【正文】 鍵掃描子程序的流程圖如圖 44 所示。方法是讓掃描口 PA0~7 輸出全“0” ，然后25 / 42讀 PC 口的狀態(tài)，若 PC0~1 為全“1” （鍵盤上行線全為高電平） ，則鍵盤上沒鍵按下，若 PC0~1 不為全“1” ，則有鍵按下。23 / 42 圖 42 顯示子程序流程框圖 圖 42 顯示程序流程框圖 數(shù)據(jù)采集終端中的程序采用 C51 語言編寫，主要完成以下幾個功能：①瓦斯、風速、一氧化碳及壓力等各類傳感器模擬量的采集及 A/D 轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)讀?。虎诓捎梅种肪幋a方式對單總線數(shù)字式溫度傳感器 DSl8820 的溫度值讀?。虎墼O(shè)備的開停、風門、饋電等開關(guān)量的采集及對風、電、瓦斯等設(shè)備的閉鎖控制；④數(shù)據(jù)計算及存儲、開始顯示緩沖區(qū)指針置初值40H R0顯示掃描位選碼置初值FEH R2（R 2） 8155B 口取顯示數(shù)據(jù)查七段碼表，并將查得的七段碼 8155A 口延時 1ms顯示緩沖區(qū)指針 R0 加 1CY=0？返回24 / 42報警判斷、電源管理及系統(tǒng)自檢；⑤與集中器間以電力線為介質(zhì)通過載波通信進行數(shù)據(jù)交換；⑥通過本地串口可進行本地數(shù)據(jù)抄讀及參數(shù)設(shè)置。圖 41 8155 主程序流程圖8155 的源程序ORG 0000H AJMP MAINMAIN: CALL DELAY6MS MOV A,02H 。圖 313 是一個簡單的使用三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路。 圖 312 溫度測量電路 GMM221 礦用二氧化碳傳感器參數(shù)測量范圍：GMM221: 0 2%，0 3%，0 5%，0 10%，0 20% GMM222: 0 3,000, 0 5,000, 0 7,000，0 10,000ppm精度(＋25℃時工廠標定值)：177。調(diào)整的方法為：把 AD590 放于冰水混合物中，調(diào)整電位器 R2，使 VO=。硬件電路如圖 310 所示，18 / 42 圖 310 鍵盤/LED 顯示硬件電路圖鍵盤/顯示系統(tǒng)程序要求 CPU 不斷對 LED 進行動態(tài)顯示并實現(xiàn)對鍵盤的監(jiān)視，但監(jiān)視鍵盤所需程序極短，故它通常被人們所采用。圖 310 示出了 8031 通過 8155 對六只共陽 LED 的接口電路。八段共陰能顯示的字形及相應(yīng)字形碼表如下表 32 所示。七段 LED 顯示管比八段 LED 少一只發(fā)光二極管 SP，其它與八段 LED 相同。平時，因譯碼器輸出 F0H 為高電平，從而使 OE 處于低電平封鎖狀態(tài)。顯然，8031 此時是把 ADDA、ADDB 和 ADDC 上的地址作為數(shù)據(jù)來處理的，但如果 ADDA、ADDB 和 ADDC 分別和 、 和 相連，情況就會發(fā)生變化。平時，START 因譯碼器輸出端 F0H上的高電平而封鎖。VREF(+)和 VREF()為參考電壓輸入線，用于給電阻階梯網(wǎng)絡(luò)供給標準電壓。 21～2 8為數(shù)字量輸出線，2 1為最高位。15 / 42 REF（+） 、REF（）：基準電壓。 EOC： A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當 A／D 轉(zhuǎn)換結(jié)束時，此端輸出一個高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平） OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。 