【正文】 示此時可以向CD4511發(fā)送數(shù)據(jù)，但CD4511I的輸出端a～g不會有輸出，因為LE=1時，CD4511處于鎖存狀態(tài)。這時只要將要顯示的數(shù)據(jù)的代碼輸入到A～D口，送完后，將LE清零。這時便可以將要顯示的數(shù)據(jù)的代碼經(jīng)CD4511譯碼后，從輸出端a～g輸出，送LED顯示器顯示。這樣將每位要顯示的數(shù)據(jù)分別送入各個顯示器件，由各個LE端控制，在合適的時間間隔內(nèi)，由于視覺的延遲作用，我們可以看到各個清晰的數(shù)字。CD4511與單片機、。　顯示模塊電路連接圖 報警電路采用電磁式蜂鳴器作為聲音報警的發(fā)聲器件，其工作原理為： 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲，當瓦斯?jié)舛瘸^限定值時，蜂鳴器兩端腳產(chǎn)生壓差，從而發(fā)出聲音報警信號。采用發(fā)光二極管串接限流電阻作為光報警的發(fā)光器件，當瓦斯?jié)舛瘸^限定值時，發(fā)出光亮，產(chǎn)生光報警信號。 　　　　 聲音報警電路　　　　　　　　　 光報警電路 電池電量監(jiān)測電路設計本設計將用到LM339集成塊內(nèi)部的四個獨立的電壓比較器。該電壓比較器的特點有：(1) 失調(diào)電壓小，典型值為2mV(2) 電源電壓范圍寬，單電源為236V，雙電源電壓為177。1V～177。18V(3) 對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬(4) 共模范圍很大，為0～()Vo(5) 差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓(6) 輸出端電位可靈活方便地選用　 LM339元件圖LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管，在使用時輸出端到正電源一般須接一只電阻（稱為上拉電阻，選315K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因為當輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負載的值,另外，各比較器的輸出端允許連接在一起使用。電量檢測電路采用了四電壓比較器LM339，用穩(wěn)壓管提供基準電壓，利用穩(wěn)壓管的反向擊穿導通特性，當電池的電壓大于相應穩(wěn)壓管的擊穿電壓時，由于運放的虛短和虛斷特性，反向輸入端與正向輸入端的電壓大小相等，使穩(wěn)壓管導通，穩(wěn)壓管導通后其內(nèi)阻極小可忽略不計，則此時相當于LM339的比較器的反向輸入端接至電池負極，此時運放正、反向輸入端間有差動電壓輸入，根據(jù)運算放大器特性，輸出端將有電壓輸出，經(jīng)100k電阻限流，使發(fā)光二極管發(fā)出光亮；若電池的電壓低于相應穩(wěn)壓管的擊穿電壓，則穩(wěn)壓管不導通，呈截止狀態(tài)，此時運算放大器的輸出端無電壓輸出，發(fā)光二極管不發(fā)出光亮。利用此原理，選擇合適的穩(wěn)壓管工作電壓，就可以用相應的發(fā)光二極管來顯示電池的電壓變化，從而顯示電池的電量變化，此法雖誤差較大，但電路簡單，無需外加過多的芯片，具有一定實用性。 電池電量監(jiān)測電路4 系統(tǒng)軟件設計 現(xiàn)場單片機主程序設計處于現(xiàn)場部分的單片機的程序設計，主要包括傳感器的初始化，傳感器的狀態(tài)控制，當傳感器完成預熱后，調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換子程序進行數(shù)據(jù)采集，然后進行數(shù)據(jù)的處理，當數(shù)據(jù)處理完畢后，就進行串行口通信，將得到的數(shù)據(jù)通過串行口送出，最后送至PTR2000無線傳輸模塊進行發(fā)射,。 現(xiàn)場單片機主程序流程圖 手持部分單片機主程序設計手持部分的單片機的主要程序流程，首先是系統(tǒng)的初始化，將所有系統(tǒng)進行初始化設置，然后就是調(diào)用串行口通信子程序，接收來自無線接收模塊PTR2000的數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)送入單片機進行數(shù)據(jù)的處理，經(jīng)處理的后，將瓦斯?jié)舛蕊@示在數(shù)碼管上，比較瓦斯?jié)舛龋_定其是否大于設定的報警值，若大于，則進行聲、光報警，否則返回執(zhí)行。 手持部分主程序流程圖 串行口子程序設計本設計中的無線傳輸模塊PTR2000，其通過串行口與單片機的連接，并將數(shù)據(jù)傳送至單片機中，而串行口需要單獨編程，首先設置定時器T1的工作方式和計數(shù)初值，當計數(shù)結(jié)束時產(chǎn)生中斷請求，CPU響應中斷并清除中斷標志，開始通過串行口發(fā)送數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)是否發(fā)送完成，若未發(fā)送完，則返回繼續(xù)發(fā)送直至發(fā)送完成，發(fā)送的同時，手持部分的單片機開始接受數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)校驗，若校驗數(shù)據(jù)正確，則置數(shù)據(jù)有效標志位，否則置數(shù)據(jù)錯誤標志位，程序結(jié)束。 