煤礦粉塵檢測系統(tǒng)

工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）胳題脖灶目有：撕煤礦下井下碌粉塵跑濃度繁的監(jiān)茅測系電統(tǒng)設(shè)琴計盼專塊泰業(yè)村：鑼電子吐信息責(zé)工程獲班葉抓級略：頓08宇級一雕班三姓典蜻名枕：棄陳建沾寧淚學(xué)盯迎號新：兩16臣65俘08猾01海04立指導(dǎo)表教師救：巧樊曉矛宇漢日親咐期堡：巡20溫12礎(chǔ).5竄.2輸8目錄引言11緒論11.1單片機技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景錯誤！未定義書簽。1.2單片機的應(yīng)用41.3課題的內(nèi)容42粉塵濃度控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計53系統(tǒng)硬件設(shè)計63.1單片機最小系統(tǒng)的設(shè)計73.1.1電源8申3.月1.芝2懷復(fù)位若電路冒9憶3.以1.擋3旁振蕩踏電路離10辜3.識2怨液晶肆顯示浙電路田10擇3.樸3途語音逐模塊凝12兵3.頂4廈傳感塵電路購13灶3.麥5控迷制電匙路五14慎庫乎3.泡6插鍵填位路蔑……慢……饅……斧……婚……伯……鞠……蜘……工……態(tài)……注……羨……裝…灣..抬..招..艇..頑..享..踢..艱..宵..賴..糕..飼.罪蘇饑氧捉勇1陶5瓶4如系統(tǒng)務(wù)軟件晝設(shè)計導(dǎo)16飾4.污1旗設(shè)計課環(huán)境身16所4.菜2憑系統(tǒng)戚程序珍框圖禍17掠4.起3壞硬件皂調(diào)試南18欠4.及4吉軟件額調(diào)試孕19恐5混結(jié)論鍛18霜致謝汗21刷參考憲文獻(xiàn)哄22胸煤潑礦井添下粉合塵濃撓度的滲監(jiān)測匙系統(tǒng)文設(shè)計畏摘要辭：角基于使單片礎(chǔ)機的滾井下薯安全扎系統(tǒng)帖的控漁制是嫂發(fā)展菜迅速篩的一息項技譜術(shù)，擊它是習(xí)微機蟻硬件滔系統(tǒng)采結(jié)合戚軟件編編程稈和自懼動控遵制技桶術(shù)相嫩結(jié)合酷的產(chǎn)訓(xùn)物。輕本論愧文是郵利用荒單片兼機及凱其外驢擴設(shè)寫備設(shè)摘計出加一種而簡單像的井燥下報比警系韻統(tǒng)。冤硬件貨部分久采用綠AT昏89揀C5毀1單聲片機沒作為培控制岸器，寒外圍孫電路彼主要汪包括睜傳感水電路幕、控尸制電享路、唐語音亭提示功和液魯晶顯朋示。苗通過乳單片群機的匙硬件守和軟甘件控允制，黃完成班對井臣下可針燃?xì)馊w濃磨度的董監(jiān)測執(zhí)及報獻(xiàn)警思，以琴提高疫井下是作業(yè)慘的安閱全性矩，從傍而保傅障了抵井下蹤工作勻人員得的生咸命安跑全。李關(guān)鍵須字：宏單片閉機叛光酷纖粉油塵濃紐度傳循感器削撫液晶話16肢02仆李語音梨提示引言擦隨著偵石油賤、天界然氣頓工業(yè)它以及什煤炭播工業(yè)由的發(fā)漢展，斥煤礦盲安全績、環(huán)渣境污粗染等季一系仆列問廉題正戀成為設(shè)人們翼關(guān)注勉的重鑼點，賓尤其格井下名粉塵陷濃度列高，參對井志下工歡作人加員的良的身聯(lián)心健更康造秧成了福極大蕉的威廉脅。爬據(jù)介斤紹，理中國嬌煤礦竄約9典5％媽是井遮工礦毫，開舊采條供件復(fù)蜘雜，眉而且萄隨著辯采掘與深度氣增加模，煤飄礦瓦欄斯、億水患剪、沖乒擊地捧壓等歡災(zāi)害眾越來扒越嚴(yán)盡重。梢井工巴開采沿礦井仇具有惹災(zāi)害兔因素該集中旨、人耀員活誦動景量大秩，礦介粉不并容易宗及時啟排除記多種降致災(zāi)使因素產(chǎn)共存鉤井下嘗的特良點，開也容播易引脖發(fā)大燦的災(zāi)蛙難。折對煤難礦生匯產(chǎn)、疾工業(yè)顛生產(chǎn)呀和日糾常生嗎活中供產(chǎn)生嘩的有非害氣蜘體進(jìn)睬行高點靈敏胃度檢英測變漂得十源分重江要。啟光譜室吸收偵型光國纖濃忍度傳鋒感器長因具撓有靈筐敏度麥高、辜響應(yīng)閣速度亞快、武分辨災(zāi)力高競，抗哄電磁錯干擾鹿、適急用于杠易燃蝦易爆踩的危誰險場牽合等麻優(yōu)點產(chǎn)，倍投受國膀內(nèi)外悶學(xué)者皇關(guān)注喉，從削而具擺有重曉大的斥研究幕意義嶼?；貑纹鼨C的辜應(yīng)用耍到現(xiàn)買在已吼經(jīng)有共了近附30豎年的竿歷史運了。釀微型肺計算住機的糠迅速貌發(fā)展憤，促阻進(jìn)微瘋型計盼算機壩測量歷和控已制技贈術(shù)的刑迅速誦發(fā)展稅和廣絨泛應(yīng)喉用，窄單片露機的鴨應(yīng)用績已經(jīng)幼廣泛餐滲透待到社飼會公顆共建凡設(shè)、競軍事醬、醫(yī)食療、熊通信耗等各泉種領(lǐng)廁域，穩(wěn)尤其枕在粉彼塵測田量中覺的應(yīng)戚用，深更是榨得到貿(mào)了人掃們的映認(rèn)可各。脹單片址機是廉一種馬集成稅在性電路辦芯片嶄，是位采用紋超大蚊規(guī)模和集成夕電路欣技術(shù)寸把具余有數(shù)周據(jù)處脫理能年力的矩中央嶼處理逃器C維PU啦隨機恭儲存秘器軋R隊AM紋、元只讀參儲存換器、暖多種沫I/層O口之和中靜斷系閑統(tǒng)、更定時句器/憶計時浙器緣等功職能集父成到墨一塊桶硅片笑上構(gòu)隆成的巴一個賽小而譜完善盛的輪計時耽器?？匾虼朔加靡毁€塊芯忌片就分可以勉代替孕一臺巖計算召機，三來控兼制對抬粉塵略濃度攀的監(jiān)繩量及攔控制若，是誼一個搏很大慨的突象破。乒1享緒論搜目前素大多道井下孝作業(yè)餐安全胃系數(shù)征較低子，沒草有較方完善朽預(yù)警譜系統(tǒng)糾，尤奶其對果粉塵扎濃度滲的監(jiān)壽測及絕控制蕉，國摸內(nèi)一蘿直都而沒有討一個紐比較緊完善蔽的系蕩統(tǒng)，君所以州開發(fā)洽井下害粉塵譯濃度風(fēng)監(jiān)測疾系統(tǒng)欠勢在合必行演，不砍僅具遼有良俗好的利市場府前景欣，而眠且還憲具備瘡靈敏拾度高些，抗執(zhí)干擾贈能力提強，植生產(chǎn)礙成本猶低等泳特點笑。單霸片機休是在掛一塊栗芯片蜂上集猶成了隙一臺細(xì)微型臉計算炭機所席需的盈CP晚U、吊存儲船器、贈輸入奇、輸傲出等揚部分主。單懼片機它自問削世以見來，俊性能苗不斷鹽提高瓦和完顏善，朋體積植小、接速度盡快、屠功耗責(zé)低的宰特點垮使得柄它的現(xiàn)應(yīng)用金領(lǐng)域貸日益樸廣泛懸。工亡業(yè)控怒制系播統(tǒng)的推工作械環(huán)境乞惡劣鹿，干眾擾強煩，故墨要求峰控制使系統(tǒng)青的工御作穩(wěn)遣定、父抗干那擾能海力強奇。單驕片機終能滿順足這論些要待求，魚因此窩單片湊機在崖控制蝕領(lǐng)域面得到央了廣啦泛的執(zhí)應(yīng)用建，利宏用單蔽片機誦控制類井下把粉塵質(zhì)濃度前檢測御系統(tǒng)冷是很蛾好的爽選擇同。合單片擱計算棕機即通單片搶微型頁計算社機,他是集脾CP突U、訂RA寇M、夏RO壞M懷、定圍時、鑒計數(shù)探和多犬種接笛口于僚一體童的微秧控制淘器。毯它體槳積小鏟、成陣本低桂、功柄能強婦、廣蝴泛應(yīng)融用于垮智能命產(chǎn)業(yè)臟和工酸業(yè)自撈動化迎中。令51艦系列毒單片滅機是棄各單廊片機嘩中最洪為典國型和膏最有送代表夢性的光一種講。這兵次畢既業(yè)設(shè)晝計通炊過對眼它的縣學(xué)習(xí)種與應(yīng)嚴(yán)用，需從而炮達(dá)到滿學(xué)習(xí)腔設(shè)計裂開發(fā)李軟、老硬件匪的能護(hù)力。部1.盜1單熊片機否技術(shù)凳的現(xiàn)材狀及灶發(fā)展永前景弱單片孝機是勇一個織單芯港片形諸態(tài)、接面向宵控制浸對象可的嵌至入式桶應(yīng)用窩計算偶機系前統(tǒng)。炭它的堪出現(xiàn)桶及發(fā)攔展使舟計算尾機從撿通用折型數(shù)嗓值計閘算領(lǐng)覆域進(jìn)喘入到密智能打化的航控制墓領(lǐng)域傷。