【正文】 負載所需高電平，這里接 +5V，此時比較器輸出高電平為 。 鋸齒波發(fā)生電路 555 定時器是一種應用極為廣泛的中規(guī)模集成電路。為保證有足夠的電流通過載體催化元件，設置了由三極管組成的脈沖電流放大環(huán)節(jié)。 由此可知，為了最大限度的降低煤礦瓦斯事故的發(fā)生，除了對工作人員嚴格要求外，加緊建設煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)必不可少，它對預防瓦斯事故的發(fā)生具有舉足輕重的作用。并且監(jiān)控軟件具有超標自動報警功能，用來提示工作人員對設備的故障或現(xiàn)場瓦斯?jié)舛惹闆r，以及時采取措施，避免重大事件的發(fā)生。近幾年，隨著計算機的發(fā)明和應用，特別是網(wǎng)絡和信息化建設的不斷發(fā)展，給瓦斯治理提供了機遇條件，煤礦瓦斯監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)應運而生。電子技術的進展推動了瓦斯檢測控制裝置的進一步發(fā)展，如 20 世紀 70 年代后期法國研制的 CTT63/40U 礦井監(jiān)控系統(tǒng)、英國的 MINOS 系統(tǒng)、美國的 SCA— DA 系統(tǒng)等。煤礦礦難事故屢屢發(fā)生，造成的原因有很多，其中不少是因為瓦斯爆炸引起的。同時采用聲光報警系統(tǒng)，一旦瓦斯超標，系 統(tǒng)立即提醒正在井下作業(yè)的工人緊急撤離，避免人員傷亡，并且還運用紅外遙控系統(tǒng)來進行遠程監(jiān)控。設計這種智能傳感器采用閉環(huán)控制來確保采樣的平穩(wěn)。為了防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生，除了加強井下作業(yè)人員的管理，改善井下的作業(yè)環(huán)境外，還必須建立一個性能可靠的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)。 我國礦井瓦斯監(jiān)控技術經(jīng)歷了從簡單到復雜、從低水平到高水平的發(fā)展過程。這些裝備和系統(tǒng)的推廣與應用，豐富了我國煤礦安全監(jiān)控 產(chǎn)品的市場，改善了煤礦安全技術裝備的面貌，縮小了我國與國外先進技術水平的差距。 煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的意義不言而喻。 系統(tǒng)簡介 該片 設計的是基于單片機的井下瓦斯?jié)舛戎悄軅鞲衅?，該系統(tǒng)以單片機 AT87C551為核心，包含甲烷濃度采樣器、把 220V 的交流電轉換成 5V 的直流電源、紅外遙控系統(tǒng)、存儲器的擴展、 LCD 顯示器和報警裝置等組成。下面將詳細討論這四部分電路。該芯片使用靈活方便，只需外接少量的阻容元件就可以構成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。引腳 5為鎖存控制端，當它為低電平時，鎖存輸出信號。該報警器由直流穩(wěn)壓電源、定時開關電路和聲控脈沖產(chǎn)生器三部分組成。定時的長短可通過改變時間常數(shù) R6C2 的大小來調節(jié)。該檢測環(huán)路使測量元件的溫度與參比元件的溫度進行比較，當環(huán)境中的 CH4 氣體在測量元件表面燃燒時，測量元件的溫度將很快上升使電橋失去平衡，硬件電路構成的閉環(huán)反饋系統(tǒng)監(jiān)測到偏移信號后，輸出控制脈沖信號，將已經(jīng)偏移的橋路“矯正”回來，使回路周而復始地工作在偏移 /校正的振蕩之中。 載體催化元件的靜態(tài)熱平衡方程是 [47]： )()( 40410142 ttBAttBCHrI ????? ???? 式中 I— 載體催化元件的工作電流； r— 載體催化元 件的電阻； ? — 瓦斯氧化反應燃燒熱系數(shù)； 4CH? — 空氣中瓦斯體積分數(shù)； 1t — 載體催化元件溫度； 0t — 環(huán)境溫度； ? — 熱傳導系數(shù)； B— 元件面積； A— 輻射系數(shù)； ? — 角系數(shù)。在 mI 一定的條件下與占空比的平方根 TT /1 成線性關系，即其平方與占空比成線性關系。%CH4 ～ %CH4 ≤177。 甲烷： 200～ 600Hz 對應甲烷濃度為 0～ 4% 600～ 1000Hz 對應甲烷濃度為 4～ 100%。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉換結果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連 。通道端口選擇線， A 為低地址， C為高地址，引腳圖中為 ADDA， ADDB和 ADDC。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機的數(shù)據(jù)線直接相連。 1. 8 路模擬通道選擇 19 圖 ADC0809 與 MCS51 的連接 如圖 所示模擬通道選擇信號 A、 B、 C 分別接最低三位地址 A0、 A A2即（ 、 ） ，而地址鎖存允許信號 ALE 由 ，則 8路模擬通道的地址為 0FEF8H～，通道地址選擇以 作寫選通信號，這一部分電路連接如圖 所示。為此可采用下述三種方式。首先送出口地址并以 信號有效時， OE信號即有效，把轉換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機接受。空閑模式 下， CPU 暫停工作，而 RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止 芯片其它功能直至外中斷激活或硬件 復位。 三級程序存儲器鎖定 當 P1 口的管腳第 一次寫 1時，被定義為高阻輸入。這是由于內部上拉的緣故。 P4 口： 8位可編程的 I/O口 P5 口： 8位輸入出口： ADC0ADC7 可選功能 AD 的 8位輸入口路輸入通道 RST：復位輸入。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1 接外部晶體的一個引腳。 此外， AT89C51 設有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 CPU 在讀 SBUF 時會指到接收寄存器，在寫時會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時的被響應，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。 51 芯片的串 口可以工作在幾個不同的工作模式下，其工作模式的設置就是使用 SCON 寄存器。 REM 為允許接收位， REM 置 1 時串口允許接收，置 0 時禁止接收。在模式 0 中， RB8 為保留位沒有被使用。在模式 0，接收第 8 位結束時，由硬件 置位。 波特率在使用串口做通訊時，一個很重要的參數(shù)就是波特率，只有上下位機的波特率一樣時才可以進行正常通訊。 