【正文】 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。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。 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)。 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。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。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。 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。轉換速度是轉換時間的倒數(shù)。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。 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?。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。 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。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 ________PSEN 信號。 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。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。 P3 口： P3 口是具有內部上拉電阻的 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 P2 寫“ 1”通過內部的上拉電阻把端口拉到高 電平，此時可作為輸入口。作為輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 I。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用 ,在訪問期間激活內部上拉電阻。 可編程串行 UART 通道 。 256 8 字節(jié)內部 RAM。 8 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 。 PD 是掉電方式位，當 PD = 1 時激活掉電工作方式， IDL 是空閑工作位，當 IDL = 1 時激活空閑方式，當 PD 和 IDL 同時為 1 時，則先激活掉電方式。由于實驗條件有限無法進行此校準過程。 預熱時間 不少于 48 小時 敏感體功耗（ Ps）值可用下式計算： 傳感器電阻（ Rs ），可用下式計算： Ps=Vc2 Rs/(Rs+RL)2 Rs=(Vc/VRL1) RL D. 靈敏度調整： MQ5 型氣敏元件對不同種類，不同濃度的氣體有不同的電阻值。 3Ω室溫 PH 加熱功耗 ≤ 900mW 參數(shù)名稱 技術條件 備注 Tao 使用溫度 10℃－＋ 50℃ Tas 儲存溫度 20℃－＋ 70℃ RＨ 相對濕度小 95％ RＨ O2 氧氣濃度 21％ (標準條件 ) 氧氣濃度會影響靈敏度特性 最小值大于２％ 符號 參數(shù)名稱 技術參數(shù) 備注 R 敏感體表面電阻 2KΩ 20KΩ (20xxppm C3H8 ) 適用范圍： 30010000ppm 甲烷，丙烷，丁烷，氫氣 α (R1000ppm/ R500ppm H2) 濃度斜率 ≤ 標準工作條件 溫度 20℃177。在滿足傳感器電性能要求的前提下， VC 和 VH 可以共用同一個電源電路。 傳感器的基本測試電路：該傳感器需要施加 2 個電壓，加熱器電壓（ VH）和測試電壓（ VC）。這種傳感器可檢測多種可燃氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器。家庭用氣體泄漏報警器對丁烷、丙烷、甲烷的靈敏度較高 工業(yè)用可燃氣體報警器長壽命、低成本 便攜式氣體檢測器簡單的驅動電路即可 MQ5 氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫 (SnO2)。利用該原理的甲烷測定器是當前國內測量低濃度甲烷的檢測儀器中采用最廣泛的一種，而且還在不斷的提高和發(fā)展。其缺點是測量低濃度甲烷困難，空氣濕度對儀器讀數(shù)有影響，傳感器結構復雜。其優(yōu)點是讀數(shù)不受氣壓影響 ,其缺點是不適合測量低濃度甲烷，一般只用來檢測礦井抽放甲烷管道中的甲烷濃度，對背景氣體、粉塵及氣溫變化很敏感。其優(yōu)點是對微量甲烷比較敏感、結構簡單、成本低。其優(yōu)點是采用這一原理的儀器精度高，選擇性好 ,不受其它氣體影響，測量范圍寬，可連續(xù)檢測 。 熱導式是利用甲烷與空氣熱導率之差來實現(xiàn)甲烷濃度的測定。 熱催化式是利用甲烷在催化元件上的氧化生熱引起電阻的變化來測定甲烷濃度。 復 位 電 路敏感元件信號采集信號A /D轉換A T 8 9 C 5 1顯 示 電 路報 警 電 路通 信 電 路時 鐘 芯 片哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 11 第 3 章 瓦斯報警系統(tǒng)的硬件選擇 MQ7 煙霧傳感器 甲烷濃度檢測儀器按其工作原理 光干涉式是利用光波對空氣和甲烷折射率不同所產生的光程差 ,引起干涉條紋移動來實現(xiàn)對不同甲烷濃度的測定。如果黑白元件的一臂發(fā)生開路或短路故障，儀器顯示“ ”。對儀器進行校正應該在儀器通電預熱 15 分鐘后進行。探頭通電 10s 內，顯示為 并閃爍， 10s 以后顯示甲烷濃度且不閃爍 [3]。 