從庭此，蕉計算府機在阿兩個蝦重要瞞領(lǐng)域顛——拾通用革計算皂機領(lǐng)綢域和必嵌入堅式計籍算機銀領(lǐng)域哨都得女到了擊極其商重要喇的發(fā)慮展，寨并正匆在深世深地聞改變內(nèi)著我腫們的鑄生活訊。奪它具鍛有一詢個完次整計命算機梢所需姨要的頂大部扁分部既件：俊CP種U、蠅內(nèi)存讓、內(nèi)劑部和閱外部粘總線慕系統(tǒng)廚，目遇前大撇部分遙還會燥具有今外存升。同突時集扯成諸待如通袋訊接緞口、犬定時相器，殘實時牧?xí)r鐘賀等外賓圍設(shè)泊備。嫂而現(xiàn)喬在最棚強大狹的單急片機疊系統(tǒng)計甚至椅可以渡將聲畢音、丟圖像晌、網(wǎng)廚絡(luò)、供復(fù)雜刊的輸謝入輸龜出系胃統(tǒng)集萄成在樣一塊童芯片區(qū)上。濃單片品機也未被稱灣為微蕩控制峰器，沙是因其為它示最早伶被用魔在工駛業(yè)控遼制領(lǐng)雕域膠。單扔片機朋由芯框片內(nèi)恐僅有盟CP扒U的葉專用械處理捕器發(fā)院展而張來。皺最早淹的設(shè)量計理細(xì)念是集通過寬將大富量外靠圍設(shè)而備和定CP恥U集溪成在看一個留芯片燙中，灘使計抗算機登系統(tǒng)爺更小臥，更陷容易桶集成索進(jìn)復(fù)正雜的縫而對狹提及噸要求調(diào)嚴(yán)格繁的控劇制設(shè)塑備。晚單片涂機作膽為計撈算機墊發(fā)展逼的一過個重倍要領(lǐng)辯域，左應(yīng)用宜一個在較科企學(xué)的叉分類艙方法鍬。根訊據(jù)目繡前發(fā)啊展情糟況，惰從不炭同角忙度單朝片機振大致驢可以盞分為糊通用北型/油專用奏型、筑總線騙型/爹非總端線型雄及工隸控型捐/家循電型恒：詞（1匆）歐通用壘型/用專用否型跪這是剝按單級片機狐適用喝范圍熔來區(qū)祝分的隙。例躬如，站80拾C5鮮1是師通用余型單垃片機姑，它袋不是拌為某膠種專狡用途委設(shè)計今的；勒專用普型單責(zé)片機墻是針筆對一回類產(chǎn)溉品甚咸至某共一個狼產(chǎn)品唯設(shè)計嶄生產(chǎn)恭的，觸例如夜為了暑滿足痕電子巧體溫抱計的坑要求陶，在艦片內(nèi)倡集成族AD哪C接珍口等職功能頁的溫柔度測盼量控安制電鏈路蕉；枯（2統(tǒng)）鴨總線州型/洽非總才線型齡這去是按識單片余機是末否提課供并航行總常線來門區(qū)分絕的。系總線踐型單循片機規(guī)普遍拐設(shè)置侵有并帳行地艱址總皇線、墊數(shù)傾據(jù)總開線、群控制隨總線飽，這梳些引征腳用槍以擴忘展并辟行外蝴圍器術(shù)件都澆可通鼠過串涼行口宮與單色片機遣連接風(fēng)，另還外，膊許多憶單片患機已什把所現(xiàn)需要感的外毀圍器并件及沃外設(shè)望接口臨集成壘一片秀內(nèi)，扒因此腰在許貿(mào)多情特況下盼可以吐不要邊并行障擴展怒總線蛋，大斜大減恩省封破裝成請本和距芯片俘體積鉆，這旱類單得片機繁稱為隨非總怨線型胖單片活機將；勞（3恒）?？刂茽N型/解家電什型胳這是給按照宰單片異機大轎致應(yīng)師用的嶼領(lǐng)域宜進(jìn)行鴨區(qū)分氣的。壤一般擋而言耕，工里控型賀尋址襖范圍炕大，桶運算戰(zhàn)能衣力強敬；用鳥于家扛電的酸單片伴機多峽為專浴用型嬸，通躲常是混小封年裝、粱低價籍格，者外圍糊器件延和外死設(shè)接功口集沫成度懂高。硬顯鄉(xiāng)然，艇上述必分類預(yù)并不聯(lián)是惟警一的興和嚴(yán)飲格的式。例閑如，躺80忙C5腹1類岸單片監(jiān)機既偏是通蛛用型身又是霸總線出型，熔還可珍以作肅工控吊用。舊可以僑看出近早妙期的月單片踢機都鼓是8灰位或熱4位次的。混其中焰最成茶功的水是I坑NT霞EL杰的8水03造1，競因為跌簡單跨可靠慧而性麻能不敗錯獲唱得了嗓很大掀的好動評。照此后毯在8淺0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入蛋式控取制系瑞統(tǒng)在姻下述班的各作個領(lǐng)暑域中協(xié)得到居了廣團泛的號應(yīng)用晴。容(1招)沙通信括在調(diào)娃制解惠調(diào)器襲、各森類手惡機、灑吊機、鵲程控葵汪交換夠機、絞信息劉網(wǎng)絡(luò)擋以及稠各種籮通信盤設(shè)備眠中，裝單片艦機也拖已經(jīng)五得到瑞廣泛資應(yīng)用擦。旗(2羞)逃消費代類產(chǎn)棉電子替產(chǎn)品翅單片洪機在敬家用陜電器此中的木應(yīng)用嬸也已痛經(jīng)十捕分普鏈及。謎目前攔家電塞產(chǎn)品塵的一堵個重句要發(fā)伙展趨冒勢是孝不斷春提高天其智揪能化師程度攝。例剪如，泄洗衣精機、熄電冰俗箱、述空調(diào)跟機、盼電風(fēng)擊扇、賽電視戲機、敘微波程爐、符加濕爬機、騎消毒粱柜等侮。在第這些病設(shè)備踐中嵌要入了噴單片唐機后溜，其奏功能繳和性乳能大駱大提編高，野并實悲現(xiàn)了見智能辱化、尖最優(yōu)姿化控逼制。糊(3機)濤武器每裝備決在現(xiàn)造代化右的武現(xiàn)器裝佛備中撇，如冰飛機屑、軍博艦、左坦克符、導(dǎo)蓋彈、見魚雷隊制導(dǎo)猴、智犁能武院器裝謹(jǐn)備、突航天輕飛機趴導(dǎo)航撒系統(tǒng)段，都趣有單悠片機周嵌入瞇其中德。競(4測)逮儀器峰儀表炸目前濤對儀福器儀乞表的挺自動區(qū)化和姐智能辭化要拖求越曲來越綿高。嫌在智在能儀帝器儀健表中記，單娃片機岡應(yīng)用熔十分性普及傲。單孝片機斑的使籌用有愚助于炒提高地儀器晴儀表廈的精位度和跨準(zhǔn)確經(jīng)度，版簡化父結(jié)構(gòu)象，減剃小體懸積且末易于睬攜帶兩和使響用，窮加速齒儀器息儀表納向數(shù)智字化錢、智餃能化毒、多籠功能傷化發(fā)跡展。剪(5紗)順工業(yè)圓檢測夠與控固制油在工興業(yè)領(lǐng)汽域，述單片燕機的魄主要厭應(yīng)用膨有：充工業(yè)浪過程飾控制炕、智涌能控壇制、勒設(shè)備皮控制辯、數(shù)賴據(jù)采鎮(zhèn)集和句傳輸釣、測慎試、譜測量豬、監(jiān)劇控等牽。這境種集巡機械纏、微斃電子獨和計慌算機即技術(shù)世為一趴體的厭綜合墓技術(shù)屈中，精單片纖機發(fā)昏揮著旁重要鼻作用煤。境1.蒸3憂課題菊的內(nèi)擁容仗本課婦題是油為了義學(xué)習(xí)框單片脊機技鋼術(shù)而盡設(shè)計品的，慎用于店井下諒安全合系統(tǒng)考的監(jiān)異測及輝報警摘。本組設(shè)計翁的單促片機勺粉塵之濃度埋控制毯系統(tǒng)幼有：驕傳感聯(lián)電路悉、控設(shè)制電活路、辦語音賢提示乞系統(tǒng)溜等模封塊組較成。尾在此更系統(tǒng)嚴(yán)中可每實現(xiàn)舌如下膝功能腎：當(dāng)斤傳感婆電路卡測得版井下擱粉塵匙濃度腥過高穩(wěn)時，肝將此煉信號戲傳入覽單片逆機，最單片略機做串出反稀應(yīng)，新控制剖控制任電路濕打開播或者塵閉合漁開關(guān)宮，達(dá)新到控濾制排推塵系愉統(tǒng)打輔開和乒關(guān)閉盛的效螞果，突從而垂達(dá)到跡防止制礦井供爆炸懇保護(hù)垂井下尚工作垂人員山安全段的效密果。挺同時茄單片重機控戴制語龍音提鮮示系憐統(tǒng)和攜字符指液晶意16波02徹LC擋D混顯示拴系統(tǒng)可做出園語音災(zāi)提示狀和液扎晶顯瞎示。蝴2筐井下耀粉塵膨濃度副監(jiān)測忽系統(tǒng)運的總爭體方訪案設(shè)栽計駛圖2相.1嶄是粉國塵濃地度監(jiān)抓測系令統(tǒng)的帝結(jié)構(gòu)坊框圖茫，它妙是由政光纖鍬濃度使傳感卷器、頭AT膨89邪C5辰1單嚷片機火、開傳光控蝴制、述LC毫D液規(guī)晶顯盲示器勝、語者音提景示芯脂片、浪控制瞎排塵述電路嘗組成漆。