【正文】 輸入。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。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4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年圖21 AT89C51管腳圖1)主要特性：由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：增加存儲(chǔ)器的容量，片內(nèi)EPROM開始EEPROM化，存儲(chǔ)器編程保密化，片內(nèi)I/O 多功能化及低功耗CMOS化。⑥ 數(shù)據(jù)處理方面：圖形終端、彩色黑白復(fù)印機(jī)、溫氏硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶機(jī)、打印機(jī)。④ 電訊方面：調(diào)制解調(diào)器、智能線路運(yùn)行控制。② 儀器儀表方面：智能儀器、醫(yī)療器械、色譜儀、示波器。由于單片機(jī)超小型化，結(jié)構(gòu)緊湊，可能性高，價(jià)格低廉，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中得到廣泛應(yīng)用。Intel公司在原MCS48基礎(chǔ)上，于1980年推出了高性能的MCS51系列（包括8031/8051/8751）。Motorola公司在1978年下半年宣布了與6800微處理機(jī)兼容的6801單片機(jī)。有些單片機(jī)有8位CPU，若干個(gè)并行I/O ，8位定時(shí)器/計(jì)算器，容量有限的PAM和ROM，以及簡(jiǎn)單中斷處理功能。GI(Gentra Instrument Crop)公司在1977年10月宣布了PIC1650單片機(jī)系列。1974年12月仙童（Fairchild）公司推出8位單片機(jī)F8（需另加一塊3851芯片），其后Mostek公司和仙童公司一起推出了F8兼容的3870單片機(jī)系列。第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片,它是把組成微型計(jì)算機(jī)的各部件:中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、定時(shí)器/計(jì)算器等，制作在一塊集成電路芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。瓦斯?jié)舛蕊@示部分采用四位的LED數(shù)碼管顯示，在這里我們采用動(dòng)態(tài)掃描方法來顯示各種參數(shù)。由于該傳感器的輸出信號(hào)為模擬電壓信號(hào)，要想將采集到的數(shù)據(jù)送至單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理則需要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，所以在這里我們還要選用ICL7109芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理。在這里我們選用ATMEL公司生產(chǎn)的8位單片機(jī)AT89C51。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖此次設(shè)計(jì)的煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)報(bào)警器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下所示：主要由氣體傳感器MQKT、A/D轉(zhuǎn)換器ICL710單片機(jī)AT89C5LED顯示電路、鍵盤控制電路、聲光報(bào)警裝置和附件電路組成。若實(shí)際瓦斯?jié)舛瘸蓿舛瘸揞A(yù)警值可鍵盤控制輸入）則在單片機(jī)的控制下進(jìn)行聲光報(bào)警。然后再將電壓信號(hào)輸入到ICL7109進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換變換成數(shù)字信號(hào)，并在51單片機(jī)的控制下將其輸入，然后在內(nèi)部軟件編程下進(jìn)行數(shù)值變換處理。因此此次設(shè)計(jì)整體上是基于AT89C51單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)煤礦瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)報(bào)警。第一章 總體方案設(shè)計(jì)隨著超大規(guī)模數(shù)字集成電路、單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，利用單片機(jī)及其它外圍芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的監(jiān)測(cè)成為一種可能，并且成為一種發(fā)展趨勢(shì)。所有這些成就，表明我國(guó)的安全監(jiān)測(cè)儀器的研制和裝備進(jìn)入了新的水平。解放后，黨和政府對(duì)安全工作極為重視，煤礦安全狀況及勞動(dòng)條件得到了很大的改善，通風(fēng)安全儀器從無到有地發(fā)展起來在儀器的研究、生產(chǎn)制造方面，多年來投入了很大的力量，形成了以撫順、重慶、西安、常州、上海等地為中心的安全儀器生產(chǎn)基地，除生產(chǎn)大量的通風(fēng)安全儀器和救護(hù)設(shè)備外，從1980年起，先后從波蘭、英國(guó)、美國(guó)和西德等地引進(jìn)了多種形式的煤礦安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，在引進(jìn)消化的基礎(chǔ)上，我國(guó)也研制了一批安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如常州煤研所的KJl型，北京長(zhǎng)城科學(xué)儀器廠的KJ4型，重慶煤礦安全儀器廠的TF200型和AWJ80型，西安儀表廠的MJC100型，撫順煤礦安全儀器廠的AU1型，總參6904廠的WDJ1型和鎮(zhèn)江煤礦專用設(shè)備廠的A1型等安全監(jiān)控系統(tǒng)來裝備礦井。而且操作簡(jiǎn)單，維修量小，體積小。譬如當(dāng)井下某測(cè)點(diǎn)的瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)，能發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，切斷該測(cè)點(diǎn)附近的電源。如英國(guó)DYNSLINKMINOS系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)容量為986個(gè)模擬量，896個(gè)開關(guān)量，傳輸距離為13 1n。特別是隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，除能檢測(cè)高低濃度瓦斯外，還可測(cè)一氧化碳、氧、氫的濃度，氣溫，風(fēng)速等等。與此同時(shí)，隨著儀表工業(yè)及電子技術(shù)的發(fā)展，礦井通風(fēng)安全儀器也得到了不斷的發(fā)展。1897年瑞典制成第一臺(tái)容積壓力式瓦斯?jié)舛葴y(cè)量?jī)x。 