技術指標要求 （ 1）工作環(huán)境條件 溫度： 0～ 40℃ 相對濕度：≤ 98% 大氣壓力： 86～ 116kps 風速： 0～ 8m/s 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 9 （ 2）測量范圍及誤差： 表 21 測量范圍 (%CH4) 基本誤差 (%CH4) ～ 177。 在保證儀器功能的前提下，盡可能降低成本，以軟代硬，化繁為簡。 密切結合現(xiàn)場實際工作的要求，盡量減少對操作使用人員的專業(yè)技術水平的依賴。本課題中完整的煤礦氣體監(jiān)測系統(tǒng)由以下四部分組成： （ 1）氣體傳感器：能感知環(huán)境中甲烷氣體及其濃度的一種敏感元件，它能將與氣體種類和濃度有關的信息轉換成電信號； （ 2）顯示單元：根據(jù)測量信號，由單片機將待顯示數(shù)據(jù)按相應方式進行數(shù)據(jù)傳輸給顯示處理模塊顯示于儀表； （ 3）聲光報警單元：當監(jiān)測氣體濃度超出設定報警值時，發(fā)出聲光報警； （ 4）數(shù)據(jù)采集分析軟件：運用 C 語言編寫串口通訊軟件，實現(xiàn)氣體數(shù)據(jù)的采集、分析及保存煤礦氣體檢測系統(tǒng)其他的技術參數(shù)還有存儲數(shù)據(jù)性能、傳輸數(shù)據(jù)性能、使用壽命與可靠性等。因此，我們除了需要提高監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的技術水平以外，還需將管理工作做到位，以此消除監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)存在的安全隱患。同時，如何從現(xiàn)有使用的技術產品中找出不足并加以改善和提高，這是預防控制煤礦瓦斯爆炸事故最為直接最為有效的方法。因為，縱觀國 內各煤礦瓦斯爆炸事故，其共性問題是運用科學技術保障安全重視不夠、能力有限，且各煤礦對瓦斯的預防和控制工作有時講形式走過場，甚至講排場不腳踏實地。 ，禁止吸煙，禁止使用手機等等 ，另有少量的乙烷。最低點燃能量為 。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 5 第 2 章 瓦斯報警系統(tǒng)的方案設計 瓦斯爆炸的原因及因素 ，瓦斯只在一定的濃度范圍內爆炸，這個濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限，其最低濃度界限叫爆炸下限，其最高濃度界限叫爆炸上限，瓦斯在空氣中的爆炸下限為 5～ 6％，上限為 14～ 16％。 系統(tǒng)簡介 本文設計的是基于單片機的井下瓦斯?jié)舛戎悄軅鞲衅鳎撓到y(tǒng)以單片機 AT87C51 為核心，包含甲烷濃度采樣器、把 220V 的交流電轉換成5V 的直流電源、紅外遙控系統(tǒng)、存儲器的擴展、 LCD 顯示器和報警裝置等組成。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 4 課題的主要研究內容與要求 這次 畢業(yè)設計的主要內容與要求是：設計一個瓦斯氣體安全監(jiān)控裝置，在氣休濃度一定的范圍內進行安全檢測，并能 在礦內瓦斯?jié)舛冗_到報警上限限時進行聲光報警，通知礦內工作人員及時撤離減少人員傷亡和財產損失。 【 3】隨著單片機的廣泛應用，將大大促進各領域的技術更新，向自動化、小型化、智能化方向邁進。體積小，能實時快速的對外部事件作出響應，迅速采集大量數(shù)據(jù)，做出邏輯判斷與推理后實現(xiàn)被控對象的參數(shù)調整與控制，且能滿足檢測儀的設計要求，所以基于單片機的智能瓦斯檢測系統(tǒng) 設計的開發(fā)有很大意義。 國外的監(jiān)控系統(tǒng)技術水平理論上講高于國內發(fā)展水平，但應用于國內煤礦尚有一定的局限性，如煤礦管理模式生產方式的不同，價格過高不適于國內煤礦現(xiàn)有條件，除在傳感器技術方面可供借鑒外，其它僅具一定參 考價值。采用直接的語音播報方式，可以主動向現(xiàn)場人員提供各種信息，哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 3 遇到危險情況還能作為緊急廣播使用。 瓦斯報警是指利用氣體傳感器技術，將檢測到的瓦斯氣體濃度和標準值進行比較，當高過一定濃度值時候進行相應的聲光報警，提醒正在作業(yè)的人員進行相應的處理，組織人員撤離或對礦井通風排氣，避免不安全事故的發(fā)生，對現(xiàn)在采礦業(yè)的安全起著非常重要的作用。在這些要求中，努力提高元件的穩(wěn)定性、延長使用壽命是中心課題。 1964 年研制出我國第一個達到實用水平的載體催化元件，接著制成了以這種原件為傳感器的 AQR1 型瓦斯檢測儀。從此，催化瓦斯傳感器進入了其發(fā)展過程中的全盛時期。從 1675 年英國北威爾士欣煤礦發(fā)生的第一次瓦斯爆炸礦難起，世界各國開始更進一步關注對瓦斯檢測報警的相關安全研究，一直以來，光干涉瓦斯檢定器在我國以及日本使用比較廣泛，自 20 世紀 30 年代以來，已經連續(xù)使用了數(shù)十年，至今仍在多數(shù)些礦井的瓦斯檢測中使用。 【 2】 根據(jù)煤礦三班作業(yè)的實際情況，目前至少需要 300 萬個瓦斯報警器，可見其市場非常廣闊。 哈爾濱理工大學成人教育學院畢業(yè)論文 1 第 1 章 緒論 課題研究背景及意義 從我國煤炭生產的現(xiàn)狀及我國能源結構規(guī)劃均可以看出，在本世紀中葉以前煤炭仍是支持我國國民經濟發(fā)展的主要能源，煤炭生產，作為我國能源工業(yè)的支柱，其地位將是長期的、穩(wěn)定的，但是煤炭工業(yè)的安全生產狀況卻不容樂觀，中小型煤礦的情況尤為嚴重，已經直接威脅到整個煤炭工業(yè)的穩(wěn)定生產，給國家