晉光纖候濃度骨傳感觸器是戒由一曾根刻咽有布領(lǐng)拉格脫光柵直的光顆纖光攤柵、帝激光坐光源胃，光京電轉(zhuǎn)關(guān)換器殺構(gòu)成豆的，巷他的圓主要肉作用鹽是將鬼探測潑到粉設(shè)塵濃協(xié)度值法對光隨纖光截柵波盒長的信影響愛轉(zhuǎn)換依成電許流的決變化性，方蛙便根換據(jù)電沖流的肯變化饒來監(jiān)怕測粉冬塵濃濟度的鼓變化渴.光蒜纖濃粒度傳盛感器構(gòu)在整方個設(shè)赤計方擺案中游，起裁到了喝主導(dǎo)濾的作萄用，棉也是千整個曾系統(tǒng)連的核師心。覆AT屋89歉C5讀1單墻片機離在這捷個系益統(tǒng)中釋屬于橡系統(tǒng)漆的整撓個大伍腦，譜它是易用來御接受樓光纖慚粉塵鄰濃度道傳感支器所臥探測祥的粉牛塵濃撇度值抗來控散制液宮晶顯豎示器描、語眨音提習(xí)示電巧路及救排塵養(yǎng)控制些電路擠等，主他將膠處理條好的腎信息滔分別詢執(zhí)行杜到各省個電慎路，訂已達(dá)期到一蒼種智輸能控牲制的聲目的皮。液餡晶顯覺示器獎在這溜個系采統(tǒng)中搭相當(dāng)室于人聚的眼岡睛，誘它的時核心并部件泊就是奔16批02敏LC核D液萌晶顯昆示器餐，單采片機絕把傳頑感器攤傳輸栽過來詳?shù)臄?shù)桑據(jù)進(jìn)繩行處蘿理過熱后，飛全部蠟顯示浸在液妹晶顯泳示器嘉上，呈當(dāng)出漆現(xiàn)危列險狀棟況時罷，顯漲示器蔑也會皆發(fā)出凍提示蜓。排腹塵控荷制電集路是殘有一鋪個電像機，怪一個錯閥門宣組成貞，當(dāng)繭濃度隆過高慨時傳疫感器志把數(shù)曲據(jù)傳鹽給單槽片機弓，單瘡片機擦處理即完數(shù)鍛據(jù)之屯后控并制排狐塵控耽制電喜路給擺電機賺供電睜，是習(xí)閥門筆打開泊開始寨通風(fēng)濫，從縫而保低證礦逆井下止空氣趙流通資，達(dá)領(lǐng)到有枝效地嫩、及孤時的抬把粉笛塵排芹放出柿去。棄工作信過程爽：當(dāng)?shù)す庠窗l(fā)透過百粉塵恐濃度壯較高壩時，疲光強拆會消約弱很羊多，辭這是糞通過昆光纖菌濃度獵傳感拼器時苗，光淡纖的差波長禁發(fā)生蠻變化挽，通飄過光桿電轉(zhuǎn)亡化模什塊，陳電流注值會架隨著縱光纖姓波長歷的變高化而件變化裁，這淋樣與朋正常律空氣某濃度拘值的熊光的展波長詳產(chǎn)生方的電嚼流作名比較后，當(dāng)闖濃度輪超過母一定主范圍圍時，縱液晶達(dá)顯示幕器顯臘示濃鵲度超姿標(biāo)值叮，單艦片機恰控制框井下警排塵航控制麗電路鑼進(jìn)行丈排塵音，當(dāng)盟濃度且過高艷時，終語音蹦提示渴系統(tǒng)魔發(fā)出接報警刻信號稍，提慣示人用們盡扇快離裙開。光纖濃度傳感器光纖濃度傳感器單片機AT89C51排塵控制電路開關(guān)控制語音提示電路液晶顯示電路極穴曠吐鏈鑄申亡寨危虛遺申謙謠市塔圖2價.1揚蜂粉塵漏濃度絡(luò)監(jiān)測暫結(jié)構(gòu)堡框圖春3概系統(tǒng)丘硬件喜設(shè)計殼根據(jù)憶系統(tǒng)膠方框擱以及勇論文偷要求符，用擔(dān)PT身OT調(diào)EL欲99伯畫出雄了實企現(xiàn)開撥發(fā)板教設(shè)計埋的整列體硬梅件原新理圖額，原立理圖諷包括沫復(fù)位啞電路宗、振柔蕩電虹路、鳴語音電提示母電路冤、液蘇晶顯等示電暫路、籌傳感室電路膜和控時制電詠路，芝如圖叛3.憤1所犯示。漸圖3仿.1不系達(dá)統(tǒng)硬損件原妥理圖牙3.兔1單弱片機壞系統(tǒng)謎設(shè)計劇AT耀89玻C5產(chǎn)1是阿美國桐AT挨ME辰L公示司生澆產(chǎn)的圖低電笛壓、標(biāo)高性畝能C離MO露S灶8位沾單片棵機，畝片內(nèi)療含4懷KB掏的可員反復(fù)務(wù)擦寫群的程朗序存擦儲器榜和1播28瓣B的寫隨機境存取擺數(shù)據(jù)塘存儲越器（每RA勒M）策,器侄件采蹲用A堂tm奮el挨公司設(shè)的高啊密度圍、非晌易失修性存攪儲技定術(shù)生茶產(chǎn)，為兼容咬標(biāo)準(zhǔn)綿MC總S-綠51械指令輸系統(tǒng)糾，片踩內(nèi)配埋置通慢用8注位中永央處綁理器拐（C輔PU蜂）成和F攪la雪sh藍(lán)存儲愧單元續(xù)，功仇能強集大的甚AT熊89額C5天1單倦片機勇可靈塘活應(yīng)昌用于穴各種扇控制極領(lǐng)域架【3鹿】謹(jǐn)。報AT搏89輸C5未1提污供以挎下標(biāo)堅準(zhǔn)功攝能：續(xù)4K振B的奏Fl憂as途h閃的速存哪儲器王，1德28克B內(nèi)踩部R脂AM直,3禁2個姜I/儲O接逢口線光，兩眼個1嘆6位扁定時感/計照數(shù)器脾，一擔(dān)個5擦向量悶兩級還中斷露結(jié)構(gòu)發(fā)，一配個全柄雙工宿串行億通信文口，掛片內(nèi)纖振蕩壓器及格時鐘望電路搞。同討時，慶AT格89翻C5弄1可偵降至胖0H他z的雹靜態(tài)次邏輯期操作煎，并警支持獻(xiàn)兩種策軟件千可選疲的節(jié)錄電工壞作模孕式。畫空閑芒方式塵停止箏CP橫U的滋工作啄，但佳允許倚RA職M、稅定時酸/計蚊數(shù)器甲、串河行通理信口矮及中厚斷系粗統(tǒng)繼孫續(xù)工放作。恭掉電芒方式每保存沫RA沾M中翅的內(nèi)符容，刷但振計蕩器觸停止騾工作律并禁畫止其熔他所怨有部攤件工點作直柄到下撞一個起硬件疊復(fù)位如圖3.2所示AT89C51芯片引腳圖，包括：（1）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。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。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。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高；（2）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。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收；（3）P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號；（3）P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。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。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口：P3.0RXD（串行輸入口、P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時器0外部輸入）P3.5T1（記時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7/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。圖3.2AT89C51芯片引腳圖RST：復(fù)位輸入。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。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。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)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。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。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.1.1電源電源用的是10~15V的直流電壓。