【導(dǎo)讀】生，使得煤炭安全生產(chǎn)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在這些礦難中絕大部分是由于瓦斯爆炸所引起?？乜梢源罅繙p少礦難。但是現(xiàn)有的一些瓦斯傳感器不僅價(jià)格昂貴而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且對(duì)。于井下瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)測(cè)和報(bào)警存在一定的局限性，安全系數(shù)不高。因此開發(fā)智能的瓦斯。傳感器是現(xiàn)在煤礦行業(yè)的迫切需求。發(fā)展具有重要意義。的檢測(cè)、報(bào)警、顯示和控制。安全可靠，經(jīng)久耐用，適合多種礦井瓦斯的監(jiān)控，可以大。大降低煤礦事故的發(fā)生。

　　

【正文】 64,SMOD 為 1，波特率為 focs/32。模式 1 和模式 3 的波特率是可變的，取決于定時(shí)器 1 或 2（ 52 芯片）的溢出速率。那么我們?cè)趺慈ビ?jì)算這兩個(gè)模 式的波特率設(shè)置時(shí)相關(guān)的寄存器的值呢？可以用以下的公式去計(jì)算。 波特率＝（ 2SMOD247。32） 定時(shí)器 1 溢出速率 上式中如設(shè)置了 PCON 寄存器中的 SMOD 位為 1 時(shí)就可以把波特率提升 2 倍。通常會(huì)使用定時(shí)器 1 工作在定時(shí)器工作模式 2 下，這時(shí)定時(shí)值中的 TL1 做為計(jì)數(shù)， TH1做為自動(dòng)重裝值 ，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后， TH1 的值會(huì)自動(dòng)裝載到 TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式 2 下定時(shí)器1 溢出速率的計(jì)算公式如下： 溢出速率＝（計(jì)數(shù)速率） /(256－ TH1) 上式中的 “計(jì)數(shù)速率 ”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在 51 芯片中定時(shí)器啟動(dòng)后會(huì)在每一個(gè)機(jī)器周期使 定時(shí)寄存器 TH 的值增加一，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知 51 芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的 1/12，一個(gè) 12M 的晶振用在 51芯片上，那么 51 的計(jì)數(shù)速率就為 1M。通常用 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率，那么為何呢？計(jì)算一下就知道了。如我們要得到 9600 的波特率，晶振為 和 12M，定時(shí)器 1 為模式 2， SMOD 設(shè)為 1，分別看看那所要求的 TH1 為何值。代入公式： 9600＝ (2247。32)(()/(256TH1)) TH1＝ 250 （ 31） 12M 9600＝ (2247。32)((12M/12)/(256TH1)) TH1≈ （ 32） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 上面的計(jì)算可以看出使用 12M 晶體的時(shí)候計(jì)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(huì)有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的 9600 波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用 的晶體 振蕩器也會(huì)因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對(duì)波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。 顯示電路簡(jiǎn)介 隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的飛速發(fā)展，傳統(tǒng) CRT 技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)越來越少，尤其是在近幾年可以說這種技術(shù)已經(jīng)被淘汰，而替代它的是安全系數(shù)高、顯示清晰和節(jié)能的液晶顯示技術(shù)。它就如雨后的春筍可以說是 “一夜間 ”遍及各個(gè)行業(yè)，如手機(jī)屏、電腦屏以及電視屏等等。 本設(shè)計(jì)的瓦斯傳感器在顯示方面要能直接的被操作人員所觀察的，所以從人性方面和現(xiàn)在的趨勢(shì)以及從顯示的性價(jià)比方面進(jìn)行考慮，液晶顯示是我們的首選即 LCD 顯示。 LCD 顯示器工作原理 從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)，采用的 LCD 顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。 LCD 由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約 1mm，其間由包含有液晶材料的 5μm 均勻間隔隔開。因?yàn)橐壕Р牧媳旧聿⒉话l(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。 背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個(gè)或多個(gè)單元格構(gòu)成屏幕上的一個(gè)像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個(gè)個(gè)小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動(dòng)電路部分。當(dāng) LCD 中的電極產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)，液晶分子就會(huì)產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中的光線進(jìn)行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 液晶顯示技術(shù)也存在弱點(diǎn)和技術(shù)瓶頸， 與 CRT 顯示器相比亮度、畫面均勻度、可視角度和反應(yīng)時(shí)間上都存在明顯的差距。