【正文】 不過，在以后的工作、學(xué)習(xí)中我會加強全面分析、多方面考慮問題，為設(shè)計一個系統(tǒng)工程使它能夠出現(xiàn)最少的問題而達到最優(yōu)化的功能為目標(biāo)?？梢院敛谎陲椀卣f，如果沒有周老師，這篇畢業(yè)論文不可能完成的那么好！其次，我要感謝我的同學(xué)們，他們有的幫我從網(wǎng)上找到了一些非常有用的資料，有的教會了我很多辦公軟件應(yīng)用方面的東西。首先加深了對專業(yè)課的認(rèn)識，尤其是自動控制方面的認(rèn)識，對單片機的類型和功能有了更進一步的認(rèn)識，能夠看懂一些碩士論文，對軟硬件方面都有了深刻的了解，并且自己能夠設(shè)計畢業(yè)論文。主程序的任務(wù)是對系統(tǒng)初始化，根據(jù)檢測到的參數(shù)控制閥門的運行。模擬量和數(shù)字量作為系統(tǒng)的被控制量，通過傳感器或A/D變換后送給單片機。煤礦監(jiān)控分站，是解決煤礦安全問題的重要環(huán)節(jié)。對一般線形儀表來說，標(biāo)度變換公式為：Ax=Ao +（AmAo）（NxNo）/（NmNo）式中：Ao為一次測量儀表的下限Am為一次測量儀表的上限Ax為實際測量值（工程量）Nx為儀表下限所對應(yīng)的數(shù)字量Nm為儀表上限所對應(yīng)的數(shù)字量Nx為測量所得數(shù)字量。如果采用算術(shù)平均的方法來求其平均值，對系統(tǒng)的可靠性有很大的影響。設(shè)R7=200，對定時器T0中斷進行記數(shù)，夠200次時，則有50ms*200=10s即可完成10s的定時。設(shè)計時，將兩個定時器串聯(lián)，即T0為定時方式，T1為記數(shù)方式；也可采用軟、硬件結(jié)合的方式進行，即設(shè)T0為定時方式1，記數(shù)用軟件實現(xiàn)。各子程序是實現(xiàn)各自的控制要求。報警電路如圖320所示：圖320 聲光報警電路4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件采用模塊化法設(shè)計,用MCS 51 匯編語言編寫。為使報警較可靠的引起工作人員的注意，本設(shè)計采用聲光報警，并有兩種不同頻率的聲音信號。于是，8位開關(guān)的設(shè)定必然在8路總線上形成高或低（或“1”或“0”）的電平信號。分站號使用BCD碼設(shè)置。圖中串行口工作在方式0，串行數(shù)據(jù)從RXD（）端輸出。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個顯示器都要占用單獨的具有鎖存功能的I/O接口用于筆劃段字形代碼。本系統(tǒng)選用的是八段共陰極發(fā)光二幾管顯示器（結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，接口容易）。整流輸出正向半波經(jīng)過濾波得到直流電壓，先經(jīng)7815穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到穩(wěn)定可靠的15V直流電壓，再經(jīng)7805穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到穩(wěn)定可靠的5V直流電壓。繼電器動作，經(jīng)反相驅(qū)動器控制。當(dāng)MPU輸出低電平時，則在繼電器兩端產(chǎn)生12V壓降，使繼電器動作。吸合繼電器的控制觸點C與常開觸點NO相接，此路二極管D不能導(dǎo)通，所對應(yīng)的總線上的這一位為高電平。通常，控制觸點C與常閉觸點NC相接。圖 圖312 開關(guān)量輸出電路原理框圖為了保證控制有效，采用雙組觸點繼電器作為開關(guān)量輸出控制，一組觸點對外控制，另一組觸點將繼電器狀態(tài)信息回送單片機，由單片機再送給地面中心站計算機。設(shè)備處于開的狀態(tài)，發(fā)光二極管亮，設(shè)備處于停的狀態(tài)，發(fā)光二極管滅。IC1輸出端直接連在另一個數(shù)據(jù)緩沖器上，只有IC1與IC2輸出均為高電平、開入口無電流時，與非門輸出低電平，表示故障狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到+5mA電流時，耦合器IC1導(dǎo)通，輸出端1為低電平，表示設(shè)備開；當(dāng)開關(guān)量輸入端接收到5mA電流時，耦合器IC2導(dǎo)通，輸出端2為低電平，表示設(shè)備停；當(dāng)開關(guān)量輸入端無電流時，耦合器ICIC2的輸出端2均為高電平，表示傳感器或連接電纜損壞。此信號送入二極管顯示電路，同時也送到緩沖電路。圖39 74LS74和74HC244引腳圖 開關(guān)量輸入 每臺分站設(shè)有8個開關(guān)量輸入，可采集分站附近2km范圍內(nèi)各種設(shè)備的開停信號。當(dāng)8700CJA/D轉(zhuǎn)換完一路模擬信號時，輸出一脈沖信號，觸發(fā)D觸發(fā)器CP端，則Q輸出高電平信號，通知MPUA/D轉(zhuǎn)換已經(jīng)結(jié)束，可以取數(shù)。同時，MPU觸發(fā)74HC244的19腳，取緩沖器中的信號到數(shù)據(jù)總線，供MPU處理。如圖38所示。圖36 8選1模擬開關(guān)5． 阻抗匹配電路：是把輸入信號與A/D轉(zhuǎn)換集成電路可靠連接，以適應(yīng)A/D集成電路對輸入阻抗的要求。分站中利用SCL4051單8路模擬開關(guān)，實現(xiàn)8路模擬量依次采樣。在煤礦井下，有的傳感器安裝位置需要經(jīng)常變動，也就是說傳感器與分站之間的傳輸電纜的長度有所變化，這對于輸出信號為電流型的傳感器影響不大，而對于輸出信號是電壓型的傳感器就必須考慮了。圖34 信號變換電路(2)阻抗變換：是把電壓型的輸入信號轉(zhuǎn)換成低阻抗信號源輸出。A/D單元電路主要由信號變換、信號補償、模擬開關(guān)、阻抗匹配、A/D轉(zhuǎn)換和緩沖器等組成。