【正文】 我現(xiàn)在學(xué)到 的知識很有限，如果有什么不足之處請老師給我指導(dǎo)出來，我會進(jìn)一步提高自己。本設(shè)計(jì)的完成 主要要感謝 XX 老師， 她 給我無私的指導(dǎo)與幫助，不厭其煩的一次又一次的給我指導(dǎo)，讓我一次次的 克服 困難，最后順利的完成了 畢業(yè) 設(shè)計(jì)。 在整個設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)，最后終于做完了才有種如釋重負(fù)的感覺。 畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，更是對自己能力的一種提高。在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料后，現(xiàn)在已經(jīng)掌握了讀有色環(huán)電阻值得技巧。曾多次在實(shí)驗(yàn)室里琢磨，現(xiàn)在已經(jīng)搭建好，實(shí)物圖見附錄 D。通過老師和同學(xué)的指導(dǎo)，并多次重復(fù)練習(xí)如何操作， 現(xiàn)已熟練掌握。 從上可以看出，利用 Protues 對單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真可以簡化調(diào)試工作，同時還節(jié)省了制作電路板的時間，提高了產(chǎn)品的開發(fā)效率，降低了生產(chǎn)成本。雙擊電路圖中的單片機(jī)，在打開的對話框里單擊“ Program File:”后，加載對應(yīng)的 .hex文件。打開 Protues見面后，單擊“ File”后再點(diǎn)擊“ New Design” 第二步，就在 Protues里面建好了一個工程； 第三步，添加所需器件。 ABS 文件由 OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試， 也可以直接寫入程序存貯器如EPROM 中。 KeilC51 軟件具有豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大. . 的集成開發(fā)調(diào)試工具，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。而且它還支持第三方軟件的編譯及調(diào)試環(huán)境，如 KeilC51。 （ 4）能夠讓多種型號的單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。該軟件的特點(diǎn)是： （ 1）實(shí)現(xiàn)了 SPICE 電路與單片機(jī)仿真相結(jié)合。 初始化 AD轉(zhuǎn)換值 濃度是否達(dá)到設(shè)定值 Y N 報(bào)警程序入口 聲光報(bào)警 正常顯示 . . 圖 45液晶顯示的操作流程圖 本章小結(jié) 本章對設(shè)計(jì)各個電路畫出了其流程圖，對它的流程進(jìn)行了軟件編程，接下來就需要對其仿真。 初始化變量 MQ4采集信號 AD轉(zhuǎn)換 LCD顯示 濃度是否過達(dá)到設(shè)定值 聲光報(bào)警 Y N 主程序開始 結(jié)束 . . 圖 42模 數(shù)轉(zhuǎn)換流程 圖 聲光 報(bào)警程序設(shè)計(jì) 由于 AD轉(zhuǎn)換 需要初始化才能使用，因此，首先必須對系統(tǒng)進(jìn)行初始化并且要關(guān)閉所有中斷， AD 把轉(zhuǎn)換到的 濃 度讀出，然后放到 寄存 器中， 與 之 前設(shè)置的 濃 度報(bào)警的上限值 進(jìn)行比較 ，如果檢測的結(jié)果是 濃度 度沒有 達(dá)到設(shè)定值 ，那么系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行檢測 ，如果達(dá)到設(shè)定值，則發(fā)光報(bào)警，給工作人員以提醒。掌握了硬件后，對下一步的軟件編程作好了鋪墊。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，之后 EOC輸出信號變低，進(jìn)行轉(zhuǎn)換。靈敏度的調(diào)整需要依靠調(diào)節(jié)負(fù)載電阻來實(shí)現(xiàn)的，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻盡可能的使顯示的瓦斯?jié)舛戎蹬c實(shí)際相符合，這樣傳感器的靈敏度就確定下來了，此時的傳感器就可以用來監(jiān)測實(shí)際中不同的瓦斯?jié)舛攘?[11]。所以在使用該傳感器時，靈敏度的調(diào)整是必要的。 5% Vh:177。 Ac or Dc RL 負(fù)載電阻 可調(diào) RH 加熱電阻 31Ω177。假定 1602 型 LCD 的 8 位雙數(shù)據(jù)線（ D0~D7）是通過單片機(jī)的 P0 口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的，那么只要檢測 P0 口的 P07 引腳電平（ D7 連 P07）就可以知道忙碌標(biāo)志位 BF 的狀態(tài)。 圖 35報(bào)警電路 顯示電路設(shè)計(jì) LCD是一個慢顯示器件，所以在寫每一條指令前一定要先讀 LCD 的忙碌狀態(tài)。 