【正文】 請(qǐng)求有效時(shí)，IE0 由硬件自動(dòng)置位；當(dāng) CPU 響應(yīng) INT0 上的中斷請(qǐng)求后進(jìn)入相應(yīng)中斷服務(wù)程序時(shí)，IE0被自動(dòng)復(fù)位。IT1 的功能和 IT0 相同，區(qū)別僅在于被設(shè)定的中斷觸發(fā)方式不是 INT0 而是 INT0，位地址為 8AH。各位含義如下：11 / 42（1）IT0 和 IT1：IT0 為 INT0 中斷觸發(fā)標(biāo)志位，位地址是 88H。8031 中斷標(biāo)志位集中安排在定時(shí)器控制寄存器 TCON 和串行口控制寄存器 SCON 中。因此，只要在串行口中斷服務(wù)程序中安排一段對(duì) SCON 中的 RI 和 TI 中斷標(biāo)志位狀態(tài)的判斷程序，便可區(qū)分串行口發(fā)生了接收中斷請(qǐng)求還是發(fā)送中斷請(qǐng)求。串行口中斷分為串行口發(fā)送中斷和串行口接受中斷兩種。定時(shí)器溢出中斷常用于需要進(jìn)行定時(shí)控制的場(chǎng)合。定時(shí)器 T0/T1 的定時(shí)時(shí)間可由用戶通過程序設(shè)定，以便CPU 在定時(shí)器溢出中斷服務(wù)程序內(nèi)進(jìn)行計(jì)時(shí)。8031 內(nèi)部有兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，由內(nèi)部定時(shí)脈沖（主脈沖經(jīng) 12 分頻后）或 T0/T1 引腳上輸入端外部定時(shí)脈沖計(jì)數(shù)。因此，8031 檢測(cè) INT0/INT1 上負(fù)邊沿中斷請(qǐng)求的時(shí)刻不一定恰好是其上中斷請(qǐng)求信號(hào)發(fā)生負(fù)跳變的時(shí)刻， 但兩者之間最多不會(huì)相差一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。8031 在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)對(duì)INT0/INT1 線上的中斷請(qǐng)求信號(hào)進(jìn)行一次檢測(cè)，檢測(cè)方式和中斷觸發(fā)方式的選取有關(guān)。 8031 有 INT0 和 INT1 兩條外部中斷請(qǐng)求輸入線，用于輸入兩個(gè)外部中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)，并允許外部中斷源以低電平或負(fù)邊沿兩種觸發(fā)方式輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。10 / 42（5）XTAL1 和 XTAL2:片內(nèi)震蕩電路輸入線，這兩個(gè)端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。（4）EA/VPP:允許訪問片外存儲(chǔ)器/編程電源線，可以控制 8031 使用片內(nèi)ROM 還是使用片外 ROM。 當(dāng)作為 ALE 使用時(shí)，為訪問外部程序存儲(chǔ)器的低 8 位地址封鎖信號(hào)，輸出正脈沖，利用其下降沿實(shí)現(xiàn)地址鎖存，以便空出 ~ 引線去傳送隨后而來的片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)。在執(zhí)行訪問片外 ROM 的指令 MOVC 時(shí)，8031自動(dòng)在 PSEN 上產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，用于為片外 ROM 的選通，其它情況下 PSEN 均為高電平封鎖狀態(tài)。當(dāng)作為 VPD 使用時(shí)，當(dāng)VCC 電壓降到允許限度以下時(shí)，后備電源從此引腳自動(dòng)加電，保證片內(nèi) RAM 中的信息不被丟失。（4）P3 口：這組引腳的第一功能和其余三個(gè)端口的第一功能相同，它的第二功能如下：9 / 42 圖 32 MCS—51 封 裝 和 引 腳 分 配 (RXD) 作為串行數(shù)據(jù)輸出口 (TXD) 作為數(shù)據(jù)發(fā)送口 (INT0) 作為外中斷 0 輸入 (INT0) 作為外中斷 1 輸入 (T0) 作為計(jì)數(shù)器 0 計(jì)數(shù)輸入 (T1) 作為計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)輸入 (WR) 作為外部 RAM 寫選通信號(hào) (RD) 作為外部 RAM 讀選通信號(hào)二、電源線（2 條）VCC 為主電源，接+5V 電源線；VSS 為接地線三、控制線（6 條）（1）RST/VPD：復(fù)位/備用電源線。