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正文內(nèi)容

基于單片機的井下瓦斯?jié)舛戎悄軅鞲衅鞯牡脑O(shè)計論文-在線瀏覽

2024-08-07 19:53本頁面
  

【正文】 出低電平,BG2相應(yīng)截止,可控硅SCR斷開。定時的長短可通過改變時間常數(shù)R6C2的大小來調(diào)節(jié)。 2)發(fā)光二極管亮但不閃爍:①.測三極管VT2,若VT2擊穿,更換VT2故障即可排除;②.測ICl⑥、⑦腳的電平,若為低電平,查RP1及連線是否有斷線或虛焊,查C1是否擊穿及ICl②腳是否懸空。 3)發(fā)光二極管閃爍頻率不正常:主要查單穩(wěn)態(tài)電路ICl,當(dāng)單穩(wěn)態(tài)電路工作不正常時會造成發(fā)光二極管閃爍頻率不正常,其主要原因是由于電容C2造成的,可調(diào)當(dāng)調(diào)整C2的大小。為了解決上節(jié)所提到催化傳感器存在的問題,就必須拋開連續(xù)電流供電的傳統(tǒng)方法,以保證測量元件與參比元件溫度永遠(yuǎn)相等,設(shè)計出真正的恒溫檢測橋路。該檢測環(huán)路使測量元件的溫度與參比元件的溫度進行比較,當(dāng)環(huán)境中的CH4氣體在測量元件表面燃燒時,測量元件的溫度將很快上升使電橋失去平衡,硬件電路構(gòu)成的閉環(huán)反饋系統(tǒng)監(jiān)測到偏移信號后,輸出控制脈沖信號,將已經(jīng)偏移的橋路“矯正”回來,使回路周而復(fù)始地工作在偏移/校正的振蕩之中。這種方法保證了在任何CH4濃度下,測量元件的溫度不變,徹底有效地杜絕了高濃CH4的燃燒,大大延長了催化元件的使用壽命,也使儀器的零點穩(wěn)定性、精度穩(wěn)定性得到了的提高。從微觀的角度上看,單片機檢測的是測量元件上溫度的上升速率,而傳統(tǒng)方法則是檢測元件上的絕對溫度。變流檢測方法是一種使載體催化傳感元件在檢測瓦斯氣體時保持恒溫狀態(tài)的新型檢測方法。載體催化元件的靜態(tài)熱平衡方程是[47]: 式中 I—載體催化元件的工作電流; r—載體催化元件的電阻; —瓦斯氧化反應(yīng)燃燒熱系數(shù); —空氣中瓦斯體積分?jǐn)?shù); —載體催化元件溫度;—環(huán)境溫度;—熱傳導(dǎo)系數(shù);B—元件面積;A—輻射系數(shù);—角系數(shù)。方程兩邊在催化傳感元件達(dá)到熱平衡時是相等的。故在環(huán)境溫度一定的情況下,方程式右邊為一常數(shù),設(shè)對于該種檢測方法,因保持不變,即當(dāng)無瓦斯()時,;當(dāng)有瓦斯時 式中I、分別為有瓦斯、無瓦斯的工作電流,即 此式表明電流變化與瓦斯體積分?jǐn)?shù)不是線性關(guān)系。當(dāng)瓦斯體積分?jǐn)?shù)增加時,減少脈沖的寬度T以減少通過元件的平均電流。在一定的條件下與占空比的平方根成線性關(guān)系,即其平方與占空比成線性關(guān)系。智能瓦斯監(jiān)測儀原理框圖3 硬件電路介紹 KG9701型智能低濃度沼氣傳感器KG9710型智能低濃度沼氣傳感器主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛龋敲旱V預(yù)防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的測量儀表。采用國家科技“九五”攻關(guān)項目成果:高穩(wěn)定性、長壽命熱催化元件,通過改變制作工藝及催化劑配方(自制)等,大大提高了催化元件的性能指標(biāo),利用人工智能技術(shù)對信息進行處理分析,增強了儀器抗高瓦斯沖擊的能力,將穩(wěn)定性能指標(biāo)由一周提高至一月,使用壽命由一年延長至一年半。目前該傳感器已廣泛應(yīng)用于全國大、中、小型煤礦,在國內(nèi)市場占有率超過60%,在煤礦預(yù)防瓦斯災(zāi)害方面經(jīng)常發(fā)揮重要作用,產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。%CH4~%CH4 ≤177。%CH4~%CH4 ≤177。測量上限的177。2℃分辨率: 高濃0. 1%CH4, ℃顯示方式: 六位LED,其右三位顯示甲烷,左三位顯示溫度響應(yīng)時間: ≤20s報警點: 可調(diào),%CH4;%%CH4內(nèi)可調(diào)斷電點: 可調(diào),%CH4復(fù)電點: 可調(diào), %CH4高低濃度轉(zhuǎn)換點:1)從低到高:% CH42)從高到低:% CH4調(diào)節(jié)方式:使用本公司生產(chǎn)的FYF型遙控器防爆標(biāo)志:ExibI防爆合格證號:1044440安全標(biāo)志證號:20042726報警方式:聲光,其中:音量:   ≥85dB光可見度: ≥20m工作方式:擴散式防爆型式:礦用本安兼隔爆型;防爆標(biāo)志:ExibdI。     甲烷:200~600Hz對應(yīng)甲烷濃度為0~4%600~1000Hz對應(yīng)甲烷濃度為4~100%。Ui:≤DC 20V;Ii:≤90mA。防爆合格證號:1042460安全標(biāo)志證號:20042728。傳輸電纜:電纜最大長度:2000m分布電容≤/km分布電感≤1mH/km外形尺寸:200 mm110 mm35mm質(zhì)量: ADC0809引腳圖與接口電路 A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809簡介 8路模擬信號的分時采集,片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān),以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路,其轉(zhuǎn)換時間為100μs左右。