【正文】 ，～1V的電壓信號；當接入4～20mA電流信號時，E接在C的位置上，即在250歐姆電阻上 產(chǎn)生1～5V的電壓信號；當接入0～1V或0～5V電壓信號時，E都接在B的位置上，在47千歐姆的電阻上仍然是0～1V或0～5V電壓信號。A/D單元組成框圖如圖33。使用模擬開關可以接收8路模擬信號。它所提供的復位信號為高電平，因而是應用于復位信號為高電平場合的單片機系統(tǒng)的理想芯片。把分壓接到未穩(wěn)壓的直流電源是為了更早地對電源故障告警。圖32 MAX813L的連接電路電源故障輸入PFI通過一個電阻分壓器監(jiān)測未穩(wěn)壓的直流電源。(8)腳輸出低電平，該低電平加到第(1)腳，使MAX813L產(chǎn)生復位輸出，使單片機有效復位，擺脫死循環(huán)的困境。第(7)腳接單片機的復位腳，第(6)。4），第(5)腳輸出一個低電平信號。（即第(6)步無脈沖輸入），則第(8)腳輸出一個低電平信號。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時，第(7)腳產(chǎn)生復位輸出，復位脈沖寬度的典型值為200ms，高電平有效。MAX813L有雙列直插和貼片兩種封裝形式，其雙列直插如圖41所示，引腳功能如下：第(1)腳為手動復位輸入，低電平有效；第(2)、(3)腳分別為電源和地；第(4)腳為電源故障輸入；第(5)腳為電源故障輸出；第(6)腳為看門狗輸入，第(7)腳為復位輸出，第(8)腳為看門狗輸出。 看門狗電路幾乎所有的單片機都需要復位電路，對復位電路的基本要求是：在單片機上電時能可靠復位，在下電時能防止程序亂飛導致EEPROM中的數(shù)據(jù)被修改；另外，單片機系統(tǒng)在工作時，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機現(xiàn)象導致單片機系統(tǒng)無法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了充分利用單片機本身的看門狗定時器（有些單片機無看門狗定時器）外，還需外加個看門狗電路；除此以外，有些單片機系統(tǒng)還要求在掉電瞬間單片機能將重要數(shù)據(jù)保存下來，因掉電的發(fā)生往往是很隨機的，因而此類單片機系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時能告知單片機。本系統(tǒng)采用一片AT89C52 單片機控制。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(IIL)。P3口輸出緩沖級可驅(qū)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(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，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)。 表21 引腳號功能特性T(定時/計數(shù)器2外部計數(shù)脈沖輸入)，時鐘輸出T2EC(定時/計數(shù)2捕獲/重裝載觸發(fā)和方向控制)與AT89C51不同之處是，()和輸入( /T2EX) ,參見表21。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。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(zhuǎn)換地址(低8位)和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向工I/0口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。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。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。EA/VPP：外部訪問允許。在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。RST：復位輸入。Vcc：電源電壓低功耗空閑和掉電模式AT89C52有雙列直插式封裝和方形封裝兩種形式。8個中斷源32個可編程I/O口線三級加密程序存儲器1000次擦寫周期與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器((PEROM)和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，與標準MCS51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器(CPU)和Flash存儲單元，功能強大AT89C52單片機適合于許多較為復雜控制應用場合。 圖22 系統(tǒng)總體軟件結構 AT89C52單片機基本知識ATMEL89系列單片機（簡稱89系列單片機）是ATMEL公司的8位FLASH單片機系列。 