【正文】 確快速的方式營救出被困人員。同時在每個下井人員身上佩帶一個識別卡（電子標簽），當下井人員進入井下以后，只要通過或接近放置在門口或坑道內(nèi)的任何一個分站，該分站即會馬上感應到信號同時立即上傳到控制中心的計算機上，計算機馬上就可判斷出具體信息（如：是誰，在哪個位置，具體時間），同時把它顯示在控制中心的大屏幕或電腦顯示屏上并做好備份，管理者也可以根據(jù)大屏幕上或電腦上的分布示意圖點擊井下某一位置，計算機即會把這一區(qū)域的人員情況統(tǒng)計并顯示出來。緊急搜救與報警功能及系統(tǒng)管理功能等等。 人員管理功能：可以分別根據(jù)站點和工號查詢?nèi)藛T信息及其所處站點位置和來源站點位置，并且實現(xiàn)了對七天以內(nèi)的人員軌跡信息包括站點ID、站點位置和到達時間的查詢，以及查詢某工種在一天之內(nèi)未到達的區(qū)域。如下圖11所示：圖11 井下人員定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖整個系統(tǒng)最多可以有64個分站，每個分站最多可帶64個識別器，整個系統(tǒng)最多可以有250個識別器。上位機與轉(zhuǎn)換器之間采取串口通訊模式，識別器與識別卡之間采取無線通訊模式，其他各個模塊間采用CAN總線實現(xiàn)相互之間的通信。整個通信系統(tǒng)采用CAN總線來實現(xiàn)。整個系統(tǒng)由本礦控制中心、提升監(jiān)控、瓦斯抽放監(jiān)控、風機監(jiān)控、皮帶監(jiān)控、電力監(jiān)控、安全監(jiān)控、人員定位和視頻服務器等分站組成。 傳統(tǒng)礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)大多采用的是點對點的通信方式，兩端分別由一個光貓轉(zhuǎn)換器（RS485光纖和光纖－RS232）轉(zhuǎn)光纖進行通信。現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)在信息傳輸方面尚存許多無法克服的缺點，如無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng)，節(jié)點任務繁忙或出現(xiàn)故障可能引起系統(tǒng)癱瘓；無法構(gòu)成多主結(jié)構(gòu)，不能滿足監(jiān)控分站之問相互通信的要求；可靠性和實時性均無法滿足實時測控功能的要求，CAN總線是最早被ISO制定為國際標準的現(xiàn)場總線，克服了串行總線的缺點，具有傳輸可靠，實時性高；單條總線最多可接110個節(jié)點，并方便的擴充節(jié)點數(shù)；總線上各節(jié)點的地位平等，不分主從，突發(fā)數(shù)據(jù)‘實時傳輸；非破壞性總線仲裁技術，可多節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)，總線利用率高；等許多的優(yōu)點較好地滿足煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的要求。CAN中繼器的顯示和存儲設計畢業(yè)論文目錄第一章 緒論 3 概述 3 礦井安全系統(tǒng)說明及畢設課題的提出 4 系統(tǒng)簡介 4 定位系統(tǒng)主要特點 5 定位系統(tǒng)主要功能 5 定位系統(tǒng)各模塊實現(xiàn) 6 畢業(yè)設計課題的提出 7第二章 方案設計與論證 8 控制要求及解決方案選擇 8 系統(tǒng)總體方案設計 8第三章 系統(tǒng)硬件設計 9 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)設計 9 單元電路——CPU 最小系統(tǒng)設計 10 80C52單片機硬件結(jié)構(gòu) 10 最小應用系統(tǒng)設計 12 單元電路——LCD接口電路設計 13 單元電路——基于IIC擴展EEPROM電路設計 21第四章 系統(tǒng)軟件設計 30 顯示函數(shù) 30 字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù) 31 字節(jié)數(shù)據(jù)接收函數(shù) 33 向所有子地址器件發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù)（16位） 35 向所有子地址器件讀取1字節(jié)數(shù)據(jù)函數(shù) (16位) 37第五章 調(diào)測及運行情況介紹 39 調(diào)試步驟 39 調(diào)試結(jié)果 39第六章 結(jié)束語 40謝 辭 42參考文獻 42附錄（源程序和總電路圖） 43第一章 緒論 概述 。目前，、RS一485或基于上述的調(diào)解凋器傳輸方式等。隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)工作的日益重視，以及礦務局自身現(xiàn)代化管理的需求，礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)越來越體現(xiàn)出其重要性。煤炭企業(yè)的信息化分為安全生產(chǎn)信息化和管理信息化兩部分。因光纖通信成本高，而CAN總線通信技術日益成熟，本項目擬將光貓轉(zhuǎn)換器改制成RS232與CAN接口的轉(zhuǎn)換器。 