地址鎖存與譯碼電路完成對A、B、C 3個地址位進行鎖存和譯碼,其譯碼輸出用于通道選擇,其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出,因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。 通道選擇表 .信號引腳ADC0809芯片為28引腳為雙列直插式封裝。對應(yīng)ALE上跳沿,A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。START上升沿時,復(fù)位ADC0809;START下降沿時啟動芯片,開始進行A/D轉(zhuǎn)換;在A/D轉(zhuǎn)換期間,START應(yīng)保持低電平。通道端口選擇線,A為低地址,C為高地址,引腳圖中為ADDA,ADDB和ADDC。CLK——時鐘信號。通常使用頻率為500KHz的時鐘信號EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。使用中該狀態(tài)信號即可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志,又可作為中斷請求信號使用。為三態(tài)緩沖輸出形式,可以和單片機的數(shù)據(jù)線直接相連。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。Vcc—— +5V電源。其典型值為+5V(Vref(+)=+5V, Vref()=5V). MCS51單片機與ADC0809的接口電路連接主要涉及兩個問題。1. 8路模擬通道選擇 ADC0809與MCS51的連接、B、C分別接最低三位地址A0、AA2即(、),則8路模擬通道的地址為0FEF8H~,通道地址選擇以作寫選通信號。啟動A/D轉(zhuǎn)換只需要一條MOVX指令。例如要選擇IN0通道時,可采用如下兩條指令,即可啟動A/D轉(zhuǎn)換:MOV DPTR , FE00H ;送入0809的口地址MOVX DPTR , A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換(IN0)注意:此處的A與A/D轉(zhuǎn)換無關(guān),可為任意值。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)A/D轉(zhuǎn)換的完成,因為只有確認(rèn)完成后,才能進行傳送。(1)定時傳送方式對于一種A/D轉(zhuǎn)換其來說,轉(zhuǎn)換時間作為一項技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的??蓳?jù)此設(shè)計一個延時子程序,A/D轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序,延遲時間一到,轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了,接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。因此可以用查詢方式,測試EOC的狀態(tài),即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成,并接著進行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式,只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成,即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。不管使用上述那種方式,只要一旦確認(rèn)轉(zhuǎn)換結(jié)束,便可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。這里需要說明的示,ADC0809的三個地址端A、B、C即可如前所述與地址線相連,也可與數(shù)據(jù)線相連,例如與D0~D2相連。例如當(dāng)A、B、C分別與D0、DD2相連時,啟動IN7的A/D轉(zhuǎn)換指令如下:MOV DPTR, FE00H ;送入0809的口地址MOV A ,07H ;D2D1D0=111選擇IN7通道MOVX DPTR, A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例 設(shè)有一個8路模擬量輸入的巡回監(jiān)測系統(tǒng),采樣數(shù)據(jù)依次存放在外部RAM 0A0H~0A7H單元中,,ADC0809的8個通道地址為0FEF8H~(假定只采樣一次)如下: 初始化程序: MOV R0, 0A0H ;數(shù)據(jù)存儲區(qū)首地址 MOV R2, 08H ;8路計數(shù)器 SETB IT1 ;邊沿觸發(fā)方式 SETB EA ;中斷允許 SETB EX1 ;允許外部中斷1中斷 MOV DPTR,0FEF8H ;D/A轉(zhuǎn)換器地址 LOOP: MOVX DPTR,A ;啟動A/D轉(zhuǎn)換 HERE: SJMP HERE ;等待中斷中斷服務(wù)程序: DJNZ R2,ADEND MOVX A,DPTR ;數(shù)據(jù)采樣 MOVX R0,A ;存數(shù) INC DPTR ;指向下一模擬通道 INC R0 ;指向數(shù)據(jù)存儲器下一單元 MOVX DPTR,A ADEND: RETI 87c552簡介 87c552概述87C552單片機系統(tǒng)  87C552具有如下特點:68個引腳,8k字節(jié)的片內(nèi)程序存儲器,可外部擴展64k字節(jié)。   