【正文】 部程序存儲(chǔ)器。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。P4口：8位可編程的I/O口P5口：8位輸入出口：ADC0ADC7可選功能AD的8位輸入口路輸入通道RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門 電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第 一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。低功耗的閑置和掉電模式5個(gè)中斷源32可編程I/O線三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 主要特性空閑模式 下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件 復(fù)位。256字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），5個(gè)外部雙向8位輸入/輸出（I/O）口，4個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè) 全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。這是啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換的指令與上述類似，只不過A的內(nèi)容不能為任意數(shù)，而必須和所選輸入通道號(hào)IN0～I(xiàn)N7相一致。所用的指令為MOVX 讀指令，仍以圖917所示為例，則有MOV DPTR , FE00HMOVX A , DPTR該指令在送出有效口地址的同時(shí)，發(fā)出有效信號(hào)，使0809的輸出允許信號(hào)OE有效，從而打開三態(tài)門輸出，是轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入A累加器中。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)，OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。（3）中斷方式把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)（EOC）作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。（2）查詢方式A/D轉(zhuǎn)換芯片由表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809的EOC端。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6MHz的MCS51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期。為此可采用下述三種方式。1 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送 A/D轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。在此之前。 ADC0809的部分信號(hào)連接 WRALE地址所存START寄存器清“0”A/D啟動(dòng) 信號(hào)的時(shí)間配合從圖中可以看到，把ALE信號(hào)與START信號(hào)接在一起了，這樣連接使得在信號(hào)的前沿寫入（鎖存）通道地址，緊接著在其后沿就啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。一是8路模擬信號(hào)通道的選擇，二是A/D轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 Vref——參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。D0為最低位，D7為最高 OE——輸出允許信號(hào)。D7～D0——數(shù)據(jù)輸出線。EOC=0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換；EOC=1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)由外界提供，因此有時(shí)鐘信號(hào)引腳。其地址狀態(tài)與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系見表91。本信號(hào)有時(shí)簡(jiǎn)寫為ST.A、B、C——地址線。START——轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。對(duì)ADC0809主要信號(hào)引腳的功能說明如下：IN7～I(xiàn)N0——模擬量輸入通道ALE——地址鎖存允許信號(hào)。 《ADC0809引腳圖》. ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖下圖所示： 《ADC0809內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)》圖中多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這是一種經(jīng)濟(jì)的多路數(shù)據(jù)采集方法。配接設(shè)備：本公司生產(chǎn)的KJF33通用監(jiān)控分站防爆型式：礦用本質(zhì)安全型，防爆標(biāo)志：ExibI 防爆合格證號(hào)：1034356 ，安全標(biāo)志證號(hào)：20033034傳感器到分站的距離不大于2000米。關(guān)聯(lián)設(shè)備:本公司生產(chǎn)的DJ4G2000固定式甲烷斷電儀防爆型式：礦用隔爆兼本質(zhì)安全型防爆標(biāo)志：Exd[ib]I，傳感器到斷電儀的距離不大于2000米。輸出信號(hào): 兩路 200Hz～1000Hz頻率輸出。