【正文】 if eoc=39。139。 then next_state=st3。 else next_state=st4。 end if。 when st4= ale=39。039。start=39。039。en=39。039。 if eoc=39。039。 then next_state=st4。 else next_state=st5。 end if。 when st5=next_state=st6。ale=39。039。start=39。039。en=39。139。 when st6=next_state=st0。ale=39。039。start=39。039。en=39。139。regl=d。 when others= next_state=st0。ale=39。039。start=39。039。en=39。039。 end case。end process。clock:process(clk) begin if clk39。event and clk=39。139。 then qq=qq+1。 if =01111111 THEN clk1=39。139。 current_state =next_state。 elsif qq=01111111 then clk1=39。039。 end if。 end if。end process。q=regl。 abc_out=abc_in。 end behav。 碼制轉(zhuǎn)換子程序要將所測(cè)的濃度值顯示出來，首先要將8位二進(jìn)制輸出轉(zhuǎn)換為BCD碼，才能驅(qū)動(dòng)顯示二極管顯示數(shù)據(jù)。 圖47 碼制轉(zhuǎn)換模塊各引腳功能：HEXIN[7..0] 8位2進(jìn)制輸入 BCDOUT1[3..0]百位數(shù)輸出； BCDOUT2[3..0]十位數(shù)輸出； BCDOUT3[3..0]個(gè)位數(shù)輸出； 圖48 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換BCD碼仿真圖本模塊主要是將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為BCD碼，便于數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，由于FPGA的高速性，數(shù)據(jù)處理速度可能超過數(shù)碼管的顯示速度，因此，可以通過數(shù)據(jù)緩沖器，將數(shù)據(jù)依次顯示，但是此方法有弊端，因?yàn)榈V井的安全生產(chǎn)，需要的是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，如果通過數(shù)據(jù)緩沖依次顯示，可能造成數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)顯示。程序如下：LIBRARY IEEE。USE 。USE 。USE 。ENTITY zhuan IS PORT(HEXIN :IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0)。 BCDOUT1,BCDOUT2,BCDOUT3: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0))。END zhuan。ARCHITECTURE RTL OF zhuan ISBEGIN PROCESS(HEXIN) VARIABLE NUM :INTEGER RANGE 0 TO 255。 VARIABLE HUNDRED,TEN,ONE :INTEGER RANGE 0 TO 9。 VARIABLE H,T,O :STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。 BEGIN NUM:=CONV_INTEGER(HEXIN)。 HUNDRED:=NUM/100。 TEN:=(NUM MOD 100)/10。 ONE:=NUM MOD 10。 H:=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(HUNDRED,4)。 T:=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(TEN,4)。 O:=CONV_STD_LOGIC_VECTOR(ONE,4)。 BCDOUT1=H。 BCDOUT2=T。 BCDOUT3=O。 END PROCESS。END RTL。 比較子程序 本模塊的功能是將所測(cè)的濃度值與設(shè)定的閾值進(jìn)行比較。如大于閾值則輸出低電平，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路進(jìn)行報(bào)警。 圖49 比較模塊程序如下：library ieee。use 。entity bijiao isport (d: in std_logic_vector (7 downto 0)。 f_out:out std_logic)。 end bijiao。architecture dec_behave of bijiao isconstant t:std_logic_vector (7 downto 0):= 10111001。begin process (d) begin if d=t then f_out =39。139。 else f_out =39。039。 end if。 end process。end dec_behave。 顯示譯碼子程序本模塊用輸出的BCD碼驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮顯示器，根據(jù)內(nèi)部連接的不同，LED顯示器有共陰極和共陽極之分，共陰極是將7個(gè)發(fā)光二極管的陰極連在一起，接低電平，陽極為高電平的發(fā)光管亮。共陽極是將7個(gè)發(fā)光二極管的陽極連在一起，接高電平，發(fā)光管陰極接低電平就發(fā)光。常用的七段顯示譯碼器有7447和7448,7447七段顯示譯碼器的輸出是低電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陽極顯示器；7448七段顯示譯碼器的輸出是高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。為了增強(qiáng)器件的功能，一般都增加了試燈輸入、動(dòng)態(tài)滅零輸入、消隱輸入端、動(dòng)態(tài)滅零輸出端。