【正文】 時(shí)的阻值，、為電流流經(jīng)元件時(shí)溫度上升產(chǎn)生的阻值，為瓦斯氣體在元件上燃燒時(shí)溫度上升產(chǎn)生的阻值，前面已經(jīng)提及，所謂的恒溫是指溫度在一個(gè)很小的范圍內(nèi)波動近似看成的，因此、的值都是非常小的，故Δ U 也很小，需要經(jīng)過放大才能與鋸齒波進(jìn)行比較。 這里在實(shí)驗(yàn)室用 QJ23 單臂直流電橋?qū)︺K絲繞制的黑白元件的阻值進(jìn)行了測定，當(dāng)環(huán)境溫度為 16℃～ 19℃時(shí)， 測得的黑白元件的阻值（實(shí)際上這時(shí)黑白元件的溫度已經(jīng)大于 400℃，達(dá)到了工作狀態(tài)）。在圖 8 中有： 取為 14 左右，則可將瓦斯催化燃燒產(chǎn)生的電壓放大到合適的幅值與鋸齒波電壓進(jìn)行比較。該芯片使用靈活方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧 和施密特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢測。其非線性可控制在 1%以下，且溫度穩(wěn)定性好。 電壓比較電路 電壓比較器可將模擬信號轉(zhuǎn)換成二值信號，即只有高電平和低電平兩種狀態(tài)的離散信號。電路如圖 10 所示： 圖 10 電壓比較器電路 這里選用的電壓比較器的型號為 AD790，它有同相和反相兩個(gè)輸入端，同相端接鋸齒波電壓信號，反相端接瓦斯檢測電路的輸出電壓，也就是脈沖電壓寬度的控制信號。引腳 5 為鎖存控制端，當(dāng)它為低電平時(shí)，鎖存輸出信號。 脈沖電壓穩(wěn)幅電路 電路中選用 TL431 芯片對比較器輸出的脈沖電壓進(jìn)行穩(wěn)幅。此時(shí)若水銀開關(guān)斷開，電源經(jīng) R2 向 C1 充電，當(dāng) C1 兩端的電壓充到高于 2/3Vcc 時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出端變?yōu)榈碗娖捷敵?，?bào)警電路失電停止工作。這時(shí)若報(bào)警器受到振動，就會使水銀開關(guān)中的水銀 一起振動，當(dāng)開關(guān)接通時(shí)， 555 電路的 2 腳便輸入一個(gè)低電平信號，這個(gè)低電平信號使得單穩(wěn)電路輸出狀態(tài)改變，輸出端變?yōu)楦唠娖?，?bào)警電路工作，另一方面通過 7 腳將充于電容 C1 上的電荷放完，這時(shí)就算水銀開關(guān)再次斷開，由于C1 兩電壓低于 2/3Vcc，電路也將保持輸出高電平，使報(bào)警電路工作，若一直有振通信號使水銀開關(guān)接通，系統(tǒng)將一直報(bào)警，若報(bào)警后報(bào)警器不再振動，則當(dāng)C1 上的電充到大于 2/3Vcc 時(shí)，報(bào)警將自動停止，因此每次報(bào)警的自動關(guān)斷時(shí)間為 R2 和 C1 的充電常數(shù)值。圖中 S 為話筒，它將腳步聲或其他聲響轉(zhuǎn)換為電信號，且放大后加至 555 時(shí)基電路的觸發(fā)端腳。 555 3 腳輸出低電平。報(bào)警時(shí)間長短取決于電容器 C2 的充電時(shí)間常數(shù) td 的大小。在 C2 充電期間，即報(bào)警定時(shí)結(jié)束之前，應(yīng)使 555 腳通過 R5 和 D1 將輸出高電平反饋到觸發(fā)端腳，以免后繼脈沖或其他干擾影響定時(shí)精度。常見故障現(xiàn)象與查找方法 1 發(fā)光二極管不亮：，用萬用表測 12V 供電電源是否正常；，用數(shù)字萬用表檢測電阻 R發(fā)光二極管 VDl、三極管 VT2 是否損壞；．測 lCl 所構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路，若ICl 的腳始終輸出低電平， VT2 將一直處于截止?fàn)顟B(tài)，發(fā)光二極管不亮，可采用代換法判斷 555 集成電路的好壞。在外圍元件檢查無誤后，可采用代換法判斷 lCl是否損壞；．用上述方法，查找 IC IC3 及其外圍元器件。 4 揚(yáng)聲器不響：．查供電電源電壓及檢測三極管 VT揚(yáng)聲器是否損壞；．測量 IC4第 5 腳的控制信號電壓，不正常查 IC3 第 3 腳信號及 R4，也可通過示波器測量輸出波形判斷故障部位。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(diǎn)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(jī)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。 斯檢測方法的原理 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(shí)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(shí)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(shí)，；當(dāng)有瓦斯時(shí) 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(shí)，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 甲烷傳感器 KG9701 型智能低濃度瓦斯傳感器 KG9710 型智能低濃度瓦斯傳感器主要用于監(jiān)測煤礦井下環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛?，是煤礦預(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(xiàng)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(jìn)行處理分析，增強(qiáng)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(jì)效益和良好的社會效益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(shí)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(shí)間為 100μ s 左右。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3 個(gè)地址位進(jìn)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)總線相連表為通道選擇表。 對 ADC0809 主要信號引腳的功能說明如下： IN7～ IN0――模擬量輸入通 道 ALE――地址鎖存允許信號。 START――轉(zhuǎn)換啟動信號。本信號有時(shí)簡寫為 ST. A、 B、 C――地址線。其地址狀態(tài)與通道對應(yīng)關(guān)系見表 91。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號由外界提供，因此有時(shí)鐘信號引腳。 EOC 0,正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換； EOC 1,轉(zhuǎn)換結(jié)束。 D7～ D0――數(shù)據(jù)輸出線。 D0 為最低位， D7 為最高 OE――輸出允許信號。 