礦井安全系統(tǒng)說明及畢設課題的提出 系統(tǒng)簡介礦井安全恒強井下人員定位系統(tǒng)系統(tǒng)包含5個大的工作模塊，具體為上位機（PC）、轉(zhuǎn)換器（實現(xiàn)CAN和RS232之間的轉(zhuǎn)換）、分站（實現(xiàn)CAN中繼功能）、識別器和識別卡。上位機和轉(zhuǎn)換器位于地面，分站、設別器、設別卡位于井下。 定位系統(tǒng)主要特點抗干擾能力極強，漏讀率低；每個分站都可獨立判斷人員進出方向；分站具有無線中繼的功能； 圖形化軟件，功能豐富；具有雙向呼叫功能；按最新安標標準認證；設備故障自檢；產(chǎn)品代理價格低廉，極具競爭力； 定位系統(tǒng)主要功能定位功能：實時跟蹤到特定人員的當前井下位置，能夠用不同標識、模擬圖形或顏色、數(shù)據(jù)，動態(tài)、實時顯示井下各類人員狀況和分布情況，并能動態(tài)顯示井下人員的當班活動模擬軌跡?？记诠δ埽簩θV個人、部門以及干部的考勤信息查詢、統(tǒng)計和顯示；還能夠?qū)崟r對煤礦人員入井時間、升井時間進行統(tǒng)計；能實時對各單位人員下井班數(shù)、班次、遲到、早退等情況進行監(jiān)測和分類統(tǒng)計。 定位系統(tǒng)各模塊實現(xiàn) 井下人員定位系統(tǒng)主要用于煤業(yè)、金屬礦業(yè)等井下和隧道作業(yè)場所。首先在井下的各個坑道和井下所有人員可能經(jīng)過的通道中安裝分站，具體數(shù)量和位置根據(jù)現(xiàn)場實際工況和要實現(xiàn)的功能要求而定，并且將它們通過網(wǎng)絡布線（CAN總線）和地面控制中心（控制機房）的計算機聯(lián)網(wǎng)。同時控制中心的計算機會根據(jù)一段時間的人員出入信息整理出這一時期的每個下井人員的各種出勤報表（如：出勤率、總出勤時間、遲到/早退記錄、未出勤時間等）。系統(tǒng)分站是采集信號的關鍵部分，形成系統(tǒng)后，它將不斷地通過發(fā)射天線用低頻頻率發(fā)出載波信號（尋找信號）。原本處于“休眠狀態(tài)”的芯片被激活并將含有自身種類識別碼標志（改名、年齡、所屬單位、工種、通過時間）的信息代碼調(diào)制到載波上經(jīng)卡內(nèi)天線發(fā)射出去。讀卡內(nèi)部集成了無線接收電路及發(fā)生基波信號的輸出電路。讀卡器采用微處理器控制，對收到的信號通過RS232轉(zhuǎn)換模塊實現(xiàn)與主控機之間的信息交流。 畢業(yè)設計課題的提出對于礦井安全系統(tǒng)，井下通信多采用CAN總線實現(xiàn)，為了提高通信距離，以及對片區(qū)通信終端的集中管理，系統(tǒng)設計有CAN通信中繼器，本課題實現(xiàn)顯示和存儲部分設計，具體包括中繼器的通信狀況、編號、下屬讀卡器數(shù)量等內(nèi)容的顯示，并對部分特殊數(shù)據(jù)進行保存（掉電不丟失）。具體包括LCD選擇以及LCD接口電路設計、基于IIC擴展EEPROM、并編寫LCD顯示軟件以及EEPROM數(shù)據(jù)讀取軟件。所涉及到的專業(yè)知識主要包括單片機原理及應用、C程序設計、電路分析、電子技術等，都是大學期間曾經(jīng)接觸過的內(nèi)容，所涉及到的應用軟件包括Keil C5protel等，通過努力確信能夠順利完成畢業(yè)設計工作。解決思路——選擇LCD器件時，直接選擇LCD模塊，而非LCD顯示屏。 系統(tǒng)總體方案設計CAN中繼器本設計實現(xiàn)目標是識別CAN接口之間的通信數(shù)據(jù)，并將特殊數(shù)據(jù)進行存儲和LCD顯示。系統(tǒng)由單片機89C5LCD1286EEPROM AT24C64及其控制電路組成。CAN中繼器CPU中內(nèi)部緩存容量有限（89C52內(nèi)部RAM容量為256個字節(jié)），所以在進行軟件設計時要求做到存儲轉(zhuǎn)發(fā)的時間盡量短。為了節(jié)省內(nèi)存和實行有效管理，CPU采用了FIFO機制來管理內(nèi)部RAM，這一點在后面的程序設計中將進行詳細介紹。系統(tǒng)由單片機89C5CAN控制器SJA100、CAN收發(fā)器89C250及其控制電路組成。二是系統(tǒng)配置，既按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，如鍵盤顯示器﹑打印機﹑A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換器等，要設計合適的接口電路。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。（2）數(shù)據(jù)存儲器片內(nèi)為256個字節(jié)，片外最多可外擴至128k字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。（4） 中斷系統(tǒng)具有5個中斷源，2級中斷優(yōu)先權(quán)。（6）串行口1個全雙工的串行口，具有四種工作方式。（7） P1口、P2口、P3口、P4口為4個并行8位I/O口。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM區(qū)。特別值得一提的是該單片機CPU中的位處理器，它實際上是一個完整的1位微計算機，這個一位微計算機有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。