1 瓦斯浓度检测功能:采用模拟系统,设定阈值为某值,当瓦斯浓度达到这一值时,蜂鸣器响同时灯亮。

2 显示功能:检测到瓦斯时就会显示其浓度。

3 报警功能:当瓦斯浓度超过阈值,蜂鸣器响灯亮。

4 复位功能:设备出现故障或者需要调整时,按复位键实现初始化。

2。3 系统工作原理

    此次设计是基于单片机来实现煤矿瓦斯浓度检测报警。气敏传感器用来检测外部瓦斯的浓度,其检测到的值是模拟量,将检测到的模拟信号转换为电压信号输出。然后在A/D转换电路中将电压信号转换为数字信号传送到控制电路。单片机是核心部分,负责信号的处理运算。单片机进行完数据处理,分析之后控制显示电路进行浓度显示。如果瓦斯浓度正常时,显示电路显示瓦斯浓度,报警电路不报警。如果瓦斯浓度超过阈值时,显示电路显示瓦斯浓度,报警电路进行声光报警,提醒煤矿工人出现危险,需要尽快离开,防止发生事故。

3 系统硬件电路设计 

3。1 主控电路设计

根据2。1的总体结构可知,主控芯片电路设计部分主要包括单片机选型,时钟电路,复位电路,电源电路。

3。1。1 单片机选型 文献综述

   随着计算机技术的发展,单片机因具有集成度高、体积小、速度快、价格低等特点而在许多领域应用,以致在这些领域中的技术水平和自动化程度大幅度提高。在众多的单片机生产商中,较为著名INTEL公司所生产MCS-51系列单片机有着广泛的应用。通过考量控制系统的目标、可靠性、性价比、功能、精度以及速度来选择单片机的型号,根据本设计的情况,单片机的型号选择可从两方面考虑:一是要具有较高的性价比;二是要具有较强的抗干扰能力。本设计采用ATMEL公司生产的AT89S52单片机作为监测系统的核心器件,它是AT89S系列单片机的一种,具有AT89C52系列单片机的全部功能。此外,与AT89C52相比,AT89S52新增加了许多功能,这将使单片机在工作过程中具备了更高的稳定性和更强的电磁抗干扰能力。首先,看门狗电路增加到了AT89S52的内部,这使得用户应用系统更加坚固,同时也提高了系统的可靠性:其次,拥有特殊双数据指针的AT89S52使其数据操作更加的快捷与方便;再次,AT89S52运行速度变得更高,最高晶振可达到33MHZ;最后,AT89S52支持ISP(In—System Programming)在线下载的功能。AT89S52中ISP共有4个引脚:RST、MOSI、MISO和SCK。使用者能直接替换应用系统中的AT89C51/52,但是软件和硬件则均不需要作任何的修改。AT89S52之所以能够避免由于外部芯片扩展过多或者传感器输入信号过多而引起的信号失真、电磁干扰等现象的发生,是因为该单片机增加了高可靠性、安全性等功能,因此它在检测甲烷气体时能够满足监控、信息传送等要求。同时,从经济适用性的角度来看,AT89S52不仅硬件结构相对简单,而且价格又低、功能也强、性价比较高。其中40和20引脚都是电源引脚,40引脚为+5V的电源引脚VCC,20引脚则为接地GND。XTAL1和XTAL2在这里一般则作为晶体振荡电路的输入输出端。RST可当做复位输入引脚,当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。9,29,30,31引脚为4根控制线。P0、P1、P2、P3一共四个八位I/O口线。 数据总线的P0口是32引脚到39引脚。

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