28 波特率＝（ 2SMOD247。32)((12M/12)/(256 TH1)) TH1≈ 上面的計算可以看出使用 12M 晶體的時候計算出來的 TH1 不為整數(shù)，而 TH1 的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的 9600 波特率。 VCC： +5V 工作電壓。 （ 2） Intel 6264 的操作方式 Intel 6264 的操作方式由 , , , CE2 的共同作用決定 ① 寫入：當和為低電平，且和 CE2 為高電平時，數(shù)據(jù)輸入緩沖器打開，數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)線 D7～ D0 寫入被選中的存儲單元。 29 部分原件 簡介 數(shù)據(jù) 存儲器 6264 VCC28WE27CE 226A825A924A1123OE22A1021CE 120D719D618D517D416D315GN D14D213D112D011A010A19A28A37A46A55A64A122A73NC16264J?6264 圖 6264 引腳圖 Intel 6264 芯片 （ 1） Intel 6264 的特性及引腳信號 Intel 6264 的容量為 8KB，是 28 引腳雙列直插式芯片，采用 CMOS 工藝制造 A12～ A0（ address inputs）：地址線，可尋址 8KB 的存儲空間。通常會使用定時器 1 工作在定時器工作模式 2 下，這時定時值中的 TL1 做為計數(shù)， TH1 做為自動重裝值 ，這個定時模式下，定時器溢出后， TH1 的值會自動裝載到 TL1，再次開始計數(shù)，這樣可以不用軟件去干預，使得定時更準確。有一些初學的朋友認為波特率是指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，如標準 9600 會被誤認為每秒種可以傳送 9600 個字節(jié)，而實際上它是指每秒可以傳送 9600 個二進位，而一個字節(jié)要 8 個二進位，如用串口模式 1 來傳輸那么加上起始位和停止位，每個數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用 10 個二進位， 9600 波特率用模式 1 傳輸時，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是 9600247。 RI=1，申請中斷，要求 CPU 取走數(shù)據(jù)。 TI 發(fā)送中斷標識位。如果在一個電路中接收和發(fā)送引腳 , 都和上位機相連，在軟件上有串口中斷處理程序，當要求在處理某 個子程序時不允許串口被上位機 27 來的控制字符產(chǎn)生中斷，那么可以在這個子程序的開始處加入 REM=0 來禁止接收，在子程序結束處加入 REM=1 再次打開串口接收。串行口工作模式設置。操作 SBUF 寄存器的方法 則很簡單，只要把這個 99H 地址用關鍵字 sfr 定義為一個變量就可以對其進行讀寫操作了，如 sfr SBUF = 0x99。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。當采用外部振蕩器時，對 HMOS 單片機，此引腳應接地；對 CHMOS 單片機，此引腳作為驅動端。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無 25 效。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器 時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址 數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內容。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。32 可編程 I/O 線 NC35V S S36V S S37NC38P 2. 0 / A 0839P 2. 1 / A 0940P 2. 2 / A 1041P 2. 3 / A 1142P 2. 4 / A 1243P 2. 5 / A 1344P 2. 6 / A 1445P 2. 7 / A 1546P S E N47A L E / P R O G48E A /V p p49P 0. 7 / A D 750P 0. 6 / A D 651P 0. 5 / A D 552P 0. 4 / A D 453P 0. 3 / A D 354P 0. 2 / A D 255P 0. 1 / A D 156P 0. 0 / A D 057A V r e f +58A V r e f +59A V S S60A V D D61P 5. 7 / A D C 762P 5. 6 / A D C 663P 5. 5 / A D C 564P 5. 4 / A D C 465P 5. 3 / A D C 366P 5. 2 / A D C 267P 5. 1 / A D C 168P 5. 0 / A D C 01V D D2S T A D C3P W M 04P W M 15EW6P 4. 0 / C M S R 07P 4. 1 / C M S R 18P 4. 2 / C M S R 29P 4. 3 / C M S R 310P 4. 4 / C M S R 411P 4. 4 / C M S R 512P 4. 6 / C M T 013P 4. 7 / C M T 114R S T15P 1. 0 / C T 0 I16P 1. 1 / C T 1 I17P 1. 2 / C T 2 I18P 1. 3 / C T 3 I19P 1. 4 / T 220P 1. 5 / R T 221P 1. 6 / S C L22P 1. 7 / S D A23P 3. 0 / R xD24P 3. 1 / T xD25P 3. 2 / I N T 026P 3. 3 / I N T 127P 3. 4 / T 028P 3. 5 / T 129P 3. 6 / W R30P 3. 7 / R D31NC32X T A L 233X T A L 1348 7C 5 52J?87 C 55 2 主要特性 所用的指令為 MOVX 讀指令，仍以圖 917所示為例，則有 MOV DPTR , FE00H MOVX A , DPTR 該指令在送出有效口地址的同時，發(fā)出 有效信號，使 0809 的輸出允許信號 OE 有 效，從而打開三態(tài)門輸出，是轉換后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入 A 累加器中。例如 ADC0809轉換時間為 128μs ，相當于 6MHz 的 MCS51單片機共 64個機器周期。圖 是有關信號的時間配合示意圖。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。 CLK—— 時鐘信號。 17 表 通道選擇表 ．信號