串行口子程序流程圖 傳感器控制程序設計由于瓦斯傳感器具有恢復和加熱兩種狀態(tài)，需要使用單片機對起進行控制，首先是傳感器的初始化，并用定時器延時30s，對傳感器進行預熱，當30s結(jié)束后，單片機進行數(shù)據(jù)采集，延時45s,使傳感器處于恢復狀態(tài)。 傳感器控制子程序流程圖結(jié) 論我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，也是世界上少數(shù)幾個以煤為主要能源的國家之一。據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年中國煤炭產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的35%，可事故傷亡人數(shù)卻占80%. 2004年中國有6009名煤礦工人因發(fā)生礦難而死亡。在這些事故中，瓦斯爆炸又占絕大多數(shù)，瓦斯災害己成為煤礦安全生產(chǎn)的大敵。本文所做的工作有：(1) 完成了瓦斯?jié)舛葯z測儀的整體構(gòu)思和設計。該檢測儀分為兩部分，即處于現(xiàn)場監(jiān)測點的部分和用戶手持的部分，各部分由相關部件組成，現(xiàn)場部分所檢測得來的數(shù)據(jù)通過無線傳輸模塊，傳送到手持部分的單片機中進行處理和判斷。(2) 各部分元器件的選擇。使用單片機AT89C51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，按照設計要求做出選擇。(3) 各個子系統(tǒng)的電路設計。該設計的子系統(tǒng)包括：檢測與變送單元、無線收發(fā)單元、數(shù)據(jù)處理單元、報警單元、顯示單元等。各子系統(tǒng)采用AT89C51單片機來作為控制部件，協(xié)調(diào)各部分完成規(guī)定的任務，按照各部分的任務設計好電路圖，最后將各部分連在一起形成一個整體。(4) 對整個系統(tǒng)進行論證。一個系統(tǒng)的設計，論證過程的必不可少的部分。首先對各系統(tǒng)的電路圖連接方式和元器件的選擇進行論證，看能否實現(xiàn)其相對應的功能，有不妥當?shù)牡胤郊右孕薷?，以完善設計。其次是軟件部分的程序流程圖的論證，看是否正確，不正確給以更正。通過這次設計過程，學會了如何運用已學的知識來完完整整地設計一個系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包括環(huán)境參數(shù)測量、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)判斷、數(shù)據(jù)顯示和報警、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞑糠?。? 謝參考文獻[1] ,2007,5[2] ,2007,6[3] ,[4] [M].北京:人民郵電出版社，[5] [M].北京：北京航空航天大學出版社，2005[6] [J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，[7] [J].計算機與網(wǎng)絡,2007(7): 3941[8] [J].微計算機信息,2007年第23卷第112期[9] [M].北京：電子工業(yè)出版社，[10] 劉志海,[J].中國儀器儀表,2005(8)[11] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2004,10[12] [M].北京：北京航空航天大學出版社，1999[13] [M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003,7[14] [M].北京：北京航空航天大學出版社,2002：218224[15] [J].貴州地質(zhì),1997,14(3):253259[16] “”特大瓦斯爆炸原因及防范措施[J].煤礦安全，2001(3):3233[17] 劉建周，范健，[J].煤炭轉(zhuǎn)化,2001,21(1):879[18] [J].中國計量,2001(62):5353[19] [J].安全,1996(2):141[20] [M].煤炭工業(yè)出版社,2000[21] Yea B, Osaki T, Sugahara K et al .The concentration estimation of inflammable gases with a semiconductor gas sensor utilizing neural net works and fuzzy inference[J]. Sensors and Actuators 8, 1997(41):121129[22] Nakamoto T, Okazaki N, Konizumi T. High speed active gas/odor sensing system using adaptive control theory[J]. Sensor sand Actuators B, 2000(41):183188[23] Wilson D M, De Wceerth S P. Signal processing for improving gas sensor response time[J].Sensors and Actuators B,1999(41):6370.[24] Ryabtsev S V,Shaposhoink A V,Lukin A N et al. Application of semiconductor gas sensors for medical diagnostics[J]. Sensors and Actuators B, 1999(59)：2629附錄A：現(xiàn)場部分總體電路圖附錄B：手持部分總體電路圖