穩(wěn)壓電源把直流電壓通過電源插座導(dǎo)入開發(fā)板，左邊是兩個12伏的電源濾波電容，一般大電容旁邊并聯(lián)一個小電容的目的是降低高頻內(nèi)阻，因為大的電解電容一般采用卷繞工藝制造，所以等效電感比較大，小電容可提供一個小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻。電源為兩部分，一部分是直接提供給繼電器的12V直流電源，另一部分通過三端穩(wěn)壓芯片7805穩(wěn)壓成5伏直流電源提供給單片機系統(tǒng)使用，右邊兩個電容是5伏電源的濾波電容，電阻和LED組成5伏電源的共組指示電路，只要電源部分正常，LED就會點亮。我們可以根據(jù)這個LED來判斷整個電源部分是否正常工作。電源電路如圖3.3所示。圖3.3電源電路3.1.2復(fù)位電路單片機AT89C51作為主控芯片，控制整個電路的運行。單片機外圍需要一個復(fù)位電路，復(fù)位電路的功能是：系統(tǒng)上電時提供復(fù)位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤消復(fù)位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復(fù)位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復(fù)位。該設(shè)計采用的復(fù)位電路可以有效的解決電源毛刺和電源緩慢下降（電池電壓不足）等引起的問題，在電源電壓瞬間下降時可以使電容迅速放電，一定寬度的電源毛刺也可令系統(tǒng)可靠復(fù)位。復(fù)位電路的設(shè)計圖如圖3.4所示。圖3.4單片機復(fù)位圖按鍵手動復(fù)位的原理是：當(dāng)按鍵被按下時，在通電瞬間，電容C通過電阻R充電，此時電容C相當(dāng)于短路，RESET端出現(xiàn)正脈沖，單片機復(fù)位，等充電結(jié)束時（這個時間很短暫），電容相當(dāng)于斷開，這時已經(jīng)完成了復(fù)位動作。3.1.3振蕩電路如圖3.5所示在單片機19引腳X1、18引腳X2上接入由晶振、電容、接地電源構(gòu)成的振蕩電路。它提供的連續(xù)脈沖信號給單片機，比如說用幾個振蕩脈沖時間完成某個指令，沒有振蕩做指導(dǎo)是會亂套的[8]。圖3.5晶振電路圖3.2LCD液晶顯示系統(tǒng)采用1602液晶顯示器顯示開燈的數(shù)目。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：（1）顯示質(zhì)量高，由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會閃爍；（2）數(shù)字式接口，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。（3）體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。（4）功耗低相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上[4]，因而耗電量比其它顯示器要少得多。在使用時我們應(yīng)該充分了解1602的管腳功能：圖3.616021602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源線，VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣，其中：VL：液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高（對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度）；RS：RS為寄存器選擇，高電平1時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時選擇指令寄存器；RW：RW為讀寫信號線，高電平(1)時進(jìn)行讀操作，低電平(0)時進(jìn)行寫操作；EN：EN端為使能(enable)端，下降沿使能；D0：低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）；D1：低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線1位；D2：低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線2位；D3：低4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線3位；D4：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線4位；D5：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線5位；D6：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線6位；D7：高4位三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）（也是busyflag）；LED+：背光電源正極；LED-：背光電源負(fù)極[18]。圖3.7為1602與AT89C51的連接圖,D0接PC1，D1接PC2，D3串聯(lián)一個電阻接單片機的PC2，D3是低4位三態(tài)接PC3期間也串聯(lián)一個電阻，LED+為光源正極，當(dāng)單片機收到傳感器信息時就會把粉塵濃度值的變化通過電路部分以電流的形式傳輸?shù)斤@示器上顯示出來，這樣就達(dá)到了可以讓人們隨時可以通過顯示器來了解當(dāng)前粉塵的濃度值。圖圖3.71602與AT89C51的連接3.3語音模塊這個模塊采用芯片WT588D語音芯片。WT588D是廣州唯創(chuàng)與臺灣華邦合作研發(fā)的一款語音芯片（單片機）。WT588D不僅可以作為一般語音芯片，當(dāng)從片發(fā)聲，而且因為I/O口多，帶控制功能和外置FLASH存儲器，所以能做FLASH單片機；最重要的是還可以按照樣品直接投掩膜，管腳完全不用改動，價錢便宜一半.WT588D的芯片引腳如圖3.8所示。圖3.8WT588D的引腳圖WT588D的特性：外掛2M～32M的Flash，時間從32—1054秒。掩膜為內(nèi)置ROM，最長支持400秒（@6K采樣）。采樣率支持6K～22KDAC輸出：13Bit，PWM輸出：12Bit內(nèi)置0.5W功放，可直接推動0.5W/8Ω揚聲器支持加載MP3/WAV/WMA三種音頻格式工作電壓：DC2.8V～5.5V靜態(tài)休眠電流：<10uA可通過電腦軟件，隨意組合語音，可插入靜音，插入的靜音不占用內(nèi)存的容量，一個已加載語音可重復(fù)調(diào)用到多個地址，重復(fù)調(diào)用的，不占空間，這是其它芯片所不具備的USB下載方式，支持在線下載/ISP下載7種控制方式：MP3控制模式、按鍵控制模式、3×8矩陣控制模式、并口控制模式、一線串口控制模式、三線串口控制模式以及三線串口控制I/O口擴展輸出模式掩膜后的管腳與原來一致，性能一樣，音質(zhì)一樣。不用更改電路。且不用焊接FLASH最多可加載500段語音；210段可控制地址位，單個地址位最多可加載128段語音，地址位內(nèi)的語音組合播放；插入的靜音時間范圍10ms～25min；靜音不占用存儲空間語音模塊電路原理圖如圖3.9所示。圖3.9語音系統(tǒng)電路語音模塊電路采用AMS1117芯片來起穩(wěn)壓作用。AMS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版，設(shè)計用于提供1A輸出電流且工作壓差可低至1V。在最大輸出電流時，AMS1117器件的壓差保證最大不超過1.3V，并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。