（3）P2 口：P2 口這組引腳的第一功能和上述兩組引腳的第一功能相同，即它可以作為通用 I/O 口使用。另外， ，8031 在不帶外存儲(chǔ)器的情況下，可作 I/O 口使用，此時(shí)為準(zhǔn)雙向輸入/輸出口。其功能八位輸入輸出線可作為八位的地址線使用，也可作為八位數(shù)據(jù)總線使用。一、端口線（32 條）8051 共有四個(gè)并行 I/O 端口，每個(gè)端口都有 8 條端口線，用于傳送數(shù)據(jù)/地址。本系統(tǒng) 8051 單片機(jī)采用雙列直插式 40 引腳封裝結(jié)構(gòu)，其引腳功能共可分為端口線、電源線和控制線三類。本系統(tǒng)采用 8051 作為控制核心來檢測(cè)煤礦中CO瓦斯的濃度以及溫度，其中溫度傳感器采用了 AD590，瓦斯傳感器采用GJ(B)煤礦用低濃度瓦斯傳感器。光報(bào)警通常采用發(fā)光二極管和蜂鳴器實(shí)現(xiàn)。表 21 27 系列常用 EPROM 存儲(chǔ)器型號(hào) 容量/KB 讀出時(shí)間/ns 制造工藝 所用電源/V 管腳數(shù) 2732A 4 200~450 NMOS +5 24 2764 8 200~450 HMOS +5 28 27128 16 250~450 HMOS +5 28 27256 32 200~450 HMOS +5 28 27512 64 250~450 HMOS +5 28 27513 256 250~450 HMOS +5 28通過以上各種類型的比較，基于本設(shè)計(jì)程序量不大的特點(diǎn)，最終決定選用2764 作為本次設(shè)計(jì)的 ROM 存儲(chǔ)器。因此，EPRONM 在微型機(jī)中的應(yīng)用非常廣泛，尤其可以滿足試驗(yàn)和研究工作的需要。因此，本系統(tǒng)顯示采用動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示是單片機(jī)在任何時(shí)刻只顯示一位數(shù)字，多位數(shù)字輪流分時(shí)顯示，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，所以看起來就像所有數(shù)碼管全在顯示一樣。LED 顯示方式分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種，所謂靜態(tài)顯示，就是把多個(gè) LED 顯示器的每一段與一個(gè)獨(dú)立的并行口連接起來，而公共端則根據(jù)數(shù)碼管的種類連接到 VCC 或 GND 端，這種連接方式的每一個(gè)顯示器都要占用一個(gè)單獨(dú)的具有鎖存功能的 I/O 端口，用于筆劃段字形代碼，單7 / 42片機(jī)只需把要顯示的字形代碼發(fā)送到接口電路，就不用再管它了，直到要顯示新的數(shù)據(jù)時(shí)，再發(fā)送新的字形碼。在本設(shè)計(jì)中，我們選擇 ADC0809。該芯片內(nèi)部自帶采樣保持器（SHA） 、10 伏基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘源以及可和微處理器總線直接接口的暫存/三態(tài)輸出緩沖器。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。經(jīng)過對(duì)比，瓦斯傳感器 GJ(B)更適合本設(shè)計(jì)。該儀器測(cè)量范圍：0～%CH4，輸出信號(hào)：頻率：200～1000Hz ；電流：恒流 1～5 mA，供電電壓范圍：DC 9～24V，具有半自動(dòng)調(diào)零、調(diào)滿度，該儀器具有半自動(dòng)調(diào)零、調(diào)滿度、設(shè)置報(bào)警點(diǎn)和斷電點(diǎn)，所有功能均可通過紅外遙控實(shí)現(xiàn)，并且具有超限聲、光報(bào)警、超限斷電信號(hào)輸出功能。 適 用 于 工 業(yè) 現(xiàn) 場(chǎng)的 天 然 氣 、 液 化 氣 、 煤 氣 、 烷 類 等 可 燃 性 氣 體 及 汽 油 、 醇 、 酮 、 苯 等 有 機(jī)溶 劑 蒸 汽 的 濃 度 檢 測(cè) 。 由 檢 測(cè) 元 件 和補(bǔ) 償 元 件 配 對(duì) 組 成 電 橋 的 兩 個(gè) 臂 ， 遇 可 燃 性 氣 體 時(shí) 檢 測(cè) 元 件 電 阻 升 高 ， 橋 路輸 出 電 壓 變 化 ， 該 電 壓 變 量 隨 氣 體 濃 度 增 大 而 成 正 比 例 增 大 ， 補(bǔ) 償 元 件 起 參6 / 42比 及 溫 濕 度 補(bǔ) 償 作 用 。 工 作 電 流 110177。方 案 二 ：瓦 斯 傳 感 器 MJC4/（ MC112）瓦 斯 傳 感 器 MJC4/ 根 據(jù) 催 化 燃 燒 效 應(yīng) 的 原 理 工 作 。具有故障自檢功能，使用、維護(hù)方便。是有煤層及瓦斯爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中使用的低濃度甲烷氣體本質(zhì)安全型傳感器。