(jiān)測(cè)模擬量和數(shù)字量，并通過監(jiān)控分站傳送給監(jiān)控分站， 實(shí)現(xiàn)了智能運(yùn)行。所以本設(shè)計(jì)才用防脈沖干擾平均值法。本設(shè)計(jì)采用后者軟、硬件結(jié)合的定時(shí)方式來 實(shí)現(xiàn) 10s 的定時(shí)。包括主程序，中斷服務(wù) 程序以及數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換、顯示等子程序組成。例如，總線 B0～B7 對(duì)應(yīng)的地址開關(guān)撥成 01010101，即說明該分站地址為 55。74LS164 是一個(gè)串行輸入并行輸出的 8 位移位寄存器，其引腳 1 是串行數(shù)據(jù)輸入端；引腳 36 和 1013 是并行數(shù)據(jù)的輸出端， 每個(gè) 74LS164 的輸出端 Q7Q0 各驅(qū)動(dòng)一個(gè)共陰極的 LED 顯示器； CLR 是 74LS164 的清 0 端，由 提供清 0 信號(hào)，當(dāng) CLR 偽時(shí)，Q7Q0 輸出為 0，4 個(gè) LED 顯示空白字符； 同步移位脈沖由 TXD（）送出，=1 時(shí)允許 74LS164 串行接收數(shù)據(jù)，其波特率 固定為 fosc/12。共陰極 LED 顯示器 的發(fā)光二極管的陰極連在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管為高電平時(shí)， 發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。由于 7406 是反相的輸出緩沖器，只有對(duì) 應(yīng)數(shù)據(jù)總線位為高電平的繼電器動(dòng)作，而對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)總線位為低電平的繼電器不動(dòng)作。因此，當(dāng) RLY 使能時(shí)，8 位數(shù)據(jù)總線上的高低電平代表了 8 個(gè)繼電器觸點(diǎn)的工作狀態(tài)。地面中 心站管理人員可隨時(shí)了解井下分站的對(duì)外控制狀態(tài)。 IC1 輸出端電平高低表示設(shè)備開/停。當(dāng)單片機(jī)對(duì)緩沖電路使能時(shí)，緩沖器內(nèi)的開停狀態(tài)信息經(jīng)數(shù)據(jù)總線送單片 機(jī)處理。MPU 取數(shù) 時(shí)，發(fā)出一脈沖至 74HC244 的 19 引腳，把緩沖器的數(shù)據(jù)取出，送至數(shù)據(jù)總線，供 MPU 處理。信號(hào)經(jīng) R89 進(jìn)入 8700CJA/D 轉(zhuǎn)換芯片的輸入 端第 14 腳，經(jīng)內(nèi)部的轉(zhuǎn)換后由芯片的第 23 腳輸出一轉(zhuǎn)換結(jié)束脈沖，觸發(fā) D 觸發(fā)器，使 輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) END 通知 MPU。其邏輯電路如圖 36 所示。它由圖 35 中運(yùn)算 放大器 1 組成。它所提供的復(fù)位信號(hào)為高電平，因而是應(yīng)用于復(fù)位信號(hào)為高電平場(chǎng) 合的單片機(jī)系統(tǒng)的理想芯片。第(7) 腳接單片機(jī)的復(fù)位腳，第(6)腳與單片機(jī)制 相連。 MAX813L 有雙列直插和貼片兩種封裝形式，其雙列直插如圖 41 所示，引腳功能 如下：第(1)腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效；第(2)、(3)腳分別為電源和地；第(4)腳為 電源故障輸入；第(5)腳為電源故障輸出；第(6)腳為看門狗輸入，第(7)腳為復(fù)位輸出， 第(8)腳為看門狗輸出。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū) 動(dòng)(吸收或輸出電流)4 個(gè) TTL 邏輯門電路。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定 時(shí)/計(jì)數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入()和輸入( /T2EX) ,參見表 21。P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向工 I/0 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC 指令才能將 ALE 激活。RST：復(fù)位輸入。32 個(gè)可編程 I/O 口線 掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止 其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 檢測(cè)系統(tǒng)軟件流程圖 系統(tǒng)總體軟件結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。 同時(shí)它也是傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)施， 各種數(shù)據(jù)都要通過它與地面中心站進(jìn)行通訊。 功能 1）可以檢測(cè)低濃瓦斯、高濃瓦斯、一氧化碳、風(fēng)速、溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)，以及 風(fēng)門、風(fēng)筒等開關(guān)參數(shù)，并能監(jiān)測(cè)煤倉(cāng)煤位、水位、電壓、電流以及機(jī)電設(shè)備開/停等 生產(chǎn)參數(shù)； 2）每臺(tái)分站收中心站控制，執(zhí)行中心站的各種命令，并將分站的各種監(jiān)控參數(shù)和工 作狀態(tài)傳送給中心站； 3）適合礦井及地面工廠環(huán)境需要。