ADC0809 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809 是 CMOS 單 片 型 逐 次 逼 近 式 A／ D 轉(zhuǎn) 換 器 ， ADC0809 由 8 路模擬開關(guān)、地址鎖存與譯碼器、逐次逼近式寄存器 SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成，如圖 36 所示。片選地址線共、三條，其中 直接與 2764 的 CE 相接， 和 懸空（或作其它芯片的片選線） 。 8031 和 2764 的連接一、8031 對片外 ROM 的讀操作如果片外 ROM 的 2050H 單元有一個常數(shù) X 且累加器 A 中為 0，現(xiàn)欲把 X 讀出并送入 CPU 的累加器 A，則指令為：MOVC A, A+DPTR 。 VCC 為+5V177。若給它輸入一個 TTL 高電平（即 VIH）,則 2764 處于正常工作狀態(tài)；若給 PGM 輸入一個 50ms 寬的負脈沖，則 2764 配合 VPP 引腳上的 21V 高壓可以處于編程狀態(tài)。（3 條） 。2764 的地址線應(yīng)和 MCS—51 單片機的 P2口和 P0 口相接，用于傳送單片機送來的地址編碼信號，其中 A12 為最高位。（4）TF0 和 TF1：TF0 為定時器 T0 的溢出中斷標志位，位地址為 8DH。IE1 為外部中斷 INT1 的中斷請求標志位，位地址為 8BH，其作用和 IE0 相同。IT0 狀態(tài)可由可由用戶通過程序設(shè)定：若使 IT0=0，則 INT0 上中斷請求信號的中斷觸發(fā)方式為電平觸發(fā)（即低電平引起中斷） ；若 IT0=1，則 INT0 設(shè)定為負邊沿中斷觸發(fā)方式（即由負邊沿引起中斷） 。二、中斷標志8031 在每個機器周期的 S5P2 時檢測（或接收）外部（或內(nèi)部）中斷源發(fā)來的中斷請求信號后先使相應(yīng)中斷標志置位，然后便在下個機器周期檢測這些中斷標志位狀態(tài)，以決定是否響應(yīng)該中斷。 串行口中斷源由 8031 內(nèi)部串行口中斷源產(chǎn)生，故也是一種內(nèi)部中斷源。定時器 T0/T1 在定時脈沖作用下從全“1”變?yōu)槿?”時可以自動向 CPU 提出溢出中斷請求，以表明定時器 T0或 T1 的定時時間已到。若 8031 設(shè)定為電平觸發(fā)方式（IT0=0 或 IT1=1） ，則 CPU 需要兩次檢測INT0/INT1 線上的點評方能確定其中斷請求有效；若設(shè)定為邊沿觸發(fā)方式（IT0=1 或 IT1=0） ，則 CPU 需要兩次檢測 INT0/INT1 上的中斷請求才有效。 MCS—51 的中斷源和中斷標志一、中斷源8031 的五級中斷分為兩個外部中斷、兩個定時器溢出中斷和一個串行口中斷。當不訪問外部存儲器時，ALE 仍以振蕩器 1/6 頻率周期性的出現(xiàn)，此時可作為輸出時鐘信號使用，對于在片外 EPROM 編程時，從此引腳輸出編程脈沖信號。（2）PSEN：片外 ROM 選通線。它的第二功能和 P0 口引腳第二功能相配合，用于輸出片外存儲器的高 8 位地址，共同選中片外存儲器單元，但不能像 P0 口那樣還可以傳送存儲器的讀寫數(shù)據(jù)。此時要分時操作先選送低八位地址，利用 ALE 信號的下降沿將地址鎖存，然后作為八位雙向數(shù)據(jù)總線使用，用來傳送 8 位數(shù)據(jù)。芯片結(jié)構(gòu)如下圖 32 所示。8 / 42第 3 章 硬件設(shè)計 系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)框圖如圖 31 所示。常用的 EPROM 存儲器比較見表 21。這種顯示方式的優(yōu)點是使用器件少，接口簡單，成本相對低。 