【導讀】種礦難事故的發(fā)生，使得煤炭安全生產(chǎn)面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。一是煤礦瓦斯的監(jiān)測，二是系統(tǒng)的報警。文中首先闡述了CH4監(jiān)測系統(tǒng)的。理，動態(tài)顯示及濃度控制等。通過軟硬件的設計可實現(xiàn)對瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)。測并且當其濃度超過預警值時可進行聲光報警。燃燒或爆炸的惡性事故發(fā)生，對避免人員傷亡財產(chǎn)損失有著積極的作用。用于煤礦井下作業(yè)現(xiàn)場。瓦斯爆炸的原因及因素--------------------------------------------5. 瓦斯爆炸的監(jiān)控手段-----------------------------------------------6

　　

【正文】 的 8 位雙向 I/O 口 ,P3 口的輸出緩沖可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P3 口寫“ 1”時 ,它們被內部的上拉電阻拉高并可作為輸入端。此時 ,被外部拉低的 P3口將用上拉電阻輸出電流 I。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的是它的第二功能，如下表 31 所示： 表 31 P3 口管腳功能 此外， P3 口還可以接受一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校 RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/ ________PROG ：當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)，在一般的情況下， ALE仍以時鐘震蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖喜好，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要特別注意的是，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時要跳過一個 ALE 脈沖。 對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還可用于輸入編程脈沖（ _________PROG ）。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 18 如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的D0 位置位，可以禁止 ALE 操作。讀位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會被微弱拉高，當單片機執(zhí)行外部程序時，應設置 ALE 禁止為無效。 ________PSEN ：程序存儲允許 （ ________PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 _________PSEN 均有效，即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 ________PSEN 信號。 __EA/VPP：外部訪問允許。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為 0000HFFFFH）， _ _ _ _ EA端必須保持低電平。如果 EA 端為高電平 , CPU將執(zhí)行內部程序存儲器中的指令。 在 Flash 存儲器編程時，該引腳加上＋ 12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。 XTAL1：振蕩器反相放大器的內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 特殊功能寄存器： 在 AT89C52 片內存儲器中， 80HFFH 共 128 個字節(jié)為特殊功能寄存器（ SFE）。并非所有的地址都被定義，從 80HFFH 共 128 個字節(jié)只有一部分被定義，還有相當一部分沒有定義，對沒有定義的單元讀寫將是 無效的，讀出的數(shù)值將不確定，而寫入的數(shù)據(jù)也將丟失。不應將數(shù)據(jù)“ 1”寫入為定義的單元，由于這些單元在將來的產(chǎn)品中可能被賦予了新的功能，在這種情況下，復位后這些單元值總是“ 0”。 AT89C52 除了與AT89C51 所有的定時 /計數(shù)器 0 和定時 /計數(shù)器 1 外，還增加了一個定時 /計數(shù)器 2。 定時 /計數(shù)器 2 的控制狀態(tài)位位于 T2CON、 T2MOD 中 ,寄存器對（ RCA02H、 RCAP2L）是定時器 2 在 16 位捕獲方式或 16 位自動重裝載方式下的捕獲 /自動重裝載寄存器。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 19 AD 轉換芯片選擇 A/D 轉換器是測試系統(tǒng)的一個非常 重要的環(huán)節(jié)，其芯片種類多，性能各異，功能引腳不盡相同，因此實際應用中應根據(jù)分辨率和轉換時間兩個重要參數(shù)選擇適當?shù)男酒?。其中分辨率就是?A/D 轉換器可轉換成二進制數(shù)的位數(shù)或 BCD 碼的位數(shù)。與一般測量儀表的分辨率表達方式不同， A/D 轉換器不采用可分辨的輸入模擬電壓相對值表示，例如本次設計我們采用的 A/D 轉換器 ADC0809 的分辨率為 8 位，即該轉換器的輸出數(shù)據(jù)可以用 82 個二進制數(shù)進行量化，其分辨率為 1LSB。如果用百分數(shù)表示分辨率，則分辨率為 %%1 0 02 5 61%1 0 021%1 0 021 8 ??????n （ 21） BCD 碼輸出的 A/D 轉換器一般用位數(shù)表示分辨率，例如 5G14433雙積分 A/D 轉換器，分辨率為 213 位，滿度字位為 1999；用百分數(shù)表示分辨率時，分辨率為 %%10019991 ?? （ 22） 換而言之，分辨率就是 A/D 轉換器可以轉換成數(shù)字量的最小電壓。如 8 位 ADC 滿量程為 5V，則它能分辨的最小電壓為 p=5000mV/256≈20mV,既模擬電壓小于 20mV， ADC 就不能轉換了。同樣的 5V電壓，若采用 12 位 ADC，則它能分辨的最小電壓為 5000Mv/4096≈ 1mV。可見，A/D 轉換器的位數(shù)越多，其分辨率越高，但轉換速度就越慢。其中 A/D轉換器的轉換時間是指完成一次轉換所需要的時間，即從輸入啟動轉換信號開始到轉換結束所用的全部時間。轉換速度是轉換時間的倒數(shù)。