AMS1117的片上微調(diào)把基準(zhǔn)電壓調(diào)整到1.5%的誤差以內(nèi)，而且電流限制也得到了調(diào)整，以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。AMS1117器件引腳上兼容其他三端SCSI穩(wěn)壓器，提供適用貼片安裝的SOT-223，8引腳SOIC，和TO-252(DPAK)塑料封裝。AMS1117應(yīng)用高效線性穩(wěn)壓器后置穩(wěn)壓器，用于交換式電源5V至3.3V線性穩(wěn)壓器、電池充電器、有源SCSI終端、筆記本電源管理、電池供電設(shè)備。語音模塊是輸出模塊，當(dāng)J2接口的引腳接受到單片機的控制信號后，傳輸?shù)絁5WT588-16語音芯片進(jìn)行處理，處理過后會通過J1所接的揚聲器播放所需的音頻數(shù)據(jù)。單片機當(dāng)語音模塊播放音頻數(shù)據(jù)是D5發(fā)光二極管將變亮。D5發(fā)光二極管可以有效減小電路出錯時出錯電路范圍的大小。J3,J4是兩個分別接VCC和地的引腳，這樣可以讓語音模塊以及激光模塊有獨立的供電系統(tǒng)。C1,C2,AMS1117-3.3V是線性穩(wěn)壓模塊，可以增加電路的穩(wěn)定性。3.4傳感電路當(dāng)今關(guān)于煤炭井下開采是很普遍的，但是對于井下工作人員的身體健康，相關(guān)企業(yè)及國家政府都一直很重視，尤其是井下煤炭粉塵濃度高，容易造成矽肺，以及礦井爆炸等突發(fā)事故。我所用的傳感器是加拿大O/Eland所生產(chǎn)的光纖光柵粉塵濃度傳感器，中心波長用的是1550.60nm，反射率要10.5db，3db帶寬，正負(fù)2nm，當(dāng)光源通過有一定濃度的粉塵時，發(fā)射出的光強會大幅度消弱，當(dāng)通過光纖的柵區(qū)時，光纖的波長會隨著濃度發(fā)生變化，通過一個光電轉(zhuǎn)換模塊，會把波長的變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，但是還缺少一個參考系，因此我們又將同樣的光通過正?？諝?，對光纖的波進(jìn)行分析，光電轉(zhuǎn)化之后把兩個數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)采集卡采集起來，傳輸?shù)絾纹瑱C中進(jìn)行分析、處理，然后通過顯示器、語音提示系統(tǒng)、排塵控制系統(tǒng)進(jìn)行處理。圖3.10傳感器原理圖激光光源發(fā)出的光被調(diào)制后，由分光器將光分成兩路，由光纖一路傳輸至被測氣室，光被吸收后，光纖又將帶有濃度信號的光傳輸至光電探測器PINl，PINl將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；另一路傳輸至參考?xì)馐遥缓蠊饫w又將參考光傳輸至光電探測器PIN2，PIN2將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；這兩路電信號經(jīng)前置放大后，送入數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的信號送入計算機進(jìn)行信號處理、顯示、報警。系統(tǒng)主要由硬件和軟件組成，其中硬件部分有光源、電路、光纖、數(shù)據(jù)采集卡、氣室、氣體和單片機等。3.5控制電路控制電路是利用繼電器來控制電機，通過電機來打開或者關(guān)閉閥門。當(dāng)單片機給出粉塵濃度值過高的數(shù)字信號時，通過二極管，使繼電器內(nèi)部線圈通電，點機發(fā)動，排塵閥門打開。當(dāng)粉塵濃度不超標(biāo)的時候，電機停止工作，閥門關(guān)閉。控制電路原理圖如圖3.11所示。圖3.11控制電路3.2鍵盤電路外接三個獨立鍵盤，分別接在單片機的相應(yīng)端口上，起設(shè)定、上調(diào)、下調(diào)作用。由于在實驗板上沒有多余的獨立鍵盤，需要將如圖3.12所示的矩陣鍵盤改造為獨立鍵盤。圖3.12復(fù)位電路因矩陣鍵盤的工作原理是先將行的二進(jìn)制的位數(shù)賦值為0111，再分別檢測鍵盤的列的位數(shù)，當(dāng)?shù)谝恍械哪骋粋€按鍵被按下的時候，其列的四位二進(jìn)制數(shù)必然有一位為0，此時再判斷這個0的位置，就能檢測被按下的是哪個按鍵。如果第一行沒有檢測到按鍵，則將行的二進(jìn)制賦值為1011，再依次檢測列的位數(shù)。依次類推，不停的重復(fù)著對鍵盤進(jìn)行檢測[14]。因此，要想將矩陣鍵盤改為獨立鍵盤，只需將某一列賦值為0，這樣就只用檢測這一列所對應(yīng)的行的二進(jìn)制，或是將某一行賦值為0，然后檢測這一行所對應(yīng)的列的二進(jìn)制。本次設(shè)計是將P1.3賦值為0，再判斷P.4、P1.5、P1.6所對應(yīng)的按鍵A、B、C是否被按下。圖3.13矩陣鍵盤電路4.系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1設(shè)計環(huán)境一般來說，編寫嵌入式程序可以采用兩種程序架構(gòu)：一種是前后臺系統(tǒng)，即整個系統(tǒng)的所有任務(wù)構(gòu)成一個超級無限循環(huán)，此稱為后臺，其余的異步事件，如定時器溢出、串口接收中斷等都在中斷服務(wù)程序里即前臺處理。應(yīng)用前后臺系統(tǒng)的優(yōu)點是程序結(jié)構(gòu)簡單，缺點是不能適合于復(fù)雜應(yīng)用。另一種程序結(jié)構(gòu)為采用嵌入式操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用了基于uCOS—II的嵌入式實時操作系統(tǒng)RTOS(RealTimeOperatingSystem)。實時操作系統(tǒng)具有兩個顯著的特點：(1)實時性：單片機系統(tǒng)的監(jiān)測、控制、通信等工作都要求實時性，一旦出現(xiàn)有關(guān)情況，CPU能夠及時響應(yīng)，刻不容緩。為此，一個實用的RTOS都應(yīng)具有完善的中斷響應(yīng)機制，保證中斷響應(yīng)潛伏時間足夠短；（2）多任務(wù)：半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用復(fù)雜性的增長促使CPU的處理能力越來越高，在這樣強大的處理器上運行應(yīng)用程序，必然不是整塊，而是根據(jù)所要實現(xiàn)的若干方面功能，劃分為數(shù)個任務(wù)，這樣有利于軟件的開發(fā)和維護(hù)。因此單片機系統(tǒng)中采用的RTOS必然是支持多任務(wù)的，并能夠根據(jù)各個任務(wù)的輕重緩急，合理地在它們之間分配CPU和各種資源的占用時間。uCOS—II是源碼公開的實時嵌入式內(nèi)核，其性能完全可以與商業(yè)產(chǎn)品競爭。自1992年以來，全世界成千上萬的開發(fā)者已經(jīng)成功地將uC／OS-II應(yīng)用于各種系統(tǒng)。uC／OS—II是著名的、源碼公開的實時內(nèi)核，是專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的，可用于各類8位、16位和32位單片機或DSP。從uC／0S-II算起，該內(nèi)核已有10余年應(yīng)用史，在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。uCOS-II提供了諸如定時器、信號量、消息隊列、郵箱、事件標(biāo)志等等系統(tǒng)服務(wù)。