10% 溫度：基本誤差：177。%真值(相對(duì)誤差)元件檢測(cè)反應(yīng)速度：≤20s調(diào)校周期：≤1個(gè)月使用壽命：≥信號(hào)帶負(fù)載能力：0～400Ω報(bào)警方式：二級(jí)間歇式聲光報(bào)警，≥85dB(聲強(qiáng))，能見度＞20m(光強(qiáng))報(bào)警點(diǎn)范圍：～％連續(xù)可調(diào)采樣方式：限制擴(kuò)散式整機(jī)工作電壓：9～24V DC傳輸距離：3km(供電18V )輸出信號(hào)：200～1000Hz、1～5mA DC防爆型式：ExibdⅠ礦用本安兼隔爆型 高濃度瓦斯傳感器(國(guó)產(chǎn)) 型號(hào):ZR14GJW4/100基本參數(shù)如下：工作環(huán)境條件:溫度: 0℃～40℃相對(duì)濕度: ≤98%大氣壓力: 86kPa～116kPa風(fēng)速: 0m/s～8m/s高濃：0%CH4～100%CH4溫度：0℃～40℃測(cè)量范圍（%CH4）高濃：基本誤差：（%CH4）≤177。%CH4～%CH4 ≤177。 主要技術(shù)指標(biāo)：測(cè)量范圍：0～%CH4(0～%CH4)測(cè)量精度：～%CH4 ≤177。具有性能穩(wěn)定、測(cè)量精確、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、易使用易維護(hù)等特點(diǎn)，增加了遙控調(diào)校、斷電控制、故障自校自檢等新功能，大大節(jié)約了使用與維護(hù)費(fèi)用。它可以連續(xù)自動(dòng)地將井下瓦斯?jié)舛绒D(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸送給關(guān)聯(lián)設(shè)備，并具有就地顯示瓦斯?jié)舛戎?，超限聲光?bào)警等功能。又脈沖電流平均值為，與占空比成線性關(guān)系，故脈沖電流的平均值可以線性地反映瓦斯體積分?jǐn)?shù)，即瓦斯?jié)舛?。由式?3）知，瓦斯體積分?jǐn)?shù)為 與電流平方成線性關(guān)系，脈沖電流有效值為 式中T為脈沖電流周期，為脈沖電流幅值。因此，在設(shè)計(jì)檢測(cè)電路時(shí)，為使電流大小能反映瓦斯體積分?jǐn)?shù)，不能采用一般的可控直流電源，而需采用寬度可調(diào)的脈沖電流源，即脈沖電流的幅值恒定，但其寬度可由反饋信號(hào)調(diào)節(jié)。在變流瓦斯檢測(cè)中，工作電流隨著瓦斯?jié)舛仍黾佣鴾p小，元件處于恒溫狀態(tài)，載體催化元件工作溫度和阻值保持不變。方程式左邊是單位時(shí)間內(nèi)工作電流所產(chǎn)生的熱量和瓦斯氣體在載體催化傳感元件表面發(fā)生氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量之和，后者與瓦斯體積分?jǐn)?shù)成正比；方程式右邊是催化傳感元件在單位時(shí)間內(nèi)熱傳導(dǎo)和熱輻射損失的熱量之和，其中傳導(dǎo)熱是催化傳感元件通過導(dǎo)線和空氣傳遞的熱量之和，由于催化傳感元件工作在一個(gè)半封閉的氣罩內(nèi)，其同空氣的對(duì)流散熱很小，可忽略不計(jì)。它的基本原理是：在瓦斯?jié)舛壬邥r(shí)，通過閉環(huán)反饋電路，使工作電流相應(yīng)減少，以保持催化元件的溫度不變，利用電流的減少量和瓦斯含量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)瓦斯含量的檢測(cè)。測(cè)量橋路是恒溫的，無論檢測(cè)多高濃度的瓦斯，檢測(cè)元件的溫度都不變，所以它能夠抗高濃沖擊，能夠擁有更長(zhǎng)的壽命和極好的穩(wěn)定性。本研究所研制的脈沖供電檢測(cè)橋路與傳統(tǒng)的測(cè)量機(jī)理截然不同，檢測(cè)元件工作于間歇脈沖供電狀態(tài)，不隨CH4溫度變化，反饋環(huán)路中的脈沖頻率與CH4濃度呈正比關(guān)系。測(cè)量元件的溫度是以微小的鋸齒波形狀的軌跡在恒溫區(qū)波動(dòng)[26]，如圖6所示：圖6 傳統(tǒng)的檢測(cè)橋路與恒溫橋路的濃度溫度特性曲線Fig6 contrasting curve between two methods這個(gè)波動(dòng)的溫差很小，只有零點(diǎn)幾度的差別，基本上可以認(rèn)為參比元件和測(cè)量元件的溫度是相等的。實(shí)現(xiàn)方法是通過一個(gè)硬件電路構(gòu)成的閉環(huán)反饋系統(tǒng)，強(qiáng)迫檢測(cè)元件與參比元件保持在平衡狀態(tài)，使測(cè)量元件工作在恒溫狀態(tài)下。4)揚(yáng)聲器不響：①．查供電電源電壓及檢測(cè)三極管VT揚(yáng)聲器是否損壞；②．測(cè)量IC4第5腳的控制信號(hào)電壓，不正常查IC3第3腳信號(hào)及R4，也可通過示波器測(cè)量輸出波形判斷故障部位。 在外圍元件檢查無誤后，可采用代換法判斷l(xiāng)Cl是否損壞；⑧．用上述方法，查找ICIC3及其外圍元器件。1)發(fā)光二極管不亮：①，用萬用表測(cè)12V供電電源是否正常；②，用數(shù)字萬用表檢測(cè)電阻R發(fā)光二極管VDl、三極管VT2是否損壞；③．測(cè)lCl所構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，若ICl的③腳始終輸出低電平，VT2將一直處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管不亮，可采用代換法判斷555集成電路的好壞。常見故障現(xiàn)象與查找方法 ：在C2充電期間，即報(bào)警定時(shí)結(jié)束之前，應(yīng)使555③腳通過R5和D1將輸出高電平反饋到觸發(fā)端②腳，以免后繼脈沖或其他干擾影響定時(shí)精度。報(bào)警時(shí)間長(zhǎng)短取決于電容器C2的充電時(shí)間常數(shù)td=。555 3腳輸出低電平。圖中S為話筒，它將腳步聲或其他聲響轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，且放大后加至555時(shí)基電路的觸發(fā)端②腳。