通常轉換速度越快越好，特別是對動態(tài)信號采集。同時隨著分辨路增高芯片的成本也會隨之倍增。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 20 ADC0809 的主要特性 8 位 177。 ULSB ，能與 8 位微處 理器接口 TTL 兼容 ，供電電壓為 +5V ，時鐘頻率范圍是： 10 ～1280KHZ，當時鐘頻率為 500KHZ 時，對應的轉換時間為 125uS ICL7109 雙積分式 A/D 轉換器 位二進制形式輸出，并帶有極性和溢出位 ； TTL 兼容，具有三態(tài)控制輸出； ，能用來方便地監(jiān)視和控制轉換時間； ，只需外接晶體或 RC 器件； (UART)數(shù)據(jù)交換制式，可通過簡單的并行或串行接口與微機相接； ； 30 次； ； ； 1012Ω； 20mw； 在選用 A/D 轉換之前，主要應根據(jù)使用的場合的具體要求，按照轉換速度、精度、價格、功能以及接口條件來決定選擇何種類型。根據(jù)其性能指標，考慮到系統(tǒng)的精度同時考慮價格成本原因我們這次選用了ADC0809 轉換器 ,它是一種高精度、低噪聲、低漂移和低價格的 8 位 A/D轉換器。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 21 ADC0809 引腳圖 圖 35 ADC0809 管腳圖 ADC0809 是 8 位逐次逼近型 A/D 轉換器。它由一個 8 路模擬開關、一個地址鎖存譯碼器、一個 A/D 轉換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入時，共用 A/D 轉換器進行轉換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時 ,才可以從三態(tài)輸出。 IN0－ IN7： 8 條模擬量輸入通道。 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號為單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持 不變，如若模擬量變化過快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，其高電平有效。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)過譯碼后被選中的通道的模擬量進轉換器進行轉換。 A， B 和 C 為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表 32 所示。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 22 表 32 通道選擇表 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST為轉換啟動信號。當 ST 上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行 A/D 轉換；在轉換期間， ST應保持低電平。 EOC 為轉換結束信號。當 EOC 為高電平時 ,表明轉換結束；否則，表明正在進行 A/D 轉換。 OE為輸出允許信號 ,用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0,輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內部沒有時鐘電路 ,所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ,VREF（＋） ,VREF（－）為參考電壓輸入。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 23 LCD 液晶顯示電路 LCD 顯示電路 LCD 顯示電路如圖 36 所示 圖 36 LCD 顯示電路 1602 液晶是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個 5X7 或者 5X11 等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點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，正因為如此他才不能顯示圖形，微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中。 P 2 P 3 P 4 P 5 P 6 P 7 P 8 RST 9 /RXD 10 /TXD 11 INT0 12 INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 X2 18 X1 19 GND 20 P 21 P 1 P 22 P 23 P 24 P 25 P 26 P 27 P 28 PSEN 29 ALE 30 EA 31 P 32 P 33 P 34 P 35 P 36 P 37 P 38 P 39 VCC 40 U1AT89C52 VCC VCC P P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 JY 12864 RW1 POT2 VCC VCC P P P P P.1 P P P P P P P P P 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 RP? 103 P P P2. P 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 24 LCD 管腳介紹 LCD1602 是指顯示內容為 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 液晶顯示器采用標準的 16 腳接口，其中： 第 1 腳： VSS 為電源地； 第 2 腳： VDD 接 5V 電源正極； 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對比度調整端，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)時進行讀操作，低電平 (0)時進行寫操作； 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 腳背光負極；+5V 電壓，對比度可調 內含復位電路； 提供各種控制命令 ,如：清屏、字符閃爍、光 標閃爍、顯示移位等多種功能； 有 80 字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器 DDRAM； 內建有 192 個 5X7 點陣的字型的字符發(fā)生器 CGROM； 8 個可由用戶自定義的 5X7 的字符發(fā)生器 CGRAM； 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文