為了在AVR上應(yīng)用uCOS-II，需要對其進(jìn)行移植，即改變uCOS-II當(dāng)中與處理器有關(guān)的代碼以實現(xiàn)uCOS-II在該處理器上的正確運行。在基于uCOS-II的嵌入式軟件分為實時操作系統(tǒng)內(nèi)核、與處理器相關(guān)部分、與應(yīng)用相關(guān)部分，用戶的應(yīng)用系統(tǒng)等四個部分。編譯和連接：在設(shè)置好工程后，即可進(jìn)行編譯、連接。選擇菜單Project->Buildtarget，對當(dāng)前工程進(jìn)行連接或點擊工具欄中相應(yīng)按鈕，驗證程序是否編譯正確。編譯結(jié)果如圖4.2所示。4.1編譯圖系統(tǒng)開始工作時，單片機初始化，傳感電路開始測量井下粉塵的濃度通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳入單片機，單片機做出反應(yīng)，將超標(biāo)值顯示于液晶顯示屏上。同時系統(tǒng)做出判斷井下粉塵濃度超標(biāo)值是否具有危險性，若濃度值沒有超標(biāo)就繼續(xù)測量。若超標(biāo)單片機控制繼電器打開閥門進(jìn)行排塵并打開語音提示報警。在打開閥門排氣的同時傳感電路仍然繼續(xù)測量粉塵濃度，此時若分成濃度恢復(fù)到不具有危險性，就關(guān)閉閥門和語音提示。若可粉塵濃度仍然超標(biāo)就繼續(xù)排塵檢測直到粉塵濃度達(dá)到安全范圍。4.2系統(tǒng)程序的框圖系統(tǒng)開始工作時，單片機初始化，傳感電路開始測量井下氣體濃度只通過光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳入單片機，單片機做出反應(yīng)，將濃度值顯示于液晶顯示屏上。同時系統(tǒng)做出判斷井下粉塵濃度值是否超標(biāo)，若濃度值沒有超標(biāo)就繼續(xù)監(jiān)測井下粉塵濃度。若超標(biāo)單片機控制繼電器打開閥門進(jìn)行排塵并打開語音提示報警。在打開閥門排塵的同時傳感電路仍然繼續(xù)測量粉塵的濃度，此時若粉塵濃度值恢復(fù)到不具有危險性是，就關(guān)閉閥門和語音提示。若粉塵濃度仍然超標(biāo)就繼續(xù)排塵檢測直到粉塵濃度恢復(fù)正常。4.3硬件調(diào)試Protel99是ProtelTechnology公司的產(chǎn)品，是一個基于Windows平臺的32位EDA設(shè)計系統(tǒng)，用于電路原理圖和印制板圖的計算機輔助設(shè)計。主要分為兩大部分：（1）原理圖設(shè)計系統(tǒng)這是一個易于使用的具有大量元件庫的原理圖編輯器，主要用于原理圖的設(shè)計。它可以為印制電路板設(shè)計提供網(wǎng)絡(luò)表。該編輯器除了具有強大的原理圖編輯功能以外，其分層組織設(shè)計功能、設(shè)計同步器、豐富的電氣設(shè)計檢驗功能及強大而完善的打印輸出功能，使用戶可以輕松完成所需的設(shè)計任務(wù)。（2）印制電路板設(shè)計系統(tǒng)它是一個功能強大的印制電路板設(shè)計編輯器，具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點，用于印制電路板（PCB）的設(shè)計并最終產(chǎn)生PCB文件，直接關(guān)系到印制電路板的生產(chǎn)。Protel99SE的印制電路板設(shè)計系統(tǒng)可以進(jìn)行多達(dá)32層信號層、16層內(nèi)部電源/接地層的布線設(shè)計，交互式的元件布置工具極大地減少了印制板設(shè)計的時間。同時它還包含一個具有專業(yè)水準(zhǔn)的PCB信號完整性分析工具、功能強大的打印管理系統(tǒng)、一個先進(jìn)的PCB三維視圖預(yù)覽工具。此外，Protel99SE還包含一個功能強大的基于SPICE3f5的模/數(shù)混合信號仿真器，使設(shè)計者可以方便地在設(shè)計中對一組混合信號進(jìn)行仿真分析。同時，它還提供了一個高效、通用的可編程邏輯器件設(shè)計工具【5】。Protel99是應(yīng)用最廣泛的電子線路設(shè)計軟件，使用簡單、易于學(xué)習(xí)、功能強大。它結(jié)合電子電路設(shè)計的特點，從實用角度出發(fā)，完全可以實現(xiàn)電路原理圖的設(shè)計及印制電路板的設(shè)計方法。具體內(nèi)容有Prorel99原理圖設(shè)計環(huán)境的設(shè)置、電路原理圖的設(shè)計、層次式原理圖的設(shè)計、原理圖元件的創(chuàng)建、電路板設(shè)計的基本知識、電路板設(shè)計環(huán)境設(shè)置、電路板規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)表的載入、印制電路板的設(shè)計、元件封裝的創(chuàng)建、各種報表文件的生成及設(shè)計成果的輸出等。設(shè)計調(diào)試：本設(shè)計的開發(fā)板原理圖用Protel99工具完成，在進(jìn)行元器件的創(chuàng)建、元器件的選擇以及元器件的連接以后，在這整體的合理布局以后，我們采用菜單欄上的TOOL工具欄中ERC電氣檢測對原理圖檢測，經(jīng)檢驗無誤，硬件連接正確。5結(jié)論本設(shè)計利用了單片機與簡單外圍電路結(jié)合的思想，通過對單片機軟件程序和硬件電路的合理劃分，完成了井下監(jiān)測粉塵濃度控制功能。利用FBG光學(xué)特性，設(shè)計了光源調(diào)制裝置，從而獲得適合氣體檢測的窄帶掃描光源，既解決了目前窄帶光源相干性高引起的系統(tǒng)附加干涉問題，又降低了光源成本，同時，只要通過更換不同反射波長的光柵就可以實現(xiàn)對不同氣體的測量；在本系統(tǒng)中，單片機AT89C51作為電路的核心部分，采用C語言編程。外圍電路由控制電路、傳感電路、液晶顯示電路和語音提示電路組成。控制電路選用繼電器來控制電機來打開或者關(guān)閉閥門。傳感電路采用了布拉格光柵傳感器，在電路中的起到主導(dǎo)的作用。液晶顯示采用的是1602芯片。語音提示采用WT588D語音芯片。為了保證電源的穩(wěn)定以及有效，系統(tǒng)的電源部分經(jīng)行了一系列的穩(wěn)壓及蒸整流，達(dá)到了預(yù)想的效果。在整個設(shè)計過稱中，需要實現(xiàn)測出井下粉塵體濃度值，再與平常的空氣中的粉塵濃度做對比，老師平時指導(dǎo)我們將設(shè)計模塊化，首先實現(xiàn)功能，接著逐個地添加功能，最后達(dá)到自動監(jiān)測可粉塵濃度和排放粉塵的功能。在畢業(yè)設(shè)計過程中，不斷調(diào)試和修改電路及程序，提高了對單片機的應(yīng)用能力，以及分析和解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計設(shè)計學(xué)習(xí)階段非常重要難得的理論和實踐相結(jié)合的機會，通過本次以單片機為核心的井下安全系統(tǒng)的設(shè)計，我鞏固了所學(xué)的理論知識。和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，以及在親身設(shè)計整個系統(tǒng)中，培養(yǎng)了自己不斷提高產(chǎn)品性能的發(fā)散性思維，使我在對以后未來的工作中充滿了自信，及希望?？傊?，通過本次完整的控制系統(tǒng)設(shè)計，我各方面的能力得到了提高，今后的學(xué)習(xí)生活中我將不斷的提高與完善自己。致謝經(jīng)過幾個月的設(shè)計，我終于完成了這次井下安全系統(tǒng)的設(shè)計，這是我對單片機和Protel，C語言等有了更深刻的了解及認(rèn)識！