【正文】 接收。 機(jī)串行通信軟件 PC機(jī)采用 VB編程。這29種芯片可以實(shí)現(xiàn) TTL電平和 RS—232C接口之間的轉(zhuǎn)換，也就可以保證把 5V電平表示為“1” ，0V 電平表示為“0”的邏輯，轉(zhuǎn)換成3 到 15V電平表示“0”的邏輯。 該器件符合 TIA/EIA232F標(biāo)準(zhǔn)，每一個(gè)接收器將 TIA/EIA232F電平轉(zhuǎn)換成 5V TTL/CMOS電平。解決這一問題的辦法是:利用調(diào)制手段，將數(shù)字方波信號(hào)變換成某種能在通訊線上傳輸而不受影響的波形信號(hào)，正弦波正是最理想的選擇。（1）單工方式 在單工方式下，通訊線的一端聯(lián)接發(fā)送器，另一端聯(lián)接接收器，它們形成單向聯(lián)接，只允許數(shù)據(jù)按照一個(gè)固定的方向傳送。在異步通訊中，字符數(shù)據(jù)是一個(gè)接一個(gè)的傳送。數(shù)據(jù)位的個(gè)數(shù)可以是7 或 8位的數(shù)據(jù)，在字符數(shù)據(jù)傳送過程中，數(shù)據(jù)位從最小有效位(最低位)開始傳送。 串行通訊是指將構(gòu)成字符的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位，依據(jù)一定的順序逐位進(jìn)行傳送的通訊方法。和 OE相連。START 啟動(dòng)信號(hào)由 AT89C51中的 WR和譯碼器輸出端 FOH經(jīng)或門 M2產(chǎn)生。OE 為“輸出允許”線，高電平時(shí)能使 21－2 8引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。22 八路模擬開控 制 電 路S A R樹 狀 開 關(guān)2 5 6 電阻階梯地址鎖存與譯碼器三態(tài)輸出鎖存器123452 82 72 62 52 42 3A L EA D D CA D D BA D D A2 2I N7I N6I N5I N4I N3I N2I N1I N0比較器VI NVS TS T A R T C L O C K6 1 072 12 01 91 881 51 41 71 1 1 3 1 2 1 5VC CG N DVR E F（+）VR E F（）9O E2 42 32 22 12 82 72 62 5（ M S B ）E O C圖 42 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809是采用雙列直插式封裝，共有 28和引腳，如圖 43所示。當(dāng) AT89C51產(chǎn)生寫信號(hào)時(shí)，由一個(gè)或非門產(chǎn)生轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng) START和地址鎖存信號(hào) ALE(高電平有效)，同時(shí)將地址總線送出的通道地址 A、B、C 鎖存，模擬量通過被選中的通道送到 A/D轉(zhuǎn)換器，并在 START下降沿時(shí)開始逐位轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào) EOC變位高電平。反應(yīng)速度是工作元件的一個(gè)重要指標(biāo)。其原因主要是由于這些毒性氣體元件活性下降。元件輸出特性。實(shí)際使用為了便于組成電橋和選定電橋電流，通常是指一對(duì)元件(即一只黑元件和一只白元件)的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓或電流值。在閑置模式下，CPU 停止工作。 XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。P2 口在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P1口：P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O口，P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流?？删幊檀型ǖ缐勖?000 寫/擦循環(huán)14AT89C51看門狗監(jiān)控電路傳感元件小信號(hào)放大電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路顯示電路報(bào)警電路排風(fēng)電路通信電路圖 21 瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)框圖CPU通過 ，從而控制催化元件電源端，使催化元件開始工作，輸出與甲烷濃度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，此電壓經(jīng)過放大電路放大后，分別送到 A/D轉(zhuǎn)換、報(bào)警電路，A/D 轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入 CPU，CPU 對(duì)采樣值進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，處理后，驅(qū)動(dòng)顯示器顯示出被測(cè)氣體中的甲烷濃度值，若被測(cè)氣體中甲烷濃度超過報(bào)警電路預(yù)定的數(shù)值時(shí)，報(bào)警電路即發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。白元件是補(bǔ)償元件，基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)與黑元件相同，但表面不涂鍍催化劑，所以，它不參加低溫燃燒。其優(yōu)點(diǎn)是快速，可以連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)，靈敏度高，測(cè)量準(zhǔn)確，可測(cè)二氧化碳濃度。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)微量甲烷比較敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。 熱導(dǎo)式是利用甲烷與空氣熱導(dǎo)率之差來實(shí)現(xiàn)甲烷濃度的測(cè)定。11第 3 章 監(jiān)控系統(tǒng)工作原理 瓦斯?jié)舛葯z測(cè)系統(tǒng)原理分析 分類瓦斯?jié)舛葯z測(cè)儀器按其工作原理不同，有下列幾種: 光干涉式是利用光波對(duì)空氣和甲烷折射率不同所產(chǎn)生的光程差，引起干涉條紋移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同甲烷濃度的測(cè)定。嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和煤炭部以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 （2）數(shù)據(jù)處理功能盡可能完善，容易擴(kuò)充。信號(hào)的采集 7第 2 章 研究?jī)?nèi)容方法和原則 研究?jī)?nèi)容方法 儀器的設(shè)計(jì)，本著簡(jiǎn)明、科學(xué)、實(shí)用的原則，力求從整體出發(fā)，從實(shí)際使用出發(fā)，突出系統(tǒng)的可靠性、免維護(hù)、免培訓(xùn)特點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)明和完整性，把對(duì)操作人員的專業(yè)技術(shù)要求降到最低，發(fā)揮系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，使系統(tǒng)整體性能達(dá)到最佳，功能強(qiáng)大而操作簡(jiǎn)單，測(cè)量精確而維護(hù)方便。假設(shè)某儀器在 90000小時(shí)的運(yùn)行中發(fā)生了 12次故障，則該儀器的 MTBF為 7500小時(shí)。例如機(jī)械儀表中有內(nèi)摩擦，電磁儀表中有磁滯損耗。而在頻率計(jì)中，它與頻率計(jì)的輸出示值之間沒有直接的關(guān)系。影響系數(shù)是用示值變化值與影響量變化值之比來表示。（3）精確度5 精度（精確度的簡(jiǎn)稱）是測(cè)量的精密與準(zhǔn)確程度的綜合反映。儀器的基本性能，主要是衡量?jī)x器測(cè)量能力的一些指標(biāo),如精確度、穩(wěn)定性、測(cè)量范圍、動(dòng)態(tài)范圍等。但是目前安全監(jiān)測(cè)傳感器的種類和質(zhì)量與國(guó)際水平的差距還較大，這是需要解決的問題。譬如當(dāng)井下某測(cè)點(diǎn)的甲烷濃度超限時(shí)，能發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，切斷該測(cè)點(diǎn)附近的電源。1897 年瑞典制成第一臺(tái)容積壓力式瓦斯?jié)舛葴y(cè)量?jī)x。甲烷濃度檢測(cè)儀器就是用來監(jiān)視礦井沼氣動(dòng)態(tài)的有效工具。系統(tǒng)安裝、維護(hù)復(fù)雜，操作不便，人機(jī)界面較。從我國(guó)煤炭生產(chǎn)的現(xiàn)狀及我國(guó)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略規(guī)劃均可看出，在本世紀(jì)中葉以前，煤炭仍是支持我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，煤炭生產(chǎn)，作為我國(guó)能源工業(yè)的支柱，其地位將是長(zhǎng)期的，穩(wěn)定的，但是煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)狀況卻不容樂觀，中小型煤礦的情況尤為嚴(yán)重，已經(jīng)直接威脅到整個(gè)煤炭工業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命造成了很大的損失，作為“萬惡之首”的瓦斯爆炸事故更是重大事故發(fā)生率之首。當(dāng)爆炸混合物吸收一定能量（通常是引火源給予的熱能）后，反應(yīng)分子的鏈即行斷裂，離解成兩個(gè)或兩個(gè)以上的游離基（也叫自由基）。關(guān)鍵詞: AT89C51，A/D 轉(zhuǎn)換電路，敏感元件IIAbstractThe concentration of methane monitor controlled by chip microprocessors15 able to sound the alarm bell based on the limit of methane concentration，and start device to drain the gas at the same time. The instrument include CPU，sensitive element，Canmengou monitoring circuit，little signal amplify circuit，A/D transform circuit，munication circuit，display circuit，monitoring circuit，CPU is the core in the instrument，plete data gather，Process，export，display and so on. Sensitive element is one of the important to measure the concentration of methane，and it’s export is a little voltage signal，little signal amplify circuit is to transform the analogue signal to digital signal，display circuit is to display the concentration of methane，monitoring circuit is to monitor the overstep limit of methane concentration敏感元件是準(zhǔn)確檢測(cè)瓦斯氣體含量的主要元件之一，其輸出是與瓦斯?jié)舛认鄬?duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。其中 CPU是監(jiān)控儀的核心，完成數(shù)據(jù)采集、處理、輸出、顯示等功能?？煽啃院头€(wěn)定性好，是一種電路設(shè)計(jì)新穎、參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便的礦用瓦斯?jié)舛缺O(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。 礦井瓦斯爆炸是一種熱一鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（也叫鏈鎖反應(yīng)）。另外，爆炸后生成大量的有害氣體，造成人員中毒死亡。沼氣(瓦斯的俗稱)礦井在我國(guó)煤礦生產(chǎn)礦井中所占比重很大，隨著礦井開采強(qiáng)度和深度的增加，沼氣涌出量也在不斷增加，沼氣積聚可能引起沼氣事故，及時(shí)掌握煤礦井下沼氣動(dòng)態(tài)是一件十分重要的工作。