最初，人們?yōu)榱朔乐咕驴諝庵谢煊幸谎趸荚斐芍卸臼鹿?，曾使用過金絲雀一類的小動(dòng)物來進(jìn)行檢測(cè)。為了防止事故發(fā)生，保障礦工的健康和安全，促進(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)對(duì)井下的氣象進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)可能造成災(zāi)害事故的各種有害氣體及礦塵進(jìn)行及時(shí)而準(zhǔn)確的檢測(cè)和嚴(yán)格控制，一旦發(fā)生災(zāi)變，必須及時(shí)救護(hù)遇難人員和處理事故。在這里，瓦斯，沼氣和瓦斯是同義詞。瓦斯?jié)舛葯z測(cè)儀器就是用來監(jiān)視礦井沼氣動(dòng)態(tài)的有效工具。 綜上所述，開發(fā)研制適用于中小型煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)迫在眉睫，而根據(jù)我國(guó)煤礦生產(chǎn)和管理模式，依照我國(guó)的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)的先進(jìn)性、產(chǎn)品的可靠性和實(shí)用性則是本項(xiàng)目的關(guān)鍵所在。必須依賴專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，對(duì)人員技術(shù)，素質(zhì)有較高的要求。系統(tǒng)安裝、維護(hù)復(fù)雜，操作不便，人機(jī)界面較差 造價(jià)高，系統(tǒng)最基本的配置過于龐大，運(yùn)行費(fèi)用大 煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，是目前為止實(shí)際通風(fēng)瓦斯管理工作中最重要和最有效的自動(dòng)化手段，已經(jīng)裝備監(jiān)控系統(tǒng)的煤礦的瓦斯事故發(fā)生率大為下降，實(shí)踐證明，煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)保障煤礦安全生產(chǎn)，提高煤礦生產(chǎn)率，提高煤礦自動(dòng)化程度以及促進(jìn)煤礦管理現(xiàn)代化水平，都有著舉足輕重的作用。目錄緒 論 2 2 3第一章 總體方案設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 5 工作原理 6第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 7 7 單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 單片機(jī)AT89C51 8 11 12 12 13 14 A/D轉(zhuǎn)換電路 17 A/D轉(zhuǎn)換器的選型 17 A/D轉(zhuǎn)換部分電路 18 20 顯示器的選擇 22 數(shù)據(jù)顯示電路 22 23 24 25第三章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 26 主程序 27 子程序設(shè)計(jì) 27 28 聲光報(bào)警子程序 28 附 錄 30參考文獻(xiàn) 35緒 論 從我國(guó)煤炭生產(chǎn)的現(xiàn)狀及我國(guó)能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略規(guī)劃均可看出，在本世紀(jì)中葉以前，煤炭仍是支持我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，煤炭生產(chǎn)，作為我國(guó)能源工業(yè)的支柱，其地位將是長(zhǎng)期的，穩(wěn)定的，但是煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)狀況卻不容樂觀，中小型煤礦的情況尤為嚴(yán)重，已經(jīng)直接威脅到整個(gè)煤炭工業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命造成了很大的損失，作為“萬惡之首”的瓦斯爆炸事故更是重大事故發(fā)生率之首。在去年，又接連發(fā)生了多起瓦斯爆炸事故，事故的結(jié)果觸目驚心，因此通過強(qiáng)化瓦斯管理，提高通風(fēng)、瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控水平，已經(jīng)成為中小型煤礦瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控的最迫切的任務(wù)之一。 煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)雖在國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)和應(yīng)用，但還沒有一種真正適合于中小型煤礦使用的產(chǎn)品，我國(guó)從八十年代初期開始引進(jìn)煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)，歷經(jīng)了直接引進(jìn)、消化吸收、仿制配套、自主開發(fā)的過程，但迄今為止的產(chǎn)品大多都是面對(duì)大型礦井設(shè)計(jì)的，而且自身尚有一些有待解決的問題，如: 傳感器測(cè)量穩(wěn)定性差，調(diào)校頻繁，壽命短 系統(tǒng)設(shè)備可靠性差 國(guó)外的監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)理論上講高于國(guó)內(nèi)發(fā)展水平，但應(yīng)用于國(guó)內(nèi)煤礦尚有一定的局限性，如煤礦管理模式生產(chǎn)方式的不同，價(jià)格過高不適于國(guó)內(nèi)煤礦現(xiàn)有條件，除在傳感器技術(shù)方面可供借鑒外，其它僅具一定的參考價(jià)值。 沼氣(瓦斯CH4的俗稱)礦井在我國(guó)煤礦生產(chǎn)礦井中所占比重很大，隨著礦井開采強(qiáng)度和深度的增加，沼氣涌出量也在不斷增加，沼氣積聚可能引起沼氣事故，及時(shí)掌握煤礦井下沼氣動(dòng)態(tài)是一件十分重要的工作。鑒于沼氣在礦井中存在的普遍性及其可能造成災(zāi)害的嚴(yán)重性，瓦斯?jié)舛葯z測(cè)儀器在煤礦是數(shù)量最多，使用最普遍的安全檢測(cè)儀器，而且也是煤炭系統(tǒng)研制種類最多的儀器，需要說明的是，由于我國(guó)煤礦習(xí)慣把瓦斯叫做瓦斯，因此檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊膬x器，有的叫瓦斯檢定器，有的又叫沼氣檢定器。 煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件和生產(chǎn)條件都復(fù)雜，在采掘過程中出現(xiàn)的瓦斯涌出、煤塵飛揚(yáng)、自然發(fā)火等都有可能造成嚴(yán)重事故。所有這些都需要有相應(yīng)的檢測(cè)儀器和救護(hù)裝備。1815年英國(guó)人在煤礦井下開始使用安全火焰燈檢測(cè)瓦斯。隨著礦井開采深度的增大，機(jī)械化和綜合機(jī)械采煤的普遍推廣，通風(fēng)安全方面問題日益突出。1927年日本制造成光干涉原理瓦斯檢定器，以后又陸續(xù)出現(xiàn)熱導(dǎo)、熱催化原理、氣敏