圖 33復(fù)位電路 任何電路都離不開電源部分，單片機(jī)也不例外。 由于 端口線電平和輸入輸出狀態(tài) 的 不確定可能 會導(dǎo)致 外圍設(shè)備誤動作， 以至于 嚴(yán)重事故的發(fā)生；內(nèi)部一些控制寄存器（專用寄存器） 的 內(nèi)容不確定 也 可能 會 導(dǎo)致定時器溢出、程序尚未開始就要中斷及串口亂傳向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)。單片機(jī)內(nèi)部有時鐘振蕩電路，因此只需外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定周期的時鐘信號從而到達(dá)單片機(jī)內(nèi)部的各個單元，決定單片機(jī)的工作頻率。同時，從經(jīng)濟(jì)適用性的角度來看， AT89S52不僅硬件結(jié)構(gòu)相對簡單，而且價格又低、功能也強(qiáng)、性價比較高。首先，看門狗電路增加到了 AT89S52的內(nèi)部，這使得用戶應(yīng)用系統(tǒng)更加堅(jiān)固，同時也提高了系統(tǒng)的可靠性：其次，擁有特殊雙數(shù)據(jù)指針的 AT89S52使其數(shù)據(jù)操作更加的快捷與方便；再次， AT89S52運(yùn)行速度變得更高，最高晶振可達(dá)到 33MHZ；最后， AT89S52支持 ISP(In— System Programming)在線下載的功能。在眾多的單片機(jī)生產(chǎn)商中，較為著名 INTEL公司所生產(chǎn) MCS51系列單片機(jī)有著廣泛的應(yīng)用。為了更好地說明本設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)，特別地用一個構(gòu)件圖來說明。由于測量同一物理量時，也可選用多種原理的傳感器。 (6)熱催化式 熱催化式是利用瓦斯在催化元件上的氧化生熱引起其電阻的變化來檢測瓦斯?jié)舛鹊?。其?yōu)點(diǎn)是對微量瓦斯比較敏感，結(jié)構(gòu)簡單、成本低。通過這一特點(diǎn)來比較這兩種速度就可檢測出高濃度瓦斯。它的優(yōu)點(diǎn)是精度高、選擇性好、不受其它氣體的影響，不但測量范圍大而且還可以連續(xù)檢測；缺點(diǎn)是儀器的制造和保養(yǎng)困難，體積大，成本高，功率大，因此廣泛使用會受到一定的限制。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL： 當(dāng) 高電平 的 時 候 為 4 位總線，低電平 的 時 候 為 8位總線 N： 當(dāng) 低電平 的 時 候 為單行顯示，高電平 的 時 候?yàn)?雙行顯示 F: 當(dāng) 低電平的 時 候 顯示 的是 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平 的 時 候 顯示 的是 5x10 的點(diǎn)陣字符。 S:屏幕上 的 所有 字符 是否 向 左或右移 動，其中 高電平 為 有效，低電平則無效。 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器 總 共有 11 條控制指令，如表 22 所示： 表 22 1602LCD 的指令說明 序號 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置 輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 . . 地址 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 1602 液晶模塊是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)讀寫操作、屏幕 以及 光標(biāo)的操作。 第 6 腳： E 端 口是 使能端，當(dāng) E端 口從 高電平跳變 為 低電平 的 時 候 ，液晶 顯示模塊 就會 執(zhí)行命令。 第 3 腳： VO 是 液晶顯示器對比度調(diào)整 的 端 口， 使用時可以通過一個 10K 的 滑動變阻器來 調(diào)整對比度。 LCD 能夠顯示字符的關(guān)鍵在于其控制器，目前大部分點(diǎn)陣式 LCD 都使用日立公司的 HD44780 集成電路作為控制器。液晶顯示器（ LCD） ,采用 LCD1602 可以顯示文字，也可以顯示數(shù)據(jù)。下降沿啟動 A/D轉(zhuǎn)換，然后 EOC輸出信號變低，進(jìn)行指示轉(zhuǎn)換，直到完成A/D轉(zhuǎn)換。要求時鐘頻率不超過 640kHz； REF（ +）、 REF（ ）：基準(zhǔn)電壓輸入端 ,它們決定了輸入模擬電壓的最大值和最小值； VCC： 工作時電壓為＋ 5V； GND：接地。 ADC0809芯片采用了雙列直插式的封裝，擁有 28條引腳，各引腳功能說明如下： IN0～ IN7： 8路模擬量的輸入端口； D0～ D7： 8位數(shù)字量的輸出端口； ADDA、 ADDB、 ADDC： 3位地址的輸入線，作為選通 8路模擬輸入中的一路。主體部分是采用逐次逼近式的 A/D轉(zhuǎn)換電路，由 CLK控制的內(nèi)部電路 的工作 ,START為啟動命令，高電平有效，啟動ADC0809內(nèi)部的 A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換完成，輸出信號 EOC有效， OE為輸出允許信號端，高電平有效，打開輸出三態(tài)緩沖器 ,把轉(zhuǎn)換后的結(jié)果送 DB。 