此外 GMM220 可以有不同的安裝方式、供電方式和輸出方式。由于傳感器不受灰塵、水汽和大多數(shù)化學(xué)氣體的影響，GMM220 模件可廣泛用于環(huán)境惡劣、潮濕的地方。 方案三：GMM221/222 二氧化碳傳感器維薩拉公司生產(chǎn)的 GMM221/222 二氧化碳測(cè)量模件是專門用于如下場(chǎng)合的：溫室控制、孵化器(室)、發(fā)酵罐、安全報(bào)警以及相關(guān)系統(tǒng)。這樣大大簡(jiǎn)化了普通 CO2 傳感器的外圍電路，且提高了測(cè)量的精度。因而可以廣泛用于自動(dòng)通風(fēng)換氣系統(tǒng)或 CO2氣體長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)合。FIGARO（弗加羅）公司生產(chǎn)的 TGS4160 集成傳感器是一種固態(tài)電化學(xué)性CO2 傳感器。綜上所述,這里選擇 AD590 溫度傳感器檢測(cè)溫度。最大只能帶 50μA 的負(fù)載。方案三：采用邏輯輸出型溫度傳感器 LM56。適用于多點(diǎn)溫度測(cè)量和遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量的控制。其輸出電流信號(hào)傳輸距離可達(dá)到 1km 以上。重復(fù)性優(yōu)于 ℃。集成溫度傳感器有電壓輸出型和電流輸出型。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多，按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類。能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。 典 型 產(chǎn) 品 為 8051， 其 內(nèi) 部 資 源 分 配 和 性 能 如 下 ：8 位 CPU、 尋 址 能 力 達(dá) 264K； 4KB 的 ROM 和 128 字 節(jié) RAM； 4 個(gè) 8 位 I/O接 口 電 路 ； 一 個(gè) 串 行 全 雙 工 異 步 接 口 ； 5 個(gè) 中 斷 源 和 兩 個(gè) 中 斷 優(yōu) 先 級(jí) 。 8 位 單 片 機(jī) 的 生 產(chǎn) 廠 家 較多 ， 品 種 也 最 齊 全 。系統(tǒng)框圖如圖 21 所示。4 / 42第 2 章 方案論證 設(shè)計(jì)方案本論文用單片機(jī)，電子技術(shù)，傳感器，微機(jī)控制技術(shù)等知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的煤礦安全參數(shù)檢測(cè)裝置。此外，我國(guó)已基本建立了科技創(chuàng)新體系。先后牽頭承擔(dān)了國(guó)家“９７３”計(jì)劃項(xiàng)目“預(yù)防煤礦瓦斯動(dòng)力災(zāi)害的基礎(chǔ)研究” ；“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“煤礦瓦斯治理技術(shù)集成與示范”和“礦山重大瓦斯煤塵爆炸事故預(yù)防與監(jiān)控技術(shù)” ；國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“煤礦瓦斯、火災(zāi)與頂板重大災(zāi)害防治關(guān)鍵技術(shù)研究”等重大科研項(xiàng)目，并完成了中國(guó)工程院委托的重大咨詢項(xiàng)目“煤礦災(zāi)害防治的技術(shù)及對(duì)策研究” 。在地質(zhì)災(zāi)害防治、內(nèi)外因火災(zāi)的控制與預(yù)防、瓦斯煤塵爆炸與塵害防治、礦山防災(zāi)救災(zāi)、煤礦應(yīng)急救災(zāi)、礦山安全評(píng)價(jià)等方面，已形成了先進(jìn)的技術(shù)研發(fā)體系與成套裝備。有關(guān)業(yè)務(wù)部門監(jiān)督檢查不力。(7)礦務(wù)局安全管理松弛，監(jiān)督不力。3 / 42(6)企業(yè)對(duì)職工缺乏必要的培訓(xùn)和教育，職工安全意識(shí)淡薄、素質(zhì)低。(5)礦規(guī)章制度不健全、不落實(shí)。這里面也存在一些腐敗現(xiàn)象，有的地方干部參股分利，致使一些私營(yíng)和個(gè)體窯主忽視安全生產(chǎn)，甚至要錢不要命。國(guó)有大礦井田范圍內(nèi)關(guān)閉小井 1．36 萬處，還有1270 多處至今沒有采取關(guān)閉措施，直接威脅大礦的安全。(4)小煤礦的問題仍然制約著煤礦的安全生產(chǎn)。一些煤礦通風(fēng)系統(tǒng)及配套設(shè)施不完善，致使礦井通風(fēng)能力不足；有些高瓦斯礦井監(jiān)控系統(tǒng)不完善或沒有安裝監(jiān)控系統(tǒng)。