【正文】 的原理以及報(bào)警器實(shí)現(xiàn)的功能，其接口電路主要分為 四 個(gè)部分。當(dāng)檢測到的可燃性氣體濃度超出上限報(bào)警設(shè)定值時(shí)，報(bào)警器發(fā)出聲音報(bào)警，同時(shí)繼電器啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)排氣裝置，實(shí)現(xiàn)排氣系統(tǒng)的自動(dòng)控制。 首先，可燃性氣體濃度信號(hào)通過 MQ2 氣體傳感器將可燃性氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，經(jīng)過前置放大電路后，經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換 ， 輸出一個(gè)適合單片機(jī)接收的電壓信號(hào)，然后，送入 STC89C52 中，線性化數(shù)據(jù)處理后，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制濃度值。同時(shí)考慮選擇低價(jià)實(shí)用的機(jī)型，并為制 同一系列的低功耗產(chǎn)品做準(zhǔn)備。它一方面接收 傳感器檢測到的可 燃性氣體濃度 所 對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，另一方面要對(duì)這一信號(hào)進(jìn)行處理，控制 報(bào)警、控制電 路進(jìn)行相應(yīng)操作，與此同時(shí)判斷是否收到外部中斷請求。加之內(nèi)部含有三態(tài)輸入緩沖電路，可直接與各種微處理器連接，且無須附加邏輯接口電路， 內(nèi)部設(shè)置的高精參考電壓源和時(shí)鐘電路，使它不需要任何外部電路和時(shí)鐘信號(hào)，就能完成 A/D 轉(zhuǎn)換功能，應(yīng)用非常方便。根據(jù) 設(shè)計(jì) 的需要， 所 選擇的 A/D 轉(zhuǎn)換器是 ADC0809 芯片。位數(shù)越高，其分辨率也越高，但價(jià)格也越貴。它具有優(yōu)良的抗乙醇，煙霧干擾能力，具有較好的靈敏度；對(duì)乙醇，煙霧幾乎不響應(yīng)；快速的響應(yīng)恢復(fù)特性；長期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性； 驅(qū)動(dòng)電路簡單，較大的電信號(hào)輸出 ， 簡單的測試電路等優(yōu)點(diǎn)，適合在煤礦巷道之中使用。 對(duì)一氧化碳、甲烷，液化石油氣具有很高的靈敏度和良好的選擇性。 MQ2 是鄭州煒盛電子科技有限公司生產(chǎn)的可燃 性 氣體傳感器， 其 敏感層是用非常穩(wěn)定的二氧化錫制成。傳感器作為對(duì)可燃性氣體的敏感元件，是各種類型儀表的核心之一。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外， STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 瓦斯 報(bào)警器 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 如 圖 1 所示。報(bào)警模塊單獨(dú)采用了蜂鳴器作為聲音報(bào)警裝置，提醒使用人員當(dāng)前的氣體濃度已經(jīng)超過了警戒線，應(yīng)該立即進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免危險(xiǎn)發(fā)生。單片機(jī) 處理電路對(duì)采集的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理和判斷，運(yùn)用一定的算法計(jì)算出待檢測瓦斯?jié)舛炔⑺偷?LED 顯示器顯示出來。傳感器部分采用的瓦斯傳感器能感知環(huán)境中瓦斯?jié)舛龋瑢⑿畔⑥D(zhuǎn)換成電信號(hào)。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 瓦斯報(bào)警 器的 設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)煤礦井下瓦斯氣體濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，利用傳感器技術(shù)，將信號(hào)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換傳至單片機(jī)，利用數(shù)碼管實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，當(dāng)超過設(shè)定限額時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警。 3） 系統(tǒng)的軟件編制。主要完成 以下任務(wù)： 1） 對(duì)單片機(jī)報(bào)警器系統(tǒng)進(jìn)行整體的規(guī)劃和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 5 研究內(nèi)容 瓦斯報(bào)警 器 是指利用氣體傳感器技術(shù)，將檢測到的瓦斯氣體濃度和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，當(dāng)高過一定濃度值時(shí)候進(jìn)行相應(yīng) 的聲光報(bào)警，提醒正在作業(yè)的人員進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免不安全事故的發(fā)生，對(duì)采礦業(yè)的安全起著非常重要的作用。但主要是在引進(jìn)國外先進(jìn)的傳感器技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，又進(jìn)行研究與開發(fā)，形成自己的特色。其中FIGARO、理研都是專門研制、生產(chǎn)可燃性氣體報(bào)警控 制器的廠家，他們生產(chǎn)的產(chǎn)品以采用最先進(jìn)的氣敏傳感器、響應(yīng)速度快、性能可靠、壽命長而著稱。無論在氣體探測器的研制上，還是在報(bào)警器的性能上，均處于國際領(lǐng)先水平。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 瓦斯 氣體報(bào)警器在國外己經(jīng)發(fā)展成為一種相當(dāng)成熟的產(chǎn)品。 從我國煤炭生產(chǎn)的現(xiàn)狀及我國能源結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略規(guī)劃均可看出，在本世紀(jì)中葉以前，煤炭仍是支持我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，煤炭生產(chǎn)，作為我國能源工業(yè)的支柱，其地位將是長期的，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亊故發(fā)生率之首。 選題背景及意義 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，在釆掘過程中出現(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。 瓦斯?jié)舛葯z測儀器就是用來監(jiān)視礦并瓦斯?jié)舛葎?dòng)態(tài)變化的有效工具。 1 引言 瓦斯礦井在我國煤礦生產(chǎn)礦井中所占比重 極 大，隨著礦井開采強(qiáng)度和 深度的增加，瓦斯涌出量也在不斷增加，瓦斯的積聚極其容易引起事故，所以及時(shí)掌握煤礦井下瓦斯動(dòng)態(tài)情況是一件十分重要的工作。 【關(guān)鍵詞】 瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測 單片機(jī) 煤礦巷道 III 目 錄 1 引言 ............................................................................................................................ 