檢測系統(tǒng)軟件流程圖系統(tǒng)總體軟件結構如圖22所示。CAN總線和RS232總線把單片機根據(jù)主站命令采集的安全監(jiān)控監(jiān)測數(shù)據(jù)傳給上位機。單片機通過多路選擇器(8選1開關)定時巡檢8路信號，對得到的數(shù)字量進行判斷和運算，進而用得到的控制量，去自動控制繼電器的狀態(tài)，從而實現(xiàn)對井下設備的控制。AT89C52單片機74LS164液晶顯示74HC373RAM32KB分站通訊傳感器輸入電路AD轉(zhuǎn)換及光耦8路選擇器看門狗電路電源電路開關量輸出開關量輸入 圖21 監(jiān)控分站的原理圖在圖21中，輸入電路和A/D轉(zhuǎn)換電路負責對來自傳感器的8路頻率信號(200Hz~1000Hz)進行整形，從而得到波形、電平規(guī)范的方波信號。同時它也是傳輸系統(tǒng)的關鍵設施，各種數(shù)據(jù)都要通過它與地面中心站進行通訊。如果連接的節(jié)點總數(shù)大于110個，則也需加中繼器。整個監(jiān)控系統(tǒng)分三級結構：中心站—井下分站—傳感器。2 檢測系統(tǒng)設計及單片機介紹 檢測系統(tǒng)設計 整個煤礦安全檢測系統(tǒng)簡介整個煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設計由地面中心站、網(wǎng)關節(jié)點站、分支中繼器、井下監(jiān)控分站和各種傳感器，以及通信介質(zhì)六部分組成。 功能1）可以檢測低濃瓦斯、高濃瓦斯、一氧化碳、風速、溫度、壓力等環(huán)境參數(shù)，以及風門、風筒等開關參數(shù)，并能監(jiān)測煤倉煤位、水位、電壓、電流以及機電設備開/停等生產(chǎn)參數(shù)；2）每臺分站收中心站控制，執(zhí)行中心站的各種命令，并將分站的各種監(jiān)控參數(shù)和工作狀態(tài)傳送給中心站；3）適合礦井及地面工廠環(huán)境需要。中心站單片機1單片機2單片機x傳感器、變頻器、電源開關等現(xiàn)場設備圖11 監(jiān)控系統(tǒng)的總體框圖本文主要介紹煤礦安全監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)的設計思路，研究安全監(jiān)控分站的硬件和軟件結構，并簡單介紹頻率測量技術以及CAN總線通訊技術。同時它也是傳輸系統(tǒng)的關鍵設施，各種數(shù)據(jù)都要通過它與地面中心站進行通訊。豐富傳感器的種類，開發(fā)氧氣傳感器及生產(chǎn)監(jiān)控方面的各類保護性傳感器。小型礦井因測點較少，只布置分站和智能化傳感器就可以滿足需要。大型礦井可以配置主扇監(jiān)測、皮帶運輸、瓦斯抽放等子系統(tǒng)，并實現(xiàn)分站智能化、系統(tǒng)化。向小型化、多參數(shù)、多功能、智能化的方向發(fā)展。擴大數(shù)據(jù)存儲容量，設置外接計算機接口，開發(fā)相應的數(shù)據(jù)處理軟件。攜帶式儀器應提高集成度，采用表面安裝技術，實現(xiàn)開機自檢和運行中自檢功能。因此，必須繼續(xù)開發(fā)研制穩(wěn)定性好、壽命長的新型本質(zhì)安全型敏感元件。 問題及發(fā)展趨勢如前所述，測量瓦斯主要采用載體催化元件，它具有宜于將非電量轉(zhuǎn)化為電量、便于采用電子技術、靈敏度高、響應時間快、測量精度高、不受溫度和濕度影響等優(yōu)點。目前，我國已有數(shù)十家科研、制造單位生產(chǎn)礦井監(jiān)控系統(tǒng)、各種傳感器、瓦斯報警斷電儀、瓦斯遙測報警斷電儀、風電瓦斯閉鎖裝置等，這些裝置的推廣與應用，改善了煤礦安全技術裝備的面貌。隨著敏感元件制造水平的提高和電子技術的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的、微型計算機的廣泛應用，使監(jiān)控分站技術進入了新的發(fā)展階段。從建國初期到70年代，煤礦下井人員主要使用光學瓦斯檢定器、瓦斯檢定燈、檢知管、風表等攜帶式儀器檢測井下環(huán)境參數(shù)。電子技術的進步推動了瓦斯監(jiān)測裝置的進一步發(fā)展，首先是研制小型化個人攜帶式儀器，以后是礦井監(jiān)控系統(tǒng)，如70年代后期法國研制的CTT63/40礦井監(jiān)控系統(tǒng)、英國的MINOS系統(tǒng)、美國的SCADA系統(tǒng)等。1954年，英國采礦安全研究所（SMRE）制成了最早的載體催化元件。20世紀30年代，日本發(fā)明了光干涉瓦斯檢定器，一直沿用至今。 國內(nèi)外發(fā)展狀況井下安全檢測系統(tǒng)是礦井安全監(jiān)控技術的一部分，是隨著煤炭工業(yè)發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。 為了從根本上解決煤礦安全問題，需要依靠科技進步手段提高煤礦整體安全技術裝備與管理水平。煤礦安全監(jiān)控是綜合性技術，涉及到計算機、電子技術、通訊、物理、化學、電工