(3)“一通三防”工作滑坡，安全欠賬多，礦井總體防災(zāi)能力下降。從發(fā)生特別重大事故的幾個(gè)煤礦來看，無論是現(xiàn)場(chǎng)管理，還是技術(shù)管理，有些措施制定后并沒有認(rèn)真抓落實(shí)。(2)煤礦安全管理薄弱，安全生產(chǎn)防范措施不落實(shí)。有些省區(qū)小煤礦死灰復(fù)燃，使近幾年來之不易的關(guān)井壓產(chǎn)成果遭到嚴(yán)重影響，而且放松安全管理工作，致使事故不斷發(fā)生，貴州、湖南等省的問題尤其突出。一些地區(qū)和煤炭企業(yè)的負(fù)責(zé)同志在貫徹落實(shí)江總書記和黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于安全生產(chǎn)的一系列重要指示上有差距，有些縣鄉(xiāng)領(lǐng)導(dǎo)安全第一的思想沒有真正樹立起來，安全生產(chǎn)責(zé)任制不落實(shí)。其中，國(guó)有重點(diǎn)煤礦生產(chǎn)煤炭 4．38億 t，事故死亡 551 人，百萬噸死亡率為 1．19；國(guó)有地方煤礦產(chǎn)煤 2．22 億t，事故死亡 1070 人，百萬噸死亡率為 4．82；鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)煤 5．95 億 t，事故死亡 4953 人，百萬噸死亡率為 8．32。其中，國(guó)有重點(diǎn)煤礦生產(chǎn)煤炭 4．81 億 t，事故死亡 488 人，百萬噸死亡率為1．01；國(guó)有地方煤礦產(chǎn)煤 1．87 億 t，事故死亡 843 人，百萬噸死亡率為4．50；鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦產(chǎn)煤 3．93 億 t，事故死亡 3611 人，百萬噸死亡率為 9．20。詳細(xì)情況見表 1－1。 煤礦事故統(tǒng)計(jì)據(jù)煤炭工業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中心的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在 1990～2022 年的 11 年間，全國(guó)煤礦共生產(chǎn)煤炭 126．83 億 t，共死亡 66196 人，平均百萬噸死亡率為 5．22。煤礦事故多、傷亡大，不僅給職工家屬帶來了極大痛苦，也會(huì)給國(guó)家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的政治影響。如國(guó)有重點(diǎn)煤礦百萬噸死亡率曾連續(xù)多年以平均每年近 20％的速度遞減，1994 年以后國(guó)有重點(diǎn)煤礦百萬噸死亡率降到 1．2 以下。二氧化碳窒息同缺氧窒息一樣，都是造成礦井人員傷亡的重要原因之一煤礦安全形勢(shì)嚴(yán)峻,大的事故頻繁出現(xiàn),給人民,由于生產(chǎn)環(huán)境的特殊性,條件多變性和不可知性,發(fā)生事故的機(jī)率較高,安全工作歷來成為全社會(huì),粗放式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的市場(chǎng)反應(yīng)。 礦井中二氧化碳的主要來源有：煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災(zāi)；瓦斯、煤塵爆炸等。二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風(fēng)不良處。當(dāng)瓦斯?jié)舛鹊陀?5％時(shí)，遇火不爆炸，但能在火焰外圍形成燃燒層，當(dāng)瓦斯?jié)舛葹?9．5％時(shí)，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應(yīng))；瓦斯?jié)舛仍?16％以上時(shí)，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會(huì)燃燒。瓦斯爆炸有一定的濃度范圍，我們把在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍稱為瓦斯爆炸界限。煤炭作為一種重要的能源，在煤炭開采中采取現(xiàn)代安全監(jiān)測(cè)措施在煤炭開采中勢(shì)在必行。俗稱煤炭。關(guān)鍵詞：煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)；二氧化碳濃度；溫度IV / 42AbstractThis design with a monolithic integrated circuits, the electronic sensor and microputer technology and control technology, knowledge an