【正文】 入端接入低電平觀察燈亮，并且蜂鳴器正常工作發(fā)出警報(bào)，轉(zhuǎn)為高電平燈滅蜂鳴器停止鳴叫，證明聲光報(bào)警電路能正常工作。5） 液晶顯示部分開始一片黑并不顯示，通過調(diào)節(jié)變位器阻值大小改變對比度。6） 由于實(shí)驗(yàn)條件的有限對于傳感器信號采集部分?jǐn)?shù)據(jù)的標(biāo)定只能是在普通實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下實(shí)驗(yàn)標(biāo)定?？諝庵械臍怏w、粉塵顆粒會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成很大的影響，最佳的理想實(shí)驗(yàn)條件是在 1000ppm 的氫氣環(huán)境下調(diào)試 RO初始值，改變甲烷濃度進(jìn)行精確標(biāo)定。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）19第五章 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì) 系統(tǒng)原理圖圖 信號采集處理電路圖 聲光報(bào)警電路本科生課程設(shè)計(jì)（論文）20 圖 液晶顯示電路圖 串行口通信電路 系統(tǒng)原理綜述1）信號的采集是整個實(shí)驗(yàn)至關(guān)重要的一步，信號采集處理的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到整個實(shí)驗(yàn)的成功與否，在此選擇采用傳感器與 20k 的電阻串聯(lián)，采集分壓信號作為檢測氣體的濃度反應(yīng)信號，在電路的兩端施加五伏電壓，因此采集的電本科生課程設(shè)計(jì)（論文）21壓信號在 05v 之間，符合 ADC0809 的轉(zhuǎn)換電壓要求?？紤]到采集的是電壓信號，電壓信號會隨著傳輸距離的增加因?yàn)閷?dǎo)線損耗兒導(dǎo)致信號不準(zhǔn)確，所以在實(shí)際排版的時候盡量減少分壓采集電路與 ADC0809 之間的距離。同時根據(jù)甲烷濃度特性曲線做出相應(yīng)的濃度與電壓信號之間的數(shù)據(jù)對應(yīng)表，在單片機(jī)接收到采集轉(zhuǎn)換之后的數(shù)字電壓信號后，通過查找數(shù)據(jù)對應(yīng)表輸出相應(yīng)甲烷濃度，并通過 LCD1602液晶顯示器顯示出當(dāng)前甲烷濃度值。2）報(bào)警電路由 PNP 三極管、蜂鳴器、LED 和限流電阻組成，由單片機(jī)兩個I/0 口控制聲報(bào)警方式和光報(bào)警方式，實(shí)際應(yīng)用時，可以通過軟件設(shè)置選擇其中一種報(bào)警方式，也可以兩種都選擇。 9012 是非常見的晶體三極管，在收音機(jī)以及各種放大電路中經(jīng)?？吹剿?，應(yīng)用范圍很廣,它是 PNP 型小功率三極管,1）集電極發(fā)射極電壓 30V2）集電極基電壓 40V3）射極基極電壓 5V4）集電極電流 5）耗散功率 6）結(jié)溫 150℃7）特怔頻率 最小 150MHZ8）放大倍數(shù)：D6491 E78112 F96135 G122166 H144220 I190300蜂鳴器的正常工作為 3V，聲音強(qiáng)度為 80dB，發(fā)光二極管的額定電流為5～lOmA。當(dāng)單片機(jī) I/O 口信號為低電平時，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲音，發(fā)光二極管則給出光指示信號，其中，R6, R7 和 R8 均為限流電阻。3）1602 液晶是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂挪荒茱@示圖形，微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。LCD1602 是指顯示內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。LCD1602 液晶顯示器采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中：第 1 腳：VSS 為電源地；第 2 腳：VDD 接 5V 電源正極；本科生課程設(shè)計(jì)（論文）22第 3 腳：V0 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度）；第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平 1 時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平 0 時選擇指令寄存器；第 5 腳：RW 為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作；第 6 腳：E(或 EN)端為使能(enable)端；第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)端；第 15～16 腳：空腳或背燈電源。15 腳背光正極，16 腳背光負(fù)極；+5V 電壓，對比度可調(diào)內(nèi)含復(fù)位電路；提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能；有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM；內(nèi)建有 192 個 5X7 點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM；8 個可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM；4）RS232 接口標(biāo)準(zhǔn)是 EIA 廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)，它有多重不同的版本，例如RS60232C\RS232D\RS232E 等。其中 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)是 20 世紀(jì) 60 年代為了利用電話網(wǎng)絡(luò)作為媒介，通過調(diào)制解調(diào)器把不同距離范圍內(nèi)的設(shè)備相互連接在一起而制定的。由于當(dāng)時主要采用電話線串行連接實(shí)現(xiàn)距離訪問，這使得 RS232 標(biāo)準(zhǔn)在終端和計(jì)算機(jī)中被廣泛采用。此 RS232 標(biāo)準(zhǔn)接口的設(shè)備采用一中簡化的 9 針D 型接頭。