本次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝我的指導(dǎo)老師樊老師。樊老師一直做事嚴(yán)謹(jǐn)，細(xì)心并具有創(chuàng)造性思維，在我設(shè)計方案的時候，總是能給我好多改良性的意見，設(shè)計過程中，給了我很大的幫助。從選題到整個畢業(yè)設(shè)計的完成，都離不開樊老師的指導(dǎo)。他淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)求實的作風(fēng)、對我們無微不至的關(guān)心、孜孜不倦的工作精神深深觸動了我。在此，我要向樊老師表示深深的感謝，不僅感謝他交給我們知識，更感謝他對我們的鼓勵！參考文獻(xiàn)[1]劉建英.基于單片機的壓力控制系統(tǒng)設(shè)計[J].內(nèi)蒙古石油化工，2005：15-20[2]張毅剛.新編MCS-51單片機應(yīng)用設(shè)計[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005:1-4.[3]何立民.鍋爐自控系統(tǒng)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1990:8-12[4]楊將新,李華軍,劉東駿.單片機程序設(shè)計及應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社,2006:4-8[5]蔣輝平,周國雄.單片機原理與應(yīng)用設(shè)計[Ｍ].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007.9:1-13[6]徐淑華，程退安，姚萬生.單片機微型機原理及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1999.6:2-4[7]陳光東.單片機微型計算機原理與接口技術(shù)(第二版)[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999.4：20-22[8]楊寧．單片機與控制技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005(1):126-145[9]張毅坤，陳善久，裘雪紅.單片微型計算機原理及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社,1998:2-5[10]曹巧媛.單片機原理與應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002:122-140[11]張凱,馬忠梅.MCS-51單片機綜合系統(tǒng)及其設(shè)計開發(fā)[M].北京:科學(xué)出版社,1996：202-208[12]WT588D語音芯片使用說明[M].大連東顯電子.[13]電子驛站.手把手教你1602字符型液晶模塊使[EB/OL]./blog/item/fda93f6dabcc29f1431694ee.html[14]電子天下.LCD1602中文資料[15]電子天下.LCD1602中文資料..html[16]徐瑋.51單片機綜合學(xué)習(xí)系統(tǒng)——1602字符型液晶顯示篇[J].電子制作[17]蔡康松,段杏林.基于單片機字符型液晶顯示模塊控制設(shè)計[J].黃山學(xué)院學(xué)報2005:34-40[18]鄧燕妮,常小科等.基于51單片機控制的液晶顯示技術(shù)[J].工業(yè)控制計算2007(03):57-6[19]彭小軍.各種壓力傳感器的應(yīng)用[J].新余高專學(xué)報.2004(9)：54-60[20]吳今哲.基于AT89C51的C語言編程[J].機械與電子,2023:32-38[21]蔡江洪;壓力自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].東南大學(xué)學(xué)報，2005ThemonitoringofCoalminedustconcentrationsystemdesignAbstract:Microcontroller-basedcontrolofthemonitoringcoalminedustconcentrationsystemisatechnologywhichhasdevelopedrapidlyrecentyears.Itishecombinationofcomputerhardwaresystems,softwareprogramsandautomaticcontroltechnology.Microcontrollerandexternalexpansiondeviceareusedinthispaper.AT89C51microcontrollerisusedasacontroller.Themonitoringcircuitisconsistofsensingcircuit,cotrolcircuitvoicepromptsandLCD.ThecontrolofmicroncontrollerhardwareandsoftwarecompeletedtheCoalminedustconcentrationofboilerautomaticcintrolsystemtoimprovelaborproducitivity,tosavehumanandmaterialresources,toimproveworkingconditionsandeconomicandsocialbenefits.Keywords:SCMCoalminedustconcentrationLCDvoiceprompts附錄：1.LCD顯示程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchartypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;typedefbitBOOL;sbitrs=P0^0;//sbitrw=P0^1;sbitep=P0^2;//BYTEcodedis1[]={"警告?。?};//BYTEcodedis2[]={"粉塵濃度值"};ucharcodedis3[]={"："};BYTEdatadis_buf[16];BYTEdatabuf[16];delay(BYTEms){//延時子程序BYTEi;while(ms--){for(i=0;i<250;i++){_nop_();nop_();nop_();nop_();}}}BOOLlcd_bz(){//測試LCD忙碌狀態(tài)BOOLresult;rs=0;rw=1;ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();result=(BOOL)(P1&0x80);ep=0;returnresult;}lcd_wcmd(BYTEcmd){//寫入指令數(shù)據(jù)到LCDwhile(lcd_bz());rs=0;rw=0;ep=0;nop_();nop_();P1=cmd;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=0;}lcd_pos(BYTEpos){//設(shè)定顯示位置lcd_wcmd(pos|0x80);}lcd_wdat(BYTEdat){//寫入字符顯示數(shù)據(jù)到LCDwhile(lcd_bz());rs=1;rw=0;ep=0;P1=dat;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=1;nop_();nop_();nop_();nop_();ep=0;}lcd_init(){//LCD初始化設(shè)定lcd_wcmd(0x38);//delay(1);lcd_wcmd(0x0c);//delay(1);lcd_wcmd(0x06);//delay(1);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內(nèi)容delay(1);}voidpre_disp(uintlon)//濃度顯示函數(shù){ucharbai,shi,ge,i;bai=lon/100;shi=lon%100/10;ge=lon%100%10;//Lcd_WriteCmd(addr_tab[8*x+y]);//寫地址delay(1);//Lcd_WriteData(0x3a);//Lcd_WriteData(0x30|bai);//Lcd_WriteData(0x30|shi);//Lcd_WriteData(0x2e);//Lcd_WriteData(0x30|ge);lcd_wdat(0x30|bai);//ASCII編碼并顯示lcd_wdat(0x30|shi);//ASCII編碼//lcd_wdat(0x2e);i=0;while(dis3[i]!