1 815年英國(guó)人在煤礦井下開始使用安全火焰燈檢測(cè)瓦斯。在地面中心站一般都配有用來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理的計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、顯示器、控制臺(tái)和模擬盤等。所有這些成就，表明我國(guó)的安全監(jiān)測(cè)儀器的研制和裝備進(jìn)入了新的水平。 測(cè)量?jī)x器的基本性能評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x器品質(zhì)的指標(biāo)是多方面的。（2）準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度是指儀器的示值有規(guī)律地偏離真值大小的程度。這是因?yàn)閮x器在校準(zhǔn)時(shí)都規(guī)定有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工作條件，但在實(shí)際使用該儀器時(shí)又很難達(dá)到這個(gè)要求。例如，在接收機(jī)中，靈敏度定義為產(chǎn)生具有指定信噪比的輸出信號(hào)所需的最小輸入信號(hào)。這種現(xiàn)象是由于儀器元件吸收能量所引起的。它是儀器連續(xù)運(yùn)行時(shí)發(fā)生一次故障的時(shí)間間隔的平均值。在工程檢測(cè)中,應(yīng)該根據(jù)測(cè)量的目的，全面考慮測(cè)量的可靠性、精度、經(jīng)濟(jì)性經(jīng)及操作的簡(jiǎn)便性，而在科研工作中往往把測(cè)量精度放在首位。信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)8 主要實(shí)現(xiàn)方法 （1）發(fā)送采用調(diào)制解調(diào)方式通訊。從設(shè)計(jì)階段著手保證產(chǎn)品的可靠性，將可靠性貫穿于設(shè)計(jì)、工藝、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。提高產(chǎn)品的技術(shù)應(yīng)用水平和整體質(zhì)量檔次，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料適用、工藝安排等方面都努力使產(chǎn)品在技術(shù)上，質(zhì)量上更上一個(gè)新的臺(tái)階。目前國(guó)內(nèi)外檢測(cè)甲烷的儀器廣泛采用這一原理。這一原理是利用氣敏半導(dǎo)體被加熱到 200℃時(shí)，其表面能夠吸附甲烷而改變其電阻值來檢測(cè)甲烷濃度。測(cè)量空氣介質(zhì)和被測(cè)甲烷中的電流大小，便可測(cè)出甲烷濃度。13 敏感元件工作原理 黑元件載體催化燃燒式元件，當(dāng)甲烷氣體在元件表面與氧氣產(chǎn)生無焰燃燒時(shí)，電橋失去平衡，輸出一個(gè)電壓信號(hào)。瓦斯?jié)舛葓?bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作原理如圖 21所示。4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 5個(gè)中斷源 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。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)行讀寫時(shí)，P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(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)。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE禁止，置位無效。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件18可選的掉電模式。 元件工作點(diǎn)是指元件的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓和電流值。目前元件的工作區(qū)間只能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓 的士 10%。礦井空氣中的硫化氫、二氧化硫等氣體會(huì)使元件產(chǎn)生中毒現(xiàn)象，使活性降低。載體催化元件與純鉑絲元件相比，其抗毒性能較弱，在有毒氣體的環(huán)境中，宜采用鉑絲元件。 A/D 轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路采用 AD0809，系統(tǒng)中 AD0809轉(zhuǎn)換器的片選信號(hào)由 控制。ADC0809 的姐妹芯片是 ADC0808，可以相互代換。（4）2 1－2 8為數(shù)字量輸出線21為最高位。由圖可見 START和 ALE互連可使 ADC0809在接收模擬量路數(shù)地址時(shí)啟動(dòng)工作。圖 44 ADC0809和 AT89C51接口ADC0809的 CLK由 AT89C51的 ALE上信號(hào)經(jīng)過 6分頻提供，EOC 經(jīng)反向器用作 AT89C51的 INT1中斷請(qǐng)求輸入線，這說明 AT89C51是采用中斷方式和ADC0809傳送 A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)量的，為了給 OE線分配一個(gè)地址，圖中把AY89C51RD和譯碼器輸出 FOH經(jīng)過或門 M178。但串行數(shù)據(jù)也有缺點(diǎn)，那就是速度比并行通訊要慢。 (2)數(shù)據(jù)位 當(dāng)接收設(shè)備收到起始位后，緊接著就會(huì)收到數(shù)據(jù)位。停止位是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。按通訊方式，可將數(shù)據(jù)傳輸線路分成三種。28 信號(hào)的調(diào)制和解調(diào) 串行通訊中傳輸?shù)男盘?hào)是數(shù)字信號(hào)(方波脈沖序列)，它要求通訊媒介必須有比方波本身頻率更寬頻帶，否則高頻分量將被濾掉，使方波出現(xiàn)毛刺而變形。該器件包含 2驅(qū)動(dòng)器、2 接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F電平。為了解決這個(gè)問題，在 PC機(jī)和 TA89C51單片機(jī)的串行通信中加入了 MAXIM公司的 MAX232芯片。PC 機(jī)的通信軟件采用 VB語