基于AT89C51的智能礦井環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng) (1)2011-05-17 18:34:33來源:互聯(lián)網(wǎng)

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　　1 引言

　　以監(jiān)測礦井有毒有害氣體為目的，介紹一種通用性很強(qiáng)的智能空氣監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。采用AT89C51單片機(jī)作為主控器，可實(shí)現(xiàn)對礦下溫度和氧氣、甲烷氣等有毒有害氣體的濃度參數(shù)進(jìn)行采集處理、存儲(chǔ)、顯示及報(bào)警功能；同時(shí)可與上位機(jī)進(jìn)行串行通訊：并能將環(huán)境空氣的詳細(xì)歷史資料存儲(chǔ)在EEPROM中備查。此外，能實(shí)現(xiàn)對礦井有人作業(yè)環(huán)境取排風(fēng)溫度進(jìn)行連續(xù)、間歇檢測；對無人作業(yè)環(huán)境下系統(tǒng)自動(dòng)定時(shí)運(yùn)行、非正常斷電后系統(tǒng)開機(jī)等記憶功能。詳細(xì)闡述了硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程，并且指出該系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢。

　　2系統(tǒng)組成及工作原理

　　該系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分。硬件部分主要完成各種傳感器信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、各種信息的顯示等；軟件部分主要完成信號(hào)的處理及控制功能等。其工作原理是通過89C51單片機(jī)一次查詢各傳感器的輸出信號(hào)，然后對輸入信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理后，再通過顯示模塊輸出，同時(shí)還可輸出各種報(bào)警信號(hào)和控制信號(hào)。圖1給出系統(tǒng)原理框圖。

　　3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　3.1主控模塊

　　系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)，它帶有4 KB閃速式存儲(chǔ)器、128 B內(nèi)存，最大工作頻率為24 MHz。同時(shí)具有32條輸入輸出線，16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，1個(gè)串行口。

　　3.2外圍電路

　　采片Atmel公司的AT24C128，該器件具有128 Kb的EEPROM，可寫入10萬次，保持40年數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)擴(kuò)展了一片EPROM2754，接口器件采用一片8279，兩片8155；兩片A／D轉(zhuǎn)換器選用ADC0809，在對12個(gè)通道進(jìn)行掃描檢測時(shí)，還將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。MAX232是一款帶±15 kV靜電保護(hù)，+5 V單電源供電的RS232收發(fā)器。顯示模塊采用44780驅(qū)動(dòng)的LCD，HD44780(KS0062)是用低功耗CMOS技術(shù)制造的大規(guī)模點(diǎn)陣LCD控制器(兼帶驅(qū)動(dòng)器)和4 bit／8bit微處理器相連，它能使點(diǎn)陣LCD顯示大小寫英文字母、數(shù)字和符號(hào)等信息。同時(shí)有較強(qiáng)的通用性，使用方便，能使用戶僅用少量的元件組成一個(gè)完整的點(diǎn)陣LCD系統(tǒng)，根據(jù)送入的相關(guān)數(shù)據(jù)和指令就能實(shí)現(xiàn)所需的顯示。HD44780顯示模塊有8條數(shù)據(jù)線，3條控制線，可與微處理器或微控制器相連，通過送入數(shù)據(jù)和指令，可使模塊正常工作。

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