顯示電路的選擇顯示電路可采用液晶 LCD，也可采用數(shù)碼管 LED，本系統(tǒng)由五位顯示，故可采用五位數(shù)碼管組成顯示電路。 方 案 二 ： 采 用 AD574 AD574 模數(shù)轉(zhuǎn)換器已被許多國外廠商用于各自的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),國內(nèi)也有不少單位選用 AD574 主要特點 AD574 是美國模擬器件公司制造的大規(guī)模集成電路,是目前國際市場上較先進的、高集成度、的突出特點是芯片內(nèi)部包含微機接口邏輯,可方便地與 8080、808Z80、6800、6502 TTL 及 CMOS 兼容,數(shù)據(jù)總線可與微機數(shù)據(jù)總線直接相連,讀寫及轉(zhuǎn)換命令由控制總線提供,輸出可以是 12 位一次讀出或分兩次(先讀高 8 位,再讀低 4 位)+ 基準電壓,最大輸出電流 用范圍并保證此溫度范圍內(nèi)的線性度. 方案三: 12 位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD1674AD1674 是美國 AD 公司推出的一種完整的 12 位并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換單片。儀器具有多種信號輸出形式，除了和本公司的 KJ205 煤礦綜合監(jiān)測系統(tǒng)配合使用外還可以和其他煤礦監(jiān)測系統(tǒng)相兼容；也可以獨立使用于多種礦用火災(zāi)檢測系統(tǒng)。 響 應(yīng) 速 度 快 ， 元 件 工 作 穩(wěn) 定 、 可 靠 。 靈 敏 度 20～ 40 mV/1%甲 烷 ， 工 作 電 壓 V177。除能連續(xù)監(jiān)測外還能自動地將檢測到的甲烷濃度轉(zhuǎn)換成標準的電信號輸送給井下監(jiān)控系統(tǒng)。GMM221/222 的探頭可以更換，這不但極大地方便了校驗和現(xiàn)場服務(wù)，而且很容易地改變量程。利用TG4160 型傳感器并通過高輸入阻抗；低偏置電流的運放進行放大，在做一些簡單的運算處理，就可以在 CO2 濃度為 300－5000ppm 范圍內(nèi)測得信號，該信號0－幾百毫伏的電壓信號，可以供高精度 A／D 采樣使用。該器件除具有體積小，壽命長，選擇性和穩(wěn)定性好等特性外，同時還具有耐高濕和耐低溫等特點。電源電壓從 ~10V，工作電流最大 230μA，內(nèi)置傳感器的靈敏度為 ℃，傳感器輸出電壓為 ℃T+395mV。方案二：電壓輸出型溫度傳感器 LM350LM350 為電壓輸出型溫度傳感器，電路內(nèi)部已校準，并采用內(nèi)部補償輸出電壓與攝氏溫度成正比，無需校準，精度可達 ℃。其良好的非線性可以保證優(yōu)于 ℃的精確度，利用其重復性較好的特點，通過非線性補償，可以達到 ℃測量精度。利用一般熱敏電阻還需要另外設(shè)計連接電路，并要進行溫度修正，故考慮選擇溫度傳感器。 溫度檢測傳感器的選擇測量溫度元件可以選擇集成溫度傳感器或熱敏電阻。溫度檢測CO2 檢測 單片機 A/D轉(zhuǎn)換瓦斯檢測外擴I/O 功設(shè)計方案能指示外擴 ROM 聲光報警顯示鍵盤圖 21 煤礦安全參數(shù)檢測裝置系統(tǒng)框圖 單片機的選型迄 今 為 止 ， 單 片 機 制 造 商 有 很 多 ， 主 要 有 美 國 的Intel、 Motorola、 Zilog 和 TI 公 司 ， 日 本 的 NEC、 荷 蘭 的 Philips、 英 國的 Inmos 和 德 國 的 Siemens(西 門 子 )公 司 ， 等 等 。據(jù)對 78 家國內(nèi) 100 強的煤炭企業(yè)調(diào)查，2022 年的研發(fā)經(jīng)費總投入達到了 億元，比 2022 年增長了 %。 煤科總院配合國家有關(guān)部委，組織了一批煤礦安全重大科技項目。