其中反應(yīng)時(shí)間和可視角度均取決于液晶面板的質(zhì)量，畫面均勻度和輔助光學(xué)模塊有很大關(guān)系。 對(duì)于液晶顯示器來說，亮度往往和他的背板光源有關(guān)。背板光源越亮，整個(gè)液晶顯示器的亮度也會(huì)隨之提高。而在早期的液晶顯示器中，因?yàn)橹皇褂?2 個(gè)冷光源燈管，往往會(huì)造成亮度不均勻等現(xiàn)象，同時(shí)明亮度也不盡人意。一直到后來使用 4 個(gè)冷光源燈管產(chǎn)品的推出，才有很大的改善。 信號(hào)反應(yīng)時(shí)間也就是液晶顯示器的液晶單元響應(yīng)延遲。實(shí)際上就是指的液晶單元從安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一 種分子排列狀態(tài)所需要的時(shí)間，響應(yīng)時(shí)間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點(diǎn)對(duì)輸入信號(hào)反應(yīng)的速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。響應(yīng)時(shí)間越小則使用者在看運(yùn)動(dòng)畫面時(shí)不會(huì)出現(xiàn)尾影拖拽的感覺。有些廠商會(huì)通過將液晶體內(nèi)的導(dǎo)電離子濃度降低來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的快速響應(yīng)，但其色彩飽和度、亮度、對(duì)比度就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的降低，甚至產(chǎn)生偏色的現(xiàn)象。這樣信號(hào)反應(yīng)時(shí)間上去了，但卻犧牲了液晶顯示器的顯示效果。有些廠商采用的是在顯示電路中加入了一片 IC 圖像輸出控制芯片，專門對(duì)顯示信號(hào)進(jìn)行處理的方法來實(shí)現(xiàn)的。 IC 芯片可以根據(jù) VGA 輸出顯卡信號(hào)頻率，調(diào) 整信號(hào)響應(yīng)時(shí)間。由于沒有改變液晶體的物理性質(zhì)，因此對(duì)其亮度、對(duì)比度、 色彩飽和度都沒有影響，這種方法的制造成本也相對(duì)較高。 由上便可看出，液晶面板的質(zhì)量并不能完全代表液晶顯示器的品質(zhì)，沒有出色的顯示電路配合，再好的面板也不能做出性能優(yōu)異的液晶顯示器。隨著 LCD 產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、成本的下降，液晶顯示器會(huì)大量普及。 LCD 顯示器概述及特點(diǎn) 液晶顯示器英文是 Liquid Crystal Display，縮寫為 LCD。它的主要原理是為以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點(diǎn)、線、面配合背部燈管構(gòu)成畫面。 液晶顯示器有特點(diǎn) ： 一、機(jī)身薄，節(jié)省空間：與比較笨重的 CRT 顯示器相比，液晶顯示器只要前者三分之一的空間。 二、省電，不產(chǎn)生高溫：它屬于低耗電產(chǎn)品，可以做到完全不發(fā)燙，相對(duì)與 CRT顯示器，因顯像技術(shù)不可避免產(chǎn)生高溫。 三、無輻射，益健康：液晶顯示器完全無輻射，這對(duì)于整天在電腦前工作的人來說是一個(gè)福音。 四、畫面柔和不傷眼：不同于 CRT 技術(shù)，液晶顯示器畫面不會(huì)閃爍，可以減少顯示器對(duì)眼睛的傷害，眼睛不容易疲勞。 液晶顯示器綠色環(huán)保，它的能源消耗相對(duì)于傳統(tǒng)的 CRT 來說，簡(jiǎn)直是太小了；對(duì)于近來逐漸引起國(guó)人重視的噪音污染也與它無緣， 因?yàn)樗淖陨淼墓ぷ魈攸c(diǎn)決定了它不會(huì)產(chǎn)生噪音（對(duì)于那種喜歡一邊使用電腦，一邊有節(jié)奏的敲打顯示器的用戶發(fā)出的噪音，這里不予以考慮）；液晶顯示器還有一個(gè)好處就是發(fā)熱量比較低，長(zhǎng)時(shí)間使用不會(huì)有烤熱的感覺，這一點(diǎn)也是以前的顯示器無可比擬的，以前的顯示器可是寶貴，尤其是夏天，家里的空調(diào)、電扇都得為它服務(wù)給它降溫。使用液晶顯示器無形中為大氣降了溫，也為阻止日益升溫的大氣作貢獻(xiàn)。同時(shí)減少輻射，降低環(huán)境污染。當(dāng)然了，環(huán)保也不會(huì)少了輻射這個(gè)指數(shù)的，雖然我們不能說液晶顯示器就完全沒有輻射，但是相對(duì)于輻射大戶CRT 來說液晶的輻射可 以忽略的。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 液晶顯示電路 0. 1u f10 K12864R S T12E11R / W10RS9D B 78D B 67D B 56D B 45D B 34D B 23D B 12D B 01L C D+ 5V 34 液晶顯示示意圖 一 . 概述 FYD12864 是一種具有 4 位 /8 位并行、 2 線或 3 線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內(nèi)置8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 . 也可完成圖形顯示 .低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形 點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。 基本特性： 低電源電壓（ VDD:++） 顯示分辨率： 12864 點(diǎn) 內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供 8192 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字 (簡(jiǎn)繁體可選 ) 內(nèi)置 128 個(gè) 168 點(diǎn)陣字符 2MHZ 時(shí)鐘頻率 顯示方式： STN、半透、正顯 驅(qū)動(dòng)方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS 視角方向： 6 點(diǎn) 背光方式：側(cè)部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5—1/10 通訊方式：串行、并口可選 內(nèi)置 DCDC 轉(zhuǎn)換電 路，無需外加負(fù)壓 無需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì) 工作溫度： 0℃ +55℃ ,存儲(chǔ)溫度 : 20℃ +60℃ 二 . 