它和 25 針接頭一樣 DCE（終端電纜）接頭使用公外殼、母連接針，而DTE(計(jì)算機(jī))使用母外公連接針。RS232 標(biāo)準(zhǔn)有兩個地：一個是直接連接到系統(tǒng)的屏蔽罩上的機(jī)殼地，在將兩個設(shè)備的地連接起來時應(yīng)保證這種連接對設(shè)備是安全的；另一個是其他信號提供公共參考點(diǎn)的信號地，信號地在使用過程中必須連接在一起。RS232 標(biāo)準(zhǔn)的信號頻率也只能達(dá)到 20KHz，最大距離也只有 30m，因?yàn)樵谶@個距離內(nèi)才能安全地連接起來。如上圖單片機(jī)的數(shù)據(jù)輸出端口 TXD 連接到 MAX232 第一組收發(fā)器的輸入端口T1 IN，用于向 PC 發(fā)送數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)輸入端口 RXD 連接到 MAX232 第一組收發(fā)器的輸出端口 R1 OUT，用于接收 PC 串行輸入的數(shù)據(jù)。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）23PC 的串行數(shù)據(jù)輸入端口 RX IN 連接到 MAX232 第一組收發(fā)器的輸出端口 T1 OUT，用于接收單片機(jī)發(fā)送的串行數(shù)據(jù)，PC 的串行數(shù)據(jù)輸出端口 TX OUT 連接到MAX232 第一組的收發(fā)器數(shù)據(jù)輸入端口 R1 IN，用于向單片機(jī)發(fā)送串行數(shù)據(jù)。第 6 章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)是以AT89C52單片CPU為核心，采用高精度敏感元件， ADC0809，并采用RS232串口通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信交流，是一種電路設(shè)計(jì)新穎，參數(shù)測量準(zhǔn)確，操作方便的甲烷濃度報(bào)警監(jiān)控儀。該設(shè)計(jì)還具有顯示報(bào)警參數(shù)和動態(tài)顯示節(jié)能功能，并能方便地觀測瓦斯含量。它是一種新型的煤礦安全監(jiān)控報(bào)警設(shè)備。以下對它的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行介紹、并對其電路進(jìn)行分析。可以使報(bào)警更準(zhǔn)確、更及時，從而促使煤炭企業(yè)加大安全投入，有效遏止礦難事故發(fā)生，有效地保護(hù)煤炭資源，又降低了整個行業(yè)的風(fēng)險程度，加大了煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)的壓力，也可以保證良好的經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)了從業(yè)人員的安全與利益，也大大減輕了以往煤礦事故發(fā)生后各級政府進(jìn)行的大量事后工作，使政府從煩亂的事故處理中解脫出來，提高工作效率。從更大的方面說，可以在保證安全生產(chǎn)的前提下，提高安全投入水平的同時，使安全投入所帶來的效益超過安全投入所發(fā)生的成本，樹立一種科學(xué)的安全發(fā)展觀。本文所做的工作有：(1) 完成了瓦斯?jié)舛葯z測報(bào)警設(shè)備的整體構(gòu)思和設(shè)計(jì)。(2) 各部分元器件的選擇。使用單片機(jī)AT89C52作為控制芯片，利用甲烷氣體傳感器、信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、無線收發(fā)模塊、顯示電路、報(bào)警電路構(gòu)成系統(tǒng)，在各部分的元器件的選擇中本著高性能、低成本的原則，按照設(shè)計(jì)要求做出選擇。(3) 各個子系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)處理單元、報(bào)警單元、顯示單元等。各子系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)來作為控制部件，協(xié)調(diào)各部分完成規(guī)定的任務(wù)，按照各部分的要求設(shè)計(jì)好電路圖，最后將各部分連在一起形成一個整體。本科生課程設(shè)計(jì)（論文）24通過這次設(shè)計(jì)，學(xué)會了如何運(yùn)用已學(xué)的知識來完完整整地設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)，使我對單片機(jī)的原理及應(yīng)用有了更深的理解。到此我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也快要接近尾聲了，雖然本次設(shè)計(jì)相當(dāng)于只是完成了煤礦瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，但是對我個人來說也是一次相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)完之后感覺自己的思維方式更加完善，考慮問題的方法也在不知不覺中有了很大的提高。參考文獻(xiàn)[1] 梅麗鳳等編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 清華大學(xué)出版社 [2] 趙晶 主編 Prote199 高級應(yīng)用 人民郵電出版社， 2022 [3] 于海生 編著 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 清華大學(xué)出版社 [4] 馬丕梁,蔡成功. 我國煤礦瓦斯綜合治理現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略【J】.煤炭科學(xué)技術(shù), 2022 年 12 期[5] 劉莉娜 劉任慶 . 瓦斯檢測設(shè)備現(xiàn)狀與對比研究 【J】現(xiàn)代電子技術(shù) 2022年第 15 期[6]肖碩,荊剛 ,李莉娜,陳岱 . 單片機(jī)數(shù)據(jù)通信典型應(yīng)用大全【M 】. 中國鐵道出版社 ,2022 年 7 月[7] 劉文濤 . 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)例【M】. 清華大學(xué)出版社,2022 年 9 月[8] 王煜東. 傳感器應(yīng)用電路 400 例【M】. 中國電力出版社,2022 年 8 月 1 日[9] 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