這時(shí)若報(bào)警器受到振動(dòng)，就會(huì)使水銀開關(guān)中的水銀一起振動(dòng)，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，555電路的2腳便輸入一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)低電平信號(hào)使得單穩(wěn)電路輸出狀態(tài)改變，輸出端變?yōu)楦唠娖剑瑘?bào)警電路工作，另一方面通過7腳將充于電容C1上的電荷放完，這時(shí)就算水銀開關(guān)再次斷開，由于C1兩電壓低于2/3Vcc，電路也將保持輸出高電平，使報(bào)警電路工作，若一直有振通信號(hào)使水銀開關(guān)接通，系統(tǒng)將一直報(bào)警，若報(bào)警后報(bào)警器不再振動(dòng)，則當(dāng)C1上的電充到大于2/3Vcc時(shí)，報(bào)警將自動(dòng)停止，因此每次報(bào)警的自動(dòng)關(guān)斷時(shí)間為R2和C1的充電常數(shù)值。此時(shí)若水銀開關(guān)斷開，電源經(jīng)R2向C1充電，當(dāng)C1兩端的電壓充到高于2/3Vcc時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出端變?yōu)榈碗娖捷敵?，?bào)警電路失電停止工作。電路如圖11所示：圖11 脈沖穩(wěn)壓電路Fig11 range of pulse stabilitating circuitTL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源, 它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（）到36V的任何值，工作電流范圍為1mA～100mA，K、A腳兩端輸出電壓為： 改變Rp2的阻值，就可以改變輸出基準(zhǔn)電壓大小，這里通過調(diào)節(jié)Rp2使輸出的脈沖電壓的幅值穩(wěn)定在3V。圖10中CC5均為去耦電容，用于濾去比較器輸出產(chǎn)生變化時(shí)電源電壓的波動(dòng)，R8是輸出高電平時(shí)的上拉電阻。比較器采用單電源供電，引腳8接邏輯電平，其取值決定于負(fù)載所需高電平，這里接+5V。因此可用電壓比較器來產(chǎn)生脈沖方波電壓信號(hào)。圖中在555的電壓控制端5腳外接了一個(gè)可調(diào)的控制電壓，用以改變555內(nèi)部比較器的基準(zhǔn)電壓值，即比較電平，由此可改變鋸齒波的振幅，這里通過調(diào)節(jié)Rp1使輸出鋸齒波的最大值為4V。圖9為NE555和R2，R3，C1組成的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器： 圖9 鋸齒波發(fā)生電路振蕩器的輸出頻率為： 由此可算得輸出頻率為1kHz，C2起正反饋?zhàn)饔?，即在Q1射級(jí)跟隨器輸出鋸齒波的同時(shí)，正反饋至R2的上端，故在C1充電期間，R2上的壓降保持不變，即C1的充電速率不變，因而極大地保證了鋸齒波的線性。 鋸齒波發(fā)生電路555定時(shí)器是一種應(yīng)用極為廣泛的中規(guī)模集成電路。在檢測(cè)瓦斯時(shí)需要將催化元件加熱到500℃左右，給黑白元件提供3V的恒定電壓，發(fā)生催化燃燒時(shí)，假設(shè)溫度上升10℃，這時(shí)候黑元件阻值變?yōu)?0Ω左右，電流大概是150mA。在圖8中有 則 適當(dāng)選取電阻值，使m=1，n=2，這樣便可獲得瓦斯在黑元件上燃燒產(chǎn)生的電壓。 恒溫控制信號(hào)取樣電路圖8為恒溫控制信號(hào)取樣電路：這里沒有采用傳統(tǒng)的惠斯通電橋來獲取瓦斯圖8 恒溫控制信號(hào)取樣電路與催化元件反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的不平衡電壓，而是用運(yùn)放集成塊組成運(yùn)算電路，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，這樣做的好處是抑制共模信號(hào)的能力增強(qiáng)了，同時(shí)由于黑元件上催化燃燒產(chǎn)生的電壓只有毫伏級(jí)，不能直接與鋸齒波信號(hào)進(jìn)行比較，在Uo1的后面加入了同相比例運(yùn)算電路，對(duì)前面輸出的電壓進(jìn)行放大，以使其能與鋸齒波電壓進(jìn)行比較從而輸出所需的脈沖電壓。為保證有足夠的電流通過載體催化元件，設(shè)置了由三極管組成的脈沖電流放大環(huán)節(jié)。圖7 變流檢測(cè)電路A部分為電橋不平衡信號(hào)取樣電路，用此信號(hào)去調(diào)節(jié)C部分電壓比較器輸出的脈沖電壓寬度；B部分為鋸齒波發(fā)生電路，由555構(gòu)成的時(shí)基電路工作在自激狀態(tài)，振蕩頻率為1kHz，即周期為T=1ms，輸出的鋸齒波電壓送到電壓比較器的正端；C部分電壓比較器的負(fù)端接受來自A部分的輸出電壓Uo2，當(dāng)鋸齒波電壓超過控制電壓Uo2時(shí)，比較器輸出電壓為高電平，鋸齒波回掃時(shí)，當(dāng)其電壓值低于Uo2時(shí)，比較器輸出為低電平，這樣將形成一個(gè)矩形脈沖電壓。該系統(tǒng)可有效的降低瓦斯事故發(fā)生率，結(jié)構(gòu)靈活，擴(kuò)展性強(qiáng)，具有較高的性價(jià)比，AT87C551的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電子硬件設(shè)計(jì)的“軟件化”，大大的提高了系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，非常實(shí)用于各種大小煤礦井下瓦斯的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，性能優(yōu)良，經(jīng)久耐用，可靠性高。該傳感器可以有效的監(jiān)測(cè)井下低濃及高濃瓦斯，試用范圍非常廣泛