MCS51單片機中8位機和1位機的硬件資源復合在一起，二者相輔相承，它是單片機技術上的一個突破，這也是MCS51單片機在設計的精美之處。由于集成度的限制，最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。(2) 內(nèi)部存儲器容量有限。圖31 CPU最小系統(tǒng)電路圖 單元電路——LCD接口電路設計本系統(tǒng)是由LCD顯示CAN中繼器的通信顯示，因此，LCD的設計就顯得極為重要。帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。*注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復位電路，因此在不需要經(jīng)常復位的場合可將該端懸空。管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC+5V電源正3V0對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7——DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7——DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7——DB0R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC空腳17/RESETH/L復位端，低電平有效（見注釋2）18VOUTLCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見注釋3）20KVSS背光源負端（見注釋3）*注釋1：如在實際應用中僅使用并口通訊模式，可將PSB接固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。模塊主要硬件構(gòu)成說明 控制器接口信號說明：RS，R/W的配合選擇決定控制界面的4種模式：RSR/W功能說明LLMPU寫指令到指令暫存器（IR）LH讀出忙標志（BF）及地址記數(shù)器（AC）的狀態(tài)HLMPU寫入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器（DR）HHMPU從數(shù)據(jù)暫存器（DR）中讀出數(shù)據(jù)E信號E狀態(tài)執(zhí)行動作結(jié)果高——低I/O緩沖——DR配合/W進行寫數(shù)據(jù)或指令高DR——I/O緩沖配合R進行讀數(shù)據(jù)或指令低/低——高無動作● 忙標志:BF字型產(chǎn)生ROM（CGROM）提供8192個此觸發(fā)器是用于模塊屏幕顯示開和關的控制?！瘛?字型產(chǎn)生RAM(CGRAM)字型產(chǎn)生RAM提供圖象定義(造字)功能, 可以提供四組1616點的自定義圖象空間，使用者可以將內(nèi)部字型沒有提供的圖象字型自行定義到CGRAM中，便可和CGROM中的定義一樣地通過DDRAM顯示在屏幕中?！?1 、使用前的準備 先給模塊加上工作電壓，再按照下圖的連接方法調(diào)節(jié)LCD的對比度，使其顯示出黑色的底影。 字符顯示 帶中文字庫的128X640402B每屏可顯示4行8列共32個1616點陣的漢字，每個顯示RAM可顯示1個中 文字符或2個168點陣全高ASCII碼字符，即每屏最多可實現(xiàn)32個中文字符或64個ASCII碼字符的顯示。字符顯示是通過將字符顯示編碼寫入該字符顯示RAM實現(xiàn)的。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：0000～0006H（其代碼分別是0000、0000000006共4個）顯示自定義字型，02H～7FH顯示半寬ASCII碼字符，A1A0H～F7FFH顯示8192種GB2312中文字庫字形。字符顯示的RAM的地址與32個字符顯示區(qū)域有著一一對應的關系，其對應關系如下表所示。GDRAM的坐標地址與資料排列順序如下圖：應用說明用帶中文字庫的128X64顯示模塊時應注意以下幾點：①欲在某一個位置顯示中文字符時，應先設定顯示字符位置，即先設定顯示地址，再寫入中文字符編碼。不過在顯示連續(xù)字符時，只須設定一次顯示地址，由模塊自動對地址加1指向下一個字符位置，否則，顯示的字符中將會有一個空ASCII字符位置。④模塊在接收指令前，向處理器必須先確認模塊內(nèi)部處于非忙狀態(tài)，即讀取BF標志時BF需為“0”，方可接受新的指令。指令執(zhí)行的時間請參考指令表中的指令執(zhí)行時間說明。當變更“RE”后，以后的指令集將維持在最后的狀態(tài)，除非再次變更“RE”位，否則使用相同指令集時，無需每次均重設“RE”位。CAT24WC01/02/04/08/16 是一個 1K/2K/4K/8K/16K 位串行 CMOS E2PROM 內(nèi)部含有128/256/512/1024/2048 個 8 位字節(jié) CATALYST 公司的先進 CMOS 技術實質(zhì)上減少了器件的功耗CAT24WC01 有一個 8 字節(jié)頁寫緩沖器 CAT24WC02/04/08/16 有一個 16 字節(jié)頁寫緩沖器 該器件通I2C 總線接口進行操作 有一個專門的寫保護功能 管腳配置 圖33 管腳