4 選題背景及意義 ..................................................................................................... 4 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ......................................................................................... 4 研究內(nèi)容 ................................................................................................................. 5 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................... 5 系統(tǒng)組成框圖 ......................................................................................................... 5 微控制器的選 型 ..................................................................................................... 6 瓦斯傳感器的選 型 ................................................................................................. 6 A/D 轉(zhuǎn)換器的選 型 .................................................................................................. 7 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .................................................................................................... 7 STC89C52 單片機(jī) 最小系統(tǒng) ................................................................................... 8 MQ2 傳感器電路 ................................................................................................... 9 MQ2 的結(jié)構(gòu) ........................................................................................................ 9 MQ2 工作原理 .................................................................................................... 9 MQ2 的基本參數(shù) ................................................................................................ 9 A/D 轉(zhuǎn)換電路 ........................................................................................................ 10 聲音報(bào)警電路 ....................................................................................................... 11 顯示電路 ............................................................................................................... 12 燈光報(bào)警 ............................................................................................................... 13 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 13 主程 序設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 13 T0 中斷子程序 ...................................................................................................... 14 線性化處理子程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 14 十六進(jìn)制轉(zhuǎn)化十進(jìn)制子程序設(shè)計(jì) ....................................................................... 15 顯示子程序設(shè)計(jì) ................................................................................................... 16 數(shù)據(jù)處理模塊 ....................................................................................................... 16 5 電路仿真 .................................................................................................................. 17 結(jié)論 .............................................................................................................................. 18 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 18 附錄 1 硬件系統(tǒng)原理圖 ............................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 設(shè)計(jì) 簡單論述 了 報(bào)警器 的 控制方案及 工作原理 ，給出了主程序及主要子程序的框圖。整體 由信號(hào)釆集、信號(hào)接收處理和信息顯示與 聲光 報(bào)警等部分構(gòu)成，主要 器件有： MQ2 瓦斯傳感器、單片機(jī)、運(yùn)算放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器、 LED 和蜂鳴器等。它能夠?qū)崟r(shí)檢測瓦斯?jié)舛?，用LED 顯示濃度值，并在超過一定濃度的時(shí)候自動(dòng)報(bào)警，可以隨身攜帶或者安置于煤礦巷道之中。 I 便攜式煤礦瓦斯報(bào)警器設(shè)計(jì) 【摘要】 對(duì)煤礦巷道瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)測是確保煤礦巷道安全生產(chǎn)的要素之一 。 因此 設(shè) 計(jì)了一種適用于煤礦巷道中的瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測儀。 系統(tǒng)采取了由整體到局部的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)。器件的選擇原則是在保證精確度的前提下選擇功耗較低的器件，以此保證該監(jiān)測 儀在礦井下可以長時(shí)間工作。此次