圖410顯示譯碼模塊各引腳功能：num[3..0] 4位輸入端；dout[6..0] 顯示譯碼輸出端；圖411顯示譯碼模塊仿真圖程序如下：library ieee。use 。use 。use 。entity ymq is port(num:in std_logic_vector(3 downto 0)。dout:out std_logic_vector(6 downto 0))。end ymq。architecture behave of ymq isbeginwith num selectdout=1111110 when 0000, 0110000 when 0001, 1101101 when 0010, 1111001 when 0011, 0110011 when 0100, 1011011 when 0101, 1011111 when 0110, 1110000 when 0111, 1111111 when 1000, 1111011 when 1001, 0000000 when others。end behave。5 總結(jié) 便攜式甲烷濃度測(cè)試儀可保障礦井的安全，避免爆炸事故的發(fā)送，它是煤礦安全生產(chǎn)所必備的儀器，具有廣闊的市場(chǎng)空間與發(fā)展前景。本論文是在對(duì)甲烷濃度檢測(cè)儀進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，全面比較國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)，合理地確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并對(duì)儀器的整體設(shè)計(jì)和各個(gè)組成部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過努力，整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。本系統(tǒng)通過設(shè)計(jì)一個(gè)以FPGA為核心的礦井甲烷濃度檢測(cè)儀以實(shí)現(xiàn)濃度顯示，報(bào)警等功能。是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，使用方便，智能化的甲烷濃度檢測(cè)儀，具有一定的使用價(jià)值。由于實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井環(huán)境中甲烷濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，因此具有非常普遍的意義。但是也存在不少的不足。由于只使用了一個(gè)甲烷傳感器，使得本測(cè)試儀只能檢測(cè)礦井環(huán)境中的某一處的甲烷濃度，不能同時(shí)檢測(cè)多個(gè)地方的甲烷濃度，因此檢測(cè)出的數(shù)據(jù)不能代表整個(gè)礦井環(huán)境中的甲烷濃度，需在一個(gè)礦井不同地方放置本檢測(cè)儀，因此增加了檢測(cè)成本。由于上述不足的存在，此系統(tǒng)不是很完善，還有待進(jìn)一步的改進(jìn)。通過這次設(shè)計(jì)，更加深入的理解和掌握了這方面的知識(shí)，對(duì)本專業(yè)的認(rèn)識(shí)也更加深入，使自己對(duì)本專業(yè)更加的熱愛。在設(shè)計(jì)過程中，自己也學(xué)到了許多新的知識(shí)，有很多感悟和體驗(yàn)心得，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參 考 文 獻(xiàn)[1]，2009,17（6）：1229－1231．[2].[3]周奇勛，王勉華，2003，24（4）：4－7．[4]于春俠，李啟瑞. 基于uPSD3200的甲烷檢測(cè)儀的研究與實(shí)現(xiàn)[J].工礦自動(dòng)化，2006（3）：39－41．[5]．[6]．[7]．2008．[8]樊尚春，．2005．[9]程勇，王勉華．新型高可靠性甲烷傳感器的設(shè)計(jì)[J].儀器儀表與傳感器，2005（2）：17－19．[10]韓改寧，趙娟，段群．基于AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)短距離無線通信．2009．[11]趙發(fā)，姜月秋，．2007．[12]趙仕元．基于PTR2000的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，[13][J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2007（7）；3941[14][J].微計(jì)算機(jī)信息，2007（23）；1112[16]Wilson D M,De Wceerth S processing for improving gas sensor Response time[J].Sensors and Actuators B,1999(41):6370[17],M:Liu, simulation model for studying the implementation of performancebased fire safety design in buijdings[18], building research: a review 附 錄 總連接圖電路原理圖致 謝在論文完成之際，首先向我的導(dǎo)師李兆光老師表達(dá)最真誠(chéng)的謝意，我的課題研究的每一步進(jìn)展都是與李老師的指導(dǎo)分不開的，李老師淵博的知識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)給我留下了深刻的印象，一絲不茍的治學(xué)精神也值得我學(xué)習(xí)。在中北大學(xué)的四年時(shí)間里，得到了很多老師、同學(xué)、朋友的幫助，在此表示感謝。特別是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后半年時(shí)間里，在專業(yè)知識(shí)方面，我的室友給了我很多指導(dǎo)，謝謝你們。感謝五院實(shí)驗(yàn)室的老師以及同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)仿真方面，讓我受益匪淺。還要感謝評(píng)閱本文的各位老師，祝大家一切順利、永遠(yuǎn)辛福。最后感謝我的母校，祝愿中北大學(xué)，向前，向前，向前，再鑄輝煌。第 45 頁 共 44 頁