轉(zhuǎn)換芯片 的選 擇 A/D轉(zhuǎn)換器是監(jiān)測系統(tǒng)中一個非常重要的一個環(huán)節(jié)，它的種類多、性能各異、引腳功能也各不相同。 本章小結(jié) 通過以上 ，了解了 礦井瓦斯檢測系統(tǒng) 在國內(nèi)外的發(fā)展情 況和發(fā)展趨勢 ，對 礦井瓦斯檢測系統(tǒng) 有了一個 新 的認(rèn)識，也明確了 在研究 本設(shè)計(jì) 時 需要做哪些方面的研究，知道了研究 礦井瓦斯檢測系統(tǒng) 是很有意義的， 增加了 更多的熱情和動力去完成本設(shè)計(jì)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，一套監(jiān)測系統(tǒng)除了能檢測 出甲烷的濃度外，還可測一氧化碳、氫氣的濃度，同時又可以對井下設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。隨著礦井開采深度的增大和檢測技術(shù)的發(fā)展，礦井安全設(shè)施也得到了進(jìn)一步的提高， 1927 年. . 日本制造出光干涉原理甲烷檢定器，此后又逐漸出現(xiàn)熱催化、熱導(dǎo)原理等各種不同原理的瓦斯檢測儀器，其測量精度也越來越高，檢 測的方式也從“間斷”、“就地”檢測發(fā)展到“連續(xù)”、“集中自動”遙測。 的發(fā)展?fàn)?況 世界各國均有煤礦瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)，如法國的 TF200、德國的 MINOS、英國的Senturion200、美國的 HIMASS 等。考慮到現(xiàn)代單片機(jī)的體積小、集成度高、速度快、穩(wěn)定性好、價格低且應(yīng)用領(lǐng)域廣 等特點(diǎn)，所以基于單片機(jī)的礦井瓦斯檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)是勢在必行的。瓦斯是多種易燃易爆氣體的總稱，其主要成分是甲烷，它是在成煤過程中形成并大量貯存于煤層中的氣體，濃度過高時會導(dǎo)致人缺氧 、呼吸困難、窒息等。 Alarm . . 目 錄 摘 要 ..................................................................................................................................I ABSTRACT ..................................................................................................................... II 1 緒論 ............................................................................................................................... 1 本設(shè)計(jì)所研究的背景及意義 .............................................................................. 1 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r .............................................................................................. 1 本章小結(jié) ............................................................................................................. 2 2 礦井瓦斯檢測系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ................................................................................... 3 本設(shè)計(jì)的性能指標(biāo) ............................................................................................. 3 轉(zhuǎn)換芯片的選擇 ................................................................................................. 3 顯示模塊的選擇 ................................................................................................. 5 傳感器的選擇 ................................................