小型礦井因測(cè)點(diǎn)較少，只布置分站和智能化傳感器就可 以滿足需要。 攜帶式儀器應(yīng)提高集成度，采用表面安裝技術(shù)，實(shí)現(xiàn)開機(jī)自檢和運(yùn)行中自檢功能。隨著敏感元件 制造水平的提高和電子技術(shù)的發(fā)展， 特別是大規(guī)模集成電路的、 微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用， 使監(jiān)控分站技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。20 世紀(jì) 30 年代，日本發(fā)明了光干涉瓦斯檢定器，一直沿用至今。國(guó)有重點(diǎn)煤礦中，尚有布部分瓦斯災(zāi) 害嚴(yán)重的礦井沒有裝備監(jiān)控系統(tǒng)，瓦斯斷電裝置、便攜式瓦斯檢測(cè)儀器的裝備數(shù)量也不 足，國(guó)有地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體煤礦的差距很大。在這些自然災(zāi)害所造成的事故中，瓦斯事故死 亡人數(shù)占總死亡人數(shù)的 30%~40%。論文的主要內(nèi)容包 括：采樣、濾波、鍵盤、LED 顯示和報(bào)警系統(tǒng)，單片機(jī) AT89S52 的開發(fā)以及系統(tǒng)應(yīng)用 軟件開發(fā)等。而井下壓力的檢測(cè)對(duì)礦井 安全更是尤其重要。采用單片機(jī)對(duì)壓力進(jìn)行檢測(cè)不僅具有檢測(cè)方便、簡(jiǎn)單和靈活性大 等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被測(cè)壓力的精確度。 錯(cuò)誤！未定義書簽。在煤礦中，裝備礦井安全監(jiān)控裝置是防止煤礦事故的 重要手段，這就要求有更多的煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的研究。因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，對(duì)于監(jiān)控 裝置的裝備、管理和培訓(xùn)任務(wù)十分艱巨。60 年代以后，主要產(chǎn)煤國(guó)家都把發(fā)展 載體催化元件作為瓦斯檢測(cè)儀器的主攻方向?？s小了與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平 的差距。推廣自動(dòng)充電和防過充、過放的電池 充電器，開發(fā)瓦斯、氧氣、一氧化碳三參數(shù)及多參數(shù)檢測(cè)儀。 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 本文研究的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的功能 研究?jī)?nèi)容 井下安全監(jiān)控分站是安全監(jiān)控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心， 負(fù)責(zé)采集和處理現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)環(huán)境和設(shè) 備狀態(tài)等方面的安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)， 并能實(shí)時(shí)地控制設(shè)備。其中中心站負(fù)責(zé)接收、存儲(chǔ)和顯示從井下 監(jiān)控分站傳來的各種井下生產(chǎn)環(huán)境安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)， 并通過各個(gè)井下分站發(fā)送各種配置命 令和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制命令； 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)站實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議和中心站計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié) 議的相互轉(zhuǎn)換； 分支中繼器在需要的地方完成通信線路的分支、 中繼和介質(zhì)信號(hào)的轉(zhuǎn)換； 傳感器負(fù)責(zé)收集各種現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境安全監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 通信介質(zhì)負(fù)責(zé)安全監(jiān) 控系統(tǒng)各設(shè)備的連接和信息的傳遞。光耦電路則主要負(fù)責(zé) 信號(hào)的隔離，消除共模電壓的影響并遏制過程通道上的一些脈沖干擾，從而提高系統(tǒng)的 4 器 單 片 機(jī) 74HC373 RAM32KB 分站通訊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 信噪比。這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)就是在片內(nèi)含有 FLASH 存儲(chǔ)器，因此，有著十分廣 泛的用途，特別是在便攜式、省電和特殊的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。8k 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 可編程串行 UART 通道 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈 沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。