MAX813L是一體積小、功耗低、性價比高的帶看門狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片；它使用簡單、方便。另外，MAX813L也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機處于復(fù)位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，可有效防止因電源電壓較低進單片機產(chǎn)生錯誤的動作。MAX813L和AT89C52的連接如圖32，MAX813L的第(1)腳與第(8)腳相連。2）看門狗電路輸出。MAXIM公司推出的MAX813L剛好能滿足這些要求，下面具體介紹該芯片的性能特點及使用方法。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表22所示： 表22 P3口替代功能引腳替代功能說明RXD 串行口入口TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送INT0外部中斷0申請INT1外部中斷1申請T0定時器0外部事件計數(shù)輸入T1定時器1外部事件計數(shù)輸入WR外部RAM寫選通RD外部RAM讀選通此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校驗的控制信3 硬件電路設(shè)計我所設(shè)計的井下壓力檢測系統(tǒng)以AT89C52單片機為中心，構(gòu)成微型計算機系統(tǒng)，由模擬量輸入、開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出、電源指示板及顯示電路等組成。 P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動(吸收或輸出電流)4個TTL邏輯門電路。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。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(接地)。PSEN：程序儲存允許(PSEN)輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。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，可禁止ALE操作。ALE/PROG：當(dāng)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)。GND：地可編程串行UART通道2568字節(jié)內(nèi)部RAM8k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這個系列單片機的最大特點就是在片內(nèi)含有FLASH存儲器，因此，有著十分廣泛的用途，特別是在便攜式、省電和特殊的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用。74HC373除了擴展片外RAM，以用來存儲歷史數(shù)據(jù)外，還進行了P0口擴展，從而使分站能夠根據(jù)主站發(fā)來的命令允許對繼電器的狀態(tài)進行手動控制。光耦電路則主要負(fù)責(zé)信號的隔離，消除共模電壓的影響并遏制過程通道上的一些脈沖干擾，從而提高系統(tǒng)的信噪比。 檢測系統(tǒng)硬件設(shè)計井下安全監(jiān)控分站是安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集和處理現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)等方面的安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并能實時地控制設(shè)備。其中中心站負(fù)責(zé)接收、存儲和顯示從井下監(jiān)控分站傳來的各種井下生產(chǎn)環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并通過各個井下分站發(fā)送各種配置命令和對現(xiàn)場設(shè)備的控制命令；網(wǎng)關(guān)節(jié)點站實現(xiàn)現(xiàn)場總線協(xié)議和中心站計算機標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的相互轉(zhuǎn)換；分支中繼器在需要的地方完成通信線路的分支、中繼和介質(zhì)信號的轉(zhuǎn)換；傳感器負(fù)責(zé)收集各種現(xiàn)場環(huán)境安全監(jiān)控數(shù)據(jù)和設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)；通信介質(zhì)負(fù)責(zé)安全監(jiān)控系統(tǒng)各設(shè)備的連接和信息的傳遞。以微控制器AT89C52為核心,在現(xiàn)有煤礦安全監(jiān)控分站的基礎(chǔ)上設(shè)計了新型煤礦安全監(jiān)控分站。 本文研究的內(nèi)容及實現(xiàn)的功能 研究內(nèi)容井下安全監(jiān)控分站是安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集和處理現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)等方面的安全監(jiān)控數(shù)據(jù)，并能實時地控制設(shè)備。掘進工作面的分站應(yīng)具有風(fēng)電瓦斯閉鎖功能。推廣自動充電和防過充、過放的電池充電器，開發(fā)瓦斯、氧氣、一氧化碳三參數(shù)及多參數(shù)檢測儀。監(jiān)控裝置的電路設(shè)計要向數(shù)字化、集成化、智能化的方向發(fā)展?？s小了與國外先進技術(shù)水平的差距。60年代初期，我國開始研制載體催化元件，1964年煤炭部組