【正文】 177。 %t/333～ 750 T 177。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。 ICL7109 主要有如下特性 (精確到 1/212=1/4096)； (典型值為 15μ VPP)； (1μ V/℃ )； (典型值 1012Ω )； (20mW)； 換 速 度 最 快 達(dá) 30 次 / 秒 ， 當(dāng) 采 用 晶 振 作 振 源 時(shí) ， 速 度為 次 /秒； ，外部可接晶振或 RC電路以組成不同頻率的時(shí)鐘電路； 位二進(jìn)制輸出，同時(shí)還有一位極性位和一位溢出位輸出； TTL 兼容，以字節(jié)方式 (分高低字節(jié) )三態(tài)輸出，并且具有 VART 掛鉤方式，可以用簡(jiǎn)單的并行或串行口接到微處理系統(tǒng)； RVNHOLD(運(yùn)行 /保持 )和 STATUS(狀態(tài) )信號(hào)監(jiān)視和控制轉(zhuǎn)換定時(shí)； 。雖然采用 LED 耗電較高，但由于顯 示信息清晰，適合于井下光線較弱的環(huán)境。 74HC373 具有片選信號(hào)，可以方便的實(shí)現(xiàn)多于 8 位的典型的或多于 64 鍵的鍵盤的接口。 14 實(shí)現(xiàn)將輸出信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和中斷、復(fù)位等功能。 ：引腳類型是模擬輸入。 表 41 P1口第二功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸入口 INT0 外部中斷 0 INT1 外部中斷 1 T0 定時(shí)器 0 的外部輸入 AT89C51 是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。 在單片機(jī)剛加電時(shí)，外部或者內(nèi)部復(fù)位信號(hào)首先使單片機(jī)復(fù)位，上述各功能模塊的初始復(fù)位狀態(tài)均為停機(jī)等待，為最小功耗狀態(tài)。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯 示器都要占用單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 接口用于筆劃段字形代碼。當(dāng) PN 結(jié)導(dǎo) 通時(shí)，依靠少數(shù)載流子的注人及隨后的復(fù)合而輻射發(fā)光，其伏安特性與普通二極管相似。 經(jīng)過溫度傳感元件放大后的電壓信號(hào)，此信號(hào)為模擬信號(hào)，單片機(jī)機(jī)無法接受，故必須進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。聲報(bào)警由蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)，使得監(jiān)控人員及時(shí)采取措 19 R12LS1R13C1031245611121310897R1514D2D3Q3R16 圖 45聲光報(bào)警電路 紅外遙控器及接收電路 紅外遙控就是利用紅外遙控器產(chǎn)生的紅外線作為空間傳遞遙控信息的媒介， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控設(shè)備的各種遙控操作，它是一種電能一光能一電能的一種光控方 式。在完成檢測(cè)和正確譯碼后，根據(jù)事先的約定發(fā)出控制信號(hào)，從而執(zhí)行相應(yīng)操作。為了使設(shè)計(jì)出來的軟件功能明確、閱讀、調(diào)試方便、健壯性、可靠性好，我們一般采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。 主程序流程圖設(shè)計(jì)： 主程序主要功能是控制調(diào)用子程序，實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)顯示、讀出并處理的測(cè)量溫度值（溫度測(cè)量每 2s進(jìn)行一次） 如下圖 51所示 。其程序流程圖如 下 圖 535 所示。 其程序流程圖如 下 圖 53 所示 。模塊化設(shè)計(jì)就是把軟件按照規(guī)定的原則劃分為一個(gè)個(gè)較小的、相對(duì)獨(dú)立但又相關(guān)的模塊。 20 接收電路采用了 CMOS 工藝制成，靜態(tài)功耗極低，載波頻率設(shè)計(jì)為 38KHZ，工作電壓范圍為 ～ 5V. IC6 為譯碼電路，其引腳排列如下圖所示： 1 為遙控信號(hào)輸入端，1315為脈沖輸出端， 68 為雙穩(wěn)態(tài)互鎖輸出端， 35 為用戶編碼端， 16 為 38KHZ 振蕩外接 RC 元件端，一般 R=39～ 43KΩ ,C=1000p 工作原理 ： SPH 為遙控信號(hào)接收器，當(dāng)沒有接收到遙控信號(hào)時(shí)，三極管 Q6基極上沒電壓， Q6截止，所以 1端沒有信號(hào)輸入，譯碼電路就不工作。 為了縮短開發(fā)周期，根據(jù)礦用溫度傳感器的具體要求，我們采用與 KJ93 監(jiān)控 系統(tǒng)一致的遙 控器，簡(jiǎn)單的幾個(gè)鍵，結(jié)合軟件編程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)礦用溫度傳感器的 零點(diǎn)、精度調(diào)整、報(bào)警溫度值等參數(shù)的遙控操作。