OE 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻； OE 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 Vref――參考電源參考電壓用來與輸入的模擬信號進(jìn)行比較，作為逐次逼近的基 準(zhǔn)。一是 8 路模擬信號通道的選擇，二是 A/D 轉(zhuǎn)換完成后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送。 信號的時(shí)間配合 從圖中可以看到，把 ALE 信號與 START 信號接在一起了，這樣連接使得在信號的前沿寫入（鎖存）通道地址，緊接著在其后沿就啟動轉(zhuǎn)換。 啟動 A/D 轉(zhuǎn)換只需要一條 MOVX 指令。例如要選擇 IN0 通道時(shí)，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?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。 （ 1）定時(shí)傳送方式 對于一種 A/D 轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 這里需要說明的示， ADC0809 的三個(gè)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、 D D2 相連時(shí)，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(gè) 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 ,按圖 所示的接口電路， ADC0809 的 8 個(gè)通道地址為 0FEF8H～ 始化程序和中斷服務(wù)程序（假定只采樣一次）如下：初始化程序：中斷服務(wù)程序： 具有如下 特點(diǎn)：個(gè)引腳， k 字節(jié)的片內(nèi)程序存儲器，的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口，個(gè)中斷優(yōu)先級 2 層中斷嵌套中斷， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè) 全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器?？臻e模式 下， CPU 暫停工作，而 RAM 定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM 的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件 復(fù)位。 ??與 MCS51 兼容 ??4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 ??壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) ??數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 ??全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz ??三級程序存儲器鎖定 ?? 128 8 位內(nèi)部 RAM ??32 可編程 I/O 線 ??兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ??5 個(gè)中斷源 ??可編程串行通道 ??低功耗的閑置和掉電模式 ??片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 VCC：供電電壓 GND：接地 P0 口： P0 口為一個(gè)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(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。在 FLASH編程和校驗(yàn) 時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)， 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(jìn)行存取時(shí)， P2 口輸出地址的高八位。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)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(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn) 接收一些控制信號。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)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(shí)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(shí)，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，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(shí)鐘工作電路的輸入。 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(shí)鐘信號要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)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(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)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(shí)，對 HMOS 單片機(jī)，該引腳接外部振整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。 串口通訊 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和特殊寄存器，這是你編寫軟件的關(guān)鍵。有朋友這樣問起過“為何在串行口收發(fā)中，都只是使用到同一個(gè)寄存器 SBUF？而不是收發(fā)各用一個(gè)寄存 器。 CPU 在讀 SBUF 時(shí)會指到接收寄存器，在寫時(shí)會指到發(fā)送寄存器，而且接收寄存器是雙緩沖寄存器，這樣可以避免接收中斷沒有及時(shí)的被響應(yīng)，數(shù)據(jù)沒有被取走，下一幀數(shù)據(jù)已到來，而造成的數(shù)據(jù)重疊問題。操作 SBUF 寄存器的方法則很簡單，只要把這個(gè) 99H 地址用關(guān)鍵字 sfr 定義為一個(gè)變量就可以對其進(jìn)行讀寫操作了，如 sfr SBUF 0x99。通常在標(biāo)準(zhǔn)的 或 等頭文件中已對其做了定義，只要用 include 引用就可以了。 SCON 就是 51 芯片的串行口控制寄存器。 51 芯片的串口可以工作在幾個(gè)不同的工作模式下，其工作模式的設(shè)置就是使用 SCON 寄存器。串行口工作模式設(shè)置。表中的 fosc 代表振蕩器的頻率，也就是晶振的頻率。 SM2 在模式 模式 3 中為多處理機(jī)通信使能位。 REM 為允許接收位， REM 置 1 時(shí)串