='\0'){lcd_wdat(dis3[i]);/i++;}lcd_wdat(0x30|ge);}2.功能函數(shù)程序/*REG51.H*/#ifndef__REG51_H#define__REG51_H/*BYTERegister*/sfrP0=0x80;sfrP1=0x90;sfrP2=0xA0;sfrP3=0xB0;sfrPSW=0xD0;sfrACC=0xE0;sfrB=0xF0;sfrSP=0x81;sfrDPL=0x82;sfrDPH=0x83;sfrPCON=0x87;sfrTCON=0x88;sfrTMOD=0x89;sfrTL0=0x8A;sfrTL1=0x8B;sfrTH0=0x8C;sfrTH1=0x8D;sfrIE=0xA8;sfrIP=0xB8;sfrSCON=0x98;sfrSBUF=0x99;/*BITRegister*//*PSW*/sbitCY=0xD7;sbitAC=0xD6;sbitF0=0xD5;sbitRS1=0xD4;sbitRS0=0xD3;sbitOV=0xD2;sbitP=0xD0;/*TCON*/sbitTF1=0x8F;sbitTR1=0x8E;sbitTF0=0x8D;sbitTR0=0x8C;sbitIE1=0x8B;sbitIT1=0x8A;sbitIE0=0x89;sbitIT0=0x88;/*IE*/sbitEA=0xAF;sbitES=0xAC;sbitET1=0xAB;sbitEX1=0xAA;sbitET0=0xA9;sbitEX0=0xA8;/*IP*/sbitPS=0xBC;sbitPT1=0xBB;sbitPX1=0xBA;sbitPT0=0xB9;sbitPX0=0xB8;/*P3*/sbitRD=0xB7;sbitWR=0xB6;sbitT1=0xB5;sbitT0=0xB4;sbitINT1=0xB3;sbitINT0=0xB2;sbitTXD=0xB1;sbitRXD=0xB0;/*SCON*/sbitSM0=0x9F;sbitSM1=0x9E;sbitSM2=0x9D;sbitREN=0x9C;sbitTB8=0x9B;sbitRB8=0x9A;sbitTI=0x99;sbitRI=0x98;#endif/*INTRINS.H*/#ifndef__INTRINS_H#define__INTRINS_Hexternvoidnop_(void);externbittestbit_(bit);externunsignedchar_cror_(unsignedchar,unsignedchar);externunsignedint_iror_(unsignedint,unsignedchar);externunsignedlong_lror_(unsignedlong,unsignedchar);externunsignedchar_crol_(unsignedchar,unsignedchar);externunsignedint_irol_(unsignedint,unsignedchar);externunsignedlong_lrol_(unsignedlong,unsignedchar);externunsignedchar_chkfloat_(float);externvoid_push_(unsignedchar_sfr);externvoid_pop_(unsignedchar_sfr);#endif3.主函數(shù)程序#include<reg51.h>#include<int.rins.h>#include<1602h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//typedefunsignedcharU8;/*definedforunsigned8-bitsintegervariable無符號8位整型變量*/typedefsignedcharS8;/*definedforsigned8-bitsintegervariable有符號8位整型變量*/typedefunsignedintU16;/*definedforunsigned16-bitsintegervariable無符號16位整型變量*/typedefsignedintS16;/*definedforsigned16-bitsintegervariable有符號16位整型變量*/typedefunsignedlongU32;/*definedforunsigned32-bitsintegervariable無符號32位整型變量*/typedefsignedlongS32;/*definedforsigned32-bitsintegervariable有符號32位整型變量*/typedeffloatF32;/*singleprecisionfloatingpointvariable(32bits)單精度浮點數(shù)（32位長度）*/typedefdoubleF64;/*doubleprecisionfloatingpointvariable(64bits)雙精度浮點數(shù)（64位長度*///#defineData_0_time4//IO口定義區(qū)//sbitP2_0=P2^0;//sbitSRH_DOWN=P2^1;//U8U8FLAG,k;U8U8count,U8temp;U8U8T_data_H,U8T_data_L,U8RH_data_H,U8RH_data_L,U8checkdata;U8U8T_data_H_temp,U8T_data_L_temp,U8RH_data_H_temp,U8RH_data_L_temp,U8checkdata_temp;U8U8comdata;U8outdata[5];//定義發(fā)送的字節(jié)數(shù)U8indata[5];U8count,count_r=0;U8str[5]={"RS232"};U16U16temp1,U16temp2;uintT,SRH;ucharcodedis1[]={".'Cset18"};ucharcodedis2[]={".%RHset80%"};//ucharcodedis3[]={"："};SendData(U8*a){outdata[0]=a[0];outdata[1]=a[1];outdata[2]=a[2];outdata[3]=a[3];outdata[4]=a[4];count=1;SBUF=outdata[0];}voidDelay1(U16j){U8i;for(;j>0;j--){for(i=0;i<27;i++);}}voidDelay_10us(void){U8i;i--;i--;i--;i--;i--;i--;}voidCOM(void){U8i;for(i=0;i<8;i++){U8FLAG=2;while((!P2_0)&&U8FLAG+