在直接接口方式中，當(dāng) ICL7109 轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，由 STATUS 發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束指令到單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)分高位字節(jié)和低位字節(jié)進(jìn)行讀數(shù)。亮度與正向電流成正比。如圖 44 所示。 16 11+51234 5678MAX318+5GND104C103 4NOT15 6NO29 8NOT311 10NOT12345678RST/Vpd9RXD10TXD11INT012INT113T014T115WR16RD17XTAL218XTAL1192122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp313233343536373839AT89C51IC81234 5678AT24C03IC7R46R47+5GNDR52R53R13D2GND+5圖 43 單片機(jī)電路 工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)外接的晶 振電路由一個(gè) 晶振，在單片機(jī)外部通過XTAL XTAL2 兩個(gè)引腳跨晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。取指令的任務(wù)是根據(jù)程序計(jì)數(shù)器 PC中的值 ，從程序存儲(chǔ)器讀出現(xiàn)行指令，送到指令寄存器。 ： P0 口是一個(gè)漏極開路型準(zhǔn)雙向 I/O，在訪問外部存儲(chǔ)器的時(shí)候，它是分時(shí)多路的轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線，同時(shí)激活內(nèi)部上拉電阻。支持?jǐn)帱c(diǎn)、單步、觀察點(diǎn)、運(yùn)行和停止等調(diào)試命令 ,并支持存儲(chǔ)器和寄存器校驗(yàn)和修改。開關(guān)管 導(dǎo)通時(shí)， 經(jīng)過 N1， 儲(chǔ)能電感 L1 和電容 C6,C7構(gòu)成回路，充電電流不但在 C6,C7兩端建立直流電壓，而且在儲(chǔ)能電感 L2上產(chǎn)生左正、右負(fù)的電動(dòng)勢(shì)；開關(guān)管截止期間，由于儲(chǔ)能電感 L1 中的電流不能突變，所以， L1通過自感產(chǎn)生右正、左負(fù)的脈沖電壓。 綜合考慮各種方式的性能、價(jià)格、編程的方便性，本設(shè)計(jì)采用 74HC373 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管。在掛鉤接口方式時(shí)， ICL7109 11 提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換模式，適用于遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。并且引入了 Flash 與 80C51 內(nèi)核相結(jié)合技術(shù)。 %t/133～ 350 WRe 177。 %t/333～ 900 J 177。 %t/600～ 1700 K N 177。 1％以內(nèi)。 — 錳白銅熱電偶 它由鎳鉻材料與鎳、銅合金材料組成，符號(hào)為 EA。 其熱電偶使用如圖 32所示。并規(guī)定在冷端，當(dāng)電流由 A流向 B時(shí)，稱 A為正極， B 為負(fù)極。這種由于溫度不同 而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為塞貝克效應(yīng)。外圍電路簡(jiǎn)單。 人們研究溫度測(cè)量的歷史已經(jīng)相當(dāng)久遠(yuǎn)，所使用的傳感器也種類繁多。 本文詳細(xì)論述了近年來我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng) 中主要的溫度傳感器的原理、特點(diǎn)及軟件設(shè)計(jì)。 3．靈活的功能升級(jí)及系統(tǒng)擴(kuò)展。目前，單片機(jī)的生產(chǎn)公司都在努力單片機(jī)的性能，如不斷地提高時(shí)鐘頻率，可提高 CPU執(zhí)行速度；精簡(jiǎn)指令、多級(jí)流水線操作方式可提高指令的執(zhí)行速度、擴(kuò)大尋址能力；不斷地?cái)U(kuò)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量， EEPROM 和閃存容量可達(dá) 64Kbytes。當(dāng)然，匯編語言有它的缺點(diǎn)，如不是一種結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言，可讀性和可移植性較差，程序較難編寫和調(diào)試，程序本身的編寫效率較低。在 礦用溫度傳感 器 測(cè)量系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮滿足功能要求，還應(yīng)考慮產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境，留有一定的設(shè)計(jì)余量，以滿足可靠性要求。