模塊接口說明 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 35 串口接口功能圖 *注釋 1：如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用串口通訊模式，可將 PSB 接固定低電平，也可以將模塊上的 J8 和 “GND”用焊錫短接。 *注釋 2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的 場(chǎng)合可將該端懸空。 *注釋 3：如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 并行接口 表 31 并行接口 管腳號(hào) 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對(duì)比度（亮度）調(diào)整 4 RS(CS） H/L RS=“H”,表示 DB7——DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS=“L”,表示 DB7——DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到 DB7——DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 ——DB0 的數(shù)據(jù)被寫到 IR 或DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號(hào) 7 DB0 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 8 DB1 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 9 DB2 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 10 DB3 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 11 DB4 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 12 DB5 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 13 DB6 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 14 DB7 H/L 三態(tài)數(shù)據(jù)線 15 PSB H/L H： 8 位或 4 位并口方式， L：串口方式（見注釋 1） 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復(fù)位端，低 電平有效（見注釋 2） 18 VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V）（見注釋 3） 20 K VSS 背光源負(fù)端（見注釋 3） *注釋 1：如在實(shí)際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將 PSB 接固定高電平，也可以將模塊上的 J8 和 “VCC”用焊錫短接。 *注釋 2：模塊內(nèi)部接有上電復(fù)位電路，因此在不需要經(jīng)常復(fù)位的場(chǎng)合可將該端懸空。 *注釋 3：如背光和模塊共用一個(gè)電源，可以將模塊上的 JA、 JK 用焊錫短接。 三 . 模塊主要硬件構(gòu)成說明 控制器接口信號(hào)說明： 表 32 RS、 R/W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式 RS R/W 功能說明 L L MPU 寫指令到指令暫存器（ IR） L H 讀出忙標(biāo)志（ BF）及地址記數(shù)器（ AC）的狀態(tài) H L MPU 寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（ DR） H H MPU 從數(shù)據(jù)暫存器（ DR）中讀出數(shù)據(jù) 表 33 E 信號(hào) E 狀態(tài) 執(zhí)行動(dòng)作 結(jié)果 高 ——低 I/O 緩沖 ——DR 配合 /W 進(jìn)行寫數(shù)據(jù)或指令 高 DR——I/O 緩沖 配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 /低 ——高 無動(dòng)作 ● 忙標(biāo)志 :BF BF 標(biāo)志提供內(nèi)部工作情況。 BF=1 表示模塊在進(jìn)行內(nèi) 部操作，此時(shí)模塊不接受外部指令和數(shù)據(jù)。 BF=0 時(shí) ,模塊為準(zhǔn)備狀態(tài)，隨時(shí)可接受外部指令和數(shù)據(jù)。 利用 STATUS RD 指令，可以將 BF 讀到 DB7 總線，從而檢驗(yàn)?zāi)K之工作狀態(tài)。 ● 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM） 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 字型產(chǎn)生 ROM（ CGROM）提供 8192 個(gè)此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關(guān)的控制。 DFF=1 為開顯示（ DISPLAY ON)， DDRAM 的內(nèi)容就顯示在屏幕上， DFF=0 為關(guān)顯示（ DISPLAY OFF)。 DFF 的狀態(tài)是指令 DISPLAY ON/OFF 和 RST 信號(hào)控制的。 ● 顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM） 模塊內(nèi)部顯示數(shù)據(jù) RAM 提供 642 個(gè)位元組的空間，最多可控制 4 行 16 字（ 64 個(gè)字）的中文字型顯示，當(dāng)寫入顯示數(shù)據(jù) RAM 時(shí)，可分別顯示 CGROM 與 CGRAM 的字型；此模塊可顯示三種字型，分別是半角英數(shù)字型 (16*8)、 CGRAM 字型及 CGROM 的中文字型，三種字型的選擇，由在 DDRAM 中寫入的編碼選擇，在 0000H—0006H 的編碼中（其代碼分別是 0000、 000 000 0006 共 4 個(gè)）將選擇 CGRAM 的自定義字型，