此外,87C552設(shè)計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式,以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。與MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容壽命:1000寫/擦循環(huán)全靜態(tài)工作:0Hz24MHz 1288位內(nèi)部RAM兩個16位定時器/計數(shù)器可編程串行通道片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明VCC:供電電壓GND:接地STADC:啟動AD操作PWM0:脈寬調(diào)制:輸出0(低電平有效)PWM1:脈寬調(diào)制:輸出1(低電平有效)EW:看門狗使能  P0口:P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口,每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。  P1口:P1口是一個內(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。在FLASH編程和校驗 時,P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將輸出電流。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。當(dāng)P3口寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為高電平,并用作輸入?! ?RXD(串行輸入口)   TXD(串行輸出口)   /INT0(外部中斷0)   /INT1(外部中斷1)   T0(記時器0外部輸入)   T1(記時器1外部輸入)   /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)   /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。在 FLASH編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對外部輸出的 脈沖或用于定時目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外,該引腳被略微拉高。  /PSEN:外部程序存儲器的選通信號。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式1時,/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時,此間內(nèi)部程序存儲器。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。AVdd:模擬電源AVss:模擬地AVREF+:AD轉(zhuǎn)換參考電阻:高端AVREF:AD轉(zhuǎn)換參考電阻:低端VSS:數(shù)字地 振蕩器特性 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。在單片機內(nèi)部,它是一個反相放大器的輸入端,這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。 XTAL2接外晶體的另一端。采用外部振蕩器時,對HMOS單片機,該引腳接外部振。在芯片擦操作中,代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前,該操作必須被執(zhí)行。在閑置模式下,CPU停止工作。在掉電模式下,保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所用其他芯片功能,直到下一個硬件復(fù)位為止。至于串口通信需要用到那些特殊功能寄存器呢,它們是SCON,TCON,TMOD,SCON等,各代表什么含義呢?  SBUF 數(shù)據(jù)緩沖寄存器這是一個可以直接尋址的串行口專用寄存器?!睂嶋H上SBUF 包含了兩個獨立的寄存器,一個是發(fā)送寄存,另一個是接收寄存器,但它們都共同使用同一個尋址地址-99H。發(fā)送器則不需要用到雙緩沖,一般情況下我們在寫發(fā)送程序時也不必用到發(fā)送中斷去外理發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)然你也可以用其它的名稱?! CON 串行口控制寄存器通常在芯片或設(shè)備中為了監(jiān)視或控制接口狀態(tài),都會引用到接口控制寄存器。它的尋址地址是98H,是一個可以位尋址的寄存器,作用就是監(jiān)視和控制51 芯片串行口的工作狀態(tài)。它的各個位的具體定義如下:  SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI  SM0、SM1 為串行口工作模式設(shè)置位,這樣兩位可以對應(yīng)進行四種模式的設(shè)置?! M0 SM1 模式 功能 波特率  0 0 0 同步移位寄存器 fos
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