礦務(wù)局對木沖溝煤礦布置 41114 普采工作面、不合理集中生產(chǎn)等問題沒有及時采取措施予以制止，對礦井風量不足、瓦斯經(jīng)常超限等重大事故隱患沒有引起足夠重視、認真對待。礦領(lǐng)導值班不認真履行職責；沒有定期召開安全辦公會；重要的技術(shù)措施編寫和審批制度不健全、把關(guān)不嚴、針對性不強，如通風行人下山延伸掘進工作面在未編制作業(yè)規(guī)程的情況下就安排開工掘進。在最近進行的全國煤礦安全生產(chǎn)大檢查中，發(fā)現(xiàn)各省區(qū)都程度不同地存在著已關(guān)閉礦井死灰復燃的問題。今年以來組織的兩次安全大檢查發(fā)現(xiàn)，貴州、黑龍江、陜西、江西等省區(qū)的國有重點煤礦都程度不同地存在著“一通三防”監(jiān)測系統(tǒng)不完善、設(shè)備老化等問題，礦井防災(zāi)能力嚴重下降，重大事故隱患增多。瓦斯監(jiān)控監(jiān)測和抽放、井下設(shè)備和電器防爆、通風系統(tǒng)和巷道維修等日常性安全管理制度有些流于形式，對大量的事故隱患得過且過、整改不力，管理混亂、工作不落實是造成一些重特大事故發(fā)生的直接原因。所以，“安全第一”的觀念淡化仍是當前煤礦安全生產(chǎn)的最大隱患。 重特大事故多發(fā)的主要原因(1)思想認識有差距，安全第一的觀念沒有牢固樹立起來。安全狀況最好的一年是 1992 年，全年共死亡 4942 人，當年全國煤礦共生產(chǎn)煤炭 10．61 億 t，百萬噸死亡率為 4．65。每發(fā)生一起特大事故，尤其是瓦斯爆炸事故，都在社會上引起廣泛影響，它直接涉及到社會安定與政治穩(wěn)定。 我國煤炭安全生產(chǎn)的狀況和趨勢長期以來，全國煤礦通過堅持“安全第一，預防為主”的方針、依靠科技進步、推進安全綜合治理、重視安全思想教育、強化安全技術(shù)培訓和開展各種形式的安全宣傳活動等，促進了全國煤礦安全生產(chǎn)狀況的好轉(zhuǎn)。當空氣中的二氧化碳濃度過高時，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴重時也能造成人員中毒或窒息。瓦斯爆炸界限為 5％～16％ 。煤炭被人們譽為黑色的金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀以來人類世界使用的主要能源之一。本裝置以單片機為控制核心，完成對瓦斯?jié)舛取囟?、二氧化碳濃度、溫度等參?shù)的檢測，并且具有對危險情況的報警功能，滿足了用戶對井下生產(chǎn)狀況的實時監(jiān)控和對險情及時發(fā)現(xiàn)和排除的要求，能有效杜絕多數(shù)礦難事故的發(fā)生，是保障煤礦安全生產(chǎn)，防止瓦斯事故的重要手段，在煤礦安全環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中有著重要地位。北京：清華大學出版社，2022【2】孫涵芳．MCS51/96 系列單片機原理及應(yīng)用。（4）溫度超過 26℃，發(fā)出紅色聲光報警。根據(jù)題目提供的參數(shù)指標，當檢測值超過上限指標時能打出聲光報警。通過對這一課題的設(shè)計，是學生進一步學習和掌握電子技術(shù)、單片機、傳感器、為基測控技術(shù)等知識的綜合應(yīng)用，進行以單片機為控制核心的智能系統(tǒng)設(shè)計。培養(yǎng)理論聯(lián)系實際，以及分析、解決工程問題的能力。報警上線指標如下；（1）瓦斯或二氧化碳濃度超過 %時，發(fā)出綠色聲光報警。：（1）系統(tǒng)主電路設(shè)計；（2）檢測電路設(shè)計，能實時測量瓦斯?jié)舛取⒍趸紳舛?、溫度等安全參?shù)；（3）系統(tǒng)顯示電路設(shè)計，能循環(huán)顯示測量值；（4）報警電路設(shè)計；（5）設(shè)計軟件流程框圖并編寫主程序清單。北京：北京