目前，溫度傳感器正向著單片集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和單片系統(tǒng)化的方向發(fā)展。 溫度測(cè)量在工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域占有重要的地位。 同時(shí)，在軟硬件設(shè)計(jì)時(shí)均采取了有效的抗干擾措施。適宜于井下需設(shè)置溫度傳感器的場(chǎng)所固定使用。 由于煤礦井下工作環(huán)境的復(fù)雜性與特殊性，需檢測(cè)的參數(shù)較多，加之《煤礦安全規(guī)程 (2020)》新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，這就需要采用新技術(shù)、新工藝，研究設(shè)計(jì)符合新標(biāo)準(zhǔn)的礦用溫度傳感器 。最后，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了安全性計(jì)算。用于測(cè)試和確定電工、電子及其他產(chǎn)品及 材料進(jìn)行高溫、低溫、交變溫度或恒定試驗(yàn)的溫度環(huán)境的變化，判斷當(dāng)檢測(cè)目標(biāo)的溫度值達(dá)到警示條件時(shí)發(fā)出警告信號(hào)。 由于煤礦井下工作環(huán)境的復(fù)雜性與特殊性，需檢測(cè)的參數(shù)較多，加之《煤礦安全規(guī)程(2020)》新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，這就需要采用新技術(shù)、新工藝，研究設(shè)計(jì)符合新標(biāo)準(zhǔn)的礦用溫度傳感器。對(duì)軟件來說，應(yīng)盡可能預(yù)防可能發(fā)生的故障，采用模塊化設(shè)計(jì)方案，以利于程序的編制和調(diào)試，減少故障率，提高軟件的可靠性。在現(xiàn)代編程中，用匯編語言來實(shí)現(xiàn)程序代碼的不多，但是在特定的場(chǎng)合，如我們開發(fā)的礦用溫度傳感器，用匯編來寫程序有其它高級(jí)語言不能替代的優(yōu)勢(shì)。在結(jié)構(gòu)上細(xì)致化、智能化、密切化，增加片內(nèi)功能，盡量減少外部接口芯片，提供與主機(jī)的接口，降低單片機(jī)的功耗，提高寬電源的適應(yīng)能力，增 加高噪聲容限，并具有更好的電磁兼容性。一次設(shè)計(jì)往往不能完全考慮到系統(tǒng)的各個(gè)方面，系統(tǒng)需要不斷完善，需要進(jìn)行功能升級(jí)；并且，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到系統(tǒng)在以后應(yīng)用中擴(kuò)展的方便性。溫度傳感器的軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ,主要包括主程序、子程序和中斷服務(wù)程序 ,方便了程序的調(diào)試、連接和擴(kuò)展。近百年來，傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器（含敏感元件）；模擬集成溫度傳感器 /控制器；智能溫度傳感器（即數(shù)字式溫度傳感器）。 智能溫度傳感器（亦稱數(shù)字溫度傳感器）是在 20 世紀(jì) 90 年代中期問世的。 與塞貝克有關(guān)的效應(yīng)有兩個(gè)：其一，當(dāng)有電流流過兩個(gè)不同導(dǎo)體的連接處時(shí)，此處 7 便吸收或放出熱量 (取決于電流的方向 )，稱為珀?duì)柼?yīng)；其二，當(dāng)有電流流過存在溫度梯度的導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體吸收或放出熱量 (取決于電流相對(duì)于溫度梯度的方向 )，稱為湯姆遜效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)△ V 很小時(shí)，△ V與△ T 成正比關(guān)系。 8 圖 32 熱電偶使用圖 常用熱 電偶 10 — 鉑熱電偶 由直徑 5mm 的純鉑絲和相同直徑的鉑銠絲制成，用符號(hào) LB 表示。熱偶絲直徑為 ～ 2mm，鎳鉻為正極，錳白銅為負(fù)極。鎢錸系熱電偶是一種較好的超高溫?zé)犭娕?，其最高使用溫度受絕緣材料的限制，一般可達(dá) 2400℃，在真空中用裸絲測(cè)量時(shí)可用到更高的溫度。 ～ 375 177。 ～ 375 177。 1%t AT89C51單片機(jī) AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可 擦除只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器， 俗稱單片機(jī) 。使 AT89C51 單片機(jī)優(yōu)良的工作性能、使用的靈活性以及較高的性能價(jià)格比，在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。 LED 數(shù)碼管與顯示驅(qū)動(dòng)芯片 目前廣泛應(yīng)用的顯示設(shè) 備有發(fā)光數(shù)碼管顯示器（ LED）和液晶顯示器，液晶顯示